فصل اول: مقدمه و کلیات2

1-1-    مقدمه……………………………………………………………………………….. 2

1-2- اهمیت جهانی ذرت………………………………………………………………….. 3

1-3- منشا و تاریخچه……………………………………………………………………….. 4

1-4- گیاه شناسی ذرت…………………………………………………………………….. 5

1-5- ارزش غذایی ذرت شیرین…………………………………………………………… 6

1-6- ارقام ذرت شیرین…………………………………………………………………… 7

1-7- منابع ژنتیکی ذرت…………………………………………………………………. 10

1-8- طبقه بندی ذرت شیرین از نقطه نظر میزان شیرینی آنها………………………. 11

فصل دوم- مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1-    روش های اصلاح ذرت………………………………………………………… 17

2-2-    هیبرید ذرت…………………………………………………………………….. 17

2-3-    اهداف اصلاح ذرت………………………………………………………………. 18

2-4-    توراثت پذیری…………………………………………………………………. 18

2-5-    هتروزیس……………………………………………………………………… 19

2-6-     تولید واریته‎های هیبرید ذرت و قابلیت تركیب‎پذیری………………………. 23

2-7-    تجزیه خوشه‌ای تجزیه خوشه‌ای……………………………………………. 25

2-7-1-  روش های طبقاتی………………………………………………………….. 25

2-7-2-  روش های تقسیم بندی……………………………………………….. 26

2-8-     تجزیه به مؤلفه‌های اصلی………………………………………………….. 27

2-9-    تجزیه به عامل‌ها……………………………………………………………. 29

فصل سوم -مواد و روشها

3-1-    مشخصات طرح آزمایشی…………………………………………………….. 37

3-2-    صفات مورد بررسی…………………………………………………………… 39

3-3-     صفات مرفولوژیک………………………………………………………….. 39

3-3-1-         عملکرد دانه و اجزائ عملکرد……………………………………….. 39

3-3-2-         تعداد بوته های استقرار یافته……………………………………… 39

3-3-3-         ارتفاع بوته…………………………………………………………….. 39

3-3-4-         ارتفاع بلال……………………………………………………………… 40

3-3-5-         تعداد کل برگ……………………………………………………………. 40

3-3-6-         تعداد برگ بالای بلال اصلی………………………………………… 40

3-3-7-         تعداد بوته برداشتی…………………………………………………… 40

3-3-8-         عملکرد دانه ناخالص………………………………………………….. 40

3-3-9-         عملکرد دانه خالص……………………………………………… 40

3-3-10-       تعداد ردیف دانه……………………………………………………….. 41

3-3-11-       قطر بلال………………………………………………………………… 41

3-3-12-       قطر چوب بلال………………………………………………………… 42

3-3-13-       عمق دانه…………………………………………………………….. 42

3-3-14-       طول بلال……………………………………………………………… 42

3-4-      اندازه گیری صفات کیفی…………………………………………………. 42

3-5-    نحوه اندازه گیری هتروزیس………………………………………………… 43

3-5-1-         هتروزیس نسبی……………………………………………………. 43

3-5-2-         هتروزیس استاندارد…………………………………………………. 44

3-6-     تعیین قند محلول با بهره گرفتن از معرف آنترون (Anthrone Reagent)……. 44

 

 

3-6-1-         روش کار……………………………………………………………… 45

3-6-2-         خشک کردن…………………………………………………………… 45

3-6-3-         استخراج………………………………………………………………. 46

3-6-4-         واکنش رنگ سنج………………………………………………….. 46

3-6-5-         منحنی استاندارد……………………………………………………. 47

3-6-6-         منحنی استاندارد برای میکروپلیت………………………………. 49

3-7-    محاسبه درصد ساکارز……………………………………………………… 50

3-8-    محاسبات آماری……………………………………………………………. 53

3-8-1-         تجزیه واریانس ساده……………………………………………… 53

3-8-2-         تجزیه به مؤلفه‌های اصلی………………………………………. 54

3-8-3-         تجزیه به عامل‌ها……………………………………………………. 54

3-8-4-         تجزیه خوشه‌ای…………………………………………………… 54

3-9-    نرم افزارهای مورد استفاده در تجزیه های آماری………………………. 54

فصل چهارم-نتایج و بحث

4-1-    نتایج تجزیه  واریانس………………………………………………………… 57

4-2-    مقایسات میانگین…………………………………………………………… 59

4-2-1-         ارتفاع بوته…………………………………………………………….. 59

4-2-2-         ارتفاع بلال…………………………………………………………….. 59

4-2-3-         طول تاسل…………………………………………………………… 60

4-2-4-         طول بلال…………………………………………………………… 61

4-2-5-         قطر ساقه……………………………………………………………. 61

4-2-6       تعداد برگ……………………………………………………………….. 63

4-2-7-         تعداد برگ بالای بلال اصلی……………………………………….. 63

4-2-8-         عمق دانه……………………………………………………………. 66

4-2-9-         تعداد ردیف دانه در بلال…………………………………………….. 66

4-2-10-       تعداد دانه در ردیف بلال……………………………………………. 67

4-2-11-       عملکرد دانه……………………………………………………………. 67

4-3-    وراثت پذیری…………………………………………………………………… 68

4-4-    هتروزیس و هتروبلیتیوزیس……………………………………………….. 70

4-5-    تجزیه به مولفه های اصلی……………………………………………….. 75

4-6-     تجزیه به عامل ها………………………………………………………….. 77

4-7-    تجزیه خوشه ای……………………………………………………………… 80

4-8-    کیفی…………………………………………………………………………. 84

4-9-    تجزیه بایپلات………………………………………………………………… 90

4-9-1-  ارزیابی صفات در بین ژنوتیپها……………………………………………. 91

4-9-2-  ارزیابی ژنوتیپها در بین صفات………………………………………….. 93

4-9-3-  متوسط پایداری ژنوتیپها……………………………………………………. 95

نتیجه گیری………………………………………………………………………… 97

فصل 5-     فهرست منابع…………………………………………………………. 99

چکیده:

ذرت شیرین با نام علمی  (Zea mays L.var saccharata ) به عنوان یکی از سبزیجات مفید و با ارزش غذایی بالا می ­تواند در سبد غذایی خانوارها وارد و تثبیت گردد. برآورد تنوع ژنتیکی، وراثت پذیری و هتروزیس لاین ها و هیبریدهای ذرت شیرین و فوق شیرین برای اهداف به نژادی اهمیت زیادی دارد و می تواند به تعیین استراتژی های اصلاحی کمک کند. این تحقیق به منظور بررسی صفات کمی و کیفی ژنوتیپ­های ذرت شیرین و فوق شیرین در مرکز تحقیقات كشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی اجرا گردید. در این پژوهش 38 ژنوتیپ ذرت شیرین و فوق شیرین (شامل: 13 لاین، 18 هیبرید و 7 رقم تجاری جدید ذرت شیرین و فوق شیرین) در سه تكرار، در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد تفاوت بسیار معنی داری بین اکثر ژنوتیپ ها برای کلیه صفات وجود داشت، دامنه تغییرات وراثت پذیری عمومی از  71/85 درصد تا 49/85 درصد متفاوت بود که به ترتیب مربوط به صفات تعداد کل برگ و عملکرد دانه بود. بر اساس مقایسات میانگین هیبرید تجاری Passion بیشترین و لاین Harvest gold کمترین عملکرد دانه قابل کنسرو را داشتند. همچنین بالاترین درصد هتروزیس مربوط به صفت عملکرد دانه بود که در هیبرید Temptation × Chase با 92/446 درصد دیده شد. تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که 3 مولفه اول در مجموع 72 درصد از تنوع کل موجود در بین داده ها را توجیه می نماید. نتایج تجزیه بای پلات نیز نشان داد که در بین ژنوتیپ ها، هیبرید امید بخش Harvest gold × Merit با توجه به نمودار چند ضلعی و نمودار میانگین پایداری، از ارزش و پایداری بالایی برای اکثر صفات کمی برخوردار بوده. همچنین تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های مورد مطالعه را به 3 گروه تقسیم بندی نمود. نتایج تجزیه صفات کیفی نشان داد که ژنوتیپ Harvest gold × Merit از نظر اکثر صفات کیفی که توسط تست پانل بررسی شد می تواند با رقم شاهد که یک رقم صنعتی و وارداتی است قابل رقابت باشد. همچنین می توان گفت که لینه های Harvst gold, Chase Temptation, باعث بهبود صفاتی چون عملکرد دانه، عمق دانه، تعداد دانه در ردیف، طول بلال و ارتفاع بوته شده اند و ترکیب پذیری خوبی را نشان داده اند. بنابراین لاین های مذکور می توانند در برنامه های اصلاحی آینده به عنوان لاین­های امید بخش مورد استفاده قرار گیرند.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

نیاز به تولید بیشتر غلات در جهان رو به افزایش است و در مورد ذرت انتظار می رود از نظر تولید در سال های آتی از گندم و برنج هم پیشی خواهد گرفت. بر اساس آمار و پیش بینی های سازمان جهانی غلات(FAO) و مرکز بین المللی تحقیقات گندم و ذرت(CIMMYT) تولید جهانی ذرت به مقدار 50 درصد از 558 ملیون تن در سال 1995 به 837 ملیون تن در سال 2020 خواهد رسید و این طور که به نظر می رسد این مقدار تا حدودی در سال 2010 به دست آمده است (UNDP GC  FcilityMaize Scorpin. 2010).

ذرت شیرین (Zea mays l. var saccharata) یکی از مردم پسندترین سبزی­های ایالات متحده آمریكا است وعلاقه به آن در آسیا و اروپا هم در حال افزایش است. ذرت شیرین به دلیل وجود ژن یا ژن­هایی كه سنتز نشاسته را در آندوسپرم تغییر داده و به آن قابلیت مصرف تازه خوری می­دهند، به وجودآمده است (Kaukis and Davis, 1986).

ذرت از نظر تغذیه دام، فیبر، منبع سوختی تغذیه مستقیم انسان در جایگاه اقتصادی مهمی قرار گرفته است. این گیاه به عنوان جزئی از تولیدات صنعتی به شمار می رود که روی تغذیه جمعیت جهانی تاثیر گذار است. روش های اصلاحی در مورد گیاهان خودگشن و دگرگشن را می توان در مورد ذرت به کار برد و از این رو اصلاح ذرت آینده روشنی خواهد داشت. این تنوع در استفاده از روش های اصلاحی اجازه آزمایش­های بیش­تری را به اصلاح گران می دهد. از این روش­ها می توان به عنوان محرکی به سمت پیشرفت جمعیت­ها، اینبرد لاین­ها و هیبرید­های آن­ها جهت اهداف مختلف تجاری استفاده کرد. (Hallauer et al., 2010)

2-1- اهمیت جهانی ذرت

در سال 2012سطح زیر کشت ذرت شیرین در دنیا یک میلیون هکتار، با میانگین تولید 8/5 تن در هكتار  بوده است (FAO, 2013).

در ایران پیش بینی می شود سطح زیر کشت ذرت شیرین در سال 1393 به 15000 هکتار با متوسط عملکرد 10 تن بلال در هکتاربرسد.

ارزش کل ذرت شیرین در سال 2012، 12 میلیارد دلار بوده که از این میزان 69 درصد برای بازار تازه خوری و 31 درصد برای صنایع تبدیلی بوده است. میزان ارزش محصول ذرت شیرین برای صنایع تبدیلی (منجمد و کنسروی) 2/9 میلیون تن به ارزش000/100/373 دلار در سال 2012 بوده است
 (NASS, 2013).

ذرت به دلیل ویژگی های بسیار زیاد خود، به ویژه به دلیل سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون، بسیار زود در تمام دنیا گسترش یافت و مکان سوم را بعد از گندم و برنج از نظرسطح زیرکشت به خود اختصاص داد، در حال حاضر در بیش از 147 میلیون هکتار از اراضی دنیا کشت می گردد (خاوری خراسانی، 1388). تجربیات علمی و آزمایش های متعددی که در نقاط مختلف دنیا بر روی ذرت انجام گرفته، مشخص نموده است که ذرت علاوه بر آن که علوفه ای بسیار مطلوب برای دام می باشد از نظر تأمین انرژی نیز بی نظیر است، به همین دلیل امروزه ذرت در تغذیه مرغ تخم گذار به عنوان یک غذای پر انرژی، دارای اهمیت بسیار زیادی بوده و مقام و ارزش بالایی را در مقایسه با سایر غلات دارا می باشد (نورمحمدی و همكاران، 1380). ذرت بیشتر برای استفاده از دانه و علوفه کشت می گردد. نزدیک به 25-20 درصد از تولیدات جهانی ذرت به صورت مستقیم در شکل های مختلف (آرد ذرت، شیرینی، کنسرو، فرنی ذرت) در تغذیه انسان و 75-60 درصد آن به صورت های مختلف مانند دانه، پودر، سیلو و…به مصرف غذای دام می رسد. به علاوه، حدود 5 درصد تولید ذرت نیز جهت فرآورده های صنعتی مورد استفاده قرار ‌‌‌می گیرد (نورمحمدی و همكاران، 1380).

انتخاب روش اصلاحی مناسب برای بهره برداری از پتانسیل ژنتیکی صفات مختلف زراعی در یک گیاه بستگی به نوع عمل ژن های کنترل کننده یک صفت و نحوه توارث آن ها دارد (Akhtar and Chowdhry, 2006).

3-1- منشا و تاریخچه

ذرت در حدود 7 تا 10 هزار سال قبل با بهره گرفتن از علف یکساله وحشی تئو سینته در مکزیک مرکزی اهلی شد (Galinat, 1988). تئوسینته مکزیکی یک ساله توسط ایل تین و دوبلی در دو زیر گونه طبقه بندی شده است. (Ilti et al., 1980) Zea mays subsp Mexicana  و Zeamays subsp parviglumis. تئوسینته های چند ساله عبارت اند از: Z. diploperennis و Z. pernis عضو چهارم جنسZea, z. luxurians, تئوسینته یکساله گواتمالایی است. تفاوت اصلی بین تئوسینته و ذرت مرفولوژی گل های ماده است (Galinat, 1988).

ذرت شیرین نه یک نژاد و نه زیر گونه گونه های Z. mays است (Goodman and Brown, 1988). با حضور یک ژن و یا ژن هایی که بر ساخت نشاسته در اندوسپرم تاثیر می گذارد، از میان انواع ذرت متمایز شده و کاربرد آن به عنوان سبزی را ممکن می سازد. حدود سی سال قبل الل قندی بودنsu))sugary در روی کروموزوم 4 با عنوان ذرت شیرین تعریف شد. و امروزه حداقل هفت ژن دیگر که بر ساخت کربوهیدرات اندوسپرم اثر میگذارد چه به صورت انفرادی و چه