مقایسه صفات رشدی گیاهچههای برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو با موتانت نسل پنجم
الهیار فلاح
1
(
عضو هیات علمی
)
کلید واژه: همبستگی, گیاهچه برنج, موتانت, نسبت ریشه به شاخساره,
چکیده مقاله :
کاربرد اشعه گاما باعث ایجاد موتاسیون در گیاه برنج شد و تنوع حاصل در مرحله گیاهچهای قابل بررسی بود. جهت مقایسه صفات رشدی گیاهچههای برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو با موتانتهای نسل پنجم حاصل از آنها، آزمایشی به صورت اگمنت در خزانه ایستگاهی معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور در مازندران (آمل) در سال 94 اجرا شد. تعداد 23 لاین نسل پنجم حاصل از طارم محلی، 7 و 8 لاین نسل پنجم به ترتیب حاصل از حسنی و عنبربو همراه با شاهد آنها به میزان 300 گرم بذر خشک در نیم متر مربع خزانه بذرپاشی شد. در مرحله سه برگی ، صفات رشدی طول گیاهچه، وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی (شاخساره)، وزن خشک کل و نسبت ریشه به شاخساره اندازهگیری شد. نتایج نشان داد 52 درصد موتانت حاصل از طارم محلی طول گیاهچه کمتری نسبت به شاهد داشتند ولی همه موتانتهای حاصل از حسنی دارای طول گیاهچه بیشتری نسبت به شاهد داشتند. در گیاهچههای موتانت حاصل از عنبربو، 75 درصد طول گیاهچه کمتری داشتند. میزان افزایش وزن خشک ریشه، شاخساره موتانتها نسبت به شاهد بین 85-59 درصد بود ولی وزن خشک کل گیاهچه در همه موتانتها نسبت به شاهدها بیشتر بود. نسبت ریشه به شاخساره در موتانت حاصل از عنبربو 100 درصد ولی در موتانت حاصل از طارم محلی 74 درصد بیشتر بود. بین طول گیاهچه برنج با وزن خشک ریشه، شاخساره و کل در سطح 1% همبستگی مثبت وجود داشت ولی با نسبت ریشه به شاخساره همبستگی نداشت. تجزیه خوشهای، موتانتها را در سه گروه قرارداد. وزن خشک کل گیاهچه موتانتها نسبت به شاهدها بیشتر ولی طول گیاهچهها کمتر بود.
چکیده انگلیسی :
Using of Gama ray was caused mutation in rice plant and produced diversity at seedling stage can be evaluated. In order to comparison seedling growth characteristics of Tarom Mahali, Hasani and Anbarbo varieties with M5 mutants from them, a augmented test was carried out in station nursery of deputy of rice research institute of Iran (Amol) in 2015. Number of 23 mutants of M5 from Tarom Mahali, 7 and 8 mutants from Hasani and Anbarbo varieties respectively with check (parents) were seeded 300g dry seeds in half square of nursery. In three leaves stages were measured growth characteristics such as seedling length, roots, shoot dry weight, total dry weight and root to shoot ratio. The results showed 52 percent of M5 mutant from Tarom Mahali had lower seedling length related to check (Tarom Mahali), however, all of mutants from Hasani had higher seedling length related to check (Hasani). The mutant seedling from Anbarbo variety had about 75 percent less than check. The rate of increasing root and shoot dry weight of mutants was 59-85 percent compared to check, but seedling total dry weight was higher in all mutants related to checks. To high ratio of root to shoot in Anbaro mutants was 100%, but in seedlings of Tarom Mahali mutants was 74%. Among of seedling length with root, shoot and seedling total dry weight there was positive correlation at 1%, however, there was no correlation with root to shoot ratio. The claster analysis is placed in three groups of mutants. Total seedling dry weight of mutants was higher related to check varieties but seedling length was lower.
مقایسه صفات رشدی گیاهچههای برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو با موتانت نسل پنجم
چکیده
کاربرد اشعه گاما باعث ایجاد موتاسیون در گیاه برنج شد و تنوع حاصل در مرحله گیاهچهای قابل بررسی بود. جهت مقایسه صفات رشدی گیاهچههای برنج طارم محلی، حسنی و عنبربو با موتانتهای نسل پنجم حاصل از آنها، آزمایشی به صورت اگمنت در خزانه ایستگاهی معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور در مازندران (آمل) در سال 94 اجرا شد. تعداد 23 لاین نسل پنجم حاصل از طارم محلی، 7 و 8 لاین نسل پنجم به ترتیب حاصل از حسنی و عنبربو همراه با شاهد آنها به میزان 300 گرم بذر خشک در نیم متر مربع خزانه بذرپاشی شد. در مرحله سه برگی ، صفات رشدی طول گیاهچه، وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی (شاخساره)، وزن خشک کل و نسبت ریشه به شاخساره اندازهگیری شد. نتایج نشان داد 52 درصد موتانت حاصل از طارم محلی طول گیاهچه کمتری نسبت به شاهد داشتند ولی همه موتانتهای حاصل از حسنی دارای طول گیاهچه بیشتری نسبت به شاهد داشتند. در گیاهچههای موتانت حاصل از عنبربو، 75 درصد طول گیاهچه کمتری داشتند. میزان افزایش وزن خشک ریشه، شاخساره موتانتها نسبت به شاهد بین 85-59 درصد بود ولی وزن خشک کل گیاهچه در همه موتانتها نسبت به شاهدها بیشتر بود. نسبت ریشه به شاخساره در موتانت حاصل از عنبربو 100 درصد ولی در موتانت حاصل از طارم محلی 74 درصد بیشتر بود. بین طول گیاهچه برنج با وزن خشک ریشه، شاخساره و کل در سطح 1% همبستگی مثبت وجود داشت ولی با نسبت ریشه به شاخساره همبستگی نداشت. تجزیه خوشهای، موتانتها را در سه گروه قرارداد. وزن خشک کل گیاهچه موتانتها نسبت به شاهدها بیشتر ولی طول گیاهچهها کمتر بود.
کلمات کلیدی: گیاهچه برنج، موتانت، نسبت ریشه به شاخساره، همبستگی
مقدمه
برنج از نظر مورفولوژی یک گیاه نیمه آبزی است که میتواند در شرایط غرقاب و یا دیم رشد نماید (1). بذر پاشی در خزانه و نشاکاری در زمین اصلی سیستم غیر مستقیم و متداول کشت برنج در شمال کشور است(2). داشتن محصول مناسب برنج ناشی از وضعیت رشدی گیاهچه در خزانه است و برای تامین غذای مورد نیاز جمعیت در حال افزایش جهان، نیاز به بهبود عملکرد در واحد سطح میباشد (3). محققان به داشتن گیاهچه سالم و تاثیر آن بر رشد و عملکرد گیاه برنج در زمین اصلی اشاره داشتند (9،4 و 3). آنها بیان داشتند که اندازه و کیفیت بذر در قوه نامیه تاثیر دارد و ارقام دارای قوه نامیه بذر متفاوت هستند و شرایط محیطی بویژه دما در شد گیاهچه موثر است چون فرآیند رشد تابع فتوسنتز، تنفس و جذب عناصر غدایی است و این فرآیندهای بیولوژیکی تابع دمای محیط هستند(14،3،1). طارم محلی رقم بومی استان مازندران بوده و طول دوره رشد آن 125 روز است ولی رقم حسنی بومی استان گیلان بوده و طول دوره رشد آن 120 روزه است (2). رقم عنبربو بومی استان ایلام بوده وطول دوره رشد آن 150 روزه است (8). هر سه رقم جزء ارقام کیفی هستند و متوسط عملکرد آنها بین5-3 تن در هکتار میباشد.طول دوره رشد گیاهچهای ارقام برنج در خزانه متغیر است و علاوه بر رقم و ژنوتیپ، به عوامل اقلیمی و خاکی، نوع و نحوه تهیه خزانه بستگی دارد (8،3،2).
کاربرد اشعه گاما باعث ایجاد موتاسیون در گیاه برنج میشود و تنوع حاصل از این موتاسیون محققان را بر آن میدارد تا بر اساس نیاز جامعه به سمت انتخاب بوتههای بروند تا محصول بیشتری در واحد سطح داشته باشد (10). مجیدی و همکاران (1393) بیان داشتند روش اصلاحی مبتنی بر موتاسیون به منزله یکی از روشهای اصلاحی ایجاد تنوع ژنتیکی فراوان است که زمینه را برای انتخاب واریتههای موتانت با صفات گیاهچهای مطلوب و متحمل به تنشهای محیطی را فراهم میکند (7). محققان زیادی در مورد صفات زراعی گیاهچه برنج مطالعه کردند ولی مقایسه موتانتهای گیاهچه برنج و گروهبندی آنها کمتر اتفاق افتاد. در آزمایش گلخانهای صفات رشدی گیاهچه طارم محلی با موتانت نسل سوم توسط مجیدی و همکاران ارزیابی شد. میزان طول گیاهچه در مرحله سه برگی 5/30 سانتیمتر بود و وزن خشک ریشه، شاخساره و زیست توده به ترتیب 75/5، 25/30 و 3/36 میلیگرم در هر گیاهچه بود (7). افزایش وزن خشک ریشه چه و ساقه چه ناشی از افزایش انتقال مواد غذایی از لپهها به محور جینی است که در شرایط مساعد اقلیمی روند رشد بهبود مییابد ولی در شرایط نامساعد محیطی کاهش خواهد یافت (6). دمای مطلوب برای رشد گیاهچه برنج بین 30-25 درجه سانتیگراد است (16). آزمایشهای زیادی توسط محققان بر رشد گیاهچه برنج در شرایط مختلف محیطی صورت گرفت (5 ،4 ، 3) ولی در مورد صفات رشدی گیاهچه موتانت برنج و مقایسه آن با ارقام شاهد بومی مطالعات کمتری صورت گرفته است لذا ما در این تحقیق صفات رشدی طول گیاهچه، وزن خشک ریشه، اندام هوایی و وزن خشک کل، نسبت ریشه به شاخساره را بررسی نموده تا وضعیت رشدی گیاهچه موتانتها با شاهد مقایسه شوند.
مواد و روشها
جهت مقایسه صفات رشدی گیاهچههای طارم محلی، حسنی و عنبربو با موتانتهای نسل پنجم حاصل از آنها، آزمایشی به صورت اگمنت در خزانه ایستگاهی معاونت موسسه تحقیقات برنج کشور در مازندران (آمل) در سال 94 اجرا شد. بذور ارقام حسنی، طارم محلی و عنبربو با دزهای200 ، 250 و 300 گری اشعه گاما حاصل از چشمه کبالت 60 پرتودهی شدند و جمیت موتانت حاصل از نسل اول تا چهارم بررسی و موتانتهای مطلوب انتخاب شدند. در نسل پنجم تعداد 23 موتانت حاصل از طارم محلی، 7و 8 لاین حاصل از حسنی و عنبربو همراه با شاهد آنها به میزان 300 گرم بذز خشک در نیم متر مربع خزانه در تاریخ 17/1/94 بذر پاشی شد. میزان کود مورد نیاز خزانه به ازای هر متر مربع 3گرم اوره، 2گرم فسفات ترپیل و سولفات پتاسیم بود که در زمان تهیه خزانه داده شد(9). پوشش پلاستیکی برای محافظت از سرما بر روی خزانه انجام شد (9). خزانه تا سه روز بعد از بذر پاشی آبیاری نشد ولی در روز چهارم آبیاری در بین پشته انجام شد تا رطوبت لازم (اشباع خاک) کل پشته را فراهم نمایید (9). پس از سبز شدن گیاهچهها، آبیاری در روز انجام میشد.در تاریخ 13/2/94 با انتخاب تصادفی 10 تا بوته برای هر لاین و شاهد، صفات رشدی طول گیاهچه، وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی (شاخساره)، وزن خشک کل و نسبت ریشه به اندام هوایی اندازهگیری شد. برای تعیین وزن خشک ریشه، ابتدا ریشه هر گیاهچه را در محل طوقه قطع کرده و همه ده تا نمونه را درون پاکت گذاشته و سپس درون آون در دمای 70 درجه سانتیگراد برای مدت 24 ساعت قرار داده و سپس با ترازوی با دقت یک صدم توزین شد.متوسط هر صفت برآورد و در برنامه اکسل مرتب شد. تجزیه تحلیل دادههای آزمایشی برای صفات مورد مطالعه بر اساس طرح حجیم شده که سه شاهد در هر بلوک بطورتصادفی قرار گرفتند انجام شد. تجزیه و تحلیلهای آماری برای تیمارهای شاهد بر اساس مدل طرح بلوکهای کامل تصادفی با استفاده از نرم افزارSAS انجام شد (14). میانگینهای صفات گیاهچهای ارزیابی شده موتانتهای نسل پنجم (M5) بر اساس اثرات خطای آزمایشی برآورد شده رابطه زیر انجام شد. مقایسه میانگین به روش حداقل اختلاف معنیدار انجام شد (LSD5%,). معادله برآورد انحراف معیار برابر باSd=√MSE(2c+1)/c است کهMSE میانگین مربعات خطای آزمایش برای ارقام شاهد برای هرصفت و C تعداد شاهد است (11). به منظور گروه بندی موتانتهای نسل پنجم حاصل از هر شاهد، بر روی صفات اندازهگیری شده با روش وارد (Ward) و با نرم .SPSS 16 Ver تجزیه خوشهای شد (15).
نتایج و بحث
طول گیاهچه: نتایج تجزیه واریانس (جدول 1) نشان داد که طول گیاهچه در سطح احتمال 1% معنیدار بود ولی اثر بلوک معنی دار نیست در نتیجه دادههای مربوط به طول گیاهچه سایر موتانتها در مقایسه با شاهد بدون تصحیح استفاده شد. جدول مقایسه میانیگن طول گیاهچه شاهدها نشان داد (جدول 2) رقم عنبربو با طول گیاهچه 8/18 بلندتر از ارقام طارم محلی و حسنی بود. طول گیاهچه حسنی کوتاهتر از طارم محلی بود ولی در سطح 5% تفاوت معنیداری نداشت.
جدول 1- تجزیه واریانس میانگین مربعات صفات رشدی گیاهچه برنج ارقام طارم محلی، حسنی و عنبربو
منابع تغییرات | درجه آزادی | طول گیاهچه | وزن خشک ریشه | وزن خشک شاخساره | وزن خشک کل | نسبت ریشه به شاخساره |
تکرار | 2 | ns 003/0 | ns0007/0 | ns 001/0 | ns 0009/0 | ns 0000048/0 |
تیمار | 2 | ** 28/0 | ** 01/45 | ** 36/52 | **53/179 | **0345/0 |
خطای آزمایش | 4 | 013/0 | 0017/0 | 0003/0 | 001/0 | 000006/0 |
ضریب تغییرات (درصد) | 625/0 | 431/0 | 083/0 | 106/0 | 541/0 | |
ns در سطح 5% معنی دار نیست. ** در سطح 1% معنی دار است.
جدول 2- مقایسه میانگین صفات رشدی گیاهچه برنج ارقام طارم محلی، حسنی و عنبربو در خزانه ایستگاهی
رقم | طول گیاهچه (سانتیمتر) | وزن خشک ریشه (میلیگرم) | وزن خشک شاخساره (میلیگرم) | وزن خشک کل (میلیگرم) | نسبت ریشه به شاخساره |
طارم محلی | b 4/18 | c 6/6 | c 55/16 | c 15/23 | b40/0 |
حسنی | b 2/18 | a 96/13 | a 66/24 | a 62/38 | a57/0 |
عنبربو | a8/18 | b 19/8 | b 36/22 | b 55/30 | c37/0 |
اعداد هر ستون دارای حروف مشترک در سطح 5% با روش دانکن معنی دار نمیباشد
جدول (3) طول گیاهچه موتانتهای نسل پنجم حاصل از طارم محلی در مقایسه با طول گیاهچه شاهد طارم محلی بیانگر این است که در بین 23 لاین، 9 لاین دارای طول گیاهچه بیشتر ، 12 لاین طول گیاهچه کمتر و 2 لاین طول گیاهچه مشابه شاهد طارم محلی داشتند. بیشترین طول گیاهچه معادل 21 و 4/21سانتیمتر به ترتیب مربوط به موتانت شماره 1117 و 1114 بودند. کمترین طول گیاهچه معادل 4/15 مربوط به موتانت شماره 135 بود. متوسط طول گیاهچه طارم محلی 4/18 سانتیمتر بود. همه 7 موتانت حاصل از حسنی دارای طول گیاهچه بلندتری نسبت به شاهد حسنی بودند. متوسط طول گیاهچه شاهد حسنی 2/18 سانتیمتر بود ولی موتانتهای حاصل از آن، طول گیاهچه بین6/22-6/18 سانتیمتر بودند. در مورد 8 موتانت حاصل از عنبربو، 2 لاین دارای طول گیاهچه بیشتر و 6 لاین دارای طول گیاهچه کمتری نسبت به شاهد عنبربو بودند. متوسط طول گیاهچه شاهد عنبربو 8/18 سانتیمتر بود. کمترین طول گیاهچه مربوط به موتانت 3227 و معادل 15 سانتیمتر بود و بیشترین طول گیاهچه مربوط به موتانت 3216 و معادل 8/19 سانتیمتر بود. فلاح (1389) ژنوتيپ‌هاي برنج شامل اهلمي طارم، شفق، غريب، طارم محلي زوارك، طارم محلي، خزر، موسي طارم، قشنگه، PSBRC88، IR58025A/IR60819R، 19R/نعمتA، PSBRC84، حسن سرايي، عنبربو، گرده، تایچونگ را در مرحله گیاهچهای و در سطوح مختلف شوری بررسی کردند و نتیجه گرفتند که طول گیاهچه بین 21-10 سانتیمتر متغیر بود ولی در شرایط نرمال 24-16 سانتیمتر بودند (4). طول مطلوب گیاهچه برای نشاکاری دستی 30-25 سانتیمتر است (2). در بین غلات تنها برنج قادر است که در شرایط بیهوازی به طور مناسبی جوانه زده و طول کلئوپتیل خود را افزایش دهد (1). در مجموع، بذر نشاستهای نسبت به سایر گیاهان دیگر به شرایط محیطی مقاومتر میباشند که این امر به متابولیسم و توانایی آنها در انجام فرایند تخمیر در طی مسیر گلیکولیز مربوط می شود (1). رشد هتروتروفیک گیاهچهها را میتوان بر اساس دو جزء وزن ذخایر بذر انتقال یافته یا پویا شده و کارایی تبدیل ذخایر بذر انتقال یافته به بافت گیاهچه تقسیم کرد (14). تک لپهایها مثل گندم، در بخش اول هورمون جیبرلین از اسکوتلوم آزاد شده و پس از عبور از آندوسپرم به لایه آلورون میرسد و در آنجا سنتز آنزیمهای هیدرولیک مثل آلفا آمیلاز، ریبونوکلئاز، اندوبتاگلوکاناز و فسفاتاز را تحریک میکند. این آنزیمها به نوبه خود هیدرولیز مواد ذخیرهای (کربوهیدراتها، چربیها، پروتئینها و ترکیبات فسفردار) را انجام میدهند (14).
جدول (3)- مقایسه میانیگن صفات رشدی گیاهچههای موتانت نسل پنچم حاصل از طارم محلی، حسنی و عنبربو با شاهد
ردیف | شماره لاین | طول گیاهچه (سانتیمتر) | وزن خشک ریشه (میلیگرم) | وزن خشک شاخساره (میلیگرم) | وزن خشک کل (میلیگرم) | نسبت ریشه به شاخساره |
1 | 114 | 8/18 a | 22/8a | 66/19a | 88/27a | 42/0a |
2 | 117 | 4/16 e | 9/7a | 5/19a | 4/27a | 41/0a |
3 | 1114 | 4/21 a | 48/16a | 46/33a | 94/49a | 49/0a |
4 | 1116 | 2/19 a | 88/19a | 78/34a | 66/54a | 57/0a |
5 | 1117 | 21 a | 98/21a | 64/47a | 62/69a | 46/0a |
6 | 1119 | 8/17 e | 04/11a | 22/28a | 26/39a | 39/0e |
7 | 1120 | 2/19a | 36/16a | 3/26a | 66/42a | 62/0a |
8 | 123 | 8/17e | 84/11a | 06/23a | 9/34a | 51/0a |
9 | 124 | 16e | 5/12a | 8/21a | 3/34a | 57/0a |
10 | 125 | 8/17e | 54/10a | 82/17a | 36/28a | 59/0a |
11 | 126 | 8/16e | 92/10a | 34/23a | 26/34a | 47/0a |
12 | 127 | 16e | 22/9a | 52/23a | 74/32a | 39/0e |
13 | 1212 | 8/18a | 76/7a | 66/19a | 42/27a | 39/0e |
14 | 1215 | 6/20a | 02/13a | 72/30a | 74/43a | 42/0a |
15 | 1217 | 4/18c | 12/7a | 98/24a | 1/32a | 29/0e |
16 | 1218 | 6/17e | 74/11a | 19a | 74/30a | 62/0a |
17 | 133 | 6/18a | 66/9a | 22/22a | 88/31a | 43/0a |
18 | 135 | 4/15e | 78/9a | 94/15e | 72/25a | 61/0a |
19 | 136 | 17e | 82/10a | 84/18a | 66/29a | 57/0a |
20 | 138 | 6/17e | 74/9a | 82/20a | 56/30a | 47/0a |
21 | 1312 | 4/18c | 78/10a | 44/22a | 22/33a | 48/0a |
22 | 1315 | 2/18e | 88/6a | 38/25a | 26/32a | 27/0e |
23 | 1320 | 6/18a | 44/6e | 5/22a | 94/28a | 29/0e |
24 | شاهد طارم محلی | 4/18 | 6/6 | 55/16 | 15/23 | 40/0 |
25 | 222 | 6/21a | 13e | 92/36a | 92/49a | 35/0e |
26 | 223 | 6/22a | 86/10e | 46/32a | 32/43a | 33/0e |
27 | 2212 | 8/19a | 18/22a | 8/35a | 98/57a | 62/0a |
28 | 231 | 6/21a | 7/17a | 5/48a | 2/66a | 36/0e |
29 | 2311 | 6/20a | 8/19a | 42/39a | 22/59a | 50/0e |
30 | 2313 | 6/18a | 28/13e | 14/27a | 42/40a | 49/0e |
31 | 2317 | 6/19a | 36/14a | 7/30a | 06/45a | 47/0e |
32 | شاهد حسنی | 2/18 | 96/13 | 66/24 | 62/38 | 57/0 |
33 | 321 | 2/17e | 2/13a | 62/28a | 82/41a | 46/0a |
34 | 327 | 18e | 22/13a | 42/26a | 64/39a | 50/0a |
35 | 3210 | 4/17e | 06/10a | 96/22a | 02/33a | 44/0a |
36 | 3216 | 8/19a | 94/12a | 2/30a | 14/43a | 43/0a |
37 | 3218 | 19a | 76/11a | 96/30a | 72/42a | 38/0a |
38 | 3221 | 4/16e | 42/13a | 66/27a | 08/41a | 49/0a |
39 | 3226 | 4/14e | 26/11a | 98/21e | 24/33a | 51/0a |
40 | 3227 | 15e | 38/11a | 5/24a | 88/35a | 46/0a |
41 | شاهد عنبربو | 8/18 | 19/8 | 36/22 | 55/30 | 37/0 |
| LSD5% | 262/0 | 094/0 | 04/0 | 074/0 | 005/0 |
ردیف23-1 موتانت طارم محلی، ردیف 31-25 موتانت حسنی، ردیف 40-33 موتانت عنبربو، c- مشابه با شاهد ،-e کمتر از شاهد در سطح5%، a-- بیشتر از شاهد در سطح 5% به روش LSD
وزن خشک ریشه: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که صفت وزن خشک ریشه در سطح 1% معنیدار ولی اثر بلوک معنیدار نیست در نتیجه دادههای مربوط به وزن خشک ریشه سایر موتانتها در مقایسه با شاهد بدون تصحیح استفاده شد (جدول 1). جدول مقایسه میانگین شاهدها نشان داد وزن خشک ریشه حسنی بیشتر از عنبربو و این دو بیشتر از شاهد طارم محلی بودند (جدول 2). در جدول (3) که صفت وزن خشک ریشه گیاهچههای موتانتهای حاصل از طارم محلی را نشان داد بیانگر این است 22 موتانت دارای وزن خشک ریشه بیشتری نسبت به شاهد داشتند و فقط یک لاین دارای وزن خشک ریشه گیاهچه کمتری نسبت به شاهد داشت. متوسط وزن خشک ریشه یک گیاهچه شاهد طارم محلی معادل 6/6 میلی گرم بود. بیشترین وزن خشک ریشه در بین موتانتهای طارم محلی، معادل 98/21 میلیگرم در یک گیاهچه بود که متعلق به موتانت شماره 1117 بود. در بین 7 موتانت حاصل از حسنی 3تا لاین وزن خشک ریشه کمتر و 4 لاین وزن خشک ریشه بیشتری داشتند. متوسط وزن خشک ریشه یک گیاهچه حسنی شاهد معادل 96/13 میلیگرم بود ولی در مورد 8 موتانت نسل پنجم حاصل از عنبربو دارای وزن خشک ریشه بیشتری نسبت به شاهد عنبربو داشتند. متوسط وزن خشک ریشه گیاهچه عنبربو معادل 19/8 میلیگرم بود (جدول 3). در آزمایشی، تغییرات وزن خشک ریشه 16 ژنوتیپ بین 6/2-4/1 میلیگرم در سطوح مختلف شوری، متغیر بود (4). گیاه برنج تا 60 درصد انرژی کربن را به سیستم ریشه اختصاص میدهد(1). ریشه گیاه برنج در شرایط نرمال دمایی، سفید شفاف میباشد ولی تنش سرما باعث قهوهای شدن نوک ریشه گیاهچه برنج خواهد شد که ناشی از افزایش اکسیژن فعال تولیدی از رادیکالهای آزاد است (17).
وزن خشک شاخساره: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که صفت وزن خشک شاخساره در سطح 1% معنیدار ولی اثر بلوک معنیدار نیست در نتیجه دادههای مربوط به وزن خشک شاخساره سایر موتانتها در مقایسه با شاهد بدون تصحیح استفاده شد(جدول 1). جدول مقایسه میانگین شاهدها نشان داد بیشترین وزن خشک شاخساره مربوط به گیاهچه رقم حسنی و کمترین مربوط به گیاهچه طارم محلی بود (جدول 2). وزن خشک شاخساره گیاهچه رقم عنبربو حد واسط این دو بود. در بین 23 لاین حاصل از طارم محلی، 22 لاین دارای وزن خشک شاخساره بیشتری نسبت به شاهد طارم محلی داشتند. متوسط وزن خشک شاخساره گیاهچه طارم محلی 55/16 میلیگرم بود. بیشترین وزن خشک شاخساره در بین 23 لاین، مربوط به شماره 1117 بود که معادل 64/47 میلیگرم بود. همه 7 لاین حاصل از حسنی دارای وزن خشک شاخساره بیشتری نسبت به شاهد حسنی داشتند. متوسط وزن خشک شاخساره گیاهچه حسنی 66/24 میلیگرم بود. در بین 8 لاین حاصل از عنبربو فقط شماره 3226 وزن خشک شاخساره کمتری نسبت به شاهد داشت. متوسط وزن خشک شاخساره گیاهچه رقم عنبربو 36/22 میلیگرم بود. فلاح (1389) با بررسی 16 ژنوتبپ در شرایط نرمال نتیجه گرفت نوسان وزن خشک شاخساره در مرحله گیاهچهای بین 23-15 میلیگرم برای یک گیاهچه برنج بود (5).
وزن خشک کل: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که صفت وزن خشک کل در سطح 1% معنیدار ولی اثر بلوک معنیدار نیست در نتیجه دادههای مربوط به وزن خشک کل سایر لاینها در مقایسه با شاهد بدون تصحیح استفاده شد(جدول 1). جدول مقایسه میانگین شاهدها نشان داد بیشترین وزن خشک کل گیاهچه مربوط به رقم حسنی و کمترین مربوط به رقم طارم محلی بود(جدول 2). جدول (3) نشان داد که همه موتانت حاصل از هر سه رقم دارای وزن خشک کل گیاهچه بیشتری نسبت به شاهد داشتند و از نظر آماری به روش LSD5% معنیدار بودند. بیشترین وزن خشک کل گیاهچه از آن موتانتهای شماره 1117 و 231 بود که به ترتیب معادل 62/66 و 2/66 میلیگرم بود. وزن خشک کل یا زیست توده گیاهچه موتانتها بین 66-27 میلیگرم متغیر بود (جدول 3). مجیدی و همکاران (1393) میزان وزن زیست توده هر گیاهچه برنج را 3/36 میلیگرم بیان داشتند (7). داشتن گیاهچه قویتر در مرحله گیاهچهای منجر به استقرار بهتر نشاء در مزرعه و افزایش عملکرد خواهد شد (9،2). افزایش وزن خشک گیاهچه میتواند به علت بهبود میزان پویایی و ذخایر بذر و یا افزایش کارایی تبدیل ذخایر پویا شده باشد (14).
نسبت ریشه به شاخساره: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که صفت نسبت ریشه به شاخساره در سطح 1% معنیدار ولی اثر بلوک معنیدار نیست در نتیجه دادههای مربوط به نسبت ریشه به شاخساره موتانتها در مقایسه با شاهد بدون تصحیح استفاده شد (جدول 1). جدول مقایسه میانگین شاهدها نشان داد بیشترین نسبت ریشه به شاخساره گیاهچه مربوط به رقم حسنی و کمترین مربوط به رقم عنبربو بود(جدول 2). جدول (3) نشان داد که در بین 23 موتانت نسل پنجم حاصل از طارم محلی، 17 لاین دارای نسبت ریشه به شاخساره گیاهچه بیشتری نسبت به شاهد طارم محلی و در 6 لاین این نسبت کمتر از شاهد بود. متوسط نسبت ریشه به شاخساره گیاهچه طارم محلی معادل 40/0 بود. در بین 7 موتانت حسنی فقط یک لاین به شماره 2212 دارای نسبت ریشه به شاخساره (62/0) بیشتری در مقایسه با شاهد حسنی داشت. متوسط نسبت ریشه به شاخساره گیاهچه شاهد حسنی معادل 57/0 بود. ولی دربین 8 موتانت حاصل از عنبربو همه دارای نسبت ریشه به شاخساره بیشتری در مقایسه با گیاهچه شاهد عنبربو بودند. متوسط نسبت ریشه به شاخساره گیاهچه عنبربو معادل 37/0 بود (جدول 3).
همبستگی بین صفات رشدی گیاهچه برنج: نتایج تجزیه همبستگی دادهها (جدول 4) نشان داد که طول گیاهچه برنج با وزن خشک ریشه، شاخساره و کل در سطح 1% همبستگی مثبت دارد ولی با نسبت ریشه به شاخساره همبستگی ندارد. به عبارت دیگر با افزایش طول گیاهچه برنج، وزن خشک ریشه، شاخساره و کل افزایش مییابد. وزن خشک ریشه نیز با وزن خشک شاخساره، وزن خشک کل و نسبت ریشه به شاخساره همبستگی مثبت و معنیدار در سطح 1% دارد. به عبارت دیگر با افزایش وزن خشک ریشه، وزن خشک شاخساره، وزن خشک کل و نسبت ریشه به شاخساره در گیاهچه برنج افزایش مییابد. وزن خشک شاخساره با وزن خشک کل همبستگی مثبت دارد ولی با نسبت ریشه به شاخساره همبستگی ندارد. وزن خشک کل گیاهچه برنج با نسبت ریشه به شاخساره همبستگی ندارد (جدول 4). فرهمند و همکاران (1388) در تجزیه رگرسیونی گام به گام نتیجه گرفتند که وزن خشک ریشه و اندام هوایی در تولید بیوماس کل سهیم هستند. تجزیه علیت نشان داد که بخش عمده همبستگی وزن خشک ریشه با بیوماس کل مربوط به اثرات غیر مستقیم آنها از طریق متغیرهای دیگر است (4).
جدول (4): همبستگی بین صفات رشدی گیاهچه برنج در مرحله سه برگی
| طول گیاهچه | وزن خشک ریشه | وزن خشک شاخساره | وزن خشک کل |
وزن خشک ریشه | 436/0** |
|
|
|
وزن خشک شاخساره | 695/0** | 782/0** |
|
|
وزن خشک کل | 638/0** | 903/0** | 974/0** |
|
نسبت ریشه به شاخساره | -274/0 | 486/0** | -138/0 | 081/0 |
تجزیه خوشهای: نتایج حاصل از تجزیه خوشهای بر اساس پنج صفت رشدی گیاهچه موتانتهای برنج همراه با شاهدها در مرحله سه برگی نشان داد (شکل 1) شاهد عنبربو و طارم محلی در گروه یک به همراه 13 موتانت دیگر قرار دارند ولی شاهد حسنی در گروه دوم همراه با 19 موتانت هست. در گروه سوم موتانتهای شماره 1117 و 231 هستند که بیشترین طول گیاهچه و وزن خشک کل را دارا بودند. محققان از تجزیه خوشهای برای نزدیکی یا دوری موتانتها و لاینها در نسلهای سوم به بالا استفاده میکنند (7 و 8).
شکل (1)- گروه بندی گیاهچههای موتانت نسل پنجم همراه شاهد بر اساس پنج صفت رشدی گیاهچه برنج در مرحله سه برگی
نتیجهگیری
گیاهچه برنج رقم حسنی بجز در طول گیاهچه در سایر صفات رشدی گیاهچه بهتر از ارقام طارم محلی و عنبربو بود. صفات رشدی طول گیاهچه، وزن خشک ریشه، شاخساره و کل درموتانتهای حاصل از طارم محلی بیشتر از گیاهچه شاهد طارم محلی بود ولی صفات رشدی موتانتهای حاصل از حسنی در طول گیاهچه و وزن خشک شاخساره بهتر از شاهد حسنی بودند. موتانتهای حاصل از رقم عنبربو بجز طول گیاهچه، سایر صفات رشدی نظیر وزن خشک ریشه، شاخساره و کل و نسبت ریشه به شاخساره از شاهد عنبربو بهتر بودند.
منابع
1- اصفهانی، م. 1376. مقدمهای بر اکولوژی و فیزیولوژی برنج. انتشارات جهاد دانشگاهی گیلان.57 ص
2- سلیمانی، ع. و امیری لاریجانی، ب. 1383. اصول و مبانی زراعت برنج. انتشارات آرویج. 303 ص.
3- رادفر، ح .1383. ارزيابي تنش سرما روي مرحله جوانه زني و گياهچهاي برنج تحت شرايط كنترل شده در منطقه مازندران. پايان نامه كارشناسي ارشد. دانشگاه آزاد اسلامي. واحد ورامين.182ص
4- فرهمندفر ا.، پوستینی ک.، فلاح ا.، توکل افشاری ر.، و مرادی ف. 1388. بررسی اثر تنش شوری بر جوانه زنی و رشد گیاهچه برخی از ژنوتیپها و ارقام برنج (Oryza sativa L.) ایرانی. مجله علوم گیاهان زراعی ایران، دوره 40، شماره 3، ص 94-71
5- فلاح، ا. 1389.گزارش نهایی طرح بررسي برخي از مكانيزم‌هاي فيزيولوژيكي مرتبط با تنش شوري در ارقام برنج ايراني. انتشارات موسسه تحقيقات برنج كشور.76ص
6- فلاح، ا.، بابایی م. 1385. بررسی تنش شوری روی فرآیند جوانه زنی برنج. مجله پژوهشنامه علوم کشاورزی و منابع طبیعی (علوم زراعی). سال چهارم، شماره چهارم، ص 18-12
7- مجیدی ز، رنجبر غ، بابائیان جلودار ن، و باقری ن. 1393. ارزیابی لاینهای موتانت برنج (Oryza sativa L.) به تنش شوری در مرحله گیاهچهای . مجله به نژادی گیاهان زراعی و باغی .پردیس ابوریحان دانشگاه تهران. دوره 2، شماره 1. ص 30-23
8- ميرگوهر، م. و عليزاده. ش. 1376. طرح بررسي و انتخاب در توده بومي برنج عنبربو. گزارش نهایی مركز تحقيقات كشاورزي ایلام. شماره ثبت 115/76. 39 ص
9- نحوی، م. و رحیم سروش، ح. 1384. نشریه ترویجی مدیریت زراعی خزانههای برنج. انتشارات دفتر برنامه ریزی و هماهنگی ترویج. 19 ص.
10- نعمت زاده ق.ع. 1394. جایگاه موتاسیون در ژنتیک، اصلاح نباتات و آینده پژوهشی. چهارمین همایش ملی کاربرد هستهای در علوم کشاورزی و منابع طبیعی- پژوهشکده کشاورزی هستهای ،کرج 29و 30 اردیبهشت.
11- یزدی صمدی ب.، رضایی ع.، و ولیزاده م. 1385. طرحهای آماری در علوم کشاورزی. انتشارات دانشگاه تهران. ص 520-495
12- Ando, A., 1970. Mutant induction in rice by radiation combined with chemical protectants and mutagens. In rice breeding with induced mutant II. IAEA. Vienna. pp: 1-5.
13- SAS. 2002. The SAS system for Windows. Release 9.0. SAS Inst., Cary, NC. US.
14- Soltani, A., Gholipoor, M., and Zeinali, E. 2006. Seed reserve utilization and seedling growth of wheat as affected by drought and salinity. Env. Exp. Bot. 55: 195-200.
15- SPSS. 2007. The SPSS system for Windows. Release 16.0. SPSS Inc., an IBM Company Headquarters, USA.
16- Yoshida, S. 1981. Fundamentals in rice crop science. International Rice Research Institute, Los Banos, Laguna, Philippines. 269 p.
17- Yunbi, X and S.Zongton. 1988. Screening criterion for cold tolerance at the seedling stage. IRRN. 13(4):13-14.
Comparison seedling growth characteristics of rice varieties of Tarom Mahali, Hasani and Anbarbo with M5 mutants
Abstract
Using of Gama ray was caused mutation in rice plant and produced diversity at seedling stage can be evaluated. In order to comparison seedling growth characteristics of Tarom Mahali, Hasani and Anbarbo varieties with M5 mutants from them, a augmented test was carried out in station nursery of deputy of rice research institute of Iran (Amol) in 2015. Number of 23 mutants of M5 from Tarom Mahali, 7 and 8 mutants from Hasani and Anbarbo varieties respectively with check (parents) were seeded 300g dry seeds in half square of nursery. In three leaves stages were measured growth characteristics such as seedling length, roots, shoot dry weight, total dry weight and root to shoot ratio. The results showed 52 percent of M5 mutant from Tarom Mahali had lower seedling length related to check (Tarom Mahali), however, all of mutants from Hasani had higher seedling length related to check (Hasani). The mutant seedling from Anbarbo variety had about 75 percent less than check. The rate of increasing root and shoot dry weight of mutants was 59-85 percent compared to check, but seedling total dry weight was higher in all mutants related to checks. To high ratio of root to shoot in Anbaro mutants was 100%, but in seedlings of Tarom Mahali mutants was 74%. Among of seedling length with root, shoot and seedling total dry weight there was positive correlation at 1%, however, there was no correlation with root to shoot ratio. The claster analysis is placed in three groups of mutants. Total seedling dry weight of mutants was higher related to check varieties but seedling length was lower.
Key words: Rice seedling, Mutant, Root to shoot ratio, Correlation