جج
چکیده 1
فصل اول: مقدمه و كلّیات
مقدمه. 3
1-1- تنوع ژنتیکی.. 3
1-2- روش های شناسایی و بررسی تنوع ژنتیکی.. 4
1-3- اهمیت تولید دانه های روغنی.. 6
1-4- خصوصیات مهم گیاه شناسی گلرنگ… 7
1-5- نحوه گرده افشانی.. 8
1-6- بذر. 8
1-7- منشاء جغرافیایی.. 8
1-8- تاریخچه كشت گلرنگ… 9
1-9- پراکنش و تولید جهانی گلرنگ… 10
1-10- مصارف گلرنگ… 11
1-11- روش‌های اصلاحی گلرنگ… 12
1-12- نقاط ضعف گلرنگ… 13
1-13- اهداف اصلاحی گلرنگ… 13
1-14- اهداف مطالعه. 14
فصل دوّم: بررسی منابع
2-1- بررسی تحقیقات مرتبط با تنوع ژنتیکی گلرنگ… 16
فصل سوّم: مواد و روش‌ها
3-1- محل اجرای آزمایش… 26
3-2-  طرح آزمایشی و عملیات زراعی.. 27
3-3- روش‌های نمونه برداری.. 29
3-3-1- تاریخ گلدهی (شروع و پایان) و دوره گلدهی.. 29
3-3-2- تاریخ رسیدگی.. 30
3-3-3- ارتفاع گیاه 30
3-3-4- تعداد شاخه‌جانبی.. 30
3-3-5- طول شاخه‌های جانبی.. 30
3-3-6- وسعت خار برگ.. 30
3-3-7- حاشیه برگ.. 31
3-3-8- تعداد قوزه در بوته. 31
3-3-9- شكل قوزه 31
3-3-10- قطر قوزه 31
3-3-11- طول و عرض براكته. 31
3-3-12- تعداد دانه در قوزه 31
3-3-13- وزن هزار دانه. 31
3-3-14- اندازه بذر. 32
3-3-15- عملکرد دانه در هکتار. 32
3-3-16- درصد روغن.. 32
3-3-17- عملکرد روغن.. 32
3-4- روش‌های آماری.. 32
3-4-1- تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات کمی.. 33
3-4-2- استفاده از آمار توصیفی به منظور درک کلی از صفات.. 34
3-4-3- همبستگی ساده بین صفات.. 35
3-4-4- گروه‌بندی جمعیت‌ها 35
3-4-4-1 تجزیه کلاستر. 35
3-4-4-2 تحلیل عاملی 39
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- نتایج حاصل از بررسی صفات زراعی.. 43
4-1-1-  تجزیه واریانس… 43
4-1-2- مقایسات میانگین و آمار توصیفی صفات كمی.. 45
4-1-3- گزینش ژنوتیپ‌های برتر برای صفات اقتصادی.. 58
4-1-4- همبستگی ساده بین صفات.. 60
4-1-5- تجزیه به عامل‌ها 63
4-1-6- تجزیه كلاستر. 65
4-1-6-1 تجزیه کلاستر ژنوتیپ‌ها 65
4-1-6-2 تجزیه کلاستر صفات کمّی.. 68
4-2-1- آمار توصیفی برای صفات كیفی.. 71
نتیجه‌گیری کلی.. 73
پیشنهادات.. 74
منابع و مآخذ. 75
چکیده انگلیسی.. II
 
 
فهرست جداول
جدول 1-1- وضعیت سطح زیر کشت، تولید و عملکرد دانه گلرنگ در جهان طی 10 سال (2011-2002)………………………..13
جدول 3-1- برخی مشخصات جغرافیایی و اقلیمی محل اجرای آزمایش………………………………………………………………………35
جدول3-2- آمار هواشناسی سال زراعی91-90 ایستگاه تحقیقات كشاورزی دیم سرارود………………………………………………….36
جدول 3-3- اسامی 100 ژنوتیپ گلرنگ تحت بررسی در شرایط دیم- سرارود 1391- 1390………………………………………..38
جدول3-4- امید ریاضی میانگین مربعات مربعات  تجزیه واریانس لاتیس مربع ساده در مدل تصادفی………………………………43
جدول4-1-  تجزیه واریانس ژنوتیپ های  تحت بررسی از نظر صفات زراعی در  شرایط دیم………………………………………..57
جدول 4-2- تجزیه واریانس (میانگین مربعات) طرح بلوکهای کامل تصادفی ژنوتیپ های گلرنگ از نظر طول و عرض براکته‌ها در شرایط دیم…………………………………………………………………………………………………………………………………..57
جدول 4-3-  مقایسه میانگین ژنوتیپ های  تحت بررسی از نظر صفات زراعی در  شرایط دیم………………………………58
جدول 4-4- برآورد واریانس‌های ژنتیکی، محیطی و فنوتیپی، ضریب تنوع ژنتیکی، فنوتیپی و وراثت پذیری عمومی صفات  اندازه گیری شده در 100 ژنوتیپ گلرنگ در شرایط دیم……………………………………………………………………………………….63
جدول 4- 5- همبستگی ساده بین صفات كمّی ژنوتیپ های  تحت بررسی از نظر صفات زراعی در  شرایط دیم………76
جدول 4-6- جدول عامل های چرخش یافته ژنوتیپ های  تحت بررسی از نظر صفات زراعی در  شرایط دیم …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………79
جدول 4-7- مقایسه میانگین و انحراف معیار كلاسترها…………………………………………………………………………………….84
جدول 4-8- نحوه ارزیابی ، ژنوتیپ‌ها و شاخص شانون صفات كیفی در کلکسیون گلرنگ مورد بررسی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….88
 
فهرست نمودارها
نمودار 3-1- بارندگی، تبخیر و متوسط دمای حداقل و حداكثر مطلق در سال زراعی 2012-2011  ایستگاه سرارود………………36
نمودار 4 -1-پراکنش عملکرد دانه، مقدار میانگین  و مقدار یک انحراف معیار بالاتر از میانگین در ژنوتیپ‌های تحت بررسی گلرنگ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………72
نمودار 4= 2-  پراکنش عملکرد روغن، مقدار میانگین  و مقدار یک انحراف معیار بالاتر از میانگین در ژنوتیپ‌های تحت بررسی گلرنگ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………73
نمودار 4- 3-  پراکنش میزان روغن دانه، مقدار میانگین و مقدار یک انحراف معیار بالاتر از میانگین در ژنوتیپ‌های تحت بررسی گلرنگ …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….73
4-1- دندوگرام حاصل از تجزیه كلاستر ژنوتیپ های مورد بررسی تحت شرایط دیم……………………………………………………..83
4-2- دندوگرام حاصل از تجزیه كلاستر صفات مورد بررسی گلرنگ تحت شرایط دیم…………………………………………………..86
 

چکیده
آگاهی از تنوع ژنتیکی و مدیریت منابع ژنتیکی به عنوان گام مهم برنامه‌های به‌نژادی تلقی می‌شوند. در این تحقیق به منظور بررسی تنوع ژنتیکی 19 صفت زراعی و مورفولوژیک ، شامل 14 صفت كمی و 5 صفت كیفی، تعداد 100 نمونه گلرنگ زراعی((Carthamus tinctorius L. در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تحقیقات كشاورزی دیم- سرارود در سال زراعی 91-90 مورد ارزیابی قرارگرفت. آزمایش در قالب طرح لاتیس ساده 10×10 در كشت پاییزه تحت شرایط دیم انجام یافت. صفات کیفی طول شاخه‌های جانبی، وسعت خاربرگ، حاشیه برگ، شكل قوزه، اندازه بذر و صفات کمی تعداد روز تا شروع و پایان گلدهی و رسیدگی، ارتفاع نهایی گیاه، تعداد شاخه جانبی، تعداد قوزه در بوته، قطر قوزه ، ط\ ول و عرض براكته، تعداد دانه در قوزه، وزن هزار دانه، محتوی روغن دانه و عملکرد دانه و روغن ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بین تیمارهای تصحیح شده اختلاف معنی‌داری از نظر همه صفات کمی تحت بررسی بجز تعداد روز تا رسیدن و تعداد دانه در قوزه وجود داشت. نتایج آمار توصیفی صفات نشان داد که در صفات کمی تعداد شاخه جانبی ، تعداد قوزه و عملکرد دانه و روغن با بالاترین ضریب تغییرات فنوتیپی و ژنوتیپی و در صفات کیفی طول شاخه‌های جانبی و وسعت خار برگ با بالاترین شاخص شانون ، بیشترین تنوع را دارند. محتوی روغن دانه ژنوتیپ‌ها بین 7/37 – 6/26 درصد با متوسط 9/32 متغیر بود. و متوسط عملکرد دانه ژنوتیپ‌ها 7/593 و دامنه تغییرات 0/980 – 8/296 کیلوگرم در هکتار داشت. وراثت­پذیری­عمومی نسبتاً بالایی در صفات روز تا شروع گلدهی ، طول و عرض براکته، قطر قوزه و محتوی روغن دانه مشاهده شد. بر اساس این نتایج می‌توان گفت که اصلاح به روش گزینش برای این صفات تا حدود زیادی مؤثر است. رابطه خاصی بین محتوی روغن دانه و عملكرد دانه وجود نداشت و گزینش همزمان برای محتوی روغن و عملکرد دانه بالا مناسب‎تر بود. تجزیه‌عاملی با دوران وریماکس 6 عامل را استخراج نمود که حدود 68 درصد تغییرات میان صفات را توجیه نمود. تجزیه‌كلاستر ژنوتیپ‌های گلرنگ به روش وارد و با استفاده از کلیه صفات ژنوتیپ‌ها را در 4 گروه قرار داد به طوریکه بهترین ژنوتیپها از نظر عملکرد دانه و روغن در گروه 2 و 4 قرار داشتند. همچنین گروه‌بندی صفات ، همه صفات کمی اندازه‌گیری شده را در 6 کلاستر قرار داد. کلاستر دوم شامل صفات قطر قوزه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه بود. به منظور گزینش ژنوتیپ‌های برتر گلرنگ از نظر سه صفت اقتصادی مهم شامل عملکرد دانه، عملکرد روغن و میزان روغن دانه اقدام به رسم نمودار پراکنش ژنوتیپ‌ها از نظر صفات مورد نظر گردید. نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های شماره 5، 41، 56 و 82 به ترتیب ژنوتیپ‌های محلی عجبشیر، باباریز درشت، لگزی درشت و 377 / S6 / 697 دارای عملکرد دانه و روغن بالا و نیز میزان روغن دانه بالا بودند.
واژه­های كلیدی : گلرنگ زراعی، تنوع ژنتیکی، شرایط دیم، تجزیه و تحلیل چند متغیره
 

فصل اول
مقدمه و كلّیات

مقدمه
1-1- تنوع ژنتیکی
اصلاح‌نباتات بر پایه اصول ژنتیكی یكی از فنون موفق در قرن بیستم به شمار می‌رود. افزایش میزان تولید محصولات كشاورزی، ‌همچنین تغذیه جهانی به طور عمده مرهون روش‌های به نژادی یا اصلاح‌نباتات و معرفی واریته‌های پرمحصول اصلاح شده می‌باشد (عبدمیشانی وهمكاران،‌1387). منابع ژنتیكی گیاهی در علم كشاورزی و  تولید غذا، ‌اساس امنیت جهانی غذا هستند. آنها تنوع ژنتیكی موجود در ارقام سنتی، ارقام جدید، خویشاوند و حتی گیاهان زراعی و گونه‌های وحشی دیگر را در بر می‌گیرند. پیش‌بینی می‌شود كه جمعیت جهان در سال 2020 میلادی به 8 میلیارد نفر برسد و برای تامین نیاز غذایی روزافزون، استفاده از دامنه وسیع تنوع ژنتیكی موجود در گیاهان دنیا ضروری است (كامسوارا و رائو 2004، سینگ، 1990، جین و همكاران، 1975). افزایش تولید با كیفیت مطلوب مستلزم فعالیت‌های به نژادی بر پایه تنوع وسیع ژرم‌پلاسم است. لذا ژرم‌پلاسم گیاهی پایه و اساس تمامی تحقیقات ژنتیكی و به‌نژادی به منزله خونی است كه در كالبد برنامه‌های اصلاح نباتاتی جریان دارد (دانایی و همكاران،‌ 1380). تنوع ژنتیكی یا به علت جدایی جغرافیایی یا به علت موانع ژنتیكی تلاقی‌پذیری[1] است شایان ذكر است كه بین مفهوم تغییرپذیری[2]، ‌مفهوم تنوع[3]، تفاوت وجود دارد. بدین معنی كه تغییرپذیری دارای تفاوت‌های قابل مشاهده فنوتیپی است اما چنین تفاوت‌های قابل مشاهده‌ای ممكن است در مفهوم تنوع  باشد و یا نباشد (فرشادفر، 1376). یعنی ممكن است  تنوع‌ژنتیكی، ‌بروز ظاهری و فنوتیپی قابل مشاهده نداشته باشد (باقری و همكاران، 1380). آگاهی دقیق از تنوع ژنتیكی مجموعه‌های ژنتیكی گیاهی،‌ ضمن حفظ ذخایر ژنتیكی گیاهی باعث استفاده از آنها در برنامه‌های اصلاحی می‌شود )ویرک و همکاران، 1995). یكی از اولین قدم‌ها در یك برنامه موفق به‌نژادی، ‌تشخیص صحیح ژنوتیپ‌های مطلوب است (صالحی ‌جوزانی و همكاران، 1382 و شعبانی، 1378). ابتدا تنوع توده‌های بومی و موجود مورد انتخاب قرار می‌گیرد و در صورت پیشرفت و رسیدن به یکنواختی تا ایجاد تنوع مصنوعی، این انتخاب گسترش می‌یابد (سرخی هه لو، 1374).
والدینی که از لحاظ ژنتیکی متفاوت هستند هیبریدهایی با هتروزیس بیشتر تولید می‌کنند كه احتمال بدست آوردن نتایج تفرق یافته برتر از والدین را افزیش می‌دهند (کرافت و همکاران، 1997 و بیر و همکاران، 1993). بسیاری از ژن‌های مفید در ارقام محلی و جوامع گیاهی پراكنده بوده و در طول هزاران سال توسط كشاورزان، طبیعت به دلیل سازگاری، مقاومت یا تولید محصول بیشتر گزینش شده‌اند (چاركوست و ایسو، ‌1994). تنوع ژنتیكی در جمعیت‌های گیاهی بر اثر مجموعه‌ای از مكانیسم‌ها شامل جهش، نوتركیبی، مهاجرت، جریان ژن[4]، رانده‌شدن ژنتیكی[5] و انتخاب طبیعی یا مصنوعی به وجود آمده و حفظ می‌گردد. استفاده موثر از منابع ژنتیك و ذخایر توارثی گیاهان زراعی نیازمند اطلاع از تنوع، به عنوان یكی از گام‌های پایه‌ای و اساسی در نگهداری و حفاظت مواد ژنتیكی در بانك ژن و اجرای برنامه‌های به نژادی است (قهرمانزاده و همكاران، 1384). علاوه بر این اطلاع از سطح تنوع موجود در ژرم‌پلاسم‌ها خزانه ژنی برای تشخیص تكرار‌ها در بانك‌های ژنی، ‌غنی‌سازی ذخایر ژنتیكی از طریق اینتروگروسیون ژن‌های مطلوب و شناسایی ژن‌های مناسب  ضروری به نظر می‌رسد (محمدی، 1385).
گزینش بر پایه اطلاعات ژنتیكی سبب افزایش عملكرد در هكتار به میزان 50% ظرف مدت 30 تا 40 سال اخیر شده است (ولیزاده، 1372). از این رو ارزیابی تنوع‌ژنتیكی در گیاهان زراعی برای برنامه‌های اصلاح‌نباتات و حفاظت از ذخایر توارث از اهمیت زیادی برخوردار است (فراهانی و همكاران، 1385). یعنی بدون تنوع، ‌هیچ برنامه اصلاحی قابل اجرا نیست. (عبدمیشانی وهمكاران،‌1387).

1-2- روش های شناسایی و بررسی تنوع ژنتیکی
فنوتیپ یک گیاه توسط ترکیب ژنتیکی آن و عوامل محیطی تعیین می‌گردد. صفات مختلف گیاهی را می‌توان از نظر تعداد ژن‌های کنترل کننده و چگونگی تاثیر عوامل محیطی به دو دسته عمده تقسیم‌بندی نمود. صفات کیفی که در کنترل آنها تعداد بسیار کمی ژن دخالت داشته و عوامل محیطی در بروز آنها تأثیر چندانی ندارند. و صفات کمّی که تعداد زیادی ژن و عوامل بی‌شماری در بروز آنها دخالت دارند. صفات کیفی توارث‌پذیری بالایی داشته و در نتیجه انتخاب و اصلاح‌نژاد برای آنها نسبتاً آسان بوده و نیازی به انتخاب غیرمستقیم نیست. بر عکس صفات کمّی توارث پذیری پایینی داشته و انتخاب  مستقیم و اصلاح نژاد برای آنها با مشکل روبرو است. از سال‌های دور محققین اصلاح نباتات در پی یافتن نشانگرهای ژنتیکی که با صفات کمّی پیوستگی نشان می‌دهند، بوده‌اند. از این نشانگرها می‌توان به عنوان معیار غیر مستقیم انتخاب استفاده نمود (فولاد و جونز، 1375). هر شاخص قابل ارزیابی فنوتیپی یا ژنوتیپی را می‌توان نشانگر نامید. رنگ گل، رنگ بذر، یک ترکیب شیمیایی خاص، بو، طعم خاص، فرم‌های مختلف یک آنزیم، پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر، تفاوت طولی قطعات برشی دی. ان. ای و غیره را می‌توان به عنوان نشانگر در نظر گرفت (سادات نوری و نجف‌آبادی، 1385). در این روش ژن مورد نظر بر اساس پیوستگی كه با یك نشانگر ژنتیكی دارد، تشخیص داده و انتخاب ‌شود یعنی نشانگرهای پیوسته با ژن‌های مورد نظر شناسایی شوند. یكی از پایه‌های اساسی اصلاح نباتات دسترسی و آگاهی از میزان تنوع در مراحل مختلف پروژه‌های اصلاحی است. به همین جهت نشانگرها برآورد مناسبی از فواصل ژنتیكی بین واریته‌های مختلف را نشان می‌دهند (نقوی و همكاران، 1386). مهمترین داده‌هایی كه از طریق این گونه بررسی‌ها و مطالعات به دست می‌آیند عبارتند از اطلاعات شجره‌ای[6]، داده‌های مورفولوژیك[7]، ‌داده‌های بیوشیمیایی[8] حاصل از تجزیه و تحلیل ایزوزایم‌ها[9] و پروتئین‌های ذخیره‌ای[10] و اخیراً داده‌های مبتنی بر نشانگرهای دی. ان. ای تمایز و طبقه‌بندی ژنوتیپ‌ها و ارقام گیاهی را  با اطمینان بیشتری امكان‌پذیر ساخته‌اند (فاضلی، 1387).
نشانگرهایی كه در مطالعات ژنتیكی مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از:

نشانگرهای مورفولوژیكی و زراعی
نشانگرها هر كدام دارای معایب و مزایایی هستند مشكل عمده نشانگرهای مورفولوژیكی این است كه ممكن است آنها فنوتیپ تغییر یافته‌ای را كه با نیازهای زارع منطبق نیست شناسایی نماید، دلایل آن می‌تواند یكی از عوامل زیر باشد: غالبیت،‌ عدم تظاهر در مراحل نمو، اثرات مضر محیطی، پلیوتروپی، اپیستازی، ‌تغییرات در نفوذ ژن و كم بودن چندشكلی (اروس، 1993).

نشانگرهای بیوشیمیایی مانند پروتئین و آیزوزایم