توصيفگر ها :
بزرك , تنش خشكي , صفات آگرو-مورفولوژيك , ليگنانها , موسيلاژ , صفات بيوشيميايي , نقشه يابي حرارتي
چكيده فارسي :
مقاومت به تنش خشكي، بهبود عملكرد و كيفيت دانه و روغن، درگياهان دانه روغني بسيار با اهميت است. بزرك گياهي دانه روغني با كاربرد فراوان است كه دانه آن حاوي 37 تا 42 درصد روغن بوده كه با رنگ پوسته بذر همبستگي دارد و رنگ پوسته به عنوان يك نشانگر فنوتيپي براي صفات خاص در بزرك استفاده ميشود. خشكي به‌عنوان مهمترين تنش محيطي و اصلي‌ترين عامل محدود كننده رشد و توليد گياهان زراعي در اكثر نقاط جهان به شمار ميرود. اين در حالي است كه پديده تغيير اقليم در مناطقي شبيه ايران كه در عرضهاي جغرافيايي مياني قرار گرفتهاند، امكان و شدت رخداد خشكسالي را افزايش داده است. مديريت توليد گياهان دانه روغني سازگار با شرايط سخت محيطي مانند گياه بزرك كه امكان بهرهبرداري چند منظوره خوراك، صنعت و دارو، در آن وجود دارد و همچنين شناسايي سازوكارهاي زراعي و فيزيولوژيك متناسب با عملكرد گياه از اهميت ويژهاي برخوردار است. پژوهش حاضر در چهار بخش با هدف ارزيابي تنوع ژنتيكي و بررسي اثر رنگ پوسته بذر بر محتواي ليگنانها، عملكرد دانه، اجزاي عملكرد و صفات بيوشيميايي مرتبط با كيفيت دانه در دو محيط رطوبتي نرمال و تنش انجام شد. در بخش اول و دوم، تاثير شرايط نرمال و تنش رطوبتي (به ترتيب آبياري پس از تخليه 50 و 80 درصد حداكثر تخليه مجاز رطوبت قابل استفاده خاك) و رنگ بذر بر ويژگيهاي بيوشيميايي و آگرو-مورفولوژيك در ژنوتيپهاي والديني به همراه خانوادههاي F3 حاصل از تلاقي دي آلل 8×8 در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي (RCBD) با سه تكرار بررسي شد. نتايج تجزيه واريانس و مقايسه ميانگين تفاوت معني‌داري بين خانوادههاي دانه زرد و قهوهاي در شاخص‌هاي تحمل به تنش خشكي و عملكرد دانه نشان دادند. محيط تنش، تمايز بين دو گروه رنگ دانه را تشديد كرد، زيرا خانوادههاي دانه زرد بيشتر تحت تاثير تنش خشكي بودند. ضريب تنوع فنوتيپي در خانوادههاي دانه زرد براي عملكرد دانه در هر دو محيط رطوبتي بالاتر بود. در شرايط تنش خشكي، وراثت پذيري و پيشرفت ژنتيكي براي عملكرد دانه در خانوادههاي با دانه قهوه اي به شدت بالاتر از زرد بود، درحاليكه در شرايط نرمال، خانوادههاي دانه زرد بيشترين وراثت‌پذيري و پيشرفت ژنتيكي را براي عملكرد دانه داشتند. مقدار ليگنان سيكوايزولاريك آيريزونال دي گلوكوزيد (SDG) در خانوادههاي دانه زرد در محيط نرمال و در شرايط تنش خشكي در خانوادههاي دانه قهوهاي بيشتر بود. بنابراين ژنوتيپهاي دانه قهوهاي براي كشت در شرايط تنش خشكي براي بهره برداري بهتر از پتانسيلهاي زراعي و تغذيه اي مناسب تر هستند. در بخش دوم مطالعه، بررسي پتانسيل ژنتيكي 30 خانواده F4 دانه زرد و قهوهاي در شرايط مختلف رطوبتي براي روغن دانه، پروتئين، فيبر، موسيلاژ و ليگنانها نشان داد كه تنوع ژنتيكي بالايي در بين خانوادهها براي تمامي صفات اندازه گيري شده وجود دارد. تنش خشكي بر درصد روغن اثر منفي و بر محتواي موسيلاژ، پروتئين، ليگنانها و فيبر دانه اثرمثبت داشت. اثر رنگ بذر نيز بر اكثر صفات بسيار معني دار بود. مقايسهي ميانگينها نشان داد كه در شرايط رطوبتي نرمال، عملكرد دانه و اكثر صفات كيفيتي دانه مانند محتواي روغن، اسيدهاي چرب غيراشباع مانندآلفا لينولنيك اسيد (ALA) و لينولئيك اسيد (LA) در روغن، اسيدهاي آمينه و محتواي موسيلاژ در خانوادههاي دانه زرد بسيار بيشتر بود. در شرايط تنش خشكي، خانوادههاي دانه قهوهاي داراي مقدار بيشتري فيبر و متابوليت‌هاي ثانويه مانند ليگنانها و محتواي پروتئين در دانه بودند. نتايج باي پلات و نقشهيابي حرارتي، خانوادهها را از نظر صفات تقسيم كرد و بنابراين هر گروه رنگ بذر براي اهداف خاص و شرايط محيطي خاصي مناسب بودند. در مطالعه سوم، يك مجموعه با 50 ژنوتيپ، با رنگ بذر زرد و قهوهاي در دو محيط تنش خشكي و نرمال در قالب طرح بلوكهاي كامل تصادفي در سه تكرار مورد ارزيابي قرار گرفت و نتايج حاصل، با نتايج مطالعه اول مطابقت داشت. نتايج همبستگي صفات ارتباط منفي بين ارتفاع بوته و عملكرد دانه را نشان داد و همچنين تحليل ضرايب همبستگي در محيط تنش ، ارتباط منفي بين عملكرد دانه با درصدروغن دانه و همچنين ارتباط منفي بين روغن دانه و محتواي ليگنانها را نشان داد. در بخش چهارم نيز لاين هاي مربوط به سه جمعيت زراعي، اصلاح شده و وحشي بزرك در قالب طرح آگمنت بررسي شدند. نتايج تجزيه واريانس و مقايسه ميانگين ها نشان داد كه براي صفات اگرو-مورفولوژيك و بيوشيميايي دانه تنوع بالايي وجود دارد. جمعيت اصلاح شده بالاترين مقادير اكثر صفات را داشت و اين نشان از نرخ كارآمدي تلاقي و ساير روشهاي اصلاحي براي تكامل اين گياه ميباشد.
چكيده انگليسي :
Resistance to drought stress and improving the yield and quality of seeds and oil in oilseeds are significant for human and livestock nutrition and health. Drought is the most important environmental stress and the main factor limiting the growth and production of crops in most parts of the world, especially in the arid and semi-arid regions.The present study was conducted in four parts with the aim of investigating the effect of seed coat color and genetic diversity on lignans content, seed yield, yield components and biochemical traits related to seed quality in normal and stress moisture environments. In the first and second part, the effects of moisture stress and seed color on biochemical and agro-morphological traits in parental genotypes, along with the F3 families, obtained from an 8×8 diallel cross were investigated. Plant materials were field planted according to a randomized complete block design with three replications. Both analyses of variance and mean comparisons showed a significant difference between yellow and brown seeded lines (families) for water stress tolerance indices and seed yield.However, under non-stress conditions, the yellow seed families had the highest heritability and genetic advance. Secoisolariciresinol diglucoside (SDG) as the chief lignan in flaxseed was more abundant in yellow seed families compared with brown ones under non-stress environment. In contrast, under water stress conditions, the amount of SDG increased and exceeded in brown seed families from yellow ones. It is therefore concluded that brown seed genotypes are more suitable for cultivation under water stress conditions than the yellow counterparts. In the second part, the the genetic potential of yellow and brown-seeded flax families was assessed under different water conditions in relation to seed yield, seed oil, protein, fiber, mucilage, secoisolariciresinol, and secoisolariciresinol diglucoside contents. Thirty F4 families with yellow and brown seed coat colors were cultivated and evaluated in the field under two moisture environments. The results showed a high genetic variation among the families for all of the measured traits. Water stress negatively affected seed and oil yield, while positively affecting important seed quality traits such as mucilage, protein, lignans, and fiber content. Seed coat color also had a very significant effect on most of the studied traits.The third part of the study, the above experiments were conducted on a population of 50 genotypes in two water stress environments and normal, in the form of a randomized complete block design in three replications, and the results were consistent with the results of the first study. The results of correlation among traits showed a negative relationship between plant height and seed yield, and also the analysis of correlation networks in the stress environment for seed quality traits showed a negative relationship between seed yield and oil, as well as a negative relationship between oil and lignans content. In the fourth part, three populations of domesticated, improved and wild flax were investigated in the form of augment design. The results analysis of variance and mean comparison showed that there is a high diversity for agro-morphological and biochemical traits. The improved population has the highest values for most of the traits showing the efficiency of crossing and other breeding methods for the evolution of this plant. In addition, observing high values of some traits including lignans in wild genotypes confirmed the existence of diversity for future breeding programs.
