بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های برتر علف باغ (Dactylis glomerata L.) با استفاده از صفات زراعی و آغازگرهای ISSR به منظور بهبود راهبردهای اصلاحی

سابقه و هدف: گیاه علف باغ (Dactylis glomerata L.) یکی از مهمترین گندمیان علوفه ای چندساله مناطق سرد است که در مراتع ایران پراکنش دارد و به دلیل تولید زیست توده بالا و سازگاری وسیع، نقش کلیدی در تولید علوفه و چرای دام دارد. در برنامه های به نژادی گراس ها، وجود و شناسایی تنوع ژنتیکی شرط اصلی موفقیت در اصلاح آنها بوده و امکان گزینش والدین دور از نظر ژنتیکی، افزایش هتروزیس، بهبود پایداری عملکرد و ارتقای تحمل به تنش ها را فراهم می کند. ازاین رو، این پژوهش با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های برتر علف باغ و معرفی والدین مناسب برای برنامه های اصلاحی با استفاده از صفات زراعی و نشانگرهای مولکولی ISSR انجام شد.مواد و روش­ها: تعداد ۲۰ ژنوتیپ برتر که پیش تر براساس عملکرد علوفه، تاریخ گرده افشانی و مقاومت به بیماری زنگ انتخاب شده بودند، مورد ارزیابی مولکولی و مورفولوژیکی قرار گرفتند. آزمایش زراعی در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی تبریز واقع در خسروشهر در قالب طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی با ۳ تکرار انجام شد. هریک از ژنوتیپ­ها در اوایل فصل پاییز ۱۳۹۹ به صورت تقسیم پنجه­ها، به تعداد ۱۵ بوته کلون گردیدند و در هر کرت تعداد ۵ بوته به فاصله ۶۰ سانتیمتر کشت شدند. در سال ۱۴۰۰ گیاهان کشت شده به طور کامل استقرار یافتند. از بهار سال ۱۴۰۱ صفات زراعی شامل تاریخ ظهور خوشه، تاریخ گرده افشانی، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد ساقه، قطر تاج پوشش، وزن خشک علوفه، عملکرد بذر و قطر طوقه اندازه گیری گردیدند. داده ها تجزیه واریانس شدند و پس از تایید اختلاف های معنی­دار بین ژنوتیپ ها، مقایسه میانگین ها با روش LSD در سطح احتمال ۵% انجام شد و گروه­بندی ژنوتیپ­ها با استفاده از تجزیه خوشه­ای به روش (Ward) انجام گردید. در تجزیه مولکولی، از تعداد ۲۹ آغازگر ISSR استفاده شد. داده ها به صورت حضور/عدم حضور باندها ثبت و شاخص های تنوع ژنتیکی شامل تعداد موثر آلل (Ne)، شاخص شانون (I) و هتروزیگوسیتی مورد انتظار (He) محاسبه گردید. همچنین، روابط ژنتیکی ژنوتیپ ها با روش Neighbor-Joining و تحلیل مولفه های اصلی (PCA) انجام شد.نتایج: نتایج تجزیه واریانس آزمایش زراعی نشان داد که تفاوت بین ژنوتیپ­ها برای کلیه صفات معنی­دار بود. ژنوتیپ های Dg۱، Dg۶، Dg۱۰، Dg۱۲ وDg۱۸ بالاترین عملکرد علوفه خشک و عملکرد بذر را نسبت به سایر ژنوتیپ ها داشتند. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها را به چهار خوشه اصلی تقسیم کرد که خوشه ۴، بیشترین پراکندگی و تنوع ژنتیکی را داشت. نتایج تجزیه ملکولی نشان داد که در مجموع ۳۴۶ آلل شناسایی شدند که ۳۳۷ آلل (۴/%۹۷) چندشکل بودند. تعداد آلل در نشانگرها بین ۷ تا ۲۰ متغیر و میانگین آنها ۹۳/۱۱ آلل بود. میانگین شاخص شانون، هتروزیگوسیتی مورد انتظار و تعداد موثر آلل به ترتیب برابر با ۴۴۷/۰، ۳۱۵/۰ و ۵۳۳/۱ بود که نشان دهنده تنوع ژنتیکی قابل توجه بین ژنوتیپ هاست. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نیز این گروه بندی را تایید کرد. تحلیل ماتریس شباهت ژنتیکی (دامنه ۴۱/۰ تا ۱۰/۱) نشان داد که ژنوتیپ های با فاصله ژنتیکی بیشتر می توانند برای بیشینه سازی هتروزیس در تلاقی های پلی کراس استفاده شوند. مقایسه نتایج تجزیه خوشه ای براساس نشانگرهای ISSR و صفات زراعی نشان داد که الگوی گروه بندی ژنوتیپ ها در این دو رویکرد همخوانی نداشت.نتیجه­گیری: براساس کیفیت باندها و توان تفکیک، آغازگرهای ISSR۰۳، ISSR۲۵، ISSR۰۶، ISSR۳۲، ISSR۱۷ و ISSR۱۵ به عنوان نشانگرهای کارآمدتر برای غربالگری ژرم پلاسم علف باغ پیشنهاد شدند. بر پایه ضریب شباهت جاکارد، کمترین شباهت (بیشترین فاصله) مربوط به فاصله ژنوتیپ Dg۱۳ با ژنوتیپ هایDg۱۷ ،Dg۱۸ و Dg۱۹ بود. در تجزیه خوشه ای براساس صفات زراعی، ژنوتیپ های Dg۱، Dg۶، Dg۱۲، Dg۱۳ و Dg۱۸ با فاصله ژنتیکی بیشتر در گروه­های متفاوت قرار گرفتند و به عنوان کاندیداهای بالقوه به عنوان والدین برای برنامه های اصلاحی پلی کراس و توسعه ارقام مصنوعی با هدف به حداکثر رساندن هتروزیس و گسترش پایه ژنتیکی ارقام علف باغ توصیه شدند.

کلیدواژه ها:

علف باغ (Dactylis glomerata L.) ، عملکرد علوفه ، تنوع ژنتیکی ، آغازگر ISSR ، تجزیه خوشه ای