Transcript اصلاح گياهان دگرگشن

‫جلسه ‪ 12‬و ‪13‬‬
‫اصالح گياهان دگرگشن‬
‫‪1‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• برخي اصطالحات و مفاهيم‬
‫‪2‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• در اصالح گياهان دگرگشن با جامعه سر و کار داريم‪ .‬ژنتيك جمعيت‪ :‬درباره‬
‫چگونگي تغييرفراواني ژنها در جوامع بحث مي كند‪.‬‬
‫• فراواني ژنها در يك جامعه با توجه به فراواني ژنوتيپ هاي موجود در ان جامعه محاسبه مي‬
‫گردد‬
‫• قانون تعادل هاردي و وينبرگ‬
‫• فراواني ژنها و ژنوتيپ ها از نسلي به نسل ديگر ثابت و بدون تغيير مي ماند به‬
‫شرط‪:‬‬
‫وجود تالقي تصادفي بين افراد و عدم وجود عوامل بر هم زننده ي تعادل‬
‫‪3‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫اينبريدينگ(خويش اميزي) (‪)Inbreeding‬‬
‫•‬
‫• شديدترين حالت اينبريدينگ؟‬
‫•‬
‫اينبريدينگ ‪ :‬هرگونه نظام تالقي كه سبب افزايش هموزايگوسيتي در نتاج شود‪.‬‬
‫خودگشني‬
‫• در گياهان خودناسازگار يا دو پايه چگونه هموزايگوسيتي ايجاد مي شود(اينبرد‬
‫ايجاد مي شود)‪:‬‬
‫• از اميزش خويشاوندي(مثالتالقي برادر‪-‬خواهرتني)‬
‫‪Sib mating‬‬
‫‪4‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• اثرات اينبريدينگ ‪:‬‬
‫• ‪-1‬افزايش درصد هموزايگوسيتي( توليد لينه هاي يكنواخت)‬
‫• ‪-2‬ظهور صفات كيفي نامطلوب‬
‫اينبريدينگ نظير البينيسم‪ ،‬رشد ناقص اندوسپرم و يا جنين‬
‫• ‪ -2‬نقصان رشد گياه همراه با كاهش عملكرد‪Inbreeding .‬‬
‫‪depression‬‬
‫• در ذرت كاهش ارتفاع‪ ،‬طول بالل‬
‫‪5‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫پديده اينبردينگ مخالف پديده هتروزيس است‬
‫اينبردينگ‬
‫‪6‬‬
‫هتروزيس‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• ضريب اينبريدينگ‪Coefficient of Inbreeding :‬‬
‫• احتمال مشابه بودن و يا هموزايگوس بودن يك جفت الل‬
‫• احتمال اينکه يک جفت الل در يک فرد از جد مشترک به ارث رسيده باشد (به‬
‫واسطه والدين)‬
‫‪7‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪8‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫?=‪Fy‬‬
‫‪Fy=(1/2)6(1+0)=1/64‬‬
‫‪9‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪M‬‬
‫‪10‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• هتروزيس (‪(: )Heterosis‬رشد عالي هيبريد)‬
‫افزايش رشد‪ ،‬عملكرد‪ ،‬مقاومت به تنش هاي زنده(افات و امراض) و غيرزنده(شرايط‬
‫نامساعدطبيعي) در اثر بوجود امدن هتروزايگوسيتي در گياه‬
‫توجه ‪ :‬الزاما هميشه هتروزايگوسيتي باعث هتروزيس نمي گردد و از طرفي افزايش رشد و نمو نيز‬
‫هميشه به خاطر هتروزيس نيست)‪.‬‬
‫‪11‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪12‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪100‬‬
‫‪13‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫اساس ژنتيكي هتروزيس ‪:‬‬
‫در مورد داليل هتروزيس هنوز مطالعات كامل نيست‪.‬‬
‫•‬
‫•‬
‫(توئري ژنهاي غالبيت)‬
‫تجمع اللهاي غالب در افراد ‪ F1‬از والدين‬
‫•‬
‫مثال‪aabbCCDDee X AABBccddEE :‬‬
‫‪AaBbCcDdEe‬‬
‫پوشش اثرات نامطلوب ناشي از اللهاي هموزايگوس مغلوب‬
‫•‬
‫•‬
‫ايا امكان توليد الينهاي اينبرد كه از نظر ژنوتيپ ي كامال" داراي اللهاي هموزايگوس باشند؟‬
‫پيوستگي بين ژنها ممكن است امكان تجمع همه اللهاي غالب را ميسر نسازد‪.‬‬
‫•‬
‫‪14‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• نظريه فوق غالبيت‪:‬‬
‫هتروزايگوس بودن در مكانها بهتر از هموزايگوس بودن(چه غالب چه مغلوب)‬
‫‪AaBb > AABB or aaBB or aabb‬‬
‫توليد انزيمهاي مناسب توسط اللهاي هتروزايگوس‬
‫‪15‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• فرضيه سوم در مورد علت هتروزيس‪:‬‬
‫سيتوپالسم و ارتباط ان با اطالعات كروموزومي‬
‫• اطالعات توارثي درميتوكندري ها‬
‫• اثرات متقابلي بين كروموزومها و سيتوپالسم‬
‫• ساير فرضيات‪( :‬نظريه اپيستازي)‪ ،‬علل فيزيولوژيك و‪...‬‬
‫‪16‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫اصالح گياهان دگرگشن‬
‫‪17‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• انواع روشهاي اصالح گياهان دگرگشن‪:‬‬
‫• ‪ -1‬انتخاب توده اي (‪(Mass selection‬‬
‫• ‪-2‬انتخاب توده اي ژنوتيپ ي روش بالل به رديف‬
‫• ‪-3‬روشهاي انتخاب دوره اي (‪ 4‬نوع)‬
‫• ‪ -4‬توليد واريته هيبريد‬
‫• ‪-5‬واريته ترکيبي‬
‫‪18‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• مقدمه‪:‬‬
‫• هتروزيگوسيتي و تنوع موجود در جوامع نباتات دگرگشن‬
‫• در اصالح گياهان خودگشن توجه اصالحگر به ژنوتيپ گياه بود‪.‬‬
‫• در اصالح گياهان دگرگشن اصالح كننده متوجه ريخته ارثي گامتهاي و نحوه‬
‫تركيب انها با ساير گامتها است‬
‫‪19‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪ -1‬انتخاب توده اي فنوتيپ ي (‪: )Mass selection‬‬
‫• انتخاب گياهان برتر بر اساس ظاهر (صفات كيفي و كمي)‬
‫• ميزان موفقيت در انتخاب (بازدهي ژنتيكي)‬
‫انتخاب قبل گلدهي‪-‬بعدگلدهي‬
‫گياهان چندساله‬
‫‪20‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫مهمترين محدوديت ‪ :‬اختالط اثر محيط با ژنوتيپ‬
‫‪P=G+E‬‬
‫راه حل براي كاهش اين مشكل‪:‬‬
‫روش انتخاب توده اي شبکه اي گاردنر‬
‫‪Stratified mass selection‬‬
‫‪21‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪-2‬انتخاب توده اي بر اساس ارزشيابي نتاج‪:‬‬
‫روش بالل به رديف در اصالح ذرت ‪Ear to row‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫به منظور رفع عيب انتخاب توده اي ابداع گرديد‬
‫روش كار‪:‬‬
‫سال اول‪ :‬انتخاب باللهاي بهتر در جامعه پايه دگرگشن يك واريته ذرت‬
‫سال دوم‪ :‬نصف دانه ها كاشته شده و نصف ديگر در انبار حفظ‬
‫ارزيابي نتاج‬
‫براساس ارزيابي نتاج‪ ،‬مشخص مي شود کدام والدين بهتر بوده اند‪ .‬بذور حفظ شده انها در انبار را مخلوط كرده و‬
‫براي توليد جامعه پايه نسل اينده بکار مي بريم‪.‬‬
‫‪22‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫روش اصالحي بالل به رديف در ذرت‬
‫سال اول‪:‬‬
‫جامعه پايه اول‬
‫سال دوم‪:‬‬
‫قسمتي از بذر هر بالل را روي يك رديف كشت و باقيمانده بذر هر‬
‫بالل جداگانه نگهداري‬
‫(‪ =S‬نتاج مطلوب و ‪ =I‬نتاج نامطلوب)‬
‫‪I‬‬
‫سال سوم (شروع سيکل دوم)‪:‬‬
‫باقيمانده بذر باللهاي سال اول ك ه در س ال دوم داراي نت اج مطل وبي‬
‫بودن د ب راي تش کيل جامع ه پاي ه دوم کش ت م ي ش وند و اي ن س يکل‬
‫ادامه مي يابد‪.‬‬
‫‪23‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫‪S‬‬
‫‪S‬‬
‫‪I‬‬
‫‪S‬‬
‫‪ -3‬انتخاب دوره اي (‪:)Recurrent selection‬‬
‫انتخاب در جامعه پايه‬
‫(‪ S0‬معادل ‪ F2‬در خودگشن ها)‬
‫‪1‬‬
‫تالقي‬
‫‪2‬‬
‫گاهي نتاج برتر پس از ارزيابي ‪،‬تالقي مي يابند‬
‫گاهي بر اساس ازمون نتاج‪ ،‬والدين برتر از جامعه پايه تالقي مي يابند‬
‫‪24‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫ازمون نتاج‬
‫• در ازمون نتاج ‪:‬‬
‫• با اندازه گيري ميانگين نتاج‪ ،‬به خوب يا بد بودن ژنوتيپ والد پ ي برده مي شود‪.‬‬
‫• ازمون نتاج راهي است براي تشخيص ژنوتيپ والد‬
‫• رمز موفقيت در انتخاب دوره اي‪:‬‬
‫تشخيص صحيح گياهان برتر است که از طريق ازمون نتاج ميسر است‬
‫زيرا منتهي به تشكيل جامعه پايه جديد با فراواني بيشتر اللهاي مطلوب مي گردد‪.‬‬
‫‪25‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫انواع ازمون نتاج‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫‪26‬‬
‫نتاج خود بارور (‪)S1‬‬
‫نتاج حاصل از تاپ كراس ‪Top cross‬‬
‫تالقي هرگياه انتخاب شده با جامعه ازادگرده افشان به عنوان ‪Tester‬‬
‫نتاج تست كراس ‪Test cross‬‬
‫تالقي يك گياه انتخابي به عنوان پايه مادري با يک الين خالص (اينبرد)‬
‫نتاج ازاد گرده افشان‪Open pollination ،‬‬
‫ازمون نتاج پلي كراس ‪Poly cross progeny test‬‬
‫ازمون نتاج بر اساس تالقي داي الل‪Diallel‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬
‫• انوع روشهاي انتخاب دوره اي‬
‫• الف‪ -‬انتخاب دوره اي براي فنوتيپ‬
‫• ب‪ -‬انتخاب دوره اي براي قدرت تركيب پذيري عمومي‬
‫• ج‪ -‬انتخاب دوره اي براي قدرت تركيب پذيري خصوصي‬
‫• د‪ -‬انتخاب دوره اي متقابل‬
‫‪27‬‬
‫دانشگاه صنعتي اصفهان‬