ارزیابی و انتخاب ژنوتیپ‎ های مطلوب با استفاده از روش های آماری چند‎متغیره در نسل F۲ برنج

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: در بسیاری از کشور‎‎های دنیا به ‎علت چالش ‎های زیستی، غیرزیستی و رشد جمعیت جهان، تامین مواد غذایی و به‎ ویژه امنیت غذایی کشورها در اولویت قرار دارد. به‎ علت مصرف روزانه و تامین نیاز غذایی مردم بسیاری از کشورها، گیاهانی از جمله برنج را به یک گیاه استراتژیک تبدیل کرده ‎است. برای افزایش پتانسیل تولید برنج نیاز به برنامه اصلاحی مناسب است. تنوع ژنتیکی در جمعیت های انتخابی در بهینه ‎سازی روند اصلاحی نقش مهمی دارد اما به ‎علت افزایش فرسایش ژنتیکی و شدت فعالیت‎ های اصلاحی، تنوع ژنتیکی کاهش یافته ‎است .یکی از مهم‎ ترین روش‎ های افزایش پتانسیل تولید برنج، استفاده از سیستم تلاقی است. تلاقی در برنج به‎ علت پدیده هتروزیس یک روش بسیار پرکاربرد در افزایش عملکرد است و منجر به تولید نتاج برتر از والدین یا رقم تجاری منطقه می ‎شود. آمار چندمتغیره روشی مناسب برای تجزیه روابط مختلف بین صفات، شناسایی تنوع موجود و ارزیابی دقیق در انتخاب ژنوتیپ برتر جهت بهبود عملکرد دانه در برنج است. تجزیه خوشه ‎ای و رگرسیونی یک ابزار قدرتمند در آمار چندمتغیره است که به ‎عنوان شاخص انتخاب در تعیین صفات موثر بر عملکرد استفاده می‎ شود. همبستگی با بیان ارتباط بین متغیرها یک روش بسیار تاثیرگذار در تعیین روند انتخاب بوته برتر در تجزیه ‎های آماری است. هدف از این پژوهش، استفاده از اصلاح کلاسیک و آمار چندمتغیره در بین جمعیت در حال تفرق F۲ برنج برای انتخاب لاین ‎هایی با پتانسیل عملکرد بالا برای نسل بعد است. مواد و روش: در این تحقیق، تعداد ۲۰۰۰ بذر F۲ حاصل از تلاقی نعمت به‎ عنوان پایه مادری با رقم محلی سنگ ‎طارم به‎ عنوان پایه ‎پدری در مزرعه تحقیقاتی برنج پژوهشکده ژنتیک و زیست‎ فناوری کشاورزی طبرستان دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به تعداد ۵۰ ردیف به ‎طول ۱۰ متر و فاصله کشت ۲۵×۲۵ در مساحتی حدود ۱۲۵ متر مربع نشاء‎کاری شدند. تعداد ۱۸ بوته برتر از لحاظ صفات مورفولوژیکی انتخاب و برای تجزیه و تحلیل داده‎ های مورفولوژیکی نظیر صفات ارتفاع بوته، تعداد پنجه ‎بارور، طول خوشه، تعداد دانه پوک، تعداد دانه ‎پر، تعداد کل‎ دانه، وزن ۱۰۰ دانه، طول دانه، عرض دانه و عملکرد بوته با استفاده از آمار چندمتغیره مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. از تجزیه کلاستر صفات با مقیاس فاصله اقلیدسی برای گروه‎ بندی بوت‎ه ها و تابع تشخیص برای صحت گروه ‎بندی استفاده شد. برای بررسی ارتباط بین صفات از تجزیه همبستگی و رگرسیون استفاده شد. یافته‎ ها: نتیجه تجزیه خوشه ‎ای صفات، ژنوتیپ ‎ها را به سه گروه تقسیم کرد. گروه اول بیشترین میانگین عرض دانه (۲/۶۹)، تعداد دانه‎ کل (۱۶۸/۵)، تعداد دانه ‎پر (۱۱۷/۲۲) و کم‎ترین میانگین ارتفاع بوته (۱۲۱/۸۳) را داشت و گروه سوم در میانگین صفات وزن ۱۰۰ دانه (۲/۹۴)، تعداد پنجه ‎بارور (۳۵) و طول خوشه (۲۹/۷۸) بالاترین مقادیر را نشان داد. کم‎ترین میانگین تعداد دانه پوک (۱۷/۲۲) و بیشترین میانگین طول دانه (۱۱) به گروه ۲ مرتبط بودند. گروه سوم به ‎عنوان گروه عملکرد با بیش‎ترین وزن ۱۰۰ دانه، تعداد پنجه و ارتفاع بوته در نظر گرفته شد. صحت گروه ‎بندی بوته‎ های متعلق به گروه‎ ها توسط تابع تشخیص مورد تایید قرارگرفت. تابعی را که تجزیه تشخیص توانست معرفی کند، ۹۴ درصد واریانس کل داده ‎های آزمایش را در برداشت و توانست با مقدار ویژه ۳۲/۶۷ به‎ خوبی گروه‎ ها را از همدیگر تفکیک کند. میانگین‎ های صفات تعداد پنجه، تعداد دانه پوک، تعداد کل دانه، وزن ۱۰۰ دانه و عملکرد تک ‎بوته تفاوت ‎های معنی ‎داری بین گروه‎ ها داشتند و عامل اصلی تفرق بوته ‎ها بودند. در همبستگی ساده ‎خطی، صفات طول خوشه با ارتفاع بوته (۵۶۶/ ۰ r =)، تعداد دانه کل با تعداد دانه پر (۰/۵۵۳r =)، وزن ۱۰۰ دانه با تعداد دانه پر (۰/۴۹۷- r = ) و عرض دانه با طول خوشه (۰/۴۸۹- r =) در سطح ۵ درصد و تعداد دانه کل با تعداد دانه پوک (۰/۷۸۲ r = )، ارتفاع بوته و تعداد پنجه ‎بارور با عمکرد (به‎ ترتیب ۰/۷۰۸ و ۰/۷۸۹r = ) در سطح ۱ درصد (حدود اطمینان ۹۹%) ارتباطات معنی‎ داری داشتند. خروجی تجزیه رگرسیونی مدلی با ضریب تبیین تعدیل‎ شده ۹۳/۳% بود که نشان‎ دهنده میزان ارتباط بالای این صفات برای توجیه ‎پذیری تغییرات عملکرد است. در تفسیر تغییرات عملکرد با استفاده از تجزیه رگرسیونی به ‎روش توام، صفات ارتفاع بوته و تعداد پنجه ‎بارور اثرات مثبت و بسیار معنی ‎داری در تغییرپذیری عملکرد از خود نشان دادند. در مورد صفات تاثیرگذار در گروه‎ بندی و تفکیک ژنوتیپ‎ ها، بوته‎ های شماره ۵ (۸۷/۸۳ گرم)، ۱۰ (۸۰/۴۵)، ۱۳ (۷۸/۹۳)، ۴ (۷۷/۶۹)، ۱۵ (۷۲/۲۴) و ۱۲ (۷۰/۷۵) بیشترین عملکرد را داشتند. نتیجه‎ گیری: نتیجه تجزیه و تحلیل نشان داد که بوته‎ های شماره ۵ (۸۷/۸۳ گرم عملکرد تک ‎بوته)، ۱۰(۸۰/۴۵)، ۱۳(۷۸/۹۳)، ۴(۷۷/۶۹)، ۱۵(۷۲/۲۴) و ۱۲(۷۰/۷۵) با داشتن صفات مطلوب مورفولوژیکی به ‎عنوان بهترین ژنوتیپ‎ ها برای تولید لاین ‎های امیدبخش گزینش شدند. آمار چندمتغیره به‎ عنوان یک تکنیک مناسب در انتخاب ژنوتیپ برتر به‎ خوبی توانست در بین جمعیت در حال تفرق F۲ برنج، بوته ‎های شماره ۴، ۵، ۱۰، ۱۲، ۱۳ و ۱۵ را با ویژگی ‎های مطلوب مورفولوژیکی مذکور و پتانسیل عملکرد بالا به‎ عنوان بوته ‎های برتر برای تولید لاین امید‎بخش انتخاب کند.

کلیدواژه ها:

Multivariate statistics ، Rice ، Segregating generation of the F۲ population ، Selection ، Yield ، برنج ، نسل در حال تفرق F۲ ، آمار چندمتغیره ، عملکرد و گزینش