الطالبة :علا عمر مصطفى  الهيئة العامة للبحوث العلمية الزراعية- إدارة بحوث المحاصيل- قسم بحوث الحزم التكنولوجية
جامعة حلب- كلية الزراعة
2010

الملخص

 يعد القمح القاسي (Tritcum turgidum L var. Durum) أكثر أنواع القمح شيوعاً في الزراعة في منطقة البحر الأبيض المتوسط، حيث الجفاف هو الإجهاد البيئي الرئيس المحدد لإنتاجيته. ويعتمد فهم قواعد تحمل الجفاف على دراسة الصفات المورفوفيزيولوجية التي يمكن الاعتماد عليها في انتخاب الطرز الوراثية وفقاً لارتباط هذه الصفات بالغلة الحبية في ظروف الجفاف، وتحديد مواقع الجينات المسؤولة عنها، بالوصول إلى مؤشر جزيئي قريب من المورث أو موقع وراثي مرتبط بصفة هامة في ظروف الجفاف، والتي سيصار إلى استخدامه من قبل مربي النبات في التربية كوسيلة بالانتخاب المعتمد على المؤشرات الجزيئية Marker Assisted Selection  (MAS)، والتي بدورها ستؤدي إلى تطوير أصناف متحملة للجفاف.
هدف هذا البحث الذي جرى في إطار التعاون العلمي المشترك بين جامعة حلب- كلية الزراعة والمركز الدولي لدراسات المناطق الجافة ICARDA والهيئة العامة للبحوث العلمية الزراعية GCSAR إلى تحديد أهم الصفات المورفوفيزيولوجية المرتبطة وراثياً بالغلة الحبية وتحمل الجفاف، وتحديد المؤشرات الجزيئية المتعلقة بالجفاف في السلالات المدروسة من عشيرة (لحن × شام1) باستخدام تقنية المايكروستلايت، والربط بين الصفات المورفوفيزيولوجية والمؤشرات الجزيئية المتعلقة بالجفاف، ومن ثم  دراسة علاقة التوافق الوراثي بين الصفات المورفوفيزيولوجية المرتبطة بالجفاف والمواقع الوراثية المنتخبة.
نفذت التجارب الحقلية في موقعين مختلفين في ظروفها البيئية والمناخية، هما تل حديا (ري تكميلي) وفي محطة بريدا (بعل منطقة استقرار ثالثة)، وخلال مواسـم الزراعة 2004-2005، 2005-2006، 2006-2007، اشتملت الدراسة في موسم الزراعة 2004-2005 على 112 سـلالة مستقرة ناتجة عن تهجين صنفي القمح القاسي (لحن× شام1)، يتمتع الأب الأول (لحن) بنوعية حبوب جيدة وإنتاجية عالية تحت ظروف الزراعة المروية، بينما يتمتع الأب الثاني (شام1) بقدرة إنتاجيـة عالية وبثباتية عبر مناطق بيئية متباينة. تم انتخاب 18 سلالة من السلالات الـ 112 المكونة لعشيرة لحن × شام1، على أساس الغلة والإنتاجية المستقرة، درست في موسمي الزراعة 2005-2006، 2006-2007، استعمل تصميم (Design Augmented) بخمسة شواهد (لحن، شام1، أم الربيع5، حوراني, شام3) في الموسم الأول، وتصميم القطاعات الكاملة العشوائية في موسمي 2005-2006، 2006-2007،  أشارت النتائج إلى الاختلافات في الغلة الحبية بشكل واضح بين الموقعين المختلفين في الأنظمة الرطوبية، وأدى الجفاف إلى انخفاض الغلة الحبية بنسبة 89%، وقلل الإجهاد الجفافي من قيم جميع مكونات الغلة، وقيم الصفات المورفولوجية، كما أدى إلى استجابات فيزيولوجية مختلفة.
وبينت نتائج دراسة علاقات الارتباط بين الغلة الحبية والصفات المورفوفيزيولوجية المدروسة إلى ارتباط معنوي وموجب بالغلة الحبية في الموقع الجفاف لكل من طول حامل السنبلة، وطول السفا، ولون الورقة في مرحلة امتلاء الحبوب، والمقاومة المسامية ودرجة حرارة الورقة في مرحلة 45 زادوك، وارتباط قوي (R2= 0.7) سالب عالي المعنوية بالغلة الحبية لعدد الأيام حتى الإسبال، وأشارت النتائج إلى أن أفضل المعايير كصفات فيزيولوجية التي ارتبطت إيجابياً مع الغلة كان دليل الحساسية للجفاف (STI)، الذي ارتبط بدوره بعدد الحبوب في السنبلة، والتي بينت النتائج أنه من أكثر مكونات الغلة ارتباطاً بالغلة الحبية في الموقع الممثل للجفاف، وكانت السلالة LC2106 أكثر السلالات تحملاً للجفاف، وقد وجد أن صفة مقاومة القمح القاسي للإجهاد إضافة للإنتاجية المستقرة قد تجلت من خلال انخفاض في عدد الأيام حتى الإسبال وحتى النضج وفي زيادة طول حامل السنبلة مما يجعلها مؤشرات هامة لانتخاب السلالات المستقرة ذات الإنتاجية العالية تحت ظروف الإجهاد الجفافي. كما بينت الدراسة أن الغلة الحبية ومعظم الصفات المورفوفيزيولوجية المدروسـة تمتلك درجة انعزال متجاوز الحدود معنويــة  Transgressive Inheritance مما يشير إلى إمكانية الحصول على سلالات تمتلك خصائص مورفوفيزيولوجية أفضل من الأبوين.
بينت نتائج الدراسة الجزيئية باستخدام تقنية الماكروستلايت، وباستعمال 49 مؤشر من مؤشرات SSR وزعت على كامل صبغيات القمح القاسي، لربط الصفات المورفوفيزيولوجية بالمواقع الورثية، وجود العديد من المواقع الوراثية (المرتبطة بمعظم الصفات المورفوفيزيولوجية المرتبطة بالجفاف (طول حامل السنبلة، طول السفا، وكل من: لون الورقة، والمقاومة المسامية، ودرجة حرارة الورقة في مرحلة 45، دليل الحساسية للجفاف، عدد الأيام حتى الإسبال) تواجدت على الكروموزم 4B (gwm160bp172, gwm006bp180, gwm495bp155, wmc048bp190, gwm368bp287 )، والذي يرتكز عليه عدد كبير من مواقع الجينات المقاومة للجفاف (BM816640, BM816848, (BM816121، منها الموقع الوراثي gwm160bp172 الذي ارتبط بالغلة الحبية وعدد الحبوب في السنبلة والتي يمكن استخدامها في عملية الانتخاب بمساعدة الواسم الجزيئي. كما أكدت نتائجنا ارتباط موقع الجين (XBM816640) المتواجد على الكروموزوم 4B بصفة لون الورقة. وأشارت النتائج إلى ارتباط عدة صفات مورفوفيزيولوجية ارتبطت بالجفاف وبالموقع الوراثي gwm129 المتواجد على الكروموزوم 5A، القريب من موقع الجين (XBMB16474) المتعلق بالجفاف.