ارزیابی توارث ژنتیکی و پاسخ به دو نسل گزینش برای صفات مهم در سیاه تاغ (Haloxylon aphyllum Minkw)

مقدمه
سیاه تاغ (Haloxylon aphyllum)، گونه­ای درختچه‌ای از تیرهChenopodiaceae می‌باشد و به‌دلیل سازگاری به شرایط بیابانی و خشک از دیرباز مورد توجه بوده است. انتخاب ژنوتیپ­های برتر و سازگار این گونه تأثیر زیادی در توسعه تاغ­زارهای کشور دارد. با توجه به کارکرد این گونه در تثبیت شن و کاهش سرعت باد، بررسی و انتخاب صفاتی مانند ارتفاع، قطر تنه و قطر تاج پوشش درختچه­ها از اهمیت زیادی برخوردار است. میزان موفقیت در اصلاح این صفات و انتخاب پایه­های برتر به تشخیص نحوه کنترل ژنتیکی و ارتباط آنها با یکدیگر بستگی دارد. هدف از این تحقیق، بررسی مقدار و ماهیت تنوع ژنتیکی و پاسخ به دو دوره گزینش صفات مذکور در گونه سیاه تاغ بود.
مواد و روش­­ها
به­منظور اصلاح ژنتیکی سیاه تاغ، سه دوره گزینش 5 ساله مستقیم (جمعا 15 سال) بر روی یک توده تاغ با تنوع ژنتیکی بالا برای صفات ارتفاع درختچه، قطر تنه و قطر تاج پوشش در ایستگاه تثبیت شن بعثت قم انجام شد. در مرحله اول تحقیق (از سال 1376) تعداد 27 ژنوتیپ از مناطق مختلف کشور انتخاب گردید. از بذرهای هر درختچه 40 گلدان کشت و نهال­های تولیدی در اوایل بهار سال بعد به عرصه اصلی منتقل شدند. در شروع مراحل دوم (سال 1384) و سوم (سال 1391) نیز به­ترتیب بذرهای 19 و 9 ژنوتیپ برتر در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار دوباره کشت و ارزیابی گردید. در هر سه مرحله در سال پنجم نسبت به اندازه­گیری صفات ارتفاع درختچه، قطر تنه و قطر تاج پوشش اقدام شد. تجزیه واریانس جمعیت پایه و نسل‌های گزینش شده نسل اول و دوم به­منظور برآورد واریانس­های ژنتیکی و محیطی و محاسبه وراثت­پذیری عمومی (h²_b) صفات انجام شد. برای اطمینان از موفقیت­آمیز بودن گزینش در طی دو نسل متوالی، از وراثت­پذیری واقعی h²r (Realized heritability) با استفاده از نسبت پاسخ به گزینش به دیفرانسیل گزینش (h²_r =R/S) استفاده شد. همچنین وراثت­پذیری خصوصی (h²_op) حاصل از رگرسیون والد بر نتاج در دو نسل متوالی برآورد شد. محاسبه وراثت­پذیری­ها با فرض وراثت دیپلوئیدی مواد مورد استفاده، نمونه­گیری تصادفی از توده پایه، عدم وجود اپیستازی و تعادل ژن­ها از نظر پیوستگی ژنی انجام شد.
نتایج
نتایج سه نسل تجزیه واریانس در جمعیت اولیه و جمعیت­های گزینش شده در نسل‌های G1 و G2 نشان داد که تنوع ژنتیکی در جمعیت‌های نسل پایه و نسل G1 برای هر سه صفت از لحاظ آماری معنی­دار بود، ولی در نسل G2 تفاوت بین ژنوتیپ­های متنخب معنی‌دار نبود. این نتایج مورد انتظار است، زیرا در نسل دوم تعداد ژنوتیپ­های منتخب به 9 پایه کاهش یافت، چون همه آنها به­عنوان پایه­های برتر گزینش شده بودند، تفاوت بین آنها معنی­دار نبود. میزان وراثت­پذیری عمومی (h²_b)براساس تجزیه واریانس، برای هر سه صفت در جمعیت‌های نسل پایه و نسل G1 به نسبت بالا و بین 66/0 تا 78/0 بود. ولی در نسل G2 مقدار آن به کمتر از 40/0 کاهش یافت. وراثت­پذیری خصوصی (h²_op) حاصل از رگرسیون والد و نتاج G1 به نسبت بالا و مقدار آن برای ارتفاع درختچه، قطر تنه و قطر تاج پوشش به­ترتیب 94/0، 88/0 و 76/0 به­دست آمد. ولی در نسل دوم وراثت­پذیری خصوصی حاصل از رگرسیون والد G1 و نتاج G2 به نسبت کمتر و در حد متوسط بود. میزان وراثت­پذیری واقعی (h²r) حاصل از نسبت پاسخ به گزینش به تفاوت گزینش در نسل­های G1 و G2 به نسبت بالا و در دامنه 45/0 تا 96/0 بود.
نتیجه­گیری
پس از دو نسل گزینش مستقیم، پاسخ به گزینش معنی­دار بود و میانگین جامعه تاغ مورد مطالعه برای ارتفاع درختچه از 93/188 به 95/205 سانتی‌متر، قطر تنه از 05/58 به 78/63 سانتی‌متر و قطر تاج پوشش از 19/219 به 59/246 سانتی‌متر رسید. در هر سه صفت مورد بررسی، تخمین وراثت‌پذیری‌های عمومیh²_b ، وراثت‌پذیری واقعی (h²_r) و وراثت‌پذیری خصوصیh²_op تا حد زیادی مشابه و در یک راستا بودند که دلیلی بر وجود ژن‌های افزایشی در کنترل صفات مذکور است و چون پاسخ به گزینش مثبت است، می­توان از این روش برای اصلاح این گونه برای صفات مذکور استفاده کرد. همچنین می­توان از ژنوتیپ­های P₁₂،P₁₃ ، P₁₈، P₁₀و P₂₂ به­دلیل برتری از نظر میانگین ارتفاع در مناطق بادخیز و به‌منظور کنترل گردوغبار استفاده نمود. از سویی، استفاده از ژنوتیپ­های P₁₂،P₁₄ ، P₁₈، P₁₉و P₂₂ به دلیل برتری از نظر صفات قطر تاج پوشش و قطر تنه برای تثبیت شن­های روان در عرصه­های بیابانی استفاده نمود. در این راستا احداث باغ بذر برای حفظ و استفاده پایدار از ژنوتیپ­های منتخب در مناطق خشک و نیمه‌خشک حاشیه کویر ضروریست.