ایجاد لاین های دابل‌هاپلویید کلزا (Brassica napus L) از طریق روش جنین زایی میکروسپور و ارزیابی قدرت ترکیب‌پذیری عمومی صفات مورفولوژیک و عملکردی لاین ها

نوع مقاله: علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشیار بخش کشت بافت و سلول پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی (ABRII)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، کرج، ایران

4 دانشیار بخش دانه‌های روغنی موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، کرج، ایران

چکیده

در این تحقیق از هیبریدهای F1 تجاری هایولا اقدام به تولید لاین‌های دابل‌هاپلویید کلزا (اینبرد) به روش جنین‌زایی میکروسپور ‌گردید. به منظور بررسی ترکیب‌پذیری عمومی لاین‌های دابل‌هاپلویید آزمون تاپ‌کراسی با 28 لاین دابل‌هاپلویید و والد تاپ‌کراس هایولا 420 انجام گرفت. هیبریدهای حاصله از تلاقی لاین دابل‌هاپلویید-تستر در سال زراعی 1394 کاشته شدند. صفات ارتفاع گیاه، تعداد خورجین در شاخه اصلی و فرعی، تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین، طول خورجین، تعداد شاخه فرعی، طول ساقه اصلی، وزن هزار دانه، عملکرد تک بوته، تعداد روز تا شروع گلدهی، تعداد روز تا خاتمه گلدهی، تعداد روز تا رسیدن فیزیولوژیک و عملکرد روغن برای ارزیابی قدرت ترکیب‌پذیری عمومی لاین-ها مورد تجزیه و تحلیل قرار ‌گرفت. نتایج حاصل از تجزیه واریانس حاکی از تفاوت معنی‌دار بین نتاج تاپ کراس برای تمام صفات مورد بررسی در سطح احتمال یک درصد بود. بر اساس تجزیه و تحلیل مقایسه میانگین‌ها توسط آزمون دانکن در سطح احتمال 1%، نتاج تاپ کراس شش لاین دابل‌هاپلویید DH1، DH8، DH10، DH11، DH13 و DH21 دارای بیشترین اختلاف معنی‌دار نسبت به نتاج تاپ‌کراس سایر لاین‌های دابل‌هاپلویید از نظر صفات مورد بررسی بودند. بیشترین میزان عملکرد بذر و عملکرد روغن مربوط به نتاج تاپ‌کراس حاصل از تلاقی دابل هاپلویید 21 × هایولا 420 بود. بیشترین مقادیر ترکیب‌پذیری عمومی مثبت برای صفات عملکرد بوته، تعداد خورجین در بوته، تعداد دانه در خورجین و وزن هزار دانه مربوط به لاین‌های دابل‌هاپلویید DH1، DH10 و DH21 بود، لذا می‌توان از این سه لاین دابل‌هاپلویید به عنوان لاین‌های والدی برتر در برنامه های اصلاحی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Production of Doubled haploid lines in rapeseed (Brassica napus L.) via microspore embryogenesis and Evaluation of general combining ability of the lines for morphological and yield traits

نویسندگان [English]

  • Pegah Moradi Dezfouli 1
  • Mohammad Sedghi 2
  • Mehran Enayati Shariatpanahi 3
  • Bahram Alizade 4
1 Ph.D. Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran.
2 Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran
3 Associate Professor, Department of Tissue and Cell Culture, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
4 Associate Professor, Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.
چکیده [English]

In this research, Hayola F1 hybrids were used to produce rapeseed doubled haploid lines using microspore embryogenesis. To study general combining ability (GCA) of, the induced doubled haploid (DH) rapeseed lines, a top cross analysis was conducted using 28 doubled haploid lines and top cross parent of Hayola 420. Produced hybrids of doubled haploid lines × Hayola 420 were sown in research farm in 2015 growing season. Plant height, number of pods per branch and sub branches, number of seeds per pod, pod length, number of sub branches, length of main branch, 1000-seeds weight, single plant yield, number of days to flowering, number of days to seeding, number of days to physiological maturity, and oil yield were recorded in all top cross progeny to investigate GCA of DH lines. Results of analysis of variance showed a significant difference among all top cross hybrids for all investigated traits at 1% probability level. Based on means comparison analysis using multiple range Duncan test at 1% probability level, top cross hybrids of DH1, DH8, DH10, DH11, DH13, and DH21 were more differ than other top cross hybrids for all investigated characteristics. The highest mean of seed yield and oil yield was related to the top cross progeny of DH21 × Hayola 420. Results of top cross analysis showed that the highest positive and significant GCAs for single plant seed yield, number of pods per plant, and 1000-seeds weight were corresponded to DH1, DH10, and DH21, therefore these three DH lines can be used as elite parental lines in future breeding programs of rapeseed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Doubled haploid
  • General combining ability
  • Microspore embryogenesis
  • Rapeseed
  • Top cross
Abraha SW (2014) Top Cross Analysis of Maize (Zea mays L.) Inbred Lines for Some Agronomic Traits in Central Rift Valley of Ethiopia. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare. 4(25): 8-13.

Ahmadikhah A (2010) Supplementary Plant Breeding. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources Press, Iran.

Ahmadi B, Alizadeh K, Teixeira da Silva JA (2012) Enhanced regeneration of haploid plantlets from microspores of Brassica napus L. using bleomycin, PCIB, and phytohormones. Plant Cell Tissue and Organ Culture. 109: 525-533.

Azizinia S, Javidfar F (2006) Study of combining ability and heterosis in autumn cultivars of rapeseed. 9th Congress of Agronomy and Plant Breeding Science of Iran. Karaj-Iran. http://www.civilica.com/Paper-NABATAT09-NABATAT09_569.html

Barany IV, Testillano PS, Mityko JU, Risueño MD (2001) The switch of the microspore developmental program in Capsicum involves HSP70 expression and leads to the production of haploid plants. International Journal of Developmental Biology. Jun 1;45(S1): S39-40

Enayati Shariat Panahi M, Emami Meybodi D (2009) Microspore: Haploid cell with variety of applications in genetic and plant breeding. Modern Genetics. 3: 5-16.

Farshadfar A (1998) Application of quantitative genetics in plant breeding. Razi University Press, Kermanshah, Iran. 528 p.

Farshadfar E, Kazemi Z, Yaghotipoor A (2013) Estimation of combining ability and gene action for agro-morphological characters of rapeseed (Brassica napus L.) using line× tester mating design. International journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 1(7): 711-717.

Gholami H, Moghaddam M, Rameeh V (2008) Estimation of Combining Ability in Rapeseed (Brassica napus L.) Using Line ×Tester Cross Method. Seed and Plant Improvement Journal. 24(3): 399-411.

Koprna R, Kučera V, Kolovrat O, Vyvadilová M, Klíma M (2005) Development of self-incompatible lines with improved seed quality in winter oilseed rape (Brassica napus L.) for hybrid breeding. Czech J. Genet. Plant Breed. 41, pp.105-111.

Lighter R (1989) Efficient yield of embryoids by culture of isolated microspores of different Brassicaceae species. Plant Breeding. 103(2): 119-123.

Marjanović-Jeromela A, Marinković R, Mijić A, Zdunić Z, Ivanovska S, Jankulovska M (2008) Correlation and path analysis of quantitative traits in winter rapeseed (Brassica napus L.). Agriculturae Conspectus Scientificus (ACS). 73(1):13-18.

Mohammadi V, Arabnejad A, Zeynali H, Hosseinzade A, Amiri Oghan H (2011) Gene Action and Combining Ability of Important Agronomic Traits in Rapeseed (Brassica napus L.). Iranian Journal of Field Crop Science, 42(1): 41-51.

Moradi M, Ghodrati G (2010) Correlation and Path Analysis Yield and Important Traits of 12 Spring Rapeseed Cultivars (Brassica napus L) Crop Physiology Journal, 2(8): 61-70.

Muhammad A, Raziuddin MA, Raza H, Rahman AU, Ali I (2014) Combining ability and heritability studies for important traits in F2 of Brassica napus. Int. J. Basic Appl. Sci. 14: 7-11.

Naseri F (1991) Oil Seeds. Deputy of Astan Qods Razavi Press. Khorasan, Iran.

Nduwumuremyi A, Tongoona P, Habimana S (2013) Mating designs: helpful tool for quantitative plant breeding analysis. Journal of Plant Breeding and Genetics. 1(3): 117-129.

Thukral SK, Singh H (1987) Genetic analysis of seed yield, flowering and maturity in rapeseed. Indian Journal of Agricultural Science. 57: 298-302.

Zareh M, Chogan R, Majidi hervan E, Bihamta MR (2010) Study of combining ability, heritability and heterosis in corn using diallel crosses of inbred lines. Journal of Agronomy and Plant Breeding. 6(1): 43-63.

Zhou WJ, Hagberg P, Tang GX (2002) Increasing embryogenesis and doubling efficiency by immediate colchicine treatment of isolated microspores in spring Brassica napus. Euphytica. Nov 1:128(1): 27-34.