ammar afkhami
-
Although plant breeding has been able to increase rice yield, the quality of cooking and eating quality is still one of the most important economic factors in rice production. In order to better understand the genetic relationships between quantitative and qualitative properties, the most important agronomic traits, physicochemical properties and storage protein characteristics in two new mutant cultivars of rice, their parents and ancestors were evaluated. The results of agronomic traits showed that two mutant cultivars Roshan and Shahriar, have the highest yield (8500 and 8000 kg/ha respectively) accompanied by desirable agronomic characteristics such as lodging resistance, early maturity period, high number of tillers and more panicle length. Evaluation of qualitative properties also showed that these two new mutant cultivars characterized by good cooking and eating properties. As Roshan, show moderate amylose content (AC) and both of them were in terms of gelatinization temperature (GT) and gel consistency (GC) similar to Sangetarom, a quality cultivar. Also, Roshan cultivar, like Sangetarom, was differentiated by the recessive allele of BADH2 gene for fragrance. On the other hand, Shahriar cultivar also showed a significant decrease for prolamin protein. In general, the results show that there is no significant relationship between agronomic characteristics and yield with grain biochemical properties, such as cooking and eating quality, fragrance and storage protein content. These results promise that by identifying and pyramiding desirable alleles, especially alleles involved in starch synthesis, fragrance and prolamin protein can be obtained rice cultivars with higher qualitative properties.
Keywords: : Agronomic characteristics, Qualitative traits, physicochemical properties, Storage proteins -
مقدمه و هدف
عملکرد ارقام هیبرید 20 تا 30 درصد نسبت به ارقام متداول بیشتر است. از طرفی مهمترین چالش برای اصلاحگران هیبرید بویژه در ایران، انتخاب ژنوتیپ های والدینی است که دارای ژن برگرداننده باروری بوده و نهایتا منجر به هتروزیس شود. پژوهش حاضر با ارزیابی صفات ریخت شناسی 19 ژنوتیپ برنج و همبستگی سه آغازگر مولکولی SSR مرتبط با ژن برگرداننده باروری Rf3 و Rf4 اجرا گردید.
مواد و روش هااین ژنوتیپ ها در سال 1398 در مزرعه پژوهشی پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شد. صفات کمی و زراعی به ویژه عملکرد شلتوک ارزیابی شد. استخراج DNA با روش CTAP با کمی تغییر، از نمونه های برگی انجام گردید. از سه نشانگر SSR همبسته با دو ژن اصلی RF3 شامل نشانگرهای RM490 و RM 3148 و ژن RF4 همبسته با نشانگرRM171 برای شناسایی ژنهای برگرداننده باروری در برنج استفاده شد.
یافته هانتایج مقایسات میانگین ژنوتیپ های برنج نشان داد که، ژنوتیپ P15-6 با 118/33 زودرس ترین و تمامی ژنوتیپ های خارجی با دوره رسیدگی 150 روزه جزء دیر رس ترین بوده است. بیشترین میزان عملکرد ژنوتیپ ها (بالای 700 گرم در متر مربع) مربوط به ژنوتیپ های ندا، IR 86403-5-5-2-1-1-1-1-1R، P15-6، P12-5-3-3-2-2-1، P12-5-3-3-2-1-1 و P8-7-2-1-4-2-1-1 بوده که به دلیل داشتن تعداد پنجه بارور، تعداد خوشه بارور، وزن هزار دانه و باروری خوشه بالا بوده است. در نتایج تجزیه خوشه ای ارقام والدینی در سه گروه تفکیک شداند که در گروه اول (متوس ط رس، طول خوشه بلند، تعداد دانه پر بالا، و طول دانه بلند) رقم جلودار، در گروه دوم (بیشترین باروری خوشه، وزن هزار دانه و عملکرد شلتوک بالا) رقم ندا به همراه چهار لاین دیگر و تمامی ارقام خارجی در گروه سوم (دیررس، طول دانه کوتاه و تراکم بالای دانه) قرار گرفته اند. تجزیه به مولفه های اصلی، صفات مورد مطالعه را به چهار مولفه اصلی با مقادیر ویژه بالای یک تقسیم نمودند که مجموعا 82/61 درصد تغییرات داده ها را توجیه نموده است که این چهار مولفه ارزش بیشتری داشته و ارتباط بین صفات را بیان می کند. در مجموع الگوی باندی سه نشانگر نشان داد ژنوتیپ های IR 68078-15-2-1-2-2-R،IR65622-151-1-2-2-2-R و NSIC RC434 دارای ژن برگرداننده باروری بودند.
نتیجه گیریجمع بندی هر 3 نشانگر SSR نشان داد که ژنوتیپ های P9-7-1-1-1، P11-6-2-1-1-1، P14-1 وP15-2 با دو نشانگر RM3148، RM490، دارای ژن Rf3 هستند و هیچ از ژن های Rf4 را دارا نبوده و علت اینکه برخی ژنوتیپ ها با نشانگر RM3148 دارای ژن Rf تشخیص داده شده است ولی با نشانگر RM490 تشخیص داده نشد می تواند به دلیل کراسینگ اور بین ژن مورد نظر و نشانگر باشد بنابراین ژنوتیپ هایی که دارای ژن برگرداننده باروری تشخیص داده شدند بعنوان لاین های برگرداننده باروری بوده و قابلیت بکارگیری در برنامه برنج هیبرید را دارند.
کلید واژگان: باروری خوشه, برنج هیبرید, تجزیه کلاستر, نشانگرهای مولکولیIntroduction and ObjectiveYield of hybrid cultivars is 20 to 30% higher than conventional cultivars. On the other hand, the most important challenge for hybrid breeders, especially in Iran, is the selection of parental genotypes that have fertility restorer genes and ultimately lead to heterosis.
Material and MethodsThe present study was performed by evaluating the morphological traits of 19 rice genotypes and the linked of three SSR molecular primers related to Rf3 and Rf4 genes. These genotypes were planted in 2019 in the research farm of Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan in a randomized complete block design with three replications. Quantitative and agronomic traits, especially paddy yield, were evaluated. DNA extraction was performed by CTAP method with modification from leaf samples. Three SSR markers linked with two major RF3 genes including RM490 and RM 3148 markers and RF4 gene linked with RM171 marker were used to identify fertility restorer genes in rice.
ResultsThe results of comparing the mean of rice genotypes showed that P15-6 genotype with 118.33 was the earliest and all foreign genotypes with a maturity of 150 days were the latest. The highest yield of genotypes (above 700 g / m2) is related to Neda genotypes, IR 86403-5-5-2-1-1-1-1-1-1R, P15-6, P12-5-3-3-2- 2-1, P12-5-3-3-2-1-1 and P8-7-2-1-4-2-1-1, which due to the number of fertile tiller, the number of fertile panicle, 1000-seed weight and panicle fertility has been high. In the results of cluster analysis, parental cultivars were divided into three groups: in the first group (medium yield, long cluster length, high number of full seeds, and long grain length) the Jelodar cultivar, in the second group (maximum cluster fertility, 1000-seed weight and high paddy yield) Neda cultivar along with four other lines and all foreign cultivars are in the third group (late, short grain length and high grain density). Principal component analysis divided the studied traits into four main components with eigenvalues above one, which in total explained 82.61% of the data changes, which these four components are more valuable and express the relationship between the traits. In total, the band pattern of three markers showed that IR 68078-15-2-1-2-2-R, IR65622-151-1-2-2-2-R and NSIC RC434 genotypes had fertility restorer genes.
ConclusionSummary of all 3 SSR markers showed that genotypes P9-7-1-1-1, P11-6-2-1-1-1, P14-1 and P15-2 with two markers RM3148, RM490, have Rf3 gene and haven’t Rf4 genes and the reason that some genotypes have been identified as Rf gene with RM3148 marker but not detected with RM490 marker may be due to crossover between the desired gene and marker, so genotypes with fertility restorer gene are fertility restorer lines and can be used in hybrid rice program.
Keywords: Cluster analysis, Hybrid rice, Molecular markers, Panicle fertility
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.