تجزیه ژنتیکی عملکرد دانه و صفات وابسته در ذرت با استفاده از تجزیه گرافیکی دای‌آلل

مقدمه: اولین گام در برنامه‌های به‌نژادی، شناخت دقیق و آگاهی کافی از پارامترهای ژنتیکی شامل نوع عمل ژن‌ها و نحوه وراثت‌پذیری صفات مورد مطالعه است. توسعه لاین‌های با عملکرد بالا و شناسایی گروه‌های هتروتیک، از جمله مهم‌ترین اهداف اصلاح کنندگان ذرت محسوب می‌شوند. همچنین، تعیین لاین‌های اینبرد والدینی که هیبریدهای مناسبی ایجاد می‌کنند، بسیار ارزشمند است و می‌تواند مدت زمان برنامه تولید هیبرید در ذرت را کاهش دهد. تجزیه و تحلیل گرافیکی دای‌آلل یکی از روش‌های بیومتریک تجزیه ژنتیکی صفات کمی و چندژنی است که نتایج حاصل از آن می‌تواند جهت بهبود صفات داخل جمعیت‌ها، بین جمعیت‌ها و نیز تولید واریته‌های هیبرید بسیار مفید باشد. هدف از انجام این آزمایش، ارزیابی نحوه کنترل ژنتیکی عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در لاین‌های اینبرد ذرت بود. نتایج حاصل از این مطالعه می‌تواند در انتخاب مناسب‌ترین روش به‌نژادی صفات مورد مطالعه و تولید هیبریدهای با عملکرد بالا در منطقه زنجان مفید باشد.مواد و روش‌ها: ببه‌منظور برآورد نوع عمل ژن، تعداد ژن‌ها، وراثت‌پذیری و دیگر پارامترهای ژنتیکی کنترل کننده عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در لاین‌های اینبرد ذرت، از تلاقی‌های دای‌آلل 5×5 استفاده شد. والدها و 20 هیبرید حاصل از تلاقی آن‌ها در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1398 مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورد مطالعه شامل ارتفاع بوته، طول بلال، تعداد ردیف دانه، تعداد دانه در ردیف، وزن 300 دانه و عملکرد دانه بودند. برای تجزیه و تحلیل ژنتیکی داده‌ها از روش گرافیکی هیمن استفاده شد.یافته‌های تحقیق: بررسی پارامترهای ژنتیکی برآورد شده در این تحقیق، تاثیر توام اثرات افزایشی و غیرافزایشی ژن‌ها را در کنترل صفات مورد مطالعه نشان داد. نتایج تجزیه گرافیکی نیز بیانگر وجود اثر فوق غالبیت ژن‌ها در کنترل صفات بود. آلل‌های افزاینده صفات مورد بررسی از نوع غالب بودند. دامنه تغییرات وراثت‌پذیری عمومی از 54 درصد برای وزن 300 دانه تا 89 درصد برای طول بلال و وراثت‌پذیری خصوصی از 29 درصد برای وزن 300 دانه تا 41 درصد برای تعداد ردیف دانه متغیر بود. اگرچه وراثت‌پذیری عمومی بالایی برای بیش‌تر صفات مورد مطالعه برآورد شد که نشان دهنده نقش بیش‌تر عوامل ژنتیکی و تاثیر نسبتاً کم عوامل محیطی در کنترل تنوع این صفات بود، اما وجود اثر فوق غالبیت ژن‌ها و وراثت‌پذیری خصوصی کم بیانگر آن است که انتخاب برای این صفات در نسل‌های اولیه موفقیت‌آمیز نخواهد بود. بنابراین در بهبود و اصلاح عملکرد و صفات وابسته به آن در لاین‌های ذرت مورد مطالعه، روش‌های اصلاحی مبتنی بر دورگ‌گیری و انتخاب در نسل‌های پیشرفته می‌تواند مفید باشد. همچنین، استفاده از لاین ep80 که دارای بیش‌ترین تعداد ژن‌های غالب برای کنترل صفات عملکرد و اجزای آن بود، می‌تواند نتایج امیدوار کننده‌ای در بهبود این صفات در برنامه‌های به‌نژادی داشته باشد.نتیجه‌گیری: در مجموع نتایج حاصل از این آزمایش در مورد نوع عمل ژن‌های کنترل کننده عملکرد دانه و صفات وابسته به آن در لاین‌های ذرت مورد مطالعه نشان دهنده نقش قابل توجه اثر فوق غالبیت ژن‌ها بود. بنابراین، مناسب‌ترین راهکار برای بهره‌برداری از آن و اصلاح جمعیت، به‌دست آوردن ارقام هیبرید است که امکان بهره‌برداری از هتروزیس را در والدین مورد بررسی فراهم می‌کند.

genetic analysis of grain yield and related traits in maize (zea mays l.) using graphical diallel analysis

introductionthe first step in breeding programs is accurate identification and sufficient knowledge of genetic parameters, including the type of gene action and the heritability of the studied trait. development of high yielding lines and the identification of heterotic groups are the most important objectives of corn breeders. also, determining the inbred lines of parents that create suitable hybrids is very valuable and can reduce the duration of the hybrid production program in corn. graphic diallele analysis is one of the biometric methods of genetic analysis of quantitative and multigenic traits, the results of which can be very useful for improving traits within and between populations as well as producing hybrid varieties. the objective of this experiment was to investigate the genetic control of grain yield and related traits in maize inbred lines. the results of this study can be useful in selecting the most appropriate breeding method for the studied traits and producing high yielding maize hybrids in zanjan region, iran.materials and methodsto estimate the type of gene action, the number of genes, heritability and other genetic parameters controlling grain yield and its related traits in maize inbred lines, a 5×5 diallel crosses design was used. the parents and 20 hybrids derived from their crosses were evaluated in a randomized complete block design with three replications in the research field of zanjan university, zanjan province, iran, in 2019. the studied traits were including plant height, ear length, number of grain rows in ear, number of grains per row, 300-grain weight, and grain yield. the genetic analysis of the data was done according to hayman (1954) graphical approach.research findingsestimating the genetic parameters showed both additive and non-additive gene effects in controlling the studied traits in this research. the results of graphical analysis also indicated the existence of over-dominance gene effects in controlling grain yield and its related traits. the alleles increasing the studied traits were of dominant type. broad-sense heritability varied from 54% for 300-grain weight to 89% for ear length, and narrow-sense heritability ranged from 29% for 300-grain weight to 41% for number of grain rows per ear. although high general heritability was estimated for most of the studied traits, which indicates the greater role of genetic factors and the relatively less influence of environmental factors in controlling the diversity of these traits, the existence of over-dominance effect of genes and low narrow-sense heritability indicates that the selection of these traits in the early generations will not be successful. therefore, the breeding methods based on hybridization and selection in advanced generations can be useful in improving and breeding the grain yield and its related traits in the studied maize inbred lines. also, the use of ep80 inbred line which had the most number of dominant genes for controlling yield and its components may have promising results in improving these traits in breeding programs.conclusionin total, the results of the current study regarding the type of gene action controlling grain yield and its components in the studied maize inbred lines showed the important role of the over-dominance effects of genes. therefore, the most appropriate strategy for exploiting these genes and improving the population is to obtain hybrid varieties that provide the possibility of exploiting heterosis in the investigated parents. is to use the heterosis phenomenon and produce hybrid varieties.