تجزیه ژنتیکی صفات زراعی و فیزیولوژیک گندم نان (.triticum aestivum l) با استفاده از تجزیه میانگین نسل‌ها در شرایط تنش خشکی و کشت بهاره در اقلیم سرد

بررسی نحوه توارث و نوع عمل ژن ها در راستای بهبود صفات زراعی و فیزیولوژیک، به ویژه در شرایط تنش خشکی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف این پژوهش، مطالعه وراثت صفات مهم زراعی و برخی از صفات فیزیولوژیک در تلاقی دو رقم گندم بهاره بود. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار با استفاده از نسل های مختلف (bc1, bc2, f3, rf3) حاصل از تلاقی دو رقم ارگ (والد متحمل به شوری و خشکی) و مغان 3 در شرایط تنش خشکی در سال 1393 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز اجرا شد. جهت اعمال تنش خشکی، پس از مرحله گرده افشانی، آبیاری کرت ها تا انتهای فصل قطع شد. تجزیه میانگین نسل ها و تجزیه واریانس نسل ها به منظور برآورد اثرهای ژنی، اجزای واریانس ژنتیکی و وراثت پذیری صفات زراعی و فیزیولوژیک گندم در شرایط تنش خشکی به عمل آمد. بر اساس نتایج تجزیه واریانس نسل ها، اختلاف معنی داری در بین نسل ها از نظر طول پدانکل، طول سنبله، عرض برگ پرچم، مساحت برگ پرچم، تعداد پنجه بارور، میزان کلروفیل برگ، روز تا ظهور سنبله، وزن سنبله، وزن کاه، زیست توده، عملکرد دانه و شاخص برداشت وجود داشت که نشان دهنده تفاوت ژنتیکی بین والدین بود. با توجه به نتایج تجزیه میانگین نسل ها برای عرض برگ پرچم و مساحت برگ پرچم، مدل سه پارامتری بهترین برازش را داشت، ولی برای سایر صفات مورد ارزیابی کای اسکوئر مدل سه پارامتری معنی دار شد که نشان دهنده حضور اثرهای متقابل غیر آللی در وراثت این صفات بود. هر چند که هر دو اثر افزایشی و غالبیت در کنترل صفات مورد بررسی معنی دار بودند، ولی اثر جزء غالبیت نسبت به جزء افزایشی بیش تر بود. اپیستازی غالبیت غالبیت نیز مهم تر از سایر انواع اپیستازی برای صفات مورد مطالعه بود. وراثت پذیری عمومی و خصوصی صفات به ترتیب از 0.754 تا 0.941 و از 0.144 تا 0.579 برآورد شد. برآورد اجزای واریانس نشان داد که واریانس غالبیت بزرگ تر از واریانس افزایشی برای صفات طول پدانکل، وزن سنبله، وزن کاه، زیست توده، عملکرد دانه و شاخص برداشت بود، در حالی که برای صفات طول سنبله، عرض برگ پرچم، مساحت برگ پرچم، تعداد پنجه باور، میزان کلروفیل برگ و روز تا ظهور سنبله، واریانس افزایشی بزرگ تر از واریانس غالبیت به دست آمد. میانگین درجه غالبیت برای کلیه صفات بیش تر از یک بود که نشان دهنده پدیده فوق غالبیت بود. بر اساس نتایج این پژوهش، اهمیت اثرهای غیرافزایشی در کنترل صفات مورد مطالعه در شرایط تنش خشکی انتهای فصل، لزوم گزینش در نسل های در حال تفکیک پیشرفته (بعد از رسیدن به خلوص نسبی) و استفاده از روش بالکشجره ای یا تولید ارقام هیبرید در گندم نان را در صورت رفع موانع گرده افشانی و نرعقیمی، نشان می دهد.

Genetic analysis of agronomic and physiological traits of bread wheat (Triticum aestivum L.) using generation mean analysis under drought stress conditions and spring planting in the cold climate

Study of heritability and gene action to improve agronomic and physiological traits, especially under drought stress conditions, are very important. The objectives of this study were to investigate heritability for important agronomic traits and some physiological characters in a cross between two spring wheat cultivars. The experiment was carried out using different generations (BC1, BC2, F3, RF3) derived from crosses between two cultivars, Arg (tolerant to salinity and drought) and Moghan3, under drought stress conditions using randomized complete block design with two replications in 2014 cropping season at the University of Tabriz research station, Iran. In all plots, irrigation was withheld after antesis until the end of season. Generation mean and generation variance analyses were used to estimate gene action and genetic variance components, respectively, for agronomic and physiological traits of wheat under water deficit conditions. Based on the analysis of variance, significant differences were observed between generations for peduncle length, spike length, flag leaf width, flag leaf area, number of fertile tillers, leaf chlorophyll content, days to heading, spike weight, straw weight, biomass, grain yield and harvest index which revealed the presence of genetic differences between two parents. The generation mean analysis for the flag leaf width and flag leaf area showed that the threeparameter model was the best fit. However, for other traits chisquare of the three parameter model was significant, indicating the presence of nonallelic interactions in the inheritance of these traits. Although both types of additive and dominance effects were significant in control of the studied traits, but dominance component was larger than the additive effect. The dominance × dominance epistasis was also more important than other epistasis components for the studied traits. The broadsense and narrowsense heritability of the traits ranged from 0.754 to 0.941 and from 0.144 to 0.579, respectively. Estimates of variance components revealed that dominance variance was greater than additive variance for peduncle length, spike weight, straw weight, biomass, grain yield and harvest index. While, the additive genetic variance was higher than the dominance genetic variance for spike length, flag leaf width, flag leaf area, fertile tiller number, chlorophyll content and days to heading. The average degree of dominance was more than one for all of the traits which indicated the presence of overdominance gene action in controlling these traits. Presence of nonadditive genetic effects in controlling the traits showed the necessity of selection in advanced segregating generations, when populations are relatively fixed line, using bulkpedigree method or for development of hybrid varieties in wheat, should the pollination and male sterility barriers will be overcome.