جزوه اصلاح( ذرت)
اصلاح ذرت
ذرت از نظر توليد و زراعی سومين گياه در دنيا است .
1991 سطح زير کشت15000/129و 478000000 و متوسط عملکرد3707
1998سطح زير کشت ha 14000000 و متوسط عملکرد kg 4000
مورد مصرف اصلی آن بعنوان علوفه می باشد . سهم غذايی ذرت در جيره غذايی طيور 70 – 65 % است .
ويليام کابت در ربع اول قرن 19 می گويد ذرت نه تنها بزرگترين برکت برای آمريکاست بلکه بزرگترين برکتی است که خداوند برای هميشه به انسان عطا کرده است . هارومن می گويد ذرت به مثابه سيستم پادشاهی است که به نحوی عالی برای هزاران سال در آمريکا حکمرانی دارد .
نيمی از ذرت توليدی دنيا در آمريکاست و متوسط توليد آمريکا ton 7 است ولی در ايران ton 5-4 است.
سطح زير کشت در ايران ha 120000 که نيمی در فارس است . در لرستان ha 2707 سطح زير کشت اول و کشت ديم ha 500 است. 80% توليد لرستان در کوهدشت است که متوسط ton 5/6-6 پتانسيل عملکرد ذرت در کوهدشت و استان .
متوسط توليد در واحد سطح ذرت با مدت و طول دوره رويش کم – گياهی است C4 .
جديدترين گروه اصلاحی Baby corn – گروههای رسيدگی متنوع 60 روزه تا 11 ماهه .
بالا بودن راندمان مصرف آب – تعداد بذر در يک بوته(1000بذر) – تعداد کم کروموزومهای پايه (15=n=x ) .
Knob : کروموزومهای ذرت علاوه بر سانترومر يک گره (knob) دارند که برای تعيين جايگاه ژنها مهم است .
سهم غذايی ذرت در طيور : بالا حدود 70%-65%
ديپلوئيد بودن ذرت از مزايای ذرت است .
منشاء وتکامل ذرت :
1-ارتفاعات پرو ، بوليوی ، گواتمالا
نظريات در مورد منشاء ذرت
2-آمريکای مرکزی و جنوب مکزيک_ مورد
تاييد CIMMYT
بنياد و خوار وبار جهانی مرکز تحقيقات ذرت و گندم بنام CIMMYT
Centro Internacional de meyormientod mayze y Trigo مکزيک .
اسم علمی ذرت zea mays است که تنها گونه زراعی اين جنس است .گونه ديگر اين جنس z.mexicana است که تئوسينت نام دارد .
جنس ذرت . 7 جنس ديگر از خويشاوندان
جنس zea،Euchlaena ، Tripsacum بومی مکزيک و آمريکا
جنس Coix ، شراچ نه ، پلی توکا ، تريوباچ ، شيناچ نه بومی هند وآسيا
5 گونه ديپلوئيد
تريپساکوم همگی دايمی دارند
4گونه تتراپلوئيد
7 جنس خويشاوند با zea وجود دارد که نزديکترين جنسها بين جنس
از لحاظ گلدهی و خوشه دهی مشابه ذرت اند
ذرت 2 جنس Euchlaena و Tripsacum
ترکيب پذيری راحتتر از ساير جنسها
بين جنس ذرت و جنس saccharum (نيشکر) جنس يوکلنا ، گندم ، تريپساکوم و coix(بومی هند ) تلاقی های موفقی به منظور انتقال مقاومت صورت گرفته .
يک شرکت آمريکايی بنام Novartis انواع ذرتهای ژن انتقال يافته را توليد می کند که دارای ژنهای باکتری E.coli است که به محض اينکه آفات از آن تغذيه کنند از بين می روند .
در ارتباط با جد وحشی ذرت اطلاعات مشخصی وجود ندارد. عده ای معتقدند که
Zea mexicana جد وحشی ذرت است .
20=x2=n2 zea mexicana ديپلوئيد زراعی
تئو سينت يکساله zea mexicana
جنس zea 4 گونه دارد Eucllaena mexicana نام قديمی بذر کمی کوچکتر قدرت
تئوسينت تتراپلوئيد دايمی zea perrenis 40=x4=n2
تئوسينت ديپلوئيد دايمی zea diploperrenis 20=x2=n2
تئوسينت و تريپساکوم در آمريکای جنوبی و مکزيک به وفور ديده می شودو در حاشيه مزارع به عنوان علف هرز که جنس تريپساکوم از جنس zea متنوع تر و عادت رشد سريعتری هم نسبت به تئوسينت دارد .
خصوصيات مطلوب ذرت :
کم بودن ژنومها 10 و ديپلوئيد بودن آن- جدا بودن گلهای نر و ماده – هم خود گشنی و هم دگر گشنی- وجود گره ها روی کروموزوم (علاوه بر سانترومر) بنام knob که در تعيين جايگاه ژن ها مهم است- صفات فراوان دسته بندی – توليد بذر زياد در نتيجه گرده افشانی- کشت گسترده آمريکا- دوره رويش کوتاه- خواص ژنتيکی - دارا بودن خواص مغلوب زياد که در اثر خود تلقيحی ظاهر می شوند .
چنانچه ذرت در معرض مواد جهش زا قرار گيرد يا خودگشن شود تعداد زيادی صفات مغلوب را کسب می کنند بخصوص در پديده اينبريدينگ سريعا" مشاهده می شود .
اطلاعات زيری از علم ژنتيک بوسيله مطالعه روی ذرت بدست آمد با واسطهء دگرگشن بودن آن .
دستاوردهای مربوط به هتروزيس از مطالعه روی ذرت بدست می آيد .
محصول Bio : محصولات ژن انتقال يافته ( سيال ) Transgenic
ساختمان گل در ذرت :
در صفات معمولی يک آلل روی يک آلل اثر می گذارد.
از لحاظ گرده افشانی ذرت : عمل گرده افشانی طبيعی توسط باد صورت می گيرد . ذرت دگر گشن بوده- ريزش گرده مورب از بوته های مجاور – از قسمت ميانی بخش بدون انشعاب گل آذين نر شروع می شود . (Tassel گل تاجی)رو به سمت پايين ادامه می يابد – هر گل نر سه پرچم و يک مادگی دارد.
روی خوشه نر سنبلهای فرعی بصورت جفتی هستند که هر سنبل فرعی دو گل دارد . بطور متوسط يک گل نر بوته نرمال ذرت 5/2 تا 25000000 ميليون دانه گرده توليد می کند که برای هر گل ماده 25000 گرده توليد می کند.
گلهای ماده روی ساقه ذرت قرار دارند ( معمولا" از بند 5 يا 6 زير برگ پرچم ) . گل ماده سنبله مرکب است .هر سنبلچه ماده دو گلچه دارد که فقط يکی بارور است .گل آذين ماده بصورت يک شاخه جانبی در زاويه برگهای ميانی بوته ظاهر می شود بلال يا ear
غلاف بلال Husk که آمادگی گل آذين نر از قسمت انتهايی بلال شروع به نوک ادامه دارد .
Silk (ابريشم يا خياطه ) کاکل :
خامه و کلاله دارای تارهای ابريشمی بنام silk هستند که سبب جذب گرده می شوند و طول ممکن است به 50تا 70 cm نيز برسد .در سيلک که مجموعه کلاله و خامه است دانه گرده حتما" نبايد روی کلاله بنشيند بلکه هر قسمتی قرار بگيرد قادر به توليد لوله گرده است . همچنين روزانه cm2 سيلکها رشد دارند و وقتی که قهوه ای شدند آمادگی پذيرش گرده را دارند . ابتدا گلهای نر آماده می شوند (1 تا 2 روز قبل از ظهور silk ) تا چند روز بعد از خروج silk گرده دهی ادامه دارد و طول عمر دانه گرده 6-5 دقيقه می باشد . دمای بالای 40 نيز گرده ها را از بين می برد . امکان انتقال دانه گرده و حفظ قدرت باروری تا m 1000 هم مشاهده شده است . برای توليد بذور بايد تا m 400 مزرعه نباشد . همانطور که اشاره شد سنبلچه ها يکی عقيم و ديگری بارور است که گاهی آنکه عقيم است بارور می شود و بالعکس که اين امر سبب می شود نظم و ترتيب دانه ها بهم بخورد.
دورگ گيری مصنوعی :
روش دو رگ گيری بدين صورت است که با شروع گرده دهی يک پاکت روی گل نر می گذاريم ، بعد از 24 ساعت با کف دست به بوته می زنيم تا گرده در پاکت جمع شود . برای گل ماده قبل از اينکه silk (کاکل) بيرون بزند بايد حد فاصل بين برگ بلال و ساقه را توسط پاکت( 15*5 ) ببنديم تا silk بيرون نزند . کاکل 2تا 3 روز بعد ظاهر می شود و دانه گرده جمع آوری شده در پاکت را می آوريم و روی silk می ريزيم (اخته کردن نداريم ) و سپس آنرا توسط پاکت پوشانده تا گرده ديگری به آن نرسد . توسط گيره يا ماشين دوخت پاکت را به روی ساقه محکم می بنديم . شماره والدين تا روز گرده افشانی و مشخصات اصلاح گر را روی پاکت می نويسيم .
بذور تشکيل شده در ذرت حاصل 95% دگر گشنی 5% حاصل خودگشنی است .
وزش باد گرم و خشک و کم آبی در صد تلقيح را کاهش می دهد
اگر باد گرم و خشک قبل از گرده افشانی باشد بلال کچل می شود(دانه درشت و گرد)
اگر باد گرم و خشک بعد از گرده افشانی باشد دانه چروکيده و لاغر می شود .
رنگ دانه ذرت y رنگ زرد
Y سفيدی
گاهی نيز ژنوتيپ ها خوشه ای فشرده دارند که بيشتر مورد حمله شته ها قرار می گيرند که به اين دليل است که گرده افشانی در ذرت معمولا" 3-2 روز بعد از ظهور گل آذين نر صورت می گيرد اما استثنا" در بعضی ژنوتيپ ها هنگام بيرون آمدن گل آذين نر گرده افشانی را آغاز می کند (بيشترين مقدار گرده افشانی نيز 9-11صبح صورت می گيرد که بارندگی باعث قطع آن می شود )
پديده بازگشت به خويشتن :
گاهی روی گل آذين نر ، دانه می بينيم و يا روی گل آذين ماده اندام جنسی نر ديده می شود که بيشتر در پاجوشها (ريشه نابجا) ديده می شود . علت اين است که اندام جنسی نر و ماده ابتدا وجود داشته و طی تکامل تحليل رفته اند و تحت بعضی تنشها اين اندامهای تحليل رفته ظاهر شده اند .
ارقام o.p.v (open pollinated varietiea ) جوامع آزاد گرده افشان :
واريته هايی که هيچگونه کنترلی روی گرده افشانی آنها نيست ( درمکزيک سبب کاهش عملکرد می شود )
ذرت گياهی است هتروزيگوت زيرا عمل خود تلقيحی در آن خيلی کم صورت می گيرد و احتمال اينکه دو دانه در يک خوشه گل ژنوتيپ شبيه هم داشته باشند خيلی کم است پس يک واريته ذرت با گرده افشانی باز از ژنوتيپ های مختلفی درست شده است و هتروزيگوت است .
xenia : اثر فوری ژنوتيپ دانه گرده بر روی خصوصيات آندوسپروم گفته می شود .
رنگ آندوسپرم
خصوصيات آندوسپرم سفيد يا رنگی بودن آلورون
آردی يا نشاسته ای شدن دانه
تفاوت ژنتيکی xenia با ديگر صفات :
در ديگر صفات اثر آللها Y+y روی هم جمع می شود ولی در xenia يک آلل روی صفات ديگر (روی 2 آلل ) اثر می گذارد و صفاتش را تغيير می دهد چون در آندوسپروم است (n3) بر روی 2 آلل اثر می گذارد .
کنترل رنگ به صورت افزايشی است و به ازای هر آلل غالب رنگ پررنگ تر می شود که چهار رنگ خواهيم داشت زرد ، زرد متوسط ، زرد روشن ، سفيد ( YYY زرد YYy زرد متوسط Yyyزرد روشن yyy سفيد
Y
دو نوع ژنوتيپ دانه گرده و دو نوع YY و yy (ژنوتيپ هسته های قطبی
y
) در گل 4 حالت وجود دارد که از اثر اين دو ژنوتيپ آندوسپرم و رنگ دانه شکل می
گيرد .
دانه گرده هسته های قطبی آندوسپرم رنگ دانه
Y YY YYY زرد
y YY
حالت Yy نداريم چون بر اثر تقسيمات ميتوز و ميوز ايجاد شده است .
روشهای اصلاحی:
توليد واريته های هيبريد
روشهای اصلاحی دگر گشن ها (ذرت ) درون جمعيت
اصلاح جمعيت ها
بين جمعيت
انتخاب توده ای در اصلاح ذرت ( mass selection ) :
کاربرد انتخاب توده ای در اصلاح ذرت :
برای حفظ خصوصيات ارقام آزاد گرده افشان o.p.v استفاده می شود . از داخل جمعيت بر اساس صفات ظاهری تک بوته انتخاب می شود . بذر آنها مخلوط و کشت می شود و مجددا" گزينش صورت می گيرد . برای صفاتی موثر است که وراثت پذيری بالايی دارند . مقاومت به بيماريها و رسيدگی . در صد افرادی که انتخاب و به نسل آينده برده می شوند شدت انتخاب ناميده می شود . تفاوت بين ميانگين جامعه و ميانگين افراد انتخاب شده را ديفرانسيل انتخاب می گويند .
روش انتخاب توده ای برای صفات مهم مثل عملکرد کمتر استفاده می شود زيرا : (معايب )
الف- هيچ کنترلی روی گرده افشانی نداريم .
ب- انتخاب بوته های يکسان سبب هدايت به سمت آميزش خويشاوندی (اينبريدينگ ) می شود که در ذرت شديد است .
ج- صفت عملکرد صفت کمی است و وراثت پذيری پايينی دارد .
د- چون انتخاب بر اساس ظاهر است ارتباط چندانی با عملکرد ندارد و در نسلهای بعد ارتقاء چندانی ديده نمی شود .
ه- چون انتخاب تک بوته است و اثر عوامل محيطی روی ظاهر است انتخاب درستی نيست .
طی آزمايشی روی صفات متقابل از طريق انتخاب توده ای نتايجی بدست آمد
طی 10 سال آزمايش بلالهای بلند 04/2%افزايش عملکرد نسبت به بلال کوتاه داشته
طی 9 سال آزمايش صفت مخروطی بودن 48/2 افزايش عملکرد نسبت به استوانه ای بوده
طی 7 سال آزمايش دانه های صاف 77/2 افزايش عملکرد نسبت به دانه های ناصاف
انتخاب توده ای شبکه ي :
برای از بين بردن اثرات عوامل محيطی از عوامل ژنتيکی جامعه مبداء را بصورت شبکه در می آوريم و قطعه بندی می نماييم و انتخاب را در شبکه انجام می دهيم . در هر شبکه انتخاب بطور مساوی صورت می گيرد که اثر عوامل محيطی و ژنتيکی تفکيک می شود .
روش انتخاب توده ای شبکه ای توسط گاردنر برای اصلاح انتخاب توده ای که بعد از 4 نسل ميزان افزايش عملکرد 8/22% و بعد از 13 نسل به 38% رسيده است . در روش گاردنر علاوه بر خصوصيات ظاهری به عملکرد هم توجه شده است .
روش بلال به رديف ( انفرادی) در ذرت : ear-to-row
روش بلال به رديف توسط Hop kins در ايستگاه تحقيقاتی ايلنيونز آمريکا در سال 1896 که روی ذرت مورد استفاده قرار گرفت و تا 70 سال بعد برنامه ريزی شد .اين روش بيشتر برای افزايش يا کاهش درصد پروتئين مطالعات ژنتيکی استفاده شده است .
ا فزايش
درصد پروتئين
اهداف مهم اصلاح ذرت کاهش
در روش بلال به رديف
افزايش
درصد روغن
کاهش
شخصی بنام lonnguist برای برطرف کردن روش کند بلال به رديف روش بلال به رديف تغيير شکل يافته را ارائه کرد .
روش بلال به رديف تغيير شکل يافته :
- در جامعه مبداء حدود 190 بلال انتخاب کرده و بذور هر بلال را به 4 قسمت مساوی تقسيم می کنيم .
- آنها در قالب طرح مربع لاتين متعادل 14*14 بصورت کپه ای در هر خط 8 کپه داريم کشت می کنيم .
- بايد هر رقم را در يک خط و در يک ناحيه ايزوله (دور از مناطق کشت ذرت ) و به ازای هر 4 خط 2 خط هم (ترکيبی از هر 196 تا ) کشت می شود .
- گل آذين نر را در آورده (تاسل کشی در ماده ها ) و نتاج عملکرد را بدست می آورند و انتخاب بعدی از ناحيه ايزوله صورت می گيرد که 20% از خطوط انتخاب می شوند . يعنی 38 خط انتخاب می شوند
دوباره به جامعه مبداء بر می گردد 196=6+190=5*38
ذرت هيبريد :
30% افزايش عملکرد دارند ( توسط پديده هتروزيس ) – توليد بذر هيبريد بواسطه جدا بودن گلهای نر و ماده ارزانتر است .
سود حاصل از بکار گيری بذر هيبريد 89/6 برابر هزينه هيبريداسيون در آمريکا است .
انقلاب سبز : در دنيا سبب تحول در امر توليد ذرت بوسيله بذر هيبريد شد .
هيبريد ذرت بوسيله تحقيقات جونز D.F. ، ايست . E.M ، مثال . G.H ،
H.K.Hays
شخصی بنام shall در سال 1999 تئوری توليد ارقام هيبريد ساده ذرت را ارائه کرد .
اولين نوع ذرت هيبريد که پيشنهاد شد: هيبريد ساده يا سينگل کراسها( SC ) بودند که حاصل تلاقی بين اينبرد لاين غير خويشاوند هستند .
شدت هتروزيس بالا I.LB * I.LA
مزايای (SC ) : SC
يکنواختی بالا
هيبريد : تلاقی بين گونه غير خويشاوند و وجود هتروزيس .
وقتی تلقيح کم باشد بذر ها بزرگ و ميشوند و مطلوب نيستند تامدتی که روی به سمت بذر هيبريد دابل کراس ( D.C ) آورند .
بذر هيبريد نتيجه تلاقی دو اينبرد لاين است که روش توليد اينبرد لاين به اين صورت است که :
بوته های حاصل از کشت نسل S5 و S6 که فاقد غير يکنواختی هستند اينبرد لاين می باشند .
در اثر نظام خودگشنی در تهيه اينبرد لاين خصوصياتی مثل ارتفاع و ...... کاهش می يابد ولی مقاومتها .... افزايش می يابد .
سينگل کراس : بيشترين و رايجترين هيبريد ذرت هستند و از نظر ژنتيکی کاملا" هتروزيگوت هستند ( 80% هيبريدها S.C می باشند و در ايران 90% ) حاصل تلاقی دو اينبرد لاين غير خويشاوند است .
هيبريدهای توليدی ايران را با K.S.C نشان می دهند .
معروفترين هيبريدها : سينگل کراس 704-711-604-647-301-108که بيشتر اين بذور در کشت و صنعت ودامپروری مغان توليد می شود ( 70% ) و 30% توسط دشت ناز توليد می شود . ( فارس- کرمانشاه-خوزستان )
برای افزايش راندمان توليد بذر هيبريد راههايی وجود دارد : تداوم طول دوره گرده دهی که بوسيله تغيير در کاشت صورت می گيرد .
برای تغيير در کاشت ( به منظور تداوم دوره گرده دهی ) :
تاريخ اول کليه خطوط مادری با نسبت 6 به 2
والدين را در 3 تاريخ مختلف کشت می کنيم تاريخ دوم 50% خطوط والدين پدری ( پدر اول )
تاريخ سوم 50% باقيمانده والد پدری ( پدر دوم )
تاريخ دوم بعد از يک هفته می باشد و پدر دوم را بعد از 7-5 روز کشت می کنيم .
اگر به روش مکانيزه انجام شود بايد گل آذين نر ( والد مادری ) را اخته کرد .
توليد S.C 704
توليد S.C 604
سينگل کراسهای تغيير شکل يافته ( M.S.C ) : نوعی تريپل کراس هستند .
Tree wey cross سه جانبه (تريپل کراس )
T.W.C تعديل شده
دابل کراس دو جانبه
پديده هتروزيس زمانی اتفاق می افتد که سينگل کراسها دو به دو با هم خويشاوند باشند يعنی اگر بصورت بود بصورت BB * AA می باشد .
تخمين عملکرد دابل کراسها با استفاده از سينگل کراس.
دابل کراس بعد از سينگل کراس بيشترين کاربرد را دارد.
تعداد سينگل کراسهای يک جانبه
تری وی کراسها
دابل کراسها
هفت مزرعه لازم است تا بذر دابل کراس ايجاد شود .
چون دابل کراسها ريخته ژنتيکی خود را از 4 لينه می گيرند دارای طيف سازگاری وسيعتری هستند که مدت زمان صرف شده برای توليد بيشتر است .
برتری دورگ يا هتروزيس در نسل اول تلاقی بوجود آيد که در نسل بعد بذور 30% کاهش دارند به کمک اينبريدينگ و خودگشنی .
انتخاب اينکه کدام والد گرده دهنده و کدام والد مادری باشد و کدام برتر است به خصوصيات ژنتيکی و توارث سيتوپلاسمی که منجر به هيبريد برتر می شود و اگر تفاوتی نداشتند انتخاب گرده دهنده به فاکتورهای
توليد گرده بيشتر
روبرو بستگی دارد توليد بلال بزرگتر
ارتفاع بلال
در انتخاب والد پدری و مادری مهم هستند که ارتفاع بلندتر والد پدری است .
نسبتهای مورد استفاده در توليد بذر هيبريد ذرت با توجه به نوع والد متفاوت اس
توليد بذر هيبريد بروش دستی هزينه بردار به علت تاسل کش در مزرعه که در 1950 روش نر عقيمی سيتوپلاسمی اين مشکل را حل کرد .
دومين شرکت توليد بذر هيبريد بوسيله نر عقيمی سيتوپلاسمی ادواردستون بود .
سيتوپلاسمی که در روش نر عقيمی سيتوپلاسمی ذرت بکار رفت سيتوپلاسم T ( C.M.S.T ) بود که از واريته Texas گرفته شد که بعد از مدتی بيماری لکه برگی ( leaf blight ) که عامل آن قارچ maydis هلمين توسپوريوم بود روش نر عقيمی سيتوپلاسمی متوقف شد زيرا همه حساس به لکه برگی بودند .
سيتوپلاسمهای جديد مقاوم به لکه برگی نر عقيم بوده که امروزه 80% سيتوپلاسم نر عقيم که برای توليد بذر هيبريد بکار می رود از نوع می باشد .
واکنش ژنهای برگرداننده در انواع سيتوپلاسم نر عقيم
در توليد بذر هيبريد ذرت با استفاده از سيتوپلاسم نر عقيم 3 لاين بايد
A نر عقيم
داشته باشيم B نگه دارنده نر عقيمی
R برگرداننده باروری
دستی
روشهای توليد بذر هيبريد ذرت نر عقيمی
تلاقی برگشتی
روش توليد بذر هيبريد ذرت بوسيله تلاقی برگشتی در 3 مرحله
توليد سينگل کراس با استفاده از تلاقی برگشتی :
توليد سينگل کراس تعديل شده
توليد T.W.C :
توليد دابل کراس
توسط مطالعات کيباخ ( 1951 ) از صد هزار لينه اينبرد لاين توليد شده تنها 60 اينبرد لاين استفاده شده است .
مطلب مهم اينست که در توليد هيبريد های موفق بايد تشخيص داد که کدام ترکيب موفق تر است . در مواردی که تعداد لينه باشد از آزمون T.C (تاپ کراس ) استفاده می شود که از واريته آزاد گرده افشان در TC Tester نام دارد استفاده می شود و پس از ارزيابی در سالهای بعد لينه مناسب انتخاب می شود که قدرت ترکيب پذيری عمومی مشخص می شود .
قدرت ترکيب پذيری عمومی عبارت است از پيدا کردن لينه مناسب طی مراحلی در آزمون T.C با استفاده از واريته آزاد گرده افشان يا تستر می باشد . اين در حالتی است که تعداد لاينها زياد باشد . آزمون T.P در سال 1927 توسط Davis پيشنهاد شد .
آزمون Diallel : برای پيدا کردن لينه مناسب وقتی که تعداد لاينها کم باشد (30-20) از آزمون Diallel ديالل استفاده می شود که هم قدرت ترکيب پذيری عمومی و هم خصوصی بررسی می شود و لاينها 2 به 2 با هم ترکيب می شوند و تلاقی داده می شود .
در روش دی آلل ( وقتی تعداد لاينها کم باشد ) کليه تلاقی های ممکن صورت می گيرد
فرمول قدرت ترکيب پذيری خصوصی S.C.A
آزمون T.P در سال 1927 توسط Davis پيشنهاد شد.
روشهای توليد اينبرد لاينها :
1-روش استاندارد 2-روش کپه ای 3-روش شجره ای 4-دو برابر کردن کروموزومهای گياه هاپلوئيد .
روش استاندارد :
روش کپه ای :
مثل استاندارد ولی بذور را در يک جا می کاريم که حجم کم می شود و تعداد بيشتری اينبرد لاين بدست می آيد و ارزيابی هر خط را نداريم .
روش شجره ای
در روش شجره ای وادار کردن به خودگشنی را نداريم .
دوبل کردن گياه هاپلوئيد :
از هر 1000 بوته يکی هاپلوئيد و از هر 10 هاپلوئيد ممکن است يک بذر داشته باشد که کاملا هموزيگوس است .
روشهای مورد استفاده در اصلاح جوامع مبداء
بين جمعيت ها
انتخاب دوره ای S1
روش انتخاب دوره ای برای قدرت ترکيب پذيری خصوصی :
انتخاب دوره ای متقابل :
در سال 1949 سه نفر به اسامی هاروی - ربيسون-کام استوک پيشنهاد کردند که دو جامعه يا دو توده به عنوان مبداء اصلاح شوند. توده های انتخابی قبل از گرده افشانی هم سلف شده و با هم ترکيب می شوند و بوته های جامعه A وB انتخاب می شوند .بذر حاصل از هيبريداسيون را روی خطوط کشت می کنيم و در جامعه A و B به مقايسه عملکرد جداگانه انجام می دهيم . لاين برتر بر اساس حجم انتخاب شناخته می شود و مقداری را به انبار می فرستيم و بذر حاصل از selfiy
را آورده و تلاقی های ممکن را انجام می دهيم و در غالب آزمايش ديالل از بذور 4 تا 5 بذر انتخاب کرد .
جامعه A و B بايستی از نظر ژنتيکی متفاوت باشند و با همديگر غير
دو واريته آزاد گرده افشان
خويشاوند باشند
دو واريته سنتتيک يا دو واريته سينگل کراس
نيمه خواهری ( Half sib ) : يکی از والدين در بين افراد در آنها مشترک باشند
تمام خواهری ( full sib ) : والدين يکنواخت باشند
انتخاب فاميلهای نيمه خواهری :
روش انتخاب دوره ای فاميلهای تمام خواهری : مشابه قبلی است ولی در اين 400 بوته انتخاب کرده و آنها را با هم جفت می کنيم مثلا بوته يک با 5 و ترکيِب می کنيم دو بوته را با هم سلف و با بوته کناری تلاقی می دهيم و بذر حاصل از هيبريداسيون را مخلوط و بذر حاصل از self را به انبار می فرستيم
روش انتخاب دوره ای متقابل فاميلهای نيمه خواهری :
F.Reciprocal Reccurrent selection Half sib
عمليات در دو جامعه بصورت همزمان صورت می گيرد و تستر ها برای هر جامعه مخلوطی از جامعه قبل است .
جامعه A 100 بوته هر بوته را خودگشن و دانه گرده اش را روی 6 بوته تستر می ريزيم .
جامعه B 100 بوته هر بوته را خودگشن و دانه گرده اش را روی 6 بوته تستر می ريزيم .
ب- بذور حاصل از هيبريداسيون را مقايسه عملکرد می کنيم در هر جامعه جداگانه .
ج- مراجعه به انبار و بذر حاصل از selfing را بيرون می آوريم .
د- تلاقی دی آلل بين بذور آورده شده از انبار و مخلوط کردن بذور حاصل از ديالل و به عنوان جامعه مبداء در دوره بعد استفاده می کنيم .
انتخاب دوره ای متقابل تمام خواهری : مثل فاميلهای تمام خواهری است .
جامعه A 400 بوته انتخاب جفت ها از همين جامعه مثلا" بوته شماره 1 با 2 خود گشن کردن
الف و با هم ترکيب کردن ( تلاقی ) .
جامعه B 400 بوته انتخاب جفت ها از همين جامعه مثلا" بوته شماره 346 با 350 خود گشن . کردن و با هم ترکيب کردن ( تلاقی ) .
بذر حاصل از خودگشنی جدا
ب با هم مقايسه عملکرد انجام می دهيم
بذر حاصل از تلاقی جدا
ج- بر اساس نتايج مقايسه عملکرد بوته های انتخابی را از انبار می آوريم
د- تلاقی ديالل انجام داده و به تعداد مساوی از ديالل بذر گرفته و مخلوط می کنيم و جامعه مبداء می شود .
اهداف اصلاحی :
از سالهای 40 تا 1930 کارهای اصلاحی روی واريته های آزاد گرده افشان ذرت سبب افزايش عملکرد شد ولی سالهای اخير در آمريکا 325% ذرت افزايش عملکرد داشت ( انقلاب سبز ) .
عملکرد پيچيده ترين اهداف اصلاحی در ذرت است که بوسيله تعداد زيادی ژن کنترل می شود . ژنها اثرشان جزيی و به شدت تحت تاءثير عوامل محيطی و عوامل ژنتيکی و اثر متقابل آنهاست .
عملکرد تحت تاءثير اجزاء عملکرد و تحت تاءثير غير مستقيم فرايند های فتوسنتز ، جذب ، بلوغ ، مقاومت به ورس ، بيماريها ........... می باشند .
علت انجام آزمايشات مقايسه عملکرد و تکرار دار اينست که عملکرد را از روی خصوصيات فنوتيپی نمی توان شناسايی کرد ، چونکه ژنوتيپها دارای اثر متقابل با محيط هستند که موسسات اصلاح کشور آزمايشاتی را در رده های مقدماتی ، نيمه نهايی و نهايی اجرا می کند که در هر مرحله از
آزمايشی (تعداد لاين ) معمولا" کم می کند و تا جايی که تعدادی هيبريد انتخاب شوند که برتر از شاهد باشند .
در آزمايشات نهايی چند ساله علاوه بر عملکرد بر روی اجزاء عملکرد مثل تعداد دانه در رديف ، تعداد رديف در بلال ، قطر بلال ، عمق دانه ، وزن هزار دانه دقيقا" اندازه گيری می شود و نيز مقاومت به ورس و ريزش ............ارتفاع بلال و بوته ، تاريخهای کاشت ، گلدهی و رسيدگی ...........يادداشت می شود و تجزيه مرکب می شود .
سازگاری : يک صفت پيچيده است که عوامل موءثر در آن 1-بلوغ 2-تاريخ گرده دهی 3- مقاومت به سرما و گرما 4- مقاومت به خشکی 5-مقاومت به بيماريها 6- مقاومت به آفات 7-پاسخ به سطوح مختلف حاصلخيزی خاک
در ارتباط با سازگاری بيشتر به دنبال هيبريدهايی هستند که دارای طول دوره رويش کوتاهتری هستند .
برای بلوغ يا رسيدگی از تعداد روز استفاده نمی شود و چون دقيق نيست و از درجه روز رشد ( مقدار رشد روزانه )
مشخصه رسيدگی و بلوغ :
از تشکيل لايه های سياه black point که در محل اتصال دانه به بلال است .
شاخص های زمان رسيدن :
1- زمان خشک شدن غلافهای بلال 2- خشک و زرد شدن برگهای پايينی بلال ( تاريخ رسيدن )
از ديگر شاخصهای سازگاری تاريخ گرده دهی و همزمانی و مصادف شدن گرده دهی با خروج silk ها می باشد .
ذرت از لحاظ مقاومت به فصل خشک ، بادهای گرم ( در زمان گلدهی بخصوص ) بايد از هيبريدهای چند بلالی استفاده کرد .
مقاومت ذرت به سرما :
ذرت گياهی است که در دمای زير 10 درجه سانتيگراد رشد آن دچار اختلال و در 60 درجه متوقف می شود ، پس بايد هيبريدهايی را گزينش کرد که در مراحل اوليه رشد مقاوم باشند و سرعت رشدشان در هوای سرد بهتر باشد .
تاريخ کشت را جلوتر ببريم ( در مناطق سرد ) .
در شرايط سرد ممکن است به علت رشد کند گياهچه ، مورد حمله عوامل بيماري زا قرار بگيرد . پس در سرما بايد مقاوم به عواملی باشد که به گياهچه حمله می کنند که سه عامل بيماری زا که به گياهچه حمله می کند عبارتند از
ديپلوئيد پاصدييس
Gibeilla zea
پی تيوم
ورس بعد از تشکيل بلال و بعد از آبياری صدمه به ذرت می زند که عوامل ژنتيکی و محيطی در ورس موثرند و نيز بافت خاک و روش کشت و آبياری .
عوامل ژنتيکی ورس : ارتفاع بوته ( فاصله بين ميانگره ها ) ، عمق توسعه و گسترش ريشه در خاک ، ارتفاع بلال ( هر چه بلال بيشتر باشد حساستر است ) ، زاويه بلال هر چه زاويه بلال نسبت به ساقه بسته تر باشد ميزان ورس کمتر است ) ، مقاومت به عوامل بيماری زای ساقه و ريشه .
ارتفاع و زاويه خيلی مهمترند.
مقاومت ساقه : ساقه غلات توخالی ، گره گره و ماشوره ای است که 70-50% مقاومت ساقه به قسمت محيطی ساقه مربوط می شود . 50-30 % باقی مانده به مغز ساقه بستگی دارد .هر چه قسمت محيطی ضخيم تر باشد ، بافت فشرده تر باشدميزان مقاومت به ورس بيشتر می شود .
دستگاه مقاومت به ساقه Rined Renetrometer ميزان نيرويی که در ساقه به کار می رود اندازه می گيرد .
مقاومت به ريزش : آفات مهم موءثرند و در عملکرد اثر دارد .
پوشش غلاف : بصورت غير مستقيم در عملکرد موءثر است . پوشش کامل غلاف نوک غلاف را محفوظ می کند که از شماره يک تا ده درجه بندی شده است و درجه 5-1 پوشش نسبتا" ضعيف است .
مقاومت به بيماری ها :
بصورت مستقيم بر عملکرد موثرند و به طريق غير مستقيم بوته را به ورس ، ريزش ، کاهش سطح برگ اثر دارند . از مهمترين بيماری ها سياهک ذرت است که راه مبارزه استفاده از ارقام مقاوم است ( ضد عفونی چندان موثر نيست ) .
در مکزيک و تايلند از اين قارچ به عنوان سبزی استفاده می کنند .
مقاومت به بيماری ها توسط تعداد کمی ژن کنترل می شود و حالت کيفی دارد
انتقال ژن از ساير گياهان
که از طريق ارقام هيبريد توليد می شود .
مهندسی ژنتيک
مقاومت به حشرات و آفات : از مهمترين آنها Heliotis zea خوشه خوار ذرت که به اندامهای هوايی و مخصوصا" به بلال و سيلک ها حمله می کند ( بررسی ارقام مقاوم با رها کردن لارو آفت روی ژنوتيپ های مختلف مشخص می شود ) .
ارقامی که سيلک آنها حاوی دوگوميکوزيد بنام ميزن و فلاون هستند به دليل نامطلوب بودن برای تغذيه لارو که هرچه ميزان ميزن و فلاون بيشتر باشد رقم مقاومتر است و سختی نوک بلال هم موثر است .
ساقه خوار ذرت ( ostvimia ) ابتدا برگ می خورد و بعد به بلال هم حمله می کند ( بيشتر بلال ) . در مرحله برگ خواری آفت ترکيبی بنام DIMBOA برای تغذيه لارو در ذرت وجود دارد که نا خويشاوند است از روی اندازه گيری ميزان DIMBOA می توان لاين و هيبريد مقاوم را مشخص کرد .
زنجرک ذرت : آفت مکنده چون طول سيکل آن کوتاه است پس روش شيميايی مشکل است که برگهای پايينی بيشتر مورد حمله هستند ، چون در سايه و لطيفتر هستند
پروتئين جنينی ميزان اسيدهای آمينه ضروری بالا دارد .
80% پروتئين ذرت در آندوسپرم و 20% در جنين است .
Floury ( فلوری 2 )
ژنهای توليد کنندگی پروتئين در ذرت
( اوپک 2 ) opaqne : دانه مقداری چروکيده و کدر که نور
کمتری از خود عبور می دهد .
ميزان اسيد آمينه ضروری در اوپک2 حدود 4% و در فلوری 2 4/3% است که حدود 2 برابر ذرت معمولی است .
شرکت Novartis با وارد کردن ژنهای يک باکتری ، يک ويروس و يک گونه گياهی نوعی ذرت بوجود آورد که نسبت به آفات و آنتی بيوتيکها مقاوم است .
ذرتهای ويژه : ذرت شيرين ، مومی ، پاپ کورن
Sweet corn : نوعی ذرت شيرين که دارای يک ژن مغلوب بنام su می باشد که درصد قندهای ساده آن بالا و مناسب برای انسان است .( برای و ويتامين ها و درصد قند های بالا که بصورت کبابی ، پخته و کنسروی مصرف دارد ) .
ذرت فوق شيرين : دارای ژن sh بنام shuren-ken-z
می باشد .
ذرت مومی : دارای آندوسپرم نشاسته ای از نوع آميلوپکتين هستند که در ساخت چسب ، صمغ ، کاغذ و..........کاربرد دارد و ژن مغلوب wx کنترل کننده آن است که به آن waxy corn هم می گويند .
ذرت پاپ کورن يا پيرزن : ( ) آندوسپرم سخت دارند . اگر در معرض حرارت قرار بگيرند پف می کنند که نوع جديد آن Baby corn نام دارد.