SUPERVISOR
Mahdi Gheysari,Mohammad Mehdi Majedi
مهدی قیصری (استاد مشاور) محمد مهدی مجیدی (استاد راهنما)
STUDENT
Fatemeh Rashidi
فاطمه رشیدی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
TITLE
Genetic Diversity and Effect of Drought tolerance in Species of Brassica (Brassica spp)
The present research is aimed to evaluate genetic variation and drought stress tolerance in Brassica species using morphological and physiological traits. Genetic materials involved 36 genotypes from seven species of Brassica genus which evaluated within three moisture treatments (non-stressed, moderate stress and sever stress) in years 2012-2013. Results of variance analysis indicated higher variation among genotypes in most of studied traits. The highest and least genetic and phenotypic variation coefficient under all three moisture treatments were related to number of pods in main stem and days to ripening respectively. Cultivar by environment interaction for most traits was significant, suggesting various genotypes responses to moistures. Under stressed conditions, most traits means were reduced compared to non-stressed conditions, however, those traits mean such as aphid sensitivity and proline concentration was increased under moderate and sever stress conditions. Chlorophyll and carotenoid concentration were increased when they exposed to moderate stress compared to sever one. The highest broad sense heritability was related to traits pod length (99%), days to flowering (97%) and one thousand grain weight (90%), whereas the least was recorded for panicle diameter (22%), and number of secondary branches (35%). Grain yield mean under moderate and severe drought stresses was calculated about 30.96 and 47.42% respectively, but it was not significant under moderate stress. Among studied species, B. napus showed highest yield under all treatments. Under non stressed condition, B. rapa exhibited the least yield but B. friticulosa had much yield losses under moderate and sever stressed conditions. Among species, B. nigra showed the least aphid sensitivity. Coefficient of correlation showed that under non-stressed conditions, there was significant and positive correlation between grain yield to days to ripening, stem diameter, number of secondary branch, and number of pod in plant, one thousand grain weight, chlorophyll and carotenoid content. In addition, when moderate stress was applied, morphological and physiological traits showed positive strong correlation. Chlorophyll and proline content and one thousand grain weight were correlated to yield when stress were intensified. In order to determine traits involved in accounting for grain yield variation, stepwise regression was undertaken. Results of stepwise regression among species and different treatments varied but as a whole, traits day to ripening and number of pods in plant had much contribution on yield under non-stressed condition compared to others. Under applying moderate and server drought stresses, traits of day to ripening, number of secondary branches and leaf water content showed highest contribute to grain yield respectively. Results of clustering analysis based on morphological and physiological traits under all three treatments partly could segregate species based on genetic and genomic similariies.
این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و تحمل به تنش خشکی در گونه های جنس براسیکا ( Brassica ) با بهره گیری از صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک انجام شد. مواد ژنتیکی تعداد 36 ژنوتیپ از 7 گونه ی جنس براسیکا بودند که در قالب 3 محیط رطوبتی (عدم تنش، تنش متوسط، تنش شدید) در سال زراعی 92-91 مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تنوع بالایی بین ژنوتیپ ها برای اکثر صفات مورد مطالعه وجود داشت. بیشترین ضریب تنوع ژنتیکی و فنوتیپی در هر سه سطح محیط رطوبتی مربوط به تعداد غلاف در شاخه اصلی و کمترین آن مربوط به صفت روز تا رسیدگی بود. اثر متقابل رقم و محیط برای اکثر صفات معنی دار مشاهده شد که حاکی از واکنش متفاوت ژنوتیپ ها به محیط های رطوبتی می باشد. میانگین اکثر صفات در سطوح تنش نسبت به شرایط عدم تنش کاهش نشان دادند ولی میانگین صفات میزان حساسیت به شته و میزان پرولین در سطوح تنش متوسط و تنش شدید نسبت به عدم تنش افزایش یافت. میانگین میزان کلروفیل و کارتنوئید در تنش متوسط افزایش ولی در تنش شدید کاهش یافت. بیشترین وراثت پذیری عمومی متعلق به صفات طول غلاف(99%)، روز تا گلدهی(97%) و وزن هزار دانه(90%) و کمترین آن متعلق به صفات قطر طوقه(22%) و تعداد انشعاب فرعی(35%) بود. میانگین عملکرد دانه در محیط تنش متوسط 69/30 درصد و در محیط تنش 42/47 درصد نشان داد ولی این کاهش در تنش متوسط نسبت به عدم تنش معنی دار نبود. از بین گونه های مورد مطالعه گونه ی B. napus در هر سه محیط رطوبتی بیشترین عملکرد را به خود اختصاص داد. گونه ی B. rapa در شرایط عدم تنش کمترین عملکرد را نشان داد ولی در شرایط تنش رطوبتی متوسط و شدید گونه ی B. friticulosa افت عملکرد بالایی نشان داد. کمترین میزان حساسیت به شته را گونه ی . nigra نشان داد. همچنین در هر سه محیط رطوبتی گونه ی B. rapa زودرس ترین و گونه ی B. juncea بلند قامت ترین بود. ضرایب همبستگی نشان داد که در شرایط عدم تنش رطوبتی، بین عملکرد دانه با صفات روز تا رسیدگی، قطر طوقه، تعداد شاخه فرعی، تعداد غلاف در بوته، وزن هزار دانه، میزان کلروفیل و کارتنوئید همبستگی مثبت و معنی داری وجود داشت. همچنین در شرایط تنش متوسط عملکرد با اکثر صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک همبستگی مثبتی نشان داد. در شرایط تنش شدید همبستگی عملکرد فقط با وزن هزار دانه، میزان پرولین و میزان کلروفیل مثبت و معنی دار بود. به منظور تعیین صفات دخیل در توجیه تنوع عملکرد دانه رگرسیون گام به گام انجام شد. نتایج رگرسیون گام به گام در بین گونه ها و تحت شرایط رطوبتی مختلف متفاوت بود ولی به طور کلی صفات روز تا رسیدگی و تعداد غلاف در بوته نسبت به سایر صفات در عدم تنش سهم بیشتری بر روی عملکرد نشان دادند. در شرایط تنش متوسط صفات روز تا رسیدگی و تعداد شاخه فرعی و در شرایط تنش شدید صفت محتوی نسبی آب بیشترین سهم را در توجیه عملکرد دانه دارا بودند. نتایج تجزیه خوشه ای گونه ها بر اساس صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک در هر سه سطح رطوبتی توانست تا حدودی گونه ها را بر اساس قرابت ژنومی و ژنتیکی از همدیگر تفکیک نماید. به منظور ارزیابی تحمل به خشکی از شاخص های حساسیت به خشکی(SSI)، شاخص تحمل(TOL)، شاخص متوسط تولید(MP)، شاخص میانگین هندسی تولید(GMP) و شاخص تحمل به تنش(STI) استفاده شد. در ترسیم نمودار سه بعدی بر اساس شاخص TIدر شرایط تنش متوسط گونه B. napus ، B . carinata و B . juncea در گروه A.(دارای تولید بالا در هر دو محیط تنش و عدم تنش) قرار گرفتند ولی در تنش شدید فقط گونه های B. napus و B . carinata در این گروه قرار گرفتند. همچنین نتایج بای پلات شاخص ها و تجزیه به مولفه های اصلی در شرایط تنش متوسط گونه های B. napus و B . carinata را به عنوان بهترین گونه ها از نظر عملکرد بالا و حساسیت پایین به تنش خشکی شناسایی کرد در حالی که در تنش شدید بهترین گونه از جنبه تولید بالا و حساسیت پایین گونه ی B. napus شناسایی شد. کلمات کلیدی: بای پلات،کلزا، گونه وحشی، تنوع بین گونه ای، تنش خشکی