غربالگری برخی لاین های موتانت نسل دهم برنج (Oryza sativa L.) از طریق ارزیابی زراعی و بیوشیمیایی در شرایط شور

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: تنش شوری یکی از مهمترین محدودیت های کشت برنج در سراسر جهان به‎شمار میرود. از طرفی استفاده از مواد جهش زای فیزیکی و شیمیایی می تواند برای توسعه و ترکیب ژن­های جدید یا آلل هایی با اهمیت زراعی، بسیار مهم باشد و باعث سازگاری و پایداری بیشتر ژنوتیپ ها به شرایط آب و هوایی و خاک شود. به‎همین جهت، با توسعه و پیشرفت ارقام برنج متحمل و سازگار به شوری می توان زمینه افزایش تولید پایدار این محصول را فراهم نمود. لذا پژوهش حاضر با هدف بررسی واکنش موتانتهای نسل دهم (M۱۰) برنج به تنش شوری در مرحله زایشی با استفاده از ویژگی های زراعی و بیوشیمیایی انجام شد. مواد و روش ها: در این پژوهش، ۱۳ لاین موتانت حاصل از پرتوتابی اشعه گاما از چشمه کبالت ۶۰ از ارقام سنگ­طارم، هاشمی و خزر که به‎عنوان لاین­های متحمل در مطالعات مولکولی شناسایی شدهاند، به‎همراه ارقام متحمل نونابوکرا و دیلمانی و حساس به شوری برنج شامل IR۲۹ و سپیدرود در سه سطح شوری (۰، ۴ و ۸ دسی زیمنس بر متر) از منبع کلرید­سدیم بهصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی برای صفت­های زراعی و عملکرد و بهصورت فاکتوریل کرتهای خرد شده 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 تا۵۰ درصد گل‎دهی و عملکرد تک بوته بود و برای صفات بیوشیمیایی فعالیت آنزیم های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز، محتوای پروتئین، پرولین و مالون دی آلدهید و درصد نشت الکترولیت محاسبه شدند. یافته ها: نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ­های آزمایش نشان داد که اثر ساده شوری و ژنوتیپ و برهم کنش آنها برای تمام صفات زراعی مورد مطالعه معنی­دار شد. گستره وسیعی از تنوع ژنتیکی در میان ژنوتیپ ها برای صفات زراعی و بیوشیمیایی مورد مطالعه مشاهده شد. در میان صفات، عملکرد شلتوک به عنوان بهترین و شاخصترین صفت برای شناسایی ژنوتیپ متحمل در شرایط تنش شوری شناسایی شد. در بین موتانت های مورد بررسی در سطوح مختلف شوری بالاترین عملکرد تک بوته در هر سه سطح صفر، چهار و هشت دسی زیمنس بر متر به‎ترتیب برای ژنوتیپ‎های MP۶، MP۱۰ و رقم دیلمانی به دست آمد. ژنوتیپ MP۱۰ در سطح شوری هشت دسی زیمنس بر متر عملکرد تک بوته نزدیک به رقم دیلمانی (متحمل به شوری) را نشان داد. با افزایش شوری از صفر تا ۸ دسی زیمنس بر متر میزان صفات اندازه‎گیری شده روند کاهشی داشتند که بیانگر تاثیر منفی شوری بر صفات مورد مطالعه بود. نمودار تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های مورد مطالعه براساس صفات زراعی و عملکرد بوته در سطح شوری چهار دسی زیمنس بر متر، ژنوتیپ ها را به سه گروه مجزا تفکیک نمود. در گروه دوم که رقم دیلمانی به‎عنوان شاهد متحمل نیز در آن حضور داشت، ژنوتیپ‎های MP۲، MP۳، MP۴، MP۹ و MP۱۰ قرار گرفتند. نمودار تجزیه خوشه ای صفات زراعی و عملکرد حاصل از گروه بندی ژنوتیپ های موتانت در سطح تنش شوری هشت دسی زیمنس بر متر ژنوتیپ ها را به چهار گروه مختلف تفکیک نمود. در گروه سوم دو ژنوتیپ MP۹ و MP۱۰ با رقم طارم دیلمانی (متحمل) قرار گرفتند. ضریب همبستگی بین صفات زراعی و عملکرد برای سطح تنش شوری هشت دسی زیمنس بر متر نشان داد که عملکرد بوته همبستگی مثبت و معنیداری با صفات ارتفاع بوته (۰/۵۱=r)، تعداد دانه پر (۰/۸۸=r) و وزن هزار دانه (۰/۶۳=r) داشت. همچنین، بین تعداد روز تا گلدهی با صفات ارتفاع بوته (۰/۷۰- =r) و تعداد دانه پر (۰/۶۲-=r) همبستگی منفی و با صفت تعداد پنجه (۰/۶۰=r) همبستگی مثبت و معنیداری مشاهده شد. تجزیه بایپلات براساس صفات زراعی در سطح شوری چهار دسی زیمنس بر متر، لاینهای مورد مطالعه را به چهار گروه تقسیم نمود. گروه اول شامل شش لاین به‎عنوان گروه خیلی حساس، گروه دوم شامل دو لاین بهعنوان گروه حساس، گروه سوم با سه ژنوتیپ شامل لاینهای MP۹، MP۱۰ و رقم طارم دیلمانی (شاهد متحمل) به­عنوان گروه متحمل و گروه چهارم با شش ژنوتیپ شامل لاینهای MP۱۱، MP۱۲، MP۱۳ و رقم نونابوکرا (شاهد متحمل) و همچنین رقم ­های سپیدرود و IR۲۹ با تحمل بالای شوری بود. همچنین تجزیه بای­پلات براساس صفات زراعی در سطح شوری هشت دسی زیمنس بر متر، لاین­ها­ی مورد مطالعه را به چهار گروه تقسیم نمود. گروه اول تعداد سه لاین به عنوان گروه خیلی حساس، گروه دوم شامل شش لاین به‎عنوان گروه حساس، گروه سوم با پنج ژنوتیپ شامل لاینهای MP۱۱ و MP۱۳ و رقمهای نونابوکرا (شاهد متحمل)، سپیدرود و IR۲۹ به­ عنوان گروه متحمل و گروه چهارم با سه ژنوتیپ شامل لاینهای MP۹ و MP۱۰ و رقم طارم دیلمانی (شاهد متحمل) با تحمل بالای شوری بود. برای صفات بیوشیمیایی در تنش هشت دسی زیمنس بر متر، بیشترین میزان سوپراکسید دیسموتاز در رقم دیلمانی (شاهد متحمل)، پروتئین برای موتانت MP۲، پرولین برای موتانت MP۳ و کمترین میزان نشت الکترولیت و مالون دی آلدهید به‎ترتیب برای موتانت های MP۲ و MP۱۰ ثبت شد. نتیجه گیری: در مجموع و با توجه به اولویت عملکرد در مزراع شور، لاین MP۱۰ با عملکرد شلتوک نزدیک به رقم دیلمانی (متحمل داخلی) و ویژگی های مطلوب بیوشیمیایی به عنوان لاین برتر برای ادامه تحقیقات در شرایط شور انتخاب و شناسایی شد.

کلیدواژه ها:

Electrolyte leakage ، Enzyme ، Gamma rays ، yield ، Mutation ، آنزیم ، اشعه گاما ، عملکرد ، موتاسیون ، نشت الکترولیت