تجزیه ژنتیکی صفات مرتبط با خورجین در کلزا (.brassica napus l) با استفاده از روش لاین در تستر

مقدمه و اهداف: کلزا با نام علمی l. brassica napus  به‌عنوان یک محصول‎ عمده روغنی نقش بسیار با اهمیتی در تامین نیازهای غذایی و سوخت‎ زیستی دارد. افزایش عملکرد دانه کلزا برای بهبود عملکرد اقتصادی این گیاه و تضمین امنیت غذایی ضروری است. عملکرد دانه کلزا به ‎دلیل تاثیرپذیری از شرایط محیطی و صفات مختلف ژنتیکی دارای وراثت‎ پذیری پایینی است. به همین دلیل، بهبود عملکرد آن با استفاده از اجزای عملکرد که تنوع ژنتیکی و قابلیت انتقال بالایی به نتاج دارند، امکان ‎پذیر است. در برنامه‌های به‌نژادی کلزا، صفات مرتبط با خورجین به‌منظور افزایش عملکرد اهمیت بالایی دارند و به‌نژادی برای صفات مرتبط با خورجین و ایجاد ارقام پرعملکرد یکی از اهداف مهم به‌نژادگران است. بنا بر این، هدف از این تحقیق، آگاهی از نحوه عمل ژن، قابلیت توارث و ترکیب‌پذیری صفات مرتبط با خورجین و تاثیر این صفات بر میزان عملکرد دانه و روغن با استفاه از تجزیه لاین×تستر در کلزای بهاره بود.مواد و روش‌ها: در این تحقیق سه ژنوتیپ کلزای بهاره پرمحصول (spn34، rgs003 و spn1) به‎ عنوان تستر، با پنج ژنوتیپ توصیه‎‌شده برای کشت در اقلیم گرم کشور (spn3، spn9، spn36، spn30 و dh4) به ‎عنوان لاین با هم تلاقی داده ‎شدند و دورگ‌های حاصل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با دو تکرار در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر طی سال زراعی 1393-1394 بررسی شدند. صفات مورد مطالعه شامل تعداد خورجین، تعداد دانه در خورجین، طول خورجین، ارتفاع اولین خورجین از سطح زمین، عملکرد دانه و عملکرد روغن بودند. برای تجزیه آماری طرح، از تجزیه لاین × تستر استفاده شد و ترکیب‌پذیری خصوصی دورگ‌ها، ترکیب‌پذیری عمومی ‌والدین، نحوه عمل ژن و وراثت‌پذیری عمومی و خصوصی صفات برآورد گردید. یافته‌ها: اثر متقابل لاین × تستر برای تمامی صفات به‌جز تعداد دانه در خورجین معنی‌دار بود که این امر نشان می‌دهد که لاین‌ها در ترکیب با تسترهای مختلف واکنش متفاوتی داشتند و حاکی از نقش اثر غالبیت و غیرافزایشی در کنترل صفات مزبور ‎است. برآورد وراثت‌پذیری عمومی تمامی صفات بالا بود که بیانگر اهمیت بالاتر واریانس ژنتیکی نسبت به واریانس محیطی در صفات مورد بررسی است. وراثت‌پذیری خصوصی برای عملکرد روغن دانه 55/77 درصد بود و توارث‌پذیری خصوصی بالای تعداد خورجین در شاخه‌های فرعی (87/43 درصد)، تعداد خورجین در بوته (82/98 درصد)، تعداد دانه در خورجین (66/34 درصد) و ارتفاع اولین خورجین از سطح زمین (69/72 درصد)، موید سهم بیشتر واریانس افزایشی در کنترل ژنتیکی این صفات نسبت به سایر صفات مورد ارزیابی هستند و روش‌های اصلاحی مبتنی ‎بر گزینش برای بهبود این صفات پیشنهاد می‌شوند. برآورد نحوه عمل ژن در صفات تعداد خورجین در ساقه اصلی، طول خورجین، عملکرد دانه و عملکرد روغن دانه نقش بالاتر واریانس غیر افزایشی نسبت به واریانس افزایشی را نشان داد. درجه غالبیت بیش از یک در صفات تعداد خورجین در ساقه اصلی، طول خورجین، عملکرد دانه و عملکرد روغن دانه مبین عمل غالبیت ژن‌ها در کنترل این صفات است که در نتیجه، تولید هیبرید و بهره‌برداری از اثرات غالبیت ژن‌ها در این صفات پیشنهاد می‌شود .در بین ژنوتیپ‌های مورد مطالعه، تسترهای spn1 و  spn34 و لاین‌های dh4 و spn3 از لحاظ صفات مرتبط با خورجین ترکیب‌شونده‌های خوبی بودند. در نتیجه، می‌توان از آن‎ها به ‎عنوان یکی از والدهای مناسب در برنامه‌های اصلاحی مبتنی ‎بر تولید بذر هیبرید استفاده کرد. در بین ترکیبات ارقام کلزا، دورگ‌های rgs003  × dh4 برای صفات تعداد خورجین در شاخه‌های فرعی و اصلی و کل بوته، dh4×spn1 برای صفات تعداد دانه در خورجین، عملکرد دانه و عملکرد روغن دانه، rgs003×spn30 برای صفت طول خورجین و spn1×spn9 برای صفت ارتفاع اولین خورجین از سطح زمین و spn36×rgs003 برای صفات عملکرد دانه و عملکرد روغن دانه جز تلاقی‌های برتر بودند و می‌توان از آن‎ها در برنامه‌های تولید ارقام هیبرید استفاده کرد.نتیجه‌گیری: نتایج نشان دادند که در بین لاین‌ها و تسترها از لحاظ صفات مرتبط با خورجین تنوع ژنتیکی کافی وجود داشت، به‌طوری‎ که تنوع حاصل از تلاقی آن‎ها می‌تواند برای معرفی ارقام جدید مورد بهره‌برداری قرار گیرد. لاین‌ها و تسترهای با قابلیت ترکیب عمومی بالا و والدین دورگ‌ها با ترکیب‌پذیری خصوصی بالا، به‌منظور تشکیل یک جمعیت مناسب جهت تولید نتاج دارای صفات برتر مرتبط با خورجین و عملکرد بالاتر در برنامه‌های آتی پیشنهاد می‌شوند. ترکیب لاین‌ها و تسترها با قابلیت ترکیب عمومی و خصوصی بالا می‎تواند منجربه توسعه دورگ‌هایی شود که نه ‎تنها عملکرد دانه خوبی دارند، بلکه هتروزیس بالایی را نشان داده‌اند و عملکرد دانه و روغن کلزا را افزایش می‌دهند.

genetic analysis of silique-related traits in rapeseed (brassica napus l.) using the line × tester method

extended abstractbackground: rapeseed, scientifically known as brassica napus l., plays a very important role in meeting food and biofuel needs. increasing rapeseed yield is essential to improve the economic performance of this plant and ensure food security. rapeseed yield has low heritability due to its influence on environmental conditions and various genetic traits. for this reason, improving its yield is possible by using yield components that have genetic diversity and high transferability to offspring. in rapeseed breeding programs, traits related to the silique are of great importance to increase yield, and breeding for silique-related traits and creating high-yielding varieties is one of the important goals of breeders. therefore, this study aimed to gain knowledge about the gene function, heritability, and combinability of silique-related traits and the effect of these traits on seed and oil yields using line × tester analysis in spring rapeseed.methods: in this study, three high-yielding spring rapeseed genotypes (spn34, rgs003, and spn1) were crossed as testers with five genotypes recommended for cultivation in the warm climate of iran (spn3, spn9, spn36, spn30, and dh4) as lines. the resulting hybrids were studied in a randomized complete block design with two replications at the seed and seedling breeding and production research institute in the 2014-2015 crop year. the studied traits included the number of silique, the number of seeds per silique, silique length, the length of the first silique from the ground, seed yield, and oil yield. the line × tester analysis was used for statistical analysis of the design, and the specific combining ability of the hybrids, the general combining ability of the parents, the mode of gene action, and the broad-sense and narrow-sense heritability of the traits were estimated in this analysis.results: the interaction effects of line × tester were significant for all traits, except for the number of seeds per silique, indicating that the lines reacted differently in combination with different testers, showing the role of dominance and non-additive effects in controlling these traits. the estimated broad-sense heritability of all traits was high (85.72-95.56%), which indicates the higher importance of genetic variance than environmental variance in the studied traits. the value of narrow-sense heritability for seed oil yield was 55.77%. the high narrow-sense heritability of the number of silique in the secondary branches (43.87 %), the number of silique per plant (98.82 %), the number of seeds per silique (34.66 %), and the length of the first silique from the ground (72.69 %) confirmed the greater contribution of the additive variance to the genetic control of these traits than the other evaluated traits. selection-based breeding methods are suggested to improve these traits, while the non-additive variance played a greater role than the additive variance for the number of silique on the main stem, silique length, seed yield, and seed oil yield traits. the degree of dominance of more than one in the number of silique on the main stem, silique length, seed yield, and seed oil yield traits indicates the action of gene dominance in controlling these traits, which is suggested as a result of hybrid production and exploitation of the effects of gene dominance in these traits. among the genotypes studied, testers spn1 and spn34 and lines dh4 and spn3 were good combiners in terms of silique-related traits. as a result, they can be used as one of the suitable parents in breeding programs based on hybrid seed production. among the combinations of rapeseed cultivars, the rgs003 × dh4 hybrids were superior for the number of silique trait in secondary and main branches and the whole plant, dh4 × spn1 for the number of seeds per silique, seed yield, and seed oil yield traits, rgs003 × spn30 for the silique length trait, spn1 × spn9 for the length of the first silique from the ground, and spn36 × rgs003 for the seed yield and seed oil yield traits. they can be used in hybrid cultivar production programs.conclusion: the results showed sufficient genetic diversity among the lines and testers in terms of silique-related traits, so that the diversity resulting from their crossing could be exploited for the introduction of new cultivars. lines and testers with high general combining ability and parents of hybrids with high specific combinability are recommended to form a suitable population for producing offspring with superior silique-related traits and higher yields in future programs. combining lines and testers with high general and specific combining ability can lead to the development of hybrids that not only have good grain yield but also show high heterosis and increase the yield of rapeseed seed and oil.