فهرست مطالب……………………………………..هشت

فهرست جداول…………………………………….. یازده

چکیده………………………………………………… 1

فصل اول: مقدمه…………………………………….. 2

1-1- کلیات و اهمیت موضوع……………………….. 2

فصل دوم: بررسی منابع…………………………….. 4

2-1- تاریخچه………………………………………….. 4

2-2- کلیاتی درباره کلزا………………………………. 5

2-3-سیتوژنتیک کلزا…………………………………. 6

2-4- تکامل اصلاح کلزا………………………………… 6

2- 5- ارقام کلزا از نظر تیپ رشد……………………… 8

2- 6- اهمیت و جایگاه کلزا در ایران………………….. 8

2- 7- سطح زیر کشت، تولید و عملکرد کلزا در جهان و ایران…..9

2-8- ترکیب شیمیایی دانه کلزا……………………. 10

2-9- خصوصیات گیاه­شناسی……………………. 12

2- 9- 1-ریشه………………………………………. 12

2- 9- 2- ساقه……………………………………… 13

2- 9- 3- برگ……………………………………….. 13

2-9-4-گل……………………………………………. 13

2-9-5- میوه………………………………………… 14

2-9-6-دانه کلزا ……………………………………..14

2-10- مراحل فنولوژی……………………………… 14

2-11- نیازهای اکولوژیک…………………………… 14

2-12- آفات و بیماری­ها………………………………. 14

2- 13-روش­های اصلاحی در کلزا…………………… 17

2-14-جهش…………………………………………. 18

2-14-1- جهش­زاهای شیمیایی……………………. 18

2-14-2-جهش­زاهای فیزیکی……………………….. 19

2-14-3- نسل­های جهش……………………………. 20

2-14-4-موارد استفاده از به­نژادی جهشی………… 20

2-15- اهداف اصلاحی کلزا …………………………….21

2-15-1- کیفیت دانه………………………………….. 22

2-15 -2-اصلاح برای بهبود کیفیت روغن……………. 22

2-15-3-اصلاح برای کیفیت کنجاله بذر………………. 22

2-15-4- بهبود عملکرد………………………………… 23

2-15-5-اصلاح برای مقاومت به بیماری­ها و آفات…….. 23

2-15-6- اصلاح صفات زراعی…………………………. 23

2-16- تجزیه تحلیل‌های چند متغیره…………………. 24

2-16-1- همبستگی بین صفات……………………… 25

2-16- 2- رگرسیون گام به گام ………………………..25

2-16-3- تجزیه و تحلیل ضرایب مسیر………………… 26

2-16-4- تجزیه به عامل‌ها…………………………….. 26

2-16-5- وراثت‌پذیری………………………………….. 27

2-16-6- ضریب تغییرات……………………………….. 28

فصل سوم: مواد و روش­ها ………………………………..30

3-1- مکان آزمایش…………………………………….. 30

3-2- عملیات زراعی……………………………………..30

3-3- مواد ژنتیکی و طرح آماری مورد استفاده……….. 31

3-4- خصوصیات مورد برررسی و نحوه اندازه‌گیری آن­ها…31

3-5- تجزیه آماری اطلاعات…………………………….. 31

فصل چهارم: نتایج و بحث……………………………… 34

4-1- تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها ……………34

4-1-1 روز تا گل­دهی……………………………………… 34

4-1-2- روز تا رسیدگی…………………………………… 36

4-1-3- ارتفاع بوته………………………………………. 37

4-1-4- وزن هزار دانه……………………………………. 38

4-1-5- تعداد غلاف در بوته…………………………….. 39

4-1-6- تعداد دانه در غلاف…………………………….. 40

4-1-7- عملکرد دانه در بوته……………………………. 40

4-2- همبستگی بین صفات…………………………… 44

4-3- رگرسیون مرحله ای………………………………. 46

4-4- تجزیه ضرایب مسیر………………………………… 48

4-5- تجزیه به عامل‌ها ……………………………………49

فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادات………………….. 52

5-1- پیشنهادات………………………………………….. 53

منابع……………………………………………………….. 54

چکیده انگلیسی…………………………………………..66

چکیده:

کلزا (Brassica napus L.) به عنوان یکی از مهم­ترین گیاهان دانه روغنی از لحاظ عملکرد دانه، میزان و کیفیت بالای روغن وکنجاله و سازگاری با شرایط آب و هوایی اکثر نقاط کشورمان از اهمیت شایانی برخوردار است. به منظور ارزیابی صفات زراعی در لاین‌هایM3  حاصل از القای موتاسیون و شناسایی لاین‌های موتانت مطلوب در کلزا، آزمایشی در سال زراعی 91-90 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان، واقع در لورک نجف آباد به صورت طرح لاتیس ساده 10×10 با دو تکرار اجرا شد. در این آزمایش 94 لاین جهش یافته با دزهای 800، 1000 و1200 گری اشعه گاما بر روی ارقام ساریگل و RGS003 به همراه 6 ژنوتیپ شاهد مورد ارزیابی قرار گرفت. صفات زراعی شامل روز تا گلدهی، روز تا رسیدگی، ارتفاع بوته، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در بوته اندازه‌گیری شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که لاین‌ها اختلاف بسیار معنی­داری(p<0/01) برای همه صفات مورد مطالعه داشتند. این اختلاف معنی­دار بیانگر وجود تنوع ژنتیکی زیاد بین لاین­های جهش یافته بوده که به نوبه­ی خود نشان دهنده امکان کارائی بالای انتخاب برای افزایش عملکرد و بهبود بقیه صفات می­باشد. نتایج برآورد نشان داد که بیشترین وراثت‌پذیری متعلق به روز تا گلدهی (1/90%) و کمترین آن به وزن هزار دانه (8/10%) اختصاص داشت. تفاوت کمی بین ضرایب تغییرات فنوتیپی و ژنتیکی برای اکثر صفات مشاهده شد. نتایج همبستگی ساده بین صفات نشان داد که بین عملکرد دانه در بوته و صفات روز تا گلدهی، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن هزار دانه همبستگی مثبت و معنی­داری وجود دارد. نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام برای عملکرد دانه به عنوان متغیر تابع در برابر سایر صفات نشان داد که روز تا گلدهی، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن هزار دانه 24 درصد از تنوع عملکرد دانه را توجیه نمودند. طبق نتایج تجزیه مسیر تعداد روز تا گلدهی بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد دانه داشت، در حالی که اثر غیرمستقیم آن از طریق وزن هزار دانه و تعداد دانه در غلاف ناچیز و مثبت بود. نتایج تجزیه به عامل‌ها، 4 عامل را مشخص نمود که 72 درصد از تنوع کل را توجیه کرد. این عامل‌ها به ترتیب عامل عملکرد بیولوژیک، عامل سرعت رشد، فنولوژی ومخزن نامیده شد. به طور کلی نتایج این بررسی نشان داد که تنوع ژنتیکی وسیعی در میان لاین‌های مورد ارزیابی وجود دارد که می­توان از آن برای دست­یابی به لاین‌های مطلوب بهره جست.

فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات و اهمیت موضوع

گیاهان دانه روغنی پس از غلات، دومین ذخایر غذایی جهان را تشکیل می­دهند. این محصولات علاوه بر دارا بودن ذخایر غنی اسید­چرب، حاوی پروتئین نیز می­باشند [26]. دانه­ های روغنی به دلیل تولید روغن­های با کیفیت بالا و درصد زیادی از اسیدهای چرب و مرغوب از اهمیت شایانی در تغذیه انسان برخوردارند [28، 77]. در حال حاضر، مصرف سرانه روغن خوراکی کشور بیش از 16 کیلوگرم برآورد شده است. لذا با توجه به جمعیت کشور، نیاز به حدود یک میلیون و دویست هزار تن روغن در سال می­باشد که بیش از 90 درصد آن از طریق واردات تامین می­ شود [15]. به این لحاظ لزوم برنامه ­ریزی بلند مدت و منسجم با هدف نیل به خود­کفائی در تولید روغن خوراکی غیر قابل انکار خواهد بود.

کلزا(Brassica napus L.)  به عنوان یکی از مهم­ترین گیاهان روغنی برای کشت در شرایط آب و هوایی کشور مورد توجه قرار گرفته است. تولید جهانی روغن کلزا در مقایسه با دیگر روغن­های گیاهی در مقام سوم بعد از روغن سویا و نخل روغنی قرار دارد [85]. همچنین پس از استحصال روغن، کنجاله باقی مانده سرشار از پروتئین بوده و برای تغذیه دام مناسب است [28]. با توجه به اینکه در حال حاضر میزان روغن تولیدی در کشور ناچیز بوده و عمدتاً با کشت گیاهان سویا، آفتاب­گردان، پنبه­دانه، بادام­زمینی، زیتون و کنجد تامین می­ شود و همچنین با عنایت به اینکه همه­ساله مقدار قابل توجهی از زمین­های آبی و دیم کشور به منظور تقویت بنیه خاک، بدون کشت باقی می­ماند، لذا کلزا به ویژه نوع پاییزه آن با داشتن بیش از 40-45 درصد روغن در دانه و در حدود 25-35 درصد پروتئین در کنجاله، از لحاظ زراعی می ­تواند در تناوب با غلات که زراعت عمده کشور می­باشد قرار گیرد و سهم قابل توجهی را در رفع کمبود روغن گیاهی مورد نیاز کشور ایفا کند [14، 17].

کلزا به سرما، کم­آبی و شوری نسبتا متحمل است و به دلیل هزینه کمتر تولید و سهولت عملیات زراعی و عملکرد بیشتر روغن در واحد سطح نسبت به سایر دانه­ های روغنی مورد توجه می­باشد [124، 150].

اصلاح عملکرد روغن کلزا هدف اصلی در اصلاح این گیاه محسوب می­ شود. برای این منظور، مرحله اول یک برنامه اصلاحی، بررسی تنوع ژنتیکی و ارزیابی صفات فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی و زراعی به عنوان شاخص انتخاب در برنامه ­های بهبود عملکرد می­باشد. روغن کلزا به طور عمده توسط عوامل ژنتیکی تعیین می­ شود ولی به مقدار قابل توجهی نیز تحت تاثیر شرایط محیطی قرار می­گیرد [91].

القاء جهش، روشی مؤثر برای بهبود و توسعه تنوع ژنتیکی مورد نیاز اصلاح­گران به ویژه برای صفاتی که تنوع ژنتیکی محدودی دارند، می­باشد [52]. به طور کلی هدف از القاء جهش مصنوعی افزایش تنوع ژنتیکی، تغییر یک یا چند ژن و شکستن پیوستگی بین ژن­های مطلوب و نا­مطلوب می­باشد. تا­کنون، تعداد زیادی ارقام اصلاح شده به کمک برنامه ­های اصلاحی جهش­زایی در گیاهان زراعی روغنی در سطح جهان آزاد شده است [64]. در همین ارتباط اصلاح به کمک جهش­زایی در کلزا برای مقاومت به علف­کش [93]، مقاومت به بیماری­ها [123،54]، به محتوای گلوکوزینولات کمتر [63،108]، بهبود کیفیت و محتوای روغن [150] بکار رفته است.

در تایید سودمندی تنوع ژنتیکی القاء شده با جهش­زایی در اصلاح گیاهان می توان به آمار بانک اطلاعات ارقام موتانت (Mutant Varieties Database) استناد نمود که تا سال 2011، تعداد 3088 رقم موتانت متعلق به 1700 گیاه زراعی به ثبت رسیده است [88]. شاید جهش بیشترین نقش را در اصلاح کلزا و آفتابگردان ایفا کرده باشند که در آن­ها جهش­های خودبخودی و القایی در ترکیب با روش­های اصلاح متداول برای تغییر ترکیب روغن و افزایش عملکرد به کار رفته است [53].

با توجه به اهمیت تنوع ژنتیکی در برنامه اصلاح نباتات، وجود معضلات ریزش دانه و حساسیت به آفات نظیر شته و کمبود تنوع گیاه کلزا برای صفات مزبور، مطالعه حاضر به تولید و ارزیابی لاین­های جهش یافته با هدف شناسایی موتانت­های مفید از لحاظ صفات زراعی اهتمام ورزیده است.

فصل دوم: بررسی منابع

1-2- تاریخچه

کلزای روغنی مهم­ترین گونه زراعی جنس براسیکا می­باشد وبه احتمال قوی رویش نوع وحشی آن به اروپا و آفریقای شمالی محدود می­ شود [17]. مورد توجه قرار گرفتن کلزا تنها در سال­های اخیر نبوده بلکه 2000 سال قبل از میلاد مسیح در نوشته­های دوران قدیم از آن یاد شده است. در نوشته­های باستانی که به زبان سانسکریت بوده، دانه روغنی کلزا سارسون نامیده شده است [32]. در آثار به جا مانده از دوران نوسنگی در مصر، در نوشته­های هندوها که از سال­های 1500 تا 2000 قبل از میلاد به دست آمده و بویژه در کتیبه­های یونانی، رومی و چینی باقی مانده از سال­های 2000 تا 500 قبل از میلاد به گیاهان روغنی جنس براسیکا و ارزش دارویی آن­ها اشاره شده است. کشت تجاری کلزا از سال 1942در قسمت شمالی آمریکا یعنی کشور کانادا آغاز گردیده وامکان استفاده از روغن کلزا برای مصرف خوراکی در سال 1948مورد توجه قرار گرفت و منجر به استخراج روغن خوراکی از کلزا در سال­های 1956 تا 1957 گردید [30].کلزا نخستین بار در کانادا در سال 1943 به منظور روغن­کاری ماشین بخار کشت شد [36]. در سال 1957، در کشور کانادا اولین کلزای روغنی با مقدار کم اسید اروسیک در روغن اصلاح شد. با تولید روز افزون کلزا طی سال 1956 هزاران هکتار از اراضی کانادا به کشت این گیاه اختصاص یافت [21]. اپلیکویست (1972) اظهار داشته است که Brassica. napus اولین بار در هلند و در قرن 17 به عنوان یک گیاه روغنی کشف شده است و سپس کشت آن به سایر بخش­های اروپا گسترده شده است. با کشف ویژگی­ های غذایی مفید روغن کلزا وضعیت آن در سال­های اخیر بهبود یافته است [36]. در سال 1974، رقم تاور به عنوان اولین رقم دو صفر کلزا که هم میزان اسید اروسیک روغن و هم میزان گلوکوزینولات کنجاله آن پایین بود، معرفی شد.

 در سال 1981، تولید رقم­های کلزا با میزان گلوکوزینولات بالا در کنجاله تقریبا متوقف گردید. هم­اکنون کشورهای چین، کانادا، هند، فرانسه، آلمان، استرلیا، انگلیس و لهستان مهم­ترین تولید کنندگان کلزا در جهان به شمار می­روند [88، 157]. در ایران در سه دهه گذشته، آزمایش­های به­زراعی و به­نژادی متعدد و متنوعی در بخش تحقیقات دانه­ های روغنی موسسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر بر روی گیاه کلزا صورت گرفته و منجر به معرفی چهار رقم کلزای اصلاح