غربالگری برخی لاین‌های موتانت نسل دهم برنج (oryza sativa l.) از طریق ارزیابی زراعی و بیوشیمیایی در شرایط شور

مقدمه و هدف: تنش شوری یکی از مهمترین محدودیت‌های کشت برنج در سراسر جهان به‎شمار می‏رود. از طرفی استفاده از مواد جهش‌زای فیزیکی و شیمیایی می‌تواند برای توسعه و ترکیب ژن های جدید یا آلل‌هایی با اهمیت زراعی، بسیار مهم باشد و باعث سازگاری و پایداری بیشتر ژنوتیپ‌ها به شرایط آب‌و‌هوایی و خاک شود. به‎همین جهت، با توسعه و پیشرفت ارقام برنج متحمل و سازگار به شوری می‌توان زمینه افزایش تولید پایدار این محصول را فراهم نمود. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی واکنش موتانت‏های نسل دهم (m10) برنج به تنش شوری در مرحله زایشی با استفاده از ویژگی‌های زراعی و بیوشیمیایی انجام شد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، 13 لاین موتانت حاصل از پرتوتابی اشعه گاما از چشمه کبالت 60 از ارقام سنگ طارم، هاشمی و خزر که به‎عنوان لاین های متحمل در مطالعات مولکولی شناسایی شده‏اند، به‎همراه ارقام متحمل نونابوکرا و دیلمانی و حساس به شوری برنج شامل ir29 و سپیدرود در سه سطح شوری (0، 4 و 8 دسی‌زیمنس بر متر) از منبع کلرید سدیم به‏صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی برای صفت های زراعی و عملکرد و به‏صورت فاکتوریل کرت‏های خرد‌شده در قالب طرح بلوک‎های کامل تصادفی برای صفات بیوشیمیایی در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند.پارامترهای قابل اندازه‎گیری برای صفات زراعی در شرایط تنش و بدون تنش شوری شامل تعداد پنجه، تعداد دانه پر و پوک، وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، روز تا50 درصد گل‎دهی و عملکرد تک بوته بود و برای صفات بیوشیمیایی فعالیت آنزیم‏ های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز، محتوای پروتئین، پرولین و مالون‌دی‌آلدهید و درصد نشت الکترولیت محاسبه شدند. یافته‌ها: نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌ های آزمایش نشان داد که اثر ساده شوری و ژنوتیپ و برهم‌کنش آنها برای تمام صفات زراعی مورد مطالعه معنی دار شد. گستره وسیعی از تنوع ژنتیکی در میان ژنوتیپ‌ها برای صفات زراعی و بیوشیمیایی مورد مطالعه مشاهده شد. در میان صفات، عملکرد شلتوک به‌عنوان بهترین و شاخص‏ترین صفت برای شناسایی ژنوتیپ متحمل در شرایط تنش شوری شناسایی شد. در بین موتانت‌های مورد بررسی در سطوح مختلف شوری بالاترین عملکرد تک بوته در هر سه سطح صفر، چهار و هشت دسی‌زیمنس ‌بر ‌متر به‎ترتیب برای ژنوتیپ‎های mp6، mp10 و رقم دیلمانی به‌دست آمد. ژنوتیپ mp10 در سطح شوری هشت دسی‌زیمنس بر متر عملکرد تک بوته نزدیک به رقم دیلمانی (متحمل به شوری) را نشان داد. با افزایش شوری از صفر تا 8 دسی‌زیمنس بر متر میزان صفات اندازه‎گیری ‌شده روند کاهشی داشتند که بیانگر تاثیر منفی شوری بر صفات مورد مطالعه بود. نمودار تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های مورد مطالعه براساس صفات زراعی و عملکرد بوته در سطح شوری چهار دسی‌زیمنس بر متر، ژنوتیپ‌ها را به سه گروه مجزا تفکیک نمود. در گروه دوم که رقم دیلمانی به‎عنوان شاهد متحمل نیز در آن حضور داشت، ژنوتیپ‎های mp2، mp3، mp4، mp9 و mp10 قرار گرفتند. نمودار تجزیه خوشه‌ای صفات زراعی و عملکرد حاصل از گروه‌بندی ژنوتیپ‌های موتانت در سطح تنش شوری هشت دسی‌زیمنس بر متر ژنوتیپ ‏ها را به چهار گروه مختلف تفکیک نمود. در گروه سوم دو ژنوتیپ mp9 و mp10 با رقم طارم دیلمانی (متحمل) قرار گرفتند. ضریب همبستگی بین صفات زراعی و عملکرد برای سطح تنش شوری هشت دسی‌زیمنس بر متر نشان داد که عملکرد بوته همبستگی مثبت و معنی‏داری با صفات ارتفاع بوته (0/51=r)، تعداد دانه پر (0/88=r) و وزن هزار دانه (0/63=r) داشت. همچنین، بین تعداد روز تا گلدهی با صفات ارتفاع بوته (0/70- =r) و تعداد دانه پر (0/62-=r) همبستگی منفی و با صفت تعداد پنجه (0/60=r) همبستگی مثبت و معنی‏داری مشاهده شد. تجزیه بای‏پلات براساس صفات زراعی در سطح شوری چهار دسی‌زیمنس بر متر، لاین‏های مورد مطالعه را به چهار گروه تقسیم نمود. گروه اول شامل شش لاین به‎عنوان گروه خیلی‌حساس، گروه دوم شامل دو لاین به‏عنوان گروه حساس، گروه سوم با سه ژنوتیپ شامل لاین‏های mp9، mp10 و رقم طارم دیلمانی (شاهد متحمل) به عنوان گروه متحمل و گروه چهارم با شش ژنوتیپ شامل لاین‏های mp11، mp12، mp13 و رقم نونابوکرا (شاهد متحمل) و همچنین رقم های سپیدرود و ir29 با تحمل بالای شوری بود. همچنین تجزیه بای پلات براساس صفات زراعی در سطح شوری هشت دسی‌زیمنس بر متر، لاین ها ی مورد مطالعه را به چهار گروه تقسیم نمود. گروه اول تعداد سه لاین به ‏عنوان گروه خیلی‌حساس، گروه دوم شامل شش لاین به‎عنوان گروه حساس، گروه سوم با پنج ژنوتیپ شامل لاین‏های mp11 و mp13 و رقم‏های نونابوکرا (شاهد متحمل)، سپیدرود و ir29 به عنوان گروه متحمل و گروه چهارم با سه ژنوتیپ شامل لاین‏های mp9 و mp10 و رقم طارم دیلمانی (شاهد متحمل) با تحمل بالای شوری بود. برای صفات بیوشیمیایی در تنش هشت دسی‌زیمنس بر متر، بیشترین میزان سوپراکسید دیسموتاز در رقم دیلمانی (شاهد متحمل)، پروتئین برای موتانت mp2، پرولین برای موتانت mp3 و کمترین میزان نشت الکترولیت و مالون دی‌آلدهید به‎ترتیب برای موتانت‌های mp2 و mp10 ثبت شد. نتیجه‌گیری: در مجموع و با توجه به اولویت عملکرد در مزراع شور، لاین mp10 با عملکرد شلتوک نزدیک به رقم دیلمانی (متحمل داخلی) و ویژگی‌های مطلوب بیوشیمیایی به‌عنوان لاین برتر برای ادامه تحقیقات در شرایط شور انتخاب و شناسایی شد.

screening of some 10th generation of rice (oryza sativa l.) mutant lines using agronomic and biochemical evaluations in saline conditions

introduction and objective: salinity stress is one of the most important limitations of rice cultivation worldwide. on the other hand, the use of physical and chemical mutagens can be very important not only to the development and combination of new genes or alleles with agricultural importance but also to introduce genotypes more adaptable and stable to adverse weather and soil conditions. for this reason, with the development and progress of rice varieties that are tolerant and adapted to salinity, it is possible to increase the sustainable production of this stable food. therefore, the present study was conducted with the aim of investigating the response of the tenth generation (m10) of rice mutants to salinity stress in the reproductive stage using agronomic and biochemical characteristics.material and methods: in this research, 13 mutant lines of seng-e-tarem, hashemi and khazar cultivars using gamma ray irradiation from cobalt 60 which have been previously identified as tolerant lines in molecular studies were used along with the tolerant cultivars of nonabukra and deylamani and sensitive cultivars of ir29 and sepidrood. the genotypes were exposed to three levels of salinity (0, 4 and 8 ds/m) from the source of sodium chloride. a factorial experiment based a randomized complete block design (rcbd) and a factorial split based a rcbd with three replicates were used to evaluate agronomic traits along with yield and biochemical traits, respectively. the measured parameters were tillers number (tn), the number of filled (nfg) and unfilled grains (nug), 1000 grains weight (tgw), plant height (ph), days to 50% of flowering (dtf) and the paddy yield (py), and for the biochemical traits, the activity of catalase (cat) and superoxide dismutase (sod), protein (pn), proline (pr) and malondialdehyde (mda) contents and electrolyte leakage (el) percentage.results: the results of the variance analysis showed that the effect of salinity and genotype and their interactions were significant for all the measured traits. a wide range of genetic diversity was observed among the genotypes for the agronomic and biochemical traits. among the traits, py was identified as the best and the most indicative trait to classify the tolerant genotype under salt stress conditions. among the investigated mutants at different levels of salinity, the highest py was recorded in mp6, mp10 and deylamani genotypes, respectively. py value in mp10 mutant at the salinity level of 8 ds/m was closed to deylamani variety (tolerant check). with the increase of salinity from zero to 8 ds/m, the measured traits adversely affected. the cluster analysis diagram of studied genotypes based on agronomic traits and py at a salinity level of 4 ds/m classified the genotypes into three separate groups. the genotypes mp2, mp3, mp4, mp9, and mp10 were grouped in the second group, in which deylamani cultivar was also present as a tolerant check. the cluster analysis diagram of agronomic traits and py at the salinity stress level of 8 ds/m divided the genotypes into four different groups. in the third group, two genotypes of mp9 and mp10 were included with tarem deylamani variety (tolerant check). the correlation coefficient between agronomic traits in 8 ds/m of salt conditions showed that py had a positive and significant correlation with ph (r=0.51), the nfg (r=0.88)