%38تخفیف

رزیابی تحمل تنش خشکی ژنوتیپ‌های اصلاحی گندم دوروم (Triticum turgidum var. durum) در شرایط مزرعه و آزمایشگاه

تعداد 104صفحه در فایل word

کارشناسی ارشد  اصلاح نباتات در رشته کشاورزی( M.Sc )

ارزیابی تحمل تنش خشکی ژنوتیپ‌های اصلاحی گندم دوروم (Triticum turgidum var. durum)

در شرایط مزرعه و آزمایشگاه

کارشناسی ارشد  اصلاح نباتات در رشته کشاورزی( M.Sc )

چکیده

     در این تحقیق 18 لاین اصلاحی گندم دوروم به همراه یک رقم شاهد (یک رقم اصلاح شده گندم دوروم ساجی) بر اساس صفات آگرو-فیزیولوژیک در شرایط دیم در معاونت مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم (ایستگاه سرارود) در سال زراعی 92-1391 ارزیابی شدند. ژنوتیپ‌های مورد بررسی همچنین بر اساس شاخص‌های مرتبط با مارکرهای مولکولی و صفات مرتبط با آزمون جوانه‌زنی در آزمایشگاه بیوتکنولوژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین ژنوتیپ‌ها برای اکثر صفات مطالعه شده وجود دارد. در شرایط دیم ژنوتیپ‌های 4 و 9 به ترتیب دارای بیشترین و کمترین میزان عمکرد دانه بودند. تجزیه کلاستر و تجزیه تابع تشخیص بر اساس صفات وارد شده در مدل رگرسیون در شرایط دیم ژنوتیپ‌ها را در سه کلاس ژنوتیپی گروهبندی نمودند. نتایج حاصل از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و بای پلات بر اساس ماتریس ژنوتیپ و صفت نشان داد که امکان گروهبندی صفات در گروه‌های مختلف و شناسایی ژنوتیپ‌ها بر اساس گروه‌های حاصل از صفات مورد مطالعه وجود دارد. نتایج حاصل از بررسی صفات مرتبط با آزمایش جوانه‌زنی ژنوتیپ های مورد بررسی در سطوح پتانسیل اسمزی 0 و 8/0 حاصل از پلی اتیلن گلایکول نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین ژنوتیپ‌ها بر اساس صفات مطالعه شده وجود دارد. در ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های مختلف بر اساس مارکرهای مولکولی از 8 نشانگر ISSR استفاده شد که بیشترین مقدار شاخص محتوای چند شکلی (PIC) مربوط به پرایمر 1 و 5 و کمترین مربوط به پرایمر 14 بود. بنابراین پرایمر 1 و 5 با PIC بیشتر، بهتر از سایر پرایمرها توانستند پلی مورفیسم را نشان دهند. تجزیه خوشه‌ای بر اساس ضریب تشابه دایس نشان داد که بیشترین ضریب تشابه بین ژنوتیپ‌های شماره 1 (شاهد) و 2 بود که در یک گروه قرار گرفته بودند.

کلمات کلیدی: گندم دوروم، صفات آگروفیزیولوژیک، تجزیه رگرسیون، تجزیه خوشه‌ای و بای پلات، آزمون جوانه‌زنی، مارکرهای مولکولی

 

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

چکیده

1

فصل اول

مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

3

1-2- مشخصات گیاهشناسی

5

1-3- ارزش اقتصادی گندم دوروم

5

1-4- تولید گندم دوروم در ایران و جهان

6

1-5- سطح زیر‌کشت و میزان عملکرد گندم

6

1-6- تنش خشکی و رابطه آب و گیاه

7

1-6-1- اهمیت آب در گیاه

7

1-6-2- تعریف خشکی وتنش خشکی

7

1-6-3- انواع ژنوتیپ‌ها بر اساس واکنش آنها به شرایط محیطی (با تنش یا بدون تنش)

8

1-6-4- انواع خشکی

8

1-7- مکانیسم های مقاومت به تنش خشکی

9

1-8- صفات مرتبط با تنش کم‌آبی در گندم دوروم و سایر غلات

9

1-9- مفهوم برخی صفات فیزیولوژیکی مرتبط با روابط آب و فتوسنتز در گیاه

10

1-9-1- محتوای نسبی آب برگ (RWC)

10

1-9-2- آب نسبی از دست رفته (RWL)

10

1-9-3- محتوای کلروفیل نسبی (قرائت SPAD)

11

1-9-4- فلورسنس کلروفیل و بازده کوانتومی (Fv/Fm)

11

1-10- اهمیت تنوع ژنتیکی

11

1-11- روشهای ارزیابی تنوع ژنتیکی

12

1-12- نشانگر و ویژگی‌های آن

12

1-12-1- انواع نشانگرهای ژنتیک

12

1-12-2- نشانگرهای مورفولوژیک

12

1-12-3- نشانگرهای مولکولی

13

1-12-4- نشانگرهای پروتئینی

13

1-12-5- نشانگرهای DNA

13

1-12-6- نشانگر ISSR

13

1-12-7- فاصله ژنتیکی

14

1-12-8- روش‌های گروه‌بندی داده‌ها

14

1-12-9- محتوای اطلاعات چندشکل (PIC)

14

1-12-10- آزمون مانتل

15

1-13- روشهای آماری برای محاسبه تنوع ژنتیکی

15

1-13-1- رگرسیون چند‌گانه

16

1-13-2- تجزیه خوشه‌ای

16

1-13-3- تجزیه تابع تشخیص

17

1-13-4- تجزیه به مؤلفه‌های اصلی

17

1-13-5- تجزیه به مختصات اصلی (PCO)

17

فصل دوم

بررسی منابع

18

فصل سوم

مواد و روشها

3-1- محل و زمان اجرای آزمایش

23

3-2- آزمایش اول

25

3-2-1- مواد گیاهی مورد آزمایش

25

3-2-2- طرح آزمایشی و مشخصات آن

26

3-2-3- عملیات زراعی انجام شده

26

3-2-4- صفات اندازه‌گیری شده

26

3-2-4-1- محتوای نسبی آب برگ (RWC)

26

3-2-4-2- میزان آب نسبی از دست رفته (RWL)

26

3-2-4-3- فلورسنس کلروفیل (CHF) و عملکرد کوانتوم فتوسیستم II

27

3-2-4-4- محتوای نسبی کلروفیل برگ (SPAD)

27

3-2-4-5- تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک

28

3-2-4-6- ارتفاع بوته، طول سنبله، طول برگ پرچم و طول پدانکل

28

3-2-4-7- تعداد خوشه بارور، بیوماس، عملکرد دانه، شاخص برداشت، وزن هزاردانه و تعداد دانه در سنبله

28

3-2-4-8- تجزیه آماری و نرم افزارهای مورد استفاده

28

3-3- آزمایش دوم

29

3-3-1- آزمون مقاومت به خشکی در مرحله جوانه‌زنی

29

3-3-1-1- ضد عفونی

29

3-3-1-2- نحوه ایجاد پتانسیل اسمزی

29

3-3-1-3- اجرای طرح آماری در آزمون جوانه‌زنی

29

3-3-2- صفات بررسی شده در آزمایشگاه جوانه‌زنی

29

3-3-2-1- درصد جوانه‌زنی (PG)

29

3-3-2-2- متوسط زمان لازم برای جوانه‌زنی (MTG)

30

3-3-2-3- متوسط جوانه‌زنی روزانه (MDG)

30

3-3-2-4- سرعت جوانه‌زنی روزانه (DGS)

30

3-3-2-5- شاخص استرس طول گیاهچه (PHSI)

30

3-3-2-6- بررسی میزان شاخص استرس جوانه‌زنی (Germination stress index)

30

 3-4- آزمایش سوم

31

3-4-1- مراحل استخراج DNA ژنومی

31

3-4-2- طرز تهیه بافر استخراج

31

3-4-3- مواد تشکیل دهنده بافر TE

33

3-4-4- تعیین کیفیت و کمیت DNA ژنومی استخراج شده

33

3-4-5- واکنش زنجیره‌ای پلیمراز

34

3-4-6- چرخه حرارتی

35

3-4-7- الکتروفورز محصول PCR بر روی ژل آگارز

36

3-4-8- تهیه بافر 10X TBE

36

3-4-9- بافر نمونه‌گذاری

37

3-4-10- تجزیه و تحلیل داده‌ها

37

3-4-10-1- امتیازبندی باندها

37

3-4-10-2- سودمندی نشانگرهای ریز‌ماهواره در گندم

38

3-4-10-3- محتوای چند‌شکل (PIC)

38

3-4-10-4- درصد چند شکلی

38

3-4-11- تجزیه داده‌ها

38

فصل چهارم

نتایج و بحث

4-1- نتایج بررسی‌های آگروفیزیولوژیک

41

4-1-1- تجزیه واریانس

41

4-1-2- مقایسه میانگین

46

4-1-3- تعیین بیشترین و کمترین مقدار ژنوتیپ‌ها در هر صفت

52

4-2- تجزیه همبستگی

54

4-3- تجزیه رگرسیون

58

4-4- تجزیه کلاستر

60

4-5- تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و بای‌پلات

63

4-6- نتایج حاصل از بررسی‌ تنوع ژنتیکی در سطح DNA با استفاده از نشانگر مولکولی

67

4-6-1- تجزیه خوشه‌ای

70

4-6-2- تجزیه به مختصات اصلی (PCO)

70

4-6-3- توزیع فراوانی فاصله ژنتیکی

73

4-7- آزمون جوانه‌زنی

75

4-7-1- تجزیه واریانس

75

4-7-2- بررسی نتایج حاصل از مقایسه میانگین آزمون تنش جوانه‌زنی

76

4-7-3- تجزیه همبستگی صفات در آزمون جوانه‌زنی

81

4-8- نتیجه‌گیری

83

4-9- پیشنهادات

84

فهرست منابع

85

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان

صفحه

جدول (3-1) مشخصات جغرافیایی محل اجرای آزمایش

23

جدول (3-2) آمار هواشناسی ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم سرارود در سال زراعی 92-1391

24

جدول (3-3) فهرست 19 ژنوتیپ گندم دوروم

25

جدول (3-4) اجزا تشکیل دهنده بافر استخراج DNA

31

جدول (3-5) اجزا واکنش ISSR بهینه سازی شده

35

جدول (3-6) چرخه حرارتی

35

جدول (3-7) نام وتوالی آغازگرهای مورد استفاده

36

جدول (3-8) مواد لازم برای تهیه یک لیتر بافر 10X TBE

37

جدول (3-9) تهیه بافر نمونه‌گذاری

37

جدول (4-1) میانگین مربعات صفات اندازه‌گیری شده برای ژنوتیپ‌های گندم دوروم در شرایط دیم

42

جدول (4-2) مقایسه میانگین ژنوتیپ‌ها بر اساس صفات آگروفیزیولوژیک در سطح احتمال1%

48

جدول (4-3) بررسی میزان بیشترین و کمترین مقدار ژنوتیپ‌ها در هر صفت در شرایط دیم

52

جدول (4-4) همبستگی صفات آگروفیزیولوژیک ژنوتیپ‌های مورد مطالعه

56

جدول (4-5) تجزیه رگرسیون صفات آگروفیزیولوژیک اندازه‌گیری شده در شرایط دیم (عملکرد متغیر وابسته)

59

جدول (4-6) گروهبندی ژنوتیپ‌ها با استفاده از تجزیه تابع تشخیص برای صفات وارد شده در مدل رگرسیون

61

جدول (4-7) خصوصیات صفات آگروفیزیولوژیک گروه‌های حاصل از تجزیه کلاستر بر اساس میانگین صفات وارد شده در مدل رگرسیون

62

جدول (4-8) نتایج حاصل از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و سهم هر مؤلفه در واریانس کل برای هر مؤلفه

63

جدول (4-9) مقادیر نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و سهم هر مؤلفه در واریانس کل برای صفات آگروفیزیولوژیک

64

جدول (4-10) درصد چند شکلی، تعداد کل باند، شاخص نشانگر و محتوای اطلاعات چندشکلی در آغازگرهای مورد استفاده

68

جدول (4-11) ماتریس تشابه بر اساس ضریب تشابه دایس برای ژنوتیپ‌های مورد بررسی با استفاده از نشانگر ISSR

69

جدول (4-12) میانگین مربعات صفات اندازه‌گیری شده در ژنوتیپ‌های گندم دوروم در آزمون جوانه‌زنی

75

جدول (4-13) مقایسه میانگین ژنوتیپ‌ها برای صفات مورد بررسی

77

جدول (4-14) مقایسه میانگین ژنوتیپ‌ها برای صفات موردبررسی در شرایط نرمال

78

جدول (4-15) مقایسه میانگین ژنوتیپ‌ها برای صفات مورد بررسی در شرایط تنش

79

جدول (4-16) مقایسه میانگین شاخص‌های استرس طول گیاهچه و استرس جوانه‌زنی

80

جدول (4-17) ضرایب همبستگی بین صفات برای ژنوتیپ‌‌های مورد مطالعه در شرایط نرمال در آزمون جوانه‌زنی

81

جدول (4-18) ضرایب همبستگی بین صفات برای ژنوتیپ‌‌های مورد مطالعه در شرایط تنش در آزمون جوانه‌زنی

82

فهرست نمودار

عنوان

صفحه

نمودار (4-1) ترسیم بای‌پلات ژنوتیپ‌ها بر اساس دو مؤلفه اصلی اول و دوم برای 19 ژنوتیپ و 27 صفت آگروفیزیولوژیک

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

عنوان

صفحه

شکل (4-1) دندروگرام تجزیه کلاستر بر اساس صفات وارد شده در مدل رگرسیون عملکرد دانه در شرایط دیم

61

شکل (4-2) دندروگرام حاصل از داده‌های نشانگر ISSR برای ژنوتیپ‌های گندم دوروم مورد مطالعه بر اساس ضریب دایس

71

شکل (4-3) الگوی باندی 19 ژنوتیپ گندم دوروم با استفاده از آغازگر IS-9

72

شکل (4-4) الگوی باندی 19 ژنوتیپ گندم دوروم با استفاده از آغازگر IS-1

72

شکل (4-5) بای پلات ژنوتیپ‌ها بر اساس دو مختصات اصلی

73

شکل (4-6) نمودار فراوانی فاصله ژنتیکی برآورد شده در جمعیت مورد مطالعه (محور افقی: فاصله ژنتیکی و محور عمودی: فراوانی)

74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo