Skip to main content
SUPERVISOR
اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد مشاور) محمد مهدی مجیدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Sayed Mohammad Mehdi Khodaee
سیدمحمدمهدی خدائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

The Effeciency of Phenotypic Versus Marker Assisted Selection (MAS) in Backcross Breeding Programs in Safflower (Carthamus tinctorius L.)
Cultivation of safflower ( Carthamus tinctorius L.) especially in summer has a crucial importance in arid and semi-arid region in Iran. This is because of safflower high genetic diversity in this area, high essential unsaturated Linoleic fatty acid (78%), edible oil quality comparative to olive oil, medical usage, drought tolerance, and high adoption. In other hand elements such as wilting and dumping off disease and safflower fly have the huge impact on the safflower yield reduction in the world. This make biotic stress tolerance the most important breeding goal in safflower. The lack of tolerant genes among the cultivated genotpes and the close relation of wild species ( Carthamus oxyacanthus ) with cultivated safflower makes gene integration the appropriate path to transfer desire genes such as biotic stress tolerance. Although Linkage Drag Effect is a restriction of such crosses, nowadays the use of molecular markers to select the background genome of the recurrent parent could help resolve this problem. In this research two backcross populations (BC 1 F 1 ) with more than 250 plants in each population was developed from interspecific hybridization between safflower and its wild relative ( C. oxyacanthus ) during 18 months of several continuous cultivations. One of thepopulation which was the resulte of hybridization between the domesticated parent, C 111 , an Iranian cultivar and the wild parent, Isf1, one of the most important annual weeds in the west of Iran was used for further investigation. In this population 196 plants and the two parental genotypes were evaluated using 23 agronomic traits, 21 SRAP molecular markers and 6 phenotypic markers to determine the efficiency of Marker Assisted Background selection (MAB) versus phenotypic selection. Investigations using agronomic traits indicated that there was an spectrum of individuals with diversity resembling both parental plants. In addition 5 significant PC calculated by principal component analysis showed complex relations between traits which could entirely separate wild parent from the rest of population. Obviously this situation could be caused by the nature of agronomic traits which diffrentiats the wild genotype from cultivated one efficiently. Also cluster analysis could separate this population into several groups with different distance relatively closer to domesticated parent. The SRAP evaluations conducted by 8 primer compositions with maximum PIC for M2/E6 (41%) and minimum PIC for M2/E5 (31%) showed linkage between markers. This linkage did not prevent these markers to differentiate between parental groups resulted by cluster Analysis. In other hand phenotypic markers were not as usefule because of high linkage between markers which was revealed by the Principal Component Analysis and Factor Analysis results. Although SRAP markers could not differentiate the population in the same way as agronomic traits did, the relationships between these two kinds of characteristics can not be disregarded. Some of the most important traits which showed significant relation with most SRAP markers were fertile capitula per total capitula ratio, capitula diameter, capitula height, diameter per height ratio of capitula and capitula weight. In other hand traits which showed significant relations with most phenotypic markers were last fertile hand height and harvest index. Stepwise regression was conducted to indicate the most important yield components involving in plant yield in this research. Results showed a model (95.3%) consist of number of fertile capitula (90.5%), number of seeds per capitula (3.1%), capitula height (1.5%), diameter per height ratio of capitula (0.1%) and capitula diameter (0.1%). Also Path Analysis showed that plant yield were affected by number of fertile capitula first and capitula diameter second. Key words: Carthamus tinctorius , Carthamus oxyacanthus , Inter-specific hybridization, Backcross, MAB, SRAP
کشت گلرنگ زراعی ( Carthamus tinctorius L.) به علت دارا بودن اسید چرب غیراشباع و ضروری لینولئیک (78%)، کیفیت تغذیه ای در حد روغن زیتون در برخی از ارقام گلرنگ، مصارف داروئی، مقاوم بودن به شرایط خشکی، سازگاری بالا و تنوع ژنتیکی بالا در نواحی اقلیم خشک و نیمه خشک ایران به ویژه در تناوب پس از کشت گندم از اهمیت ویژه ای برخوردار است اما عواملی مانند حساسیت به بیماری های پوسیدگی، بوته میری و خسارت مگس گلرنگ سهم زیادی در نقصان عملکرد گلرنگ دارند به گونه ای که مقاومت به تنش های زیستی از مهم ترین اهداف اصلاحی این گیاه محسوب می شود. با توجه به قرابت گونه وحشی Carthamus oxyacanthus (خار زرد) با گونه زراعی و عدم اقبال در یافتن ژن های مقاومت در گونه زراعی، اینترگرسیون ژنی راه حلی مناسب برای انتقال ژن‌های مطلوب همچون ژن‌های مقاومت به آفات و بیماری‌هاست. اگرچه پیوستگی بخشی از ژنوم والد دهنده به ژن‌های مطلوب از محدودیت های این گونه تلاقی‌ها محسوب می‌گردد امروزه کاربرد نشانگرهای مولکولی و انتخاب سهم ژنوم بیشتر والد اهلی این مشکل را مرتفع می کند. در این پژوهش دو جمعیت تلاقی برگشتی نسل اول حاصل از تلاقی بین گونه ای گلرنگ اهلی و وحشی ( C. oxyacanthus ) با بیش از 250 بوته طی 18 ماه و با چند کشت متوالی مزرعه ای تولید شدند. یکی از این دو جمعیت که حاصل تلاقی بین گونه ای والد اهلی C111 که یک رقم زراعی است با والد وحشی Isf1 که یک علف هرز محسوب می شود مورد کشت قرار گرفت و با ارزیابی 196 بوته از این جمعیت و 2 بوته والدی به کمک 6 نشانگرهای مورفولوژیک، 21 نشانگرهای SRAP و 23 صفت زراعی، استفاده از نشانگرها در تسریع انتخاب برای سهم بیشتر والد دوره ای در روند تلاقی برگشتی و مطابقت آن با صفات زراعی امکان سنجی گردید. ارزیابی صفات زراعی حاکی از تنوع در جمعیت نسبت به والدین بود به علاوه این صفات با 5 مؤلفه بزرگ اثر در تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و گستردگی همه جانبه رابطه صفات با یکدیگر توانستند به خوبی والد وحشی و تعدادی از نتاج را به کلی از جامعه متمایز کنند که مسلماً به خاطر ماهیت صفات زراعی است که این تمایز رخ می دهد. نتایج تجزیه خوشه ای نیز نشان داد که در بین سایر 196 بوته نسل اول تلاقی برگشتی گروه هایی با فواصل متفاوت با والد اهلی حاصل می‌گردد. ارزیابی‌های آزمایشگاهی با استفاده از 21 نشانگر چند شکل SRAP، حاصل 8 ترکیب آغازگری با حداکثر محتوای چند شکلی آغازگر 47% برای ترکیب آغازگری M2/E6 و حداقل 31% برای ترکیب آغازگری M2/E5، در این پژوهش نشان داد که اگرچه این نشانگرها توزیع یکنواخت و پراکنده ای در طول ژنوم نداشتند، توانستند جامعه را به خوبی بر اساس سهم ژنوم والدینی به چند بخش متمایز تقسیم کنند. ارزیابی نشانگرهای مورفولوژیک در این پژوهش به تعداد کمی نشانگر مورفولوژیک محدود می شد. با توجه به این که در تجزیه به مؤلفه‌های اصلی این نشانگرها فقط دو مؤلفه اول مقدار ویژه بیشتر از یک داشتند و در عین حال 3 مؤلفه اول 70 درصد از واریانس را توجیه می‌نمودند می توان بیان نمود نشانگرهای مورفولوژیک پیوستگی قابل توجهی با یکدیگر داشتند، بنابراین قادر به تفکیک جامعه به گروه های متمایز حتی در ترسیم دو بعدی مؤلفه‌های اصلی نیز نبودند. با وجود آنکه تفکیک جمعیت به کمک نشانگرهای SRAP و صفات زراعی صورت گرفت اما این تفکیک و خوشه بندی بین افراد نتایج متفاوتی در بر داشت، این وضعیت نمی‌تواند وجود رابطه بین نشانگرهای SRAP و صفات زراعی را نقض کند. از مهم‌ترین صفات زراعی که با اغلب نشانگرهای SRAP مورد استفاده در این آزمایش رابطه معنی داری دارند می توان به صفات نسبت تعداد غوزه بارور بر کل غوزه ها، قطر غوزه، ارتفاع غوزه، نسبت قطر بر ارتفاع غوزه و وزن غوزه اشاره نمود از طرف دیگر نیز اغلب نشانگرهای مورفولوژیک با دو صفت ارتفاع آخرین ساقه و شاخص برداشت در ارتباط بودند. رگرسیون مرحله ای جهت تشخیص رابطه اجزا عملکرد با عملکرد تک بوته انجام شد که در نتیجه آن صفات تعداد غوزه های بارور ( 5/90%)، تعداد دانه در غوزه (1/3%)، ارتفاع غوزه (5/1%)، نسبت قطر بر ارتفاع غوزه (1/0%) و قطر غوزه (1/0%) مدلی را با ضریب تبیین 3/95 % ایجاد نمودند. نتایج تجزیه علیت برای این رابطه نشان داد که عملکرد تک بوته بیشترین اثر را در مرحله اول از تعداد غوزه های بارور و در مرحله بعد از قطر غوزه می گیرد. کلمات کلیدی: گلرنگ زراعی- گلرنگ وحشی- تلاقی بین گونه‌ای- تلاقی برگشتی- انتخاب زمینه به کمک نشانگر-SRAP

ارتقاء امنیت وب با وف بومی