کارایی تسترهای ذرت مناطق معتدله در غربال ژرم‌‌‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22124/cr.2024.26326.1802

چکیده

مقدمه: تنوع پایین و پایه ژنتیکی ضعیف ژرم‌‌‌پلاسم در مناطق معتدل یک چالش مهم در به­‌نژادی ذرت است. ژرم‌‌‌پلاسم نواحی حاره‌ای و نیمه حاره‌ای اغلب دارای پایه ژنتیکی وسیع تری بوده و تنوع بیش‌تری نسبت به مناطق معتدل دارند. بنابراین، استفاده از ژرم‌‌‌پلاسم خارجی، به‌ویژه رژم پلاسم‌­های مناطق حاره‌ای و نیمه حاره‌ای، به‌عنوان یک راه حل بالقوه برای تقویت پایه ژنتیکی ژرم‌­پلاسم در مناطق معتدل است. با این‌حال، کارایی روش‌های غربال‌­گری برای شناسایی منابع برتر و مناسب ژرم‌­پلاسم خارجی همچنان یک چالش بزرگ است. هدف از این مطالعه، تعیین تعداد مناسب تستر و انتخاب تستر‌های مناسب برای غربال لاین‌های ذرت استخراجی از ژرم‌‌‌پلاسم مناطق حاره‌ای و نیمه حاره‌ای سیمیت بود. 

مواد و روش‌ها: در این آزمایش، سه تستر مناطق معتدله (MO17، B73، K1264/5-1) ذرت با 25 لاین انتخابی از ژرم‌پلاسم ذرت سیمیت بر اساس روش لاین × تستر تلاقی داده شدند. 75 تلاقی حاصله به همراه هیبرید شاهد (سینگل کراس 704) در قالب طرح آزمایشی آلفا لاتیس در دو تکرار با چهار بلوک ناقص در هر تکرار در دو منطقه (مغان و جیرفت) مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای تجزیه و تحلیل داده‌ها از روش GGE-biplot بر اساس پیشنهاد فان و همکاران (Fan et al., 2010) استفاده شد.

یافته‌های تحقیق: نتایج نشان داد که از 75 تلاقی ایجاد شده، 32 تلاقی عملکرد دانه‌ بالاتر و معنی‌دار در مقایسه با هیبرید شاهد سینگل کراس 704 داشتند. میزان برتری تلاقی برتر نسبت به هیبرید شاهد بین 1.46 تا 3.77 تن در هکتار بود. این نتایج نشان داد که امکان استفاده مستقیم از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت برای بهبود عملکرد دانه ذرت در شرایط مناطق معتدله ایران وجود دارد. بر اساس نتایج، لاین‌های شماره 22، 9، 19، 12، 20، 5، 17، 21، 24، 14، 15، 23 و 11 به‌ترتیب بالاترین GCA مثبت را برای عملکرد دانه داشتند. به‌طورکلی با در نظر گرفتن GCA ، SCA و عملکرد دانه، استفاده مستقیم از لاین­‌های شماره 4، 5، 9، 11، 12، 19، 22 و 24 استخراجی از ژرم­پلاسم‌­های ذرت مناطق حاره­ای و نیمه‌حاره­ای سیمیت جهت اصلاح عملکرد دانه امکان‌پذیر است. بررسی کارایی تسترهای مناطق معتدله نیز نشان داد که دو تستر B73 و MO17 قدرت تفکیک بالایی در گزینش لاین­های برتر از میان لاین‌­های استخراجی از ژرم‌­پلاسم­‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره­‌ای سیمیت داشتند. همچنین، نتایج نشان داد که یک تستر مناسب، توانایی تفکیک لاین­‌های برتر (نه همه آن­ها) را داشت، اما استفاده از دو تستر خطر عدم انتخاب یک لاین برتر را به‌میزان زیادی کاهش می‌­دهد.

نتیجه‌گیری: به‌طور کلی با توجه به نتایج این مطالعه به‌نظر می‌رسد امکان استفاده از ژرم‌پلاسم‌های ذرت مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت در اصلاح عملکرد دانه برای مناطق معتدله وجود دارد. هم­چنین یک تستر مناسب مناطق معتدله، توانایی تشخیص منابع برتر (نه همه آن­ها) را دارد، اما استفاده از دو تستر خطر عدم انتخاب (حذف) یک منبع برتر را به‌میزان زیادی کاهش می­‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The performance of temperate maize testers for screening tropical and subtropical germplasm

نویسندگان [English]

  • Hosein Azizdoost 1
  • mohammadreza shiri 2
  • Sara Dezhsetan 3
1 Ph. D. Student, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Research Associate Professor, Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
3 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Introduction
The low diversity and genetic basis of germplasm in temperate regions is a significant challenge in maize breeding. The genetic characterization of maize germplasm has revealed that tropical and subtropical germplasm often contain a broader genetic base and show larger diversity than that in temperate populations. The use of foreign germplasm, especially from tropical and subtropical regions, has been identified as a potential solution to strengthen the genetic base of germplasm in temperate regions. However, the efficiency of screening methods for superior and suitable sources of exotic germplasm remains a major challenge. The study aimed to determine the optimum number of testers and suitable testers for screening maize lines derived from tropical and subtropical CIMMYT germplasm.

Materials and methods
The research involved crossing three temperate maize testers (MO17, B73, K1264/5-1) with 25 lines originated from the CIMMYT maize germplasm based on the line × tester mating system. A total of 75 crosses, along with the control hybrid (SC704), were evaluated in the experimental design of Alpha Lattice in two replications with four incomplete blocks in each replication in two regions (Moghan and Jiroft). The results showed that out of the 75 crosses, 32 crosses had higher and significant grain yield compared to the SC704 (control variety). The GGE biplot procedure and methodology proposed by Fan et al. (2010), were used to analyze the data obtained from the study.

Research findings
The range of the superiority of the superior cross compared to the control hybrid was between 1.46 and 3.77 tons per hectare. These findings highlight the potential of utilizing tropical and subtropical germplasm to enhance maize yield in temperate regions. Additionally, the study identified lines No. 22, 9, 19, 12, 20, 5, 17, 21, 24, 14, 15, 23, and 11 respectively had the highest positive general combining ability (GCA) for grain yield. In general, in terms of grain yield, GCA, and specific combining ability (SCA), it is possible to directly use lines No. 4, 5, 9, 11, 12, 19, 22, and 24 extracted from tropical and subtropical CIMMYT germplasm to improve grain yield in temperate regions. The performance of the temperate maize testers showed that testers B73 and MO17 were highly efficient in selecting superior line derived from tropical and subtropical CIMMYT germplasm.The results show that one inbred tester effectively selected most, if not all of the best exotic lines, and that two testers gave more reliable than one tester did.

Conclusion
In general, it could be concluded that it is possible to use maize germplasms from tropical and subtropical regions of CYMMIT to improve grain yield in temperate regions. Also, one temperate maize tester has the ability to distinguish superior sources (not all of them), although the use of two testers greatly reduces the risk of not choosing a superior source.

کلیدواژه‌ها [English]

  • General combining ability
  • Grain yield
  • Specific combining ability