SUPERVISOR
اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد راهنما) جمشید رزمجو (استاد مشاور)
STUDENT
Maryam Davoudi
مریم داودی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
TITLE
Seed Production through Self and Cross-pollination in endophyte-infected and non-infected tall fescue (Festuca arundinacea)
Seed set through self-pollination as the most important reproduction system plays important role in maintaining plants genotype and generating uniform plants in tall fescue ( Festuca arundinaceae ) which is widely used as fodder and lawn. On the other hand, tall fescue has symbiosis association with endophytic fungus ( Neotyphodium coenophialium ), improving forage and seed yield and protecting plants against pests and diseases. Any change in plant genotypes due to cross-pollination may decrease the effect of endophytic fungi. The present experiment aimed to evaluate the rate of self and cross pollination in different genotypes as well as the effect of endophytic fungus on self and cross pollination. Genetic material for the present research included eleven fectuca genotypes along with six genotypes native to Iran arranged in a complete block design with three replications. Nine panicles from each genotype were placed in paper pockets before flowering and compulsive self-pollination was applied. Others plant panicles were left to be open pollinated. Also, peduncle length, leaf flag area, plant diameter, the number of panicles, fresh weight, leaf greenness, percent of pollen grains alive, the number of seeds in self-pollinated panicle, number of seeds in cross-pollinated panicle, self-pollination percent, 100-seed weight due to self-pollination,100-seed weight due to cross pollination and the ratio of seed numbers from self-pollinated panicle to seed numbers from cross-pollinated panicle were evaluated. Results showed that morphological traits including the number of seeds per self-pollinated panicle and number of seeds in cross pollinated panicle had high genetic variation coefficient implying that they are less affected by environment. Results from mean comparisons showed that among studied genotypes, two exotic genotypes of Jaguar2, Silverado and three Iranian genotypes had self-pollination percentage of 66.16, 58.1 and 58.93 respectively. Genotype Monarch exhibited the highest percent of seed set due to cross pollination. These results denoted that it is possible to produce seeds due to self-pollination and subsequently pure lines in exotic and endemic tall fescues genotypes. Factor analysis showed that first two factors account for 85% of variations among traits. The first factor accounted for 80% of traits variance and had substantial contribution due to factor coefficients of number of seeds in self-pollinated panicle, number of seeds in cross pollinated panicle, 100-seed weight due to self-pollination and the ratio of seed numbers from self-pollinated panicle to seed numbers from cross-pollinated panicle. Hence, this factor was called sellfing seed sink. The second factor accounted for 5% of variance having highest contributions due to factor coefficients for the plant diameter, fresh weight and plant length and was nominated as yield factor. In order to evaluate the effect of endophyte fungus on self-pollination and cross pollination rates, two genotypes infected with endopyhte and their noninfected counterparts were used. Data were analysed using a 2*2 factorial test. Analysis of variance results showed that genotypes*endophyte interaction was significant in traits of fresh weight, leaf flag greenness, the number of seeds in cross-pollinated panicle and the percent of seed set due to self-pollination. Results of mean comparison indicated that endophyte infection could increase seed set through self- and cross pollination in tall fescue. Presumably, this may results from changes in hormone balances induced by endophyte fungus which in turn may improve plant seed and forage yield.
تولید بذر از طریق خودگشنی به عنوان مهمترین سیستم تولید مثلی در تولید و حفظ ژنوتیپ گیاهان بخصوص در فسکیوی بلند (Festuca arundinaceae ) که برای احداث چمن و تولید علوفه استفاده می شود کاربرد اصلاحی دارد. این گیاه با قارچ اندوفایت Neotyphodium coenophiallum همزیستی دارد. این همزیستی موجب بالا رفتن عملکرد علوفه و بذر در گیاه می گردد و گیاه را در برابر آفات و بیماری ها حفاظت می کند. تغییر در ژنوتیپ گیاه به دلیل دگرگشنی می تواند درکاهش میزان اثر قارچ های اندوفایت تاثیر بسزایی داشته باشد. این آزمایش به منظور بررسی میزان خودگشنی و دگرگشنی در ژنوتیپ های مختلف فسکیوی بلند و تاثیر قارچ اندوفایت در میزان خودگشنی و دگرگشنی انجام شد. مواد ژنتیکی این آزمایش شامل 11 ژنوتیپ خارجی به همراه 6 ژنوتیپ جمع آوری شده از ایران بودند که در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با سه تکرار کشت گردیدند. در زمان خوشه دهی و قبل از گلدهی به تعداد نه خوشه از هر ژنوتیپ توسط پاکت کاغذی پوشانده شد و خودگشنی اجباری صورت گرفت و سایر خوشه های گیاه برای انجام آزاد گرده افشانی بررسی گردیدند. صفات طول پدانکل، سطح برگ پرچم، قطر بوته، ارتفاع بوته، تعدادخوشه، وزن تر، سبزینگی برگ پرچم، درصد دانه گرده زنده، تعداد بذر در خوشه خودگشن، تعداد بذر در خوشه دگرگشن، درصد خودگشنی، وزن 100 دانه خودگشن، وزن 100 دانه دگرگشن، نسبت وزن دانه در خوشه خودگشن به دگر گشن مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج این آزمایش نشان داد که صفات تعداد بذر در خوشه خودگشن و تعداد بذر در خوشه دگرگشن دارای ضرایب تنوع ژنتیکی بالایی بودند که نشان می دهد این صفات کمتر تحت تاثیر محیط قرار می گیرند. نتایج مقایسه میانگین ها نشان داد که در بین ژنوتیپ های مطالعه شده، دو ژنوتیپ خارجی Jaguar2 و Silverado و ژنوتیپ ایرانی سُه دارای درصد خودگشنی به ترتیب 16/66%، 1/58% و 93/58% بودند. ژنوتیپMonarch هم دارای بیشترین درصد تولید بذر دگرگشن بود. این نتایج نشان می دهد که امکان تولید بذر خودگشن و احتمالاً تولید لاین خالص در ژنوتیپ های فسکیوی ایرانی و خارجی وجود دارد. تجزیه به عامل ها نشان داد که 85% از تغییرات موجود در صفات را 2 فاکتور اول توجیه می کنند. عامل اول 80 در صد از واریانس بین صفات را به خود اختصاص داد که صفات تعداد بذر در خوشه خودگشن، درصد خودگشنی، وزن بذر 100دانه خودگشن و نسبت وزن دانه خودگشن به دگرگشن در خوشه بیشترین تغییرات را در این فاکتور توجیه نمودند. لذا این عامل تحت عنوان عامل مخزن بذرخودگشن نامیده شد. عامل دوم 5 درصد از واریانس را توجیه نمودکه در ضرایب عامل دوم، قطر بوته، وزن تروارتفاع بوته بیشترین نقش را داشت که عامل دوم به نام عامل عملکرد نامگذاری شد. به منظور بررسی تاثیر قارچ اندوفایت ( Neotyphodium coenophialum ) در میزان خودگشنی و دگرگشنی از دو ژنوتیپ حاوی اندوفایت و بدون اندوفایت استفاده گردید و ارزیابی داده ها با استفاده از آزمایش فاکتوریل 2*2 صورت گرفت. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد اثر اندوفایت بر اکثر صفات معنی دار است و همچنین نتایج تجزیه واریا نس نشان داد اثر متقابل ژنوتیپ و اندوفایت در صفات وزن تر گیاه، سبزینگی برگ پرچم، تعداد بذر در خوشه دگرگشن و درصد خودگشنی معنی دار است که این اختلاف نشان می دهد اثر اندوفایت در ژنوتیپ های مختلف متفاوت می باشد. همچنین نتایج مقایسه میانگین ها حاکی از افزایش میزان خودگشنی و دگرگشنی در حضور قارچ اندوفایت بود. این نتایج احتمالاً به علت تغییرات هورمونی ناشی از حضور قارچ اندوفایت در گیاه است که باعث افزایش عملکرد علوفه و بذر در گیاه می شود.