ارزیابی و انتخاب لاین‌های جهش‌یافته برنج بر اساس شاخص‌های تحمل به خشکی

سابقه و هدف برنج از مهمترین محصولات کشاورزی ایران و جهان است و خشکی عامل محدود‌کننده مهم در تولید این محصول است. اصلاح برای تحمل به خشکی می‌تواند روشی موثر برای بهبود و پایداری عملکرد در مناطق کم‌آب باشد. القای جهش شیوه‌ای مناسب در افزایش تنوع ژنتیکی گیاهان زراعی است. تحقیق حاضر به‌منظور شناسایی و گروه‌بندی لاین‌های جهش‌یافته برنج متحمل و حساس به تنش خشکی انجام شد. مواد و روش‌ها لاین‌های والدی از نسل نهم حاصل از تلاقی ارقام اهلمی طارم (نسبتا حساس به خشکی) و سپیدرود (نسبتا متحمل به خشکی) به‌دست آمد. در سال 1394 به منظور بهبود تنوع ژنتیکی در تحمل به خشکی پرتوتابی با پرتو گاما (250 گری) بر روی 300 لاین نسل نهم در پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای کرج صورت پذیرفت. با انجام غربال اولیه در نسل M1 بر مبنای صفات مهم زراعی و اصلاحی، 96 لاین جهش‌یافته انتخاب شدند. آزمایش حاضر با 96 لاین جهش‌یافته برنج (M2) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دو محیط بدون تنش (غرقاب) و تنش خشکی در سال زراعی 1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه گنبد کاووس اجرا گردید. با استفاده از عملکرد هر ژنوتیپ و میانگین عملکرد ژنوتیپ‌ها در شرایط تنش و بدون تنش، شاخص‌های تحمل به تنش خشکی محاسبه شد. شاخص-های مورد مطالعه شامل SNPI, SPI, SSPI, RDY, RDI, K2STI, K1STI, DI, ATI, STI, SSI, YI, YSI, HM, GMP, MP, TOL بودند. برای تعیین بهترین شاخص‌های شناسایی ژنوتیپ‌های پرمحصول در شرایط متفاوت رطوبتی، از همبستگی شاخص‌ها با عملکرد در شرایط تنش و بدون تنش استفاده شد. برای شناسایی ارتباط شاخص‌ها از تجزیه‌های چند متغیره شامل تجزیه به مولفه‌های اصلی، تجزیه خوشه‌ای و تجزیه تابع تشخیص استفاده شد. برای تعیین تعداد گروه معنی‌دار در تجزیه خوشه‌ای و محل برش دندروگرام از تابع تشخیص استفاده شد. جهت انتخاب بهترین ژنوتیپ‌ها و شاخص‌های تعیین ژنوتیپ‌های متحمل و حساس به تنش خشکی بای‌پلات ترسیم شد. یافته‌ها نتایج تحلیل همبستگی بین شاخص‌های تحمل به خشکی و عملکرد دانه نشان داد که GMP، HM، STI، MP و RDY برای شناسایی ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا در هر دو شرایط غرقاب و تنش خشکی مناسب هستند. با بررسی توام همبستگی شاخص‌ها با عملکرد دانه (شرایط تنش و بدون تنش) و ضریب تغییرات آن‌ها مشخص می‌گردد، شاخص STI به‌علت دارا بودن همبستگی قابل توجه در هر دو محیط و مقدار ضریب تغییرات بالا به‌عنوان شاخصی که بیشترین تنوع را در شرایط متفاوت رطوبتی توجیه می‌کند، می‌توان معرفی کرد. تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که سه مولفه اصلی و مستقل 93/99 درصد از تغییرات کل داده‌ها را توجیه کردند. مولفه‌های اول، دوم و سوم با دارا بودن 47/84، 12/14 و 33/1 درصد از واریانس کل به‌ترتیب به حساسیت به تنش خشکی، مقاومت به تنش خشکی و پتانسیل عملکرد نامگذاری گردید. تجزیه خوشه‌ای با روش WARD و فاصله اقلیدوسی منجر به گروه‌بندی لاین‌های جهش‌یافته برنج شد. تجزیه تابع تشخیص نشان داد که چهار گروه معنی‌دار در تجزیه خوشه‌ای وجود دارد. گروه‌های اول تا چهارم به‌ترتیب دارای 7، 25، 17 و 47 ژنوتیپ بودند. ژنوتیپ‌های خوشه‌های اول و سوم به ترتیب به‌عنوان متحمل و حساس به تنش خشکی شناسایی شدند. نتیجه‌گیری ژنوتیپ شماره 94 به‌عنوان بهترین لاین جهش‌یافته از لحاظ عملکرد و تحمل به تنش خشکی در بین منابع گیاهی موجود در پژوهش حاضر انتخاب شد. بای‌پلات بر اساس دو مولفه اول، شاخص‌های SNPI و SSPI را به‌ترتیب به‌عنوان معیارهای شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل و حساس به تنش خشکی معرفی کرد.