مطالعات اصلاحی پایه در ژرم پلاسم فسکیوی بلند (Festuca arundinacea)

STUDENT

DEGREE

YEAR

This research was conducted to evaluate different basic aspects of tall fescue breeding using classical and molecular approaches in five experiments. In the first study, genetic diversity between and within 46 Iranian and foreign accessions of tall fescue were evaluated. The results indicated considerable variation between and within germplasm for all traits and a better performance for Iranian accessions. Correlation coefficients for hay yield with phenological traits was negative and with dry matter percentage, plant height, stem number, crown diameter, spring growth, leaf length, establishment rate and persistency was significantly positive. Crown diameter, establishment rate, dry matter percentage, plant height and stem number were recognized as components of hay yield. Applying UPGMA method of cluster analysis on the studied attributes, accessions of similar geographic origin were clustered in same groups. In the second study, AFLP technique was used to detect the phylogenic relationship and genetic diversity of 38 accessions representing six species. From 12 primer combinations, 360 polymorphic markers were scored to differentiate between accessions. The results showed that coarse fescue had more genetic similarity with ryegrass than fine fescues. Accordingly AFLP analysis revealed that Iranian accessions were more diverse than foreign accessions. UPGMA cluster and Principal Component Analysis (PCA) clearly separated species in distinct groups. Tall fescue accessions were clustered in six groups that largely supported the known origins and some morphological characteristics of these accessions. In the third study, 25 superior genotypes were selected from base population and were evaluated in a clonal and EST-SSR analysis. Both morphological and molecular assessments showed considerable variation between genotypes. From 50 EST-SSR loci, 175 polymorphic alleles were scored and grouped genotypes in 7 clusters which mainly supported geographical origin. Also there

این پژوهش با هدف بررسی جنبه های پایه به نژادی در فسکیوی بلند با بهره گیری از روشهای کلاسیک و مولکولی در قالب 5 مطالعه مجزا ولی منسجم طی سالهای 1381 تا 1386 به اجرا درآمد. در مطالعه اول تنوع ژنتیکی بین و درون 46 اکوتیپ داخلی و خارجی (حدود 1000 ژنوتیپ) طی دو سال مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از اختلاف بسیار معنی دار بین نمونه ها و تنوع ژنتیکی بالا بین و درون ژرم پلاسم مورد مطالعه بود. نمونه های داخلی از برتری نسبی قابل توجهی بر نمونه های خارجی برخوردار بودند. همبستگی عملکرد علوفه خشک با صفات فنولوژیک منفی و با درصد ماده خشک, ارتفاع بوته, تعداد ساقه, قطر یقه (طوقه), رشد بهاره, طول برگ, توان استقرار و دیرزیستی مثبت بود ولی عملکرد علوفه با عرض برگ و حساسیت به زنگ رابطه معنی داری نداشت. صفات قطر یقه, توان استقرار, درصد ماده خشک, ارتفاع و تعداد ساقه بارور به عنوان مهمترین اجزای عملکرد علوفه شناخته شدند. گروهبندی اکوتیپ ها به خوبی اکوتیپ های داخلی و خارجی را از یکدیگر متمایز کرد و در بسیاری از موارد نیز نمونه های دارای منطقه یا منشاء اقلیمی مشابه را از یکدیگر تفکیک نمود. در مطالعه دوم با استفاده از 12 ترکیب آغازگریAFLP, روابط فیلوژنی وتنوع ژنتیکی 38 نمونه (25 نمونه فسکیوی بلند و 13 نمونه از 5 گونه خویشاوند) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از360 نشانگرچندشکل نشان دادکه فسکیوهای برگ پهن (فستوکا آروندیناسه و پراتنسیس) شباهت ژنومی بیشتری با گونه های جنس لولیوم در مقایسه با فسکیوهای برگ نازک (فستوکا روبرا و اوینا) دارند همچنین فسکیوی بلندحداکثر شباهت را با فسکیوی مرتعی داشت که نتایج مطالعه روی DNAی ریبوزومی را تایید می کند. نتایجAFLP حاکی از تنوع کمتر درون جوامع خارجی و تنوع بیشتر درون جوامع داخلی بود. نمودار خوشه ای UPGMA و تجزیه مولفه های اصلی اکوتیپ های فسکیوی بلند را به شش گروه تفکیک کرد که تا حدود زیادی با منشاء جغرافیایی و برخی خصوصیات نمونه ها تطابق داشت. در مطالعه سوم تعداد 25 ژنوتیپ برتر بر اساس مطالعه اول گزینش و به صورت کلونی طی دو سال مورد ارزیابی فنوتیپی و مولکولی, با استفاده از 50 آغازگر EST-SSR, قرارگرفتند. نتایج تجزیه و تحلیل کلونی نشان داد به رغم اعمال شدت گزینش بالا (از بین حدود یک هزار ژنوتیپ) هنوز فاصله ژنتیکی زیادی بین ژنوتیپ ها وجود دارد. از 229 آلل تولید شده توسط 50 مکان ژنی SSR-EST تعداد 175 آلل چندشکلی نشان دادند.گروه بندی بر اساس این نشانگرها, 25 ژنوتیپ را در7 گروه مجزا, طبقه بندی نمود که با اطلاعات منشاءگزینش ژنوتیپ ها تناسب داشت. تطابق کلی نیز بین گروه بندی بر اساس خصوصیات فنوتیپی با گروهبندی EST-SSR مشاهده گردید. بر اساس میانگین و دامنه شاخص تشابه ژنتیکی بر مبنای ارزیابی فنوتیپی و مولکولی, ژنوتیپ های مناسب برای تشکیل جوامع نقشه یابی یا ایجاد واریته ترکیبی معرفی وگروه های هتروتیک به منظور بررسی نقش تنوع ژنتیکی بر نمود نتاج (بخش بعد) شناسایی شدند. در مطالعه چهارم به منظور برآورد GCA جهت تعیین والدین مناسب و مقایسه میزان انطباق آن با نتایج ارزیابی های کلونی و مولکولی, فامیل های ناتنی حاصل از پلی کراس25 ژنوتیپ گزینش شده قبلی, طی دو سال مورد بررسی قرارگرفتند. نتایج قابلیت ترکیب پذیری عمومی