ارزیابی عمل ژن و هتروزیس صفات کمی در برنج (oryza sativa l.) با استفاده از طرح تلاقی کارولینای شمالی iii

مقدمه:با توجه به تقاضای آتی برنج، به عنوان غذای مورد نیاز انسان، تولید ارقام جدیدی که عملکرد آن‎ها از ارقام موجود فراتر رود ضروری است. موفقیت در هر برنامه اصلاحی به انتخاب ژنوتیپ‌های مناسب به عنوان والدین در برنامه تلاقی بستگی دارد. تخمین پارامترهای ژنتیکی از جمله وراثت‌پذیری، عملکرد ژن و ارتباط بین صفات به منظور تدوین سودمندترین روش اصلاحی، بسیار مهم است. برای برآورد تنوع ژنتیکی و اجزای واریانس از طرح‌های تلاقی مختلف مانند طرح‌های کارولینای شمالی i ، ii و iii استفاده می‌شود. این پژوهش به منظور ارزیابی هتروزیس، پارامترهای ژنتیکی، عملکرد ژن و وراثت‌پذیری صفات کمی مهم در برنج با استفاده از طرح تلاقی کارولینای شمالی iii انجام شد.مواد و روش‌هادر این تحقیق از دو رقم دیلمانی و گیلانه با توجه به نتایج حاصل از پژوهشی با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره، برای تلاقی به روش طرح سوم کارولینای شمالی استفاده شد. پس از انجام تلاقی‌های مورد نظر، نتاج به‌دست‌آمده از طرح تلاقی کارولینای شمالی به همراه والدین آن‌ها در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شد. قبل از ارزیابی، بوته‌های خارج از تیپ حذف، سپس میانگین مشاهدات در هر کرت برای تجزیه‌های آماری مورد استفاده قرار گرفتند. برای تجزیه و تحلیل واریانس و برآورد پارامترهای ژنتیکی nciii از نرم افزارهای spss و excel استفاده شد.یافته‌هابرآورد واریانس‌های افزایشی و غالبیت نشان‌دهنده وجود اثرات افزایشی و غیرافزایشی در کنترل ژنتیکی صفات عملکرد دانه، وزن صد دانه، ارتفاع بوته، تعداد خوشه در هر بوته، تعداد خوشه‌چه در هر خوشه، طول خوشه و تعداد دانه پر در هر خوشه بود. در صفات ارتفاع بوته، تعداد خوشه در هر بوته و تعداد دانه پر در هر خوشه، اثرات غیرافزایشی نقش مهمی داشتند. در صفات عملکرد دانه، وزن صد دانه، ارتفاع بوته، تعداد خوشه در هر بوته، تعداد خوشه‌چه در هر خوشه، طول خوشه و تعداد دانه پر در هر خوشه، پدیده فوق غالبیت مشاهده شد. در صفت عملکرد دانه، محدوده هتروزیس بین 12.64- درصد برای تلاقی f2 no. 1 × گیلانه تا 38.5 درصد برای تلاقی f2 no. 11 × دیلمانی بود. برای ارتفاع بوته، بیشترین هتروزیس نسبی بر اساس میانگین والدین برای کاهش ارتفاع بوته، در تلاقی f2 no. 9 × دیلمانی (11.4- درصد) دیده شد. نتیجه‌گیرینتایج حاصل از این پژوهش نشان‌دهنده وجود اثرات افزایشی و غیرافزایشی در کنترل ژنتیکی صفات عملکرد دانه، وزن صد دانه، ارتفاع بوته، تعداد خوشه در هر بوته، تعداد خوشه‌چه، طول خوشه و تعداد دانه پر در هر خوشه است. از طرف دیگر در کنترل ژنتیکی صفات عملکرد دانه، وزن صد دانه، تعداد خوشه‌چه در هر خوشه و طول خوشه، اثرات افزایشی نقش بیشتری داشتند. با این حال، در کنترل ژنتیکی عملکرد دانه، وزن صد دانه، تعداد خوشه‌چه و طول خوشه، علاوه بر اثرات افزایشی، اثرات غیرافزایشی نیز دخالت داشتند. همچنین بررسی هتروزیس حاکی از وجود نتاج برتر از والدین در صفات مورد بررسی و امکان استفاده از آن‎ها در برنامه‌های اصلاحی بود.

assessing gene action and heterosis for quantitative traits in rice (oryza sativa l.) through north carolina iii mating design

introduction:due to the future demand for rice, as a food required by humans, it is necessary to produce new cultivars whose yield exceeds the existing cultivars. success in any breeding program depends on selecting appropriate genotypes as parents in the crossing program. estimating genetic parameters such as heritability, gene effect, and the relationship between traits is fundamental to developing the most beneficial breeding method. various mating designs such as the north carolina i, ii, and iii designs are used to estimate genetic diversity and variance components. this study was performed to evaluate heterosis, genetic parameters, gene effect, and heritability of important quantitative traits in rice using the north carolina iii mating design.materials and methodsin this study, two cultivars, deylamani and gilaneh, were used for the north carolina iii mating design according to the results of a study using microsatellite markers. after the crosses were performed, the progenies from the north carolina iii mating design were planted with their parents in a randomized complete block design with three replications. prior to evaluation, off-type plants were removed, and then the mean of observations per plot was used for statistical analysis. spss and excel softwares were used to analyze variance and estimate nciii genetic parameters.resultsestimation of additive and dominance variances indicated the presence of additive and non-additive effects in genetic control of grain yield, 100-grain weight, plant height, number of panicles per plant, number of spikelet per panicle, panicle length, and number of filled grains per panicle. non-additive effects played an essential role in plant height, the number of panicles per plant, and the number of filled grains per panicle. the overdominance phenomenon was observed in grain yield, 100-grain weight, plant height, number of panicles per plant, number of spikelet per panicle, panicle length, and number of filled grains per panicle. in grain yield, the range of heterosis was -12.64% for the cross of f2 no. 1 × gilaneh up to 38.5% for the cross of f2 no. 11 × deylamani. for plant height, the highest relative heterosis based on the average parent to reduce plant height was seen at the cross of f2 no. 9 × deylamani (-11.4%).conclusionthe results of this study indicate the existence of additive and non-additive effects in genetic control of grain yield, 100-seed weight, plant height, number of panicles per plant, number of spikelets, panicle length, and filled grain number per panicle. on the other hand, in genetic control of grain yield, 100-grain weight, number of spikelets per panicle, and panicle length, additive effects had a greater role. however, in addition to additive effects, non-additive effects were also involved in genetic control of grain yield, 100-grain weight, number of panicles, and panicle length. the study of heterosis also showed the existence of superior offspring in the studied traits and the possibility of using them in breeding programs.