SUPERVISOR
محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد راهنما) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما) جمشید رزمجو (استاد مشاور)
STUDENT
Abbas Salehi
عباس صالحی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Evaluation of Self and Cross Fertilization in Entophyte-Infected and Entophyte-Free Plants of Iranian Ryegrass
Self-incompatibility in plants prevents the self-pollinated seed production. Lack of self pollinated seeds can prevent pure genotypes production. Perennial ryegrass ( Lolium perenne ) is the useful grass in temperate regions. Recently, symbiotic relationship of this plant with endophytic fungus has been discovered. Given the extensive effects of endophytic fungi on host plants, this study examined the effects of endophytic fungi on self-pollinated seed production of ryegrass plants and some other traits. This research was carried out in 2012-2014 at the Agricultural Research Station at Isfahan University of Technology (Chah Anarii). The genetic materials of the study were 64 clones that included 32 endophyte-infected clones and 32 endophyte-free ones. The clones were collected from different regions of Iran, especially from North and North- Eastern parts of the country. Experiment was carried out based on a Nest and completely randomized block design with two replicates genotypes within each endophyte status had nested arrangement. Morphological and agronomic traits were evaluated and recorded over a period of two years. There was a significant difference for dry weight, number of self-pollinated seeds, selfing rate and number of tillers per plant between presence or absence of fungal endophytes in the first year. The differences between symbiotic plants and endophyte free plants for dry weight, number of cross-pollinated seeds and number of tiller was significant. However height, total weight of seed, number of self-pollinated seed, selfing ratio, number of nodes and grain weight was not significantly different. In some traits such as plant height, dry weight, total seed weight, number of self-pollinated seeds, cross-pollinated selfing ratio and tillers per plant, significant difference was found among genotypes in the first and second years. In the first year of evaluations of the seed weight revealed the most genetic variation coefficient (1.22) in the presence of endophyte, while it possessed the less coefficient of variation (0.84) in the absence of endophytic and it had more variations was found for the number of self-pollinated seeds (1.75). In overall seed weight and number of self pollinated seed in the absence and presence of endophytes had the most variations. In the presence of endophyte in the first year, showed significant negative correlation was found between height and self-pollinated number of seeds. The cluster analysis of the genotypes did not separate symbiotic endophytes of genotype from non-symbiotic ones. Cluster analysis divided genotypes into six groups. Similarly, cluster analysis of second year categorized genotypes in six groups. Factor analysis revealed three factors in which the third one accounted for more than 53 % of the variance between attributes and variables. The first factor accounted for 24.75% of variation and was named as selfing factor. The secand on accounted for 19.17% fo variation named as drying yield factor and the third factor was stored dry yield with 19.53% of variation. In the second year three factor accounted for 55% for variation among traits. In overall, endophte elevated the number of self and cross pollinated seeds in Iranian ryegrass. Variation among perennial ryegrass populations, especially for self-pollinated seeds may allow breeding of this plant for Iran climate condition. Keywords : Perennial ryegrass, Selfing, Cross pollination, Endophyte fungi
در گیاهان، خودناسازگاری مانع تولید بذر خودگشن می شود. عدم تولید بذر خودگشن امکان تولید ژنوتیپهای خالص را غیرممکن می کند و مانع از انجام برخی روش های اصلاحی می شود. چچم ( Lolium pernne ) چندساله، یکی از علفهای پرکاربرد در مناطق معتدله است. حضور قارچهای اندوفایت باعث عملکرد بالا در گیاه میزبان می گردد. با توجه به آثار گسترده ای که قارچ بر گیاه میزبان دارد این مطالعه بهمنظور بررسی اثر حضور قارچ اندوفایت، در تولید بذر خودگشن و برخی دیگر از صفات گیاه چچم انجام شد. این پژوهش، در دو سال 1393-1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی واقع در دانشگاه صنعتی اصفهان (چاه اناری) اجرا گردید. مواد ژنتیکی این مطالعه، 64 کلون، شامل 32 کلون حاوی اندوفایت و 32 کلون عاری از اندوفایت بود که از مناطق مختلف کشور، بخصوص شمال و شمال شرق جمع آوری شده بودند. آزمایش بر اساس طرح بلوک کاملاً تصادفی و بهصورت آشیانه ای با دو تکرار در مهر ماه 1391 کشت گردید. صفات مورفولوژیک و زراعی طی یک دوره رشد دو ساله ارزیابی و ثبت گردیدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که در صفات وزن خشک، تعداد بذر خودگشن، نسبت خودگشنی و تعداد پنجه حاصل از هر بوته در شرایط حضور و عدم حضور قارچ اندوفایت در سال اول تفاوت معنیدار وجود داشته است. در سال دوم تفاوت بین گیاهان همزیست و عاری از اندوفایت برای صفات وزن خشک، تعداد بذر دگرگشن و تعداد پنجه معنیدار بوده و برای صفات ارتفاع، وزن کل بذر، تعداد بذر خودگشن، نسبت خودگشنی و وزن هزار دانه تفاوت معنیداری وجود نداشت. همچنین در صفات ارتفاع، وزن خشک، وزن کل بذر، تعداد بذر خودگشن، تعداد بذر دگرگشن، نسبت خودگشنی و تعداد پنجه هر بوته بین ژنوتیپ های حاوی اندوفایت و بدون اندوفایت، در سال اول و دوم ارزیابی تفاوت معنیدار وجود داشت. در ارزیابی سال اول صفت وزن کل بذر بیشترین ضریب تغییرات ژنتیکی ( 22/1) را در شرایط حضور اندوفایت داشت، درحالیکه در شرایط بدون حضور اندوفایت این صفت ضریب تغییرات کمتری (84/0) داشتو در این شرایط تعداد بذر خودگشن دارای تغییرات بیشتری (75/1) بود. در سال دوم ارزیابی دو صفت وزن کل بذر و تعداد بذر خودگشن در حالت حضور و عدم حضور اندوفایت دارای بیشترین تغییرات بودند. در تجزیه خوشه ای سال اول ژنوتیپ های همزیست با اندوفایت از ژنوتیپ های غیر همزیست با اندوفایت جدا نشدند. ولی هریک از زیر گروهها شامل ژنوتیپ های عاری و حاوی اندوفایت بودند که به طور نسبی تفکیک شده بودند. دندروگرام حاصل سال دوم نیز مجدداً 6 گروه مجزا را مشخص نمود. تجزیه به عامل ها نشان داد 3 عامل تنوع موجود در بین صفات را به میزان بیش از 58 درصد توجیه نمودند. عامل اول 75/24 درصد از واریانس بین صفات را به خود اختصاص داد و این عامل خودگشنی نامیده شد. عامل دوم 17/19 درصد از واریانس را توجیه نمود که به نام عامل عملکرد ماده خشک نامگذاری شد. عامل سوم 53/14 درصد از واریانس بین صفات را به خود اختصاص داد و این عامل ذخیره ماده خشک نامیده شد. در سال دوم سه عامل اول در مجموع 55 درصد از تنوع موجود بین صفات را توجیه نمودند.اندوفایت تولید بذر خودگشن و دگرگشن را در چچم های ایرانی افزایشداد. تنوع موجود بین جمعیت های چچم ایرانی به ویژه از نظر تولید بذر خودگشن امکان اصلاح این گیاه برای شرایط اقلیمی ایران را خواهد داد. واژههای کلیدی : رای گراس چندساله، خودگشنی، دگرگشنی، قارچهای اندوفایت