Iranian Society of Crops and Plant Breeding Sciences

fa برآورد ترکیب‌پذیری و عمل ژن در ارقام منتخب برنج (.Oryza sativa L) آسیای مرکزی و غربی Estimation of combining ability and gene action of selected rice (Oryza sativa L.) cultivars from Central and West Asia تخصصي Special پژوهشي Scientific & Research  این پژوهش به‌منظور تعیین عمل ژن‌ها و ترکیب‌پذیری عمومی و خصوصی ارقام برنج آسیای مرکزی و غربی و شناسایی روش‌های مناسب اصلاحی، در سال‌های 1399 و 1400 در موسسه تحقیقات برنج کشور، رشت انجام شد. پس از انجام تلاقی‌های مورد نظر، نتاج به‌دست‌آمده حاصل از تلاقی دای‌آلل به‌صورت طرح نیمه دای‌آلل (8 × 8)، همراه با والدین آن‌ها در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شدند. نتایج حاصل از تجزیه دای‌آلل به روش گریفینگ برای محاسبه قابلیت ترکیب‌پذیری نشان داد که ترکیب‌پذیری عمومی و خصوصی در کلیه صفات گیاهی مورد بررسی معنی‌دار بود که نشان دهنده اهمیت آثار افزایشی و غیرافزایشی در کنترل ژنتیکی این صفات است. نسبت بیکر برای عملکرد دانه، تعداد پنجه بارور در بوته و تعداد دانه پر در خوشه نشان داد که آثار غیرافزایشی در کنترل ژنتیکی این صفات سهم بالایی داشتند. مقدار نسبت بیکر در صفات ارتفاع بوته، طول خوشه و تعداد روز تا 50 درصد گلدهی نشان دهنده وجود آثار افزایشی و غیرافزایشی در کنترل ژنتیکی صفات یادشده بود. ارزیابی قابلیت ترکیب‌پذیری عمومی نشان داد که در صفات عملکرد دانه، تعداد پنجه بارور، تعداد دانه پر در خوشه و طول خوشه، بیشترین میزان ترکیب‌پذیری عمومی به‌ترتیب مربوط به رقم‌های D3، Ghadeer، Atai-1 و هاشمی بود. ارقام D3 و Marjan به‌ترتیب برای ارتفاع بوته و تعداد روز تا 50 درصد گلدهی دارای کمترین مقدار ترکیب‌پذیری عمومی بودند. برآورد ترکیب‌پذیری خصوصی نشان داد که در صفت عملکرد دانه، تلاقی Atai-1×Marjan، در تعداد پنجه بارور تلاقی Ghadeer×Atai-1، در صفت تعداد دانه پر در خوشه تلاقی Marjan×Atai-1 و در صفت طول خوشه تلاقی Ghadeer×Marjan بیشترین ترکیب‌پذیری خصوصی را داشتند. برآورد پارامترهای ژنتیکی تجزیه ژنتیکی دای‌آلل نشان داد که سهم اثر غیرافزایشی ژن‌ها در کنترل ژنتیکی صفات عملکرد دانه، تعداد پنجه بارور، ارتفاع بوته، تعداد دانه پر در خوشه و طول خوشه، بیشتر از اثر افزایشی بود. بر این اساس رقم D3 (با منشاء عراق) جهت افزایش عملکرد دانه و توسعه لاین‌های پرمحصول و نیز کاهش ارتفاع بوته و رقم Marjan (با منشاء قزاقستان) جهت زودرسی، برای استفاده در تلاقی‌های هدفمند قابل پیشنهاد هستند. انتظار می‌رود در نتاج حاصل از تلاقی Atai-1×Marjan (به‌ترتیب با منشاء افغانستان و قزاقستان)، ژنوتیپ‌هایی با پتانسیل عملکرد دانه بالا یافت شوند. بر اساس برآورد پارامترهای ژنتیکی تجزیه ژنتیکی دای‌آلل، استفاده از روش‌های به‌نژادی مبتنی بر تولیدارقام هیبرید جهت بهبود عملکرد دانه و کاهش ارتفاع بوته امیدبخش بوده و به‌علاوه استفاده از روش‌های به‌نژادی مبتنی بر انتخاب جهت کاهش طول دوره رشد و زودرسی، مفید خواهد بود.   Introduction: Increasing rice production is one of the demands of the world market and one of the goals of many countries that produce this staple crop. Development of high yielding cultivars is one approach and perhaps the only one to supply the country's rice demand. Knowledge of the genetic parameters that control different traits, including heritability, the average degree of dominance, and gene action is very important in choosing a breeding scheme that lwads to development of improved high yielding cultivars. The diallel designs proposed by Griffing, Jinks, and Hayman provide information about the genetic suitability of parents to be used in breeding programs. This experiment was carried out to estimate the combining ability and the type of gene action of eight Central and Western Asian rice varieties using diallel crossing design. Materials and Methods: In this experiment, eight rice varieties from Central and West Asia were used as the parents of the crosses. The progenies obtained from the diallel crossing design along with their parents were grown using randomized complete block design with three replications in the experimental field of Rice Research Institute of Iran, Rasht, Iran. During the growth duration, according to the standard evaluation method of the International Rice Research Institute (IRRI), the necessary evaluations for agro-morphological characteristics were carried out. Diallele analysis was performed using the second Griffing method under the first model (with fixed effect). Baker's ratio was used to determine the contribution of additive variance in the genetic control of studied traits. Also, diallel analysis proposed by Morley Jones method done to estimate gene actions and genetic variance components (additive and dominant). SAS 9.4 and DIAL98 softwares were used to perform preliminary variance and diallel analysis. Results: The results of diallel analysis by Griffing method to estimate combining ability showed that general and specific combining ability were significant for all studied traits which indicated the importance of additive and non-additive effects in the genetic control of these traits. Baker's ratio for grain yield, number of fertile tiller number per plant and number of filled grains per panicle showed that non-additive gene effects had a significant contribution in the genetic control of these traits. The value of Baker's ratio in plant height, panicle length and number of days to 50% of flowering indicated the presence of additive and non-additive gene effects in the genetic control of the aforementioned traits. Evaluation of general combining ability showed that the highest combining ability was observed in D3, Ghadeer, Atai-1 and Hashemi cultivars for grain yield, fertile tiller number per plant, filled grains per panicle and panicle length, respectively. Also, D3 and Marjan cultivars had the lowest general combining ability for plant height and days to 50% of flowering. The estimation of specific combining ability showed that for grain yield, Atai-1×Marjan cross, for fertile tiller number per plant, Ghadeer×Atai-1 cross, for filled grains per panicle, Marjan×Atai-1 cross and for panicle length, Ghadeer×Marjan cross had the highest specific combining ability. The estimation of genetic parameters of diallel genetic analysis showed that the contribution of non-additive gene effect in the genetic control of grain yield, fertile tillers per plant, plant height, filled gains pe panicle and panicle length was higher than additive gene effect. Conclusion: considering the resuts of this experiment, it can besuggested that D3 cultivar is suitable parent for increasing grain yield as well as reducing plant height, and Marjan cultivar is suitable parent for shortening growth duration, in targeted crosses. The results also showed that Atai-1×Marjan cross had the highest specific combining ability for grain yield. Therefore, this combination is suggested for the development of high yield potential hybrid rice cultivars. The best combination for shorter plant height was Jalal×Atai-1 cross. The estimation of genetic parameters of diallel analysis showed that designing breeding schemesfor development of hybrid rice cultivars to improve grain yield and reduce plant height will be promising. The results also indicated that the use of selection method to reduce the length of growth duration will be possible.   اثر افزایشی, اثر غالبیت, برنج, ترکیب‌پذیری خصوصی و ترکیب‌پذیری عمومی Additive effect, Dominance effect, General combining ability, Rice and Specific combining ability 391 404 http://agrobreedjournal.ir/browse.php?a_code=A-10-1515-1&slc_lang=fa&sid=1 Alireza Tarang علیرضا ترنگ a_tarang@hotmail.com 100319475328460010005 100319475328460010005 Yes Associate Prof., Rice Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Rasht, Iran دانشیار مؤسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران Alireza Haghighi Hasanalideh علیرضا حقیقی حسنعلیده haghighi.ag@gmail.com 100319475328460010006 100319475328460010006 No Assistant Prof., Rice Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Rasht, Iran مؤسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران