بررسی اثر پرتو گاما در ایجاد تنوع ژنتیکی و ریخت‌شناختی در برخی رقم‌های محلی و اصلاح شده‌ی برنج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده‌ی ژنتیک و زیست فن‌آوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، صندوق پستی: 578، مازندران ـ ایران

2 پژوهشکده‌ی کشاورزی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 498-31485، کرج ـ ایران

چکیده

القای جهش، شیوه‌ای مناسب در افزایش تنوع ژنتیکی گیاهان زراعی است. مواد گیاهی پرتودهی شده در این پژوهش شامل دو رقم برنج محلی (به نام‌های طارم هاشمی و سنگ جو) و سه رقم اصلاح شده (به نام‌های نعمت، فجر و جلودار) بودند. پرتو‌دهی بذرها، با پرتو گامای چشمه‌ی کبالت-60 با دز 200 گری در سال 1390 در پژوهشکده‌ی تحقیقات کشاورزی، پزشکی و صنعتی کرج انجام و کشت آن در مزرعه‌ی تحقیقاتی پژوهشکده-ی ژنتیک و زیست فن‌آوری کشاورزی طبرستان و ارزیابی اولیه و مؤثر پرتو در نسل 1M انجام و انتخاب فنوتیپی در داخل جمعیت نسل 2M در سال زراعی 1391 صورت پذیرفت. یادداشت‌برداری از برخی صفت‌های مهم زراعی و ریخت‌شناختی هم‌چون تعداد دانه در خوشه، تعداد دانه‌ی پوک در خوشه، طول خوشه، تعداد پنجه‌ی بارور، طول دانه، عرض دانه، وزن هزار دانه و عملکرد تک بوته‌ها انجام شد. تجزیه‌ی خوشه‌ی رقم طارم هاشمی و نتیجه‌های 2M حاصل از آن نشان داد که ژنوتیپ‌ها در چهار گروه قرار گرفته و رقم والدین به همراه 9 ژنوتیپ جهشی با بیش‌ترین تعداد ژنوتیپ در گروه اول قرار دارند. رقم سنگ جو و ژنوتیپ‌های 2M حاصل از آن نیز در پنج گروه قرار گرفته و رقم والدین به همراه ژنوتیپ جهشی شماره 4 در گروه دوم قرار گرفته و با گروه سوم که 4 ژنوتیپ دیگر جهشی را شامل می‌شود تفاوت ژنتیکی چندانی ندارد. نتیجه‌های حاصل از تجزیه‌ی خوشه‌ی رقم فجر و نتایج 2M حاصل از آن حاکی است که ژنوتیپ‌ها در چهار گروه قرار گرفته‌اند و رقم والدین به همراه 5 ژنوتیپ جهشی در گروه دوم قرار گرفته است. در نمودار درختی حاصل از تجزیه‌ی خوشه‌ی رقم نعمت و نتایج 2M حاصل از آن، چهار گروه تشخیص داده شد. گروه‌بندی رقم جلودار به همراه نتایج 2M حاصل از پرتودهی نشان داد که ژنوتیپ‌ها به 6 گروه تقسیم شده و گروه ششم از لحاظ صفت‌های مطلوب و مؤثر بر عملکرد، جزء گروه برتر تجزیه‌ی خوشه بوده است. مقایسه‌ی نمودارهای درختی حاصل از صفت‌های ریخت‌شناختی برای رقم‌های مورد مطالعه و جهش‌یافته‌های 2M نشان داد که بیش‌ترین میزان تنوع ژنتیکی به ترتیب، در رقم‌های جلودار و سنگ جو اتفاق افتاده است. بنابراین پرتودهی با گاما در ایجاد تنوع ژنتیکی رقم‌های برنج مؤثر بوده و از آن‌ها می‌توان در برنامه‌های اصلاحی استفاده نمود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effects of gamma ray on genetic and morphological diversity of some rice varieties

نویسندگان [English]

  • morteza Oladi 1
  • Ghorbanali Nematzadeh 1
  • Masoud Rahimi 2
  • Amar Afkhami Ghadi 1
  • Amar Gholizadeh Ghara 1
  • Kamran Mozafari 2
  • Amir Ziaee 1
چکیده [English]

Mutation is a suitable technique for growing the various strains of plants. Two local varieties (Tarom-Hashemi and Sang-joo) including three improved varieties (Nemat, Fajr and Jolodar), are treated with 200 gray of Gamma ray at Atomic Agricultural, Medical and Industrial School in Karaj. M1 and M2 generation were planted in the GABIT experimental field and some agronomical and morphological traits of a single plant such as the number of grains per panicle, per unfilled panicle, panicle length, tillers number, grain length, grain width, 1000-grain weight and grain yield per plant were evaluated. The cluster analysis of each variety along with their M1 and M2 suecesive generation indicated a vast range of variation among parents and their M1 and M2 generation, meaning 4 cluster groups for Tarom-Hashemi, Fajr and Nemat, 5 groups for Sange-joo and 6 groups for Jolodar. A comparison of the overall dendrogram has shown that the wide range of variation belonged to Jolodar, Sang-Joo and 4 other varieties, respectively.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rice
  • Genetic and morphological variation
  • Mutation
  • M2 generation and irradiation

[1] A. Yilmaz, E. Boydak, The effect of cobalt-60 application yield components of cotton (Gossypium barbadense L.) Pakistan Journal of Biological Sciences, 9(15) (2006) 2761-2769.

[2] B.S. Ahloowalia, M. Maluszynski, Induced mutations-a new paradigm in plant breeding. Euphytica, 118 (2001) 167-173.

[3] B.S. Ahloowalia, M. Maluszynski, K. Nichterlein, Global impact of mutation-derived varieties, Euphytica, 135 (2004) 187-204.

[4] Q.Y. Shu, P.J.L. Lagoda, Mutation techniques for gene discovery and crop improvement, China academic Journal, Mole. Plant Breeding, 5 (2007) 193-195.

[5] D. Arulbalachandran, L. Mullainathan, S. Karthigayan, S.T. Somasundaram, S. Velu, Genetic variation in mutants of black gram (Vigna mungo (L.) Hepper) Evaluated by RAPD Markers, Journal of Crop Sciences and Biotechnology, (1) (2010) 1-6.

[6] F. Firozabadi, Principles of genetics and breeding, Lorestan university publishers, Iran, (2010) 540.

[7] A.K. Dubey, J.R. Yadav, B. Singh, Studies on induced mutations by gamma irradiation in okra (Abelmoschus esculentus (L.) Monch.), Progressive Agric, 7(1.2) (2007) 46-48.

[8] S.K. Tripathy, D. Lenka, R. Ranjan, Maximization of Mutation Frequency in Grasspea (Lathyrus Sativus L.). Legume Research International Journal, 34(4) (2011).

[9] W. Madry, A. Wosinska, L. Ubysz-Borucka, Variability of pollen viability in the flowers and inflorescences of China aster (Callistephus chinensis Nees) caused by gamma rays in the M1 and M2 generations, Acta Agrobotanica, 37(2) (1984) 133-139.

[10] H. Arefii, M. Norozi, H. Arefi, M. Norozi, Introduced two new rice varieties through mutation (gamma rays), Rice Research Institute, Department of Mazandaran, 1 (2008) 2-10.

[11] M. Isfahani, M.H. Fotokian, Induction of earliness and awnless mutants in rice (Oryza sativa L.) Domsiah cultivar, Iranian Journal of Crop Sciences, 4(2) (2002) 95-106.

[12] B. Sajida, I.A. Khan, H.R. Bughio, I.A. Odhano, M.A. Asad, A. Khatri, Genetic differentiation of rice mutants based on morphological traits and molecular marker (RAPD) Pakistan Journal Botanical, 41(2) (2009) 737-743.

[13] A. Babaei, G.A. Nematzadeh, S.H.R. Hashemi, Radio sensitivity studies of morpho- physiological characteristics in some Iranian rice varieties (oryza sativa L) in M1 generation, African Journal of Agricultural Research, 5(16) (2010) 2124-2130.

[14] M.Y. Saleem, Z. Mukhtar, A.A. Cheema, B.M. Atta, Induced mutation and in vitro techniques as a method to induce salt tolerance in Basmati rice (Oryza sativa L.), International Journal of Environment Sciences and Technology, 2 (2) (2005) 141-145.

[15] A. Shereen, R. Ansari, S. Mumtaz, H.R. Bughio, S.M. Mujtaba, M.U. Shirazi, M.A. Khan, Impact of gamma irradiation induced changes on growth and physiological responses of rice under saline conditions. Pakistan Journal Botanical, 41(5) (2009) 2487-2495.

[16] M. Nishimura, M. Ryohei, K. Makoto, Utilization and molecular characterization of seed protein composition mutants in rice plants, Jarq 43 (1) (2009) 1-5.

[17] IRRI. Standard evaluation system, International Rice Research Institute, Manila. Philppines, (2002).

[18] R. Khademian, N.B. Jelodar, Production of short stature, earliness and high yielding mutant lines from gamma irradiation in Tarom-e-Mahalli cultivar (Oryza sativa L.). The 2nd National Congress on Nuclear Technalogy Application in Agricultural and Natural Resource Sciences, 8-9 June. Karaj- Iran (2008).

[19] R.N. Kulkarni, K. Baskaran, Individual and combined effects of genes producing opposite effects on plant height in periwinkle (catharanthus roseus). J. Crop Sci. Biotech.,
16 (2) 2013 (June) 123-129.