پیش گفتار
به نژادی گیاهی با کشف یا ایجاد تغییرات ژنتیکی جدید در گونه های گیاهی شروع می شود. از میان تغییرات ژنتیکی حاصل گزینش گیاهان با عملکرد بالا مقاومت به تنشهای زنده و غیر زنده رنگ مطلوب در گیاهان زینتی و یکنواختی در فرم و شکل درختان میوه و گیاهان زینتی در اولویت پژوهش های به نژادی قرار دارند. به نژاد گر ممکن است فنون مختلف و یا فرمهای گوناگون فن آوری را در ایجاد تغییرات ژنتیکی مورد استفاده قرار دهد. بهرحال ایجاد تغییرات مورد نظر به نژادگر در توده های گیاهی و گزینش گیاهان مطلوب مهمترین و اولین مرحله گزینش ژنوتیپ های برتر می باشد.
روش های گزینش نیز بر اساس ساختار فیزیولوژی، مورفورلوژی و روش تولید مثل گونه ها تغییر می کند. صفات، رفتارهای فیزیولوژیکی ، عملکرد محصول و کیفیت گیاهان تحت تاثیر عوامل محیطی، ژنتیکی و یا اثرات متقابل ژنوتیپ در محیط می باشد.
به نژادی یک فرایند بسیار طولانی است و مواد گیاهی در نسلهای مختلف در شرایط مختلف مزرعه، آزمایشگاه و گلخانه مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته و فنون مختلف برای تشخیص ژنوتیپ های برتر در آزمایشگاه و مزرعه به کارگرفته می شود.
بنابراین نه تنها دانش و فنون پیشرفته بلکه هزینه های زیادی برای تهیه یک رقم اصلاح شده در سالهای متمادی صرف می شود. در نتیجه حمایت مادی و معنوی از ارقام اصلاح شده، توسط دولت ها امری ضروری و اجتناب ناپذیر است.
همانطور که بیان شد تهیه ارقام برتر زراعی، باغی (مثمر و غیرمثمر) با پتانسیل عملکرد بالا و کیفیت بهتر و مقاوم به تنش های محیطی و غیرمحیطی از اهداف به نژادی است. جمعیت جهان در حال افزایش بوده و زمین های زراعی و سایر منابع محیطی روز به روز محدودتر می شوند. بنابراین تهیه ارقام اصلاح شده پرمحصول و مقاوم به بیماریها و تنش های محیطی اثرات مثبت اقتصادی و زیست محیطی دارد. شکی نیست که در قرن بیست و یکم ارقام جدید زراعی و باغی که دارای ارزش های اقتصادی و بازاریابی ممتازی هستند و بازارهای جهانی عرضه خواهند شد.
مقدمه:
برنج یکی از محصولات مهم استراتژیک و دومین نیاز غذایی کشور بعد از گندم می باشد. علی رغم کشت سالیانه این محصول در سطحی معادل 600 هزار هکتار متاسفانه بخش عمده نیاز برنج کشور از خارج تامین می گردد. این کار علاوه بر خروج میلیونها دلار ارز از کشور چالش بزرگی نیز از نظر امنیت غذایی برای کشور می باشد. تلاش های گسترده ای طی سه دهه اخیر برای اصلاح ارقام پر محصول و افزایش تولید در واحد سطح صورت گرفته است.
لازم به ذکر است که حدود دو سوم کالری مورد نیاز مردم آسیا از برنج تامین می شود. تولید این محصول در کشور برای نیاز سالانه کافی نیست و هر ساله مقادیر قابل توجهی از برنج از خارج وارد می شود. بنابراین برای خودکفائی و رفع کمبود لازم است دو کار مهم هم زمان صورت گیرد یکی توجه به عملکرد و دیگری توجه به کیفیت محصول تا رقم پرمحصول با کیفیت مطلوب اصلاح و معرفی گردند. با توجه به اینکه در ایران کیفیت برنج برای مصرف کنندگان از اهمیت ویژه ای برخوردارمی باشد لازم است تا ارقام پرمحصول و با کیفیت مناسب اصلاح و معرفی شوند. متاسفانه ارقام محلی ، علی رغم علمکرد کم (بطور متوسط 5/2الی 5/3 تن در هکتار) بیش از 70درصد کل مزارع برنجکاری را بخود اختصاص دادند. این ارقام پابلند، حساس به ورس، برگهای افتاده، دانه دراز و استوانه ای شکل، محتوی آمیلوز ودرجه ژلاتینی شدن متوسط ، غلظت ژل نرم ، طویل شدن خوب دانه (ری آمدن خوب) دارای عطر و طعم و حساس به بلاست و کرم ساقه خوار می باشند. تلاش های زیادی به منظور بهبود عملکرد ارقام محلی یا بهبود کیفیت ارقام اصلاح شده در مراکز تحقیقاتی برنج ایران (رشت و آمل) و دانشکده علوم کشاورزی ساری انجام شده و یا در دست اجرا است. و لیکن بدلیل ماهیت ژنتیکی و اثر ژن های کنترل کننده بر صفات کمی و کیفی ادغام و ترکیب این دو گروه ژنی یعنی گروه ژنی کنترل کننده کیفیت و گروه ژنی کنترل کننده کمیت بدلیل اثر منفی آنها کار ساده ای نمی باشد.
برنامه های اصلاحی برای ایجاد ارقام جدید پرمحصول، بیشتر بر اساس روش شجره ای و یا انتخاب توده ای (بالک) استوار بوده و یا می باشد. در این رابطه بیشتر فعالیت های اصلاحی کلاسیک، برای ایجاد ارقام با پتانسیل عملکرد بالا و کیفیت قابل قبول، از طریق تلاقی ارقام محلی با عملکرد پایین اما کیفیت مطلوب با ارقام خارجی و یا ارقام داخلی پر محصول اما کیفیت ضعیف متمرکز بوده است. اینگونه فعالیت اصلاحی از طریق دو رگ گیری، برای بهبود عملکرد ارقام محلی یا بهبود کیفیت ارقام پرمحصول در ایران، حدوداً از 40 سال پیش شروع گردیده است. در این راستا ارقام مختلفی نظیر سپید رود نعمت در ایران اصلاح و معرفی شده است.
هدف از اجرای این پروژه های تحقیقاتی تولید و معرفی ارقام جدید برنج پرمحصول و کیفی (لاین های نزدیک به ایزوژن) در شمال ایران بوده است.
مواد و روش ها:
مواد ژنتیکی مورد استفاده در این تحقیق شامل دو گروه ارقام برنج بودند. گروه اول شامل ارقام اصلاح شده پرمحصول از جمله رقم آمل 3 و رقم سپید رود که از نظر کیفیت چندان مورد توجه مصرف کنندگان نیستند و گروه دوم، شامل ارقام محلی کیفی از جمله رقم دمسیاه مشهد و سنگ جو بودند که اگر چه از نظر عملکرد ضعیف بوده و لیکن بخاطر کیفیت عالی پخت و خوراک مورد توجه مصرف کنندگان ایرانی هستند. پس از انجام دورگ گیری بین گروه اول با گروه دوم و تهیه بذور نسل اول (F1) در سال بعد بجای خود تلقیح نمودن نسل اول و ادامه روش های کلاسیک اصلاحی، آنها را با والد دوره ای (ارقام کیفی) تلاقی برگشتی داده و پس از دو نسل تلاقی برگشتی (BC2) مجددا آنها را خود تلقیح نموده و اداره نسل های در حال تفکیک آن به روش شجره ای ادامه یافت. پس از پنج نسل خودگشنی (BC2F5) ، تعداد 13 لاین پاکوتاه اما با خصوصیات مورفولوژیکی و فیزکوشیمیایی نزدیک به ارقام کیفی معطر والدینی شناسایی شدند. آزمایشات مقایسه ای عملکرد لاین های نوترکیب خالص بصورت طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار با فاصله کاشت 20×20 در کرت های به مساحت 6 مترمربع صورت گرفت. سایر صفات مهم زراعی از جمله روز تا گلدهی (روز)، ارتفاع بوته (سانتی متر) ، تعداد پنجه ( به عدد)، طول خوشه (سانتی متر) نیز در کنار عملکرد مورد بررسی قرار گرفتند. خواص فیزیکوشیمیایی لاین های جدید به همراه والدین آنها از جمله قوام ژل (GC) درجه حرارت ژلاتینی شدن (GT) درصد آمیلوز (AC) میزان عطر و طعم، آزمایشگاه مورد بررسی و ارزیابی شدند.