اصلاح برنج باسماتی پرمحصول

اصلاح برنج باسماتی پرمحصول

تازمان حاضر، ارقام برنج به سه زیرگونه معروف هندی، ژاپنی و جاوایی تقسیم می‌شده اند. برنج‌های باسماتی در گروه هندی طبقه بندی م‌شدند. تجزیه زادشناختی 1668 واریته برنج در کشورهای مختلف آسیایی براساس تجمع آللی در 15 جایگاه آیزوزیم ارقام برنج به 6 گروه تقسیم شدند. معلوم شد که زیرگونه‌های ژاپنی و جاوایی به همدیگر وابستگی نزدیکی داشته و به گروه یکسانی تعلق دارند و هردو درگروه VI قرارگرفته اند. ارقام زیرگونه هندی دارای توزیع جهانی در گروه I طبقه بندی شده اند. ارقام زودرس و aus مقاوم به خشکی هندوستان و بنگلادش در گروه II قرار گرفته اند. برنج های باسماتی در گروه V طبقه بندی شده اند، که این گروه شامل برنج های معطر افغانستان به نام های براح و لاوانجین هستند. بسیاری از ارقام برنج معطر هند، بنگلادش و برمه دراین گروه قرار دارند. ارقام صدری ایران تاکنون در این گروه قرار داده می شدند.

 توزیع جغرافیایی برنج های باسماتی

  مرکز تنوع برنج‌های معطر گروه  Vدر کوهپایه‌های هیمالیا در یکی از استان هندی به نام اولترا‌ پرادش (UP) و مناطق بیجار و ترایی نپال، در شمال غربی پنجاب هندوستان  و پاکستان، افغانستان، ایران، عراق و قسمت‌های شمال شرقی بنگلادش، برمه و ایالت هندی بنگال، آسام و مانیپور است. ارقام برنج معطر از بخش‌های غربی تا استان‌های دیگر هندوستان مانند راجاستان، مادهیا، پرادش، محاراستر، گوجرات و اریزا نیز توزیع شده اند. واریته‌های معطر معروف متعلق به گروه V به نام‌های مختلفی نظیر کاتاریبوک، بدشابوک، پراشابوک، تولسی ماجری، پانخاری، کامود، آمبه موهار، کالانمک، هانسرج، تیلاک کاندان، بیندل، تولسی ماجری و هانسراج معرفی شده اند.

          برنج‌های باسماتی واقعی در اولترا پرادش، رجستان، هاریانا، پنجاب و مناطق جامو و کشمیر و پنجاب ولایات پاکستان زراعت می‌شوند.

 سطح زیرکشت و میزان محصول درهکتار و زراعت برنج‌های باسماتی

          کل سطح زیرکشت واریته های باسماتی سال به سال تغییر می‌کند. در هندوستان یک میلیون هکتار و در پاکستان 750000 هکتار زیرکشت این برنج‌ها قرار دارند. مؤسسات تحقیقاتی برنج میزان محصول در هکتار این برنج‌ها را 4-3 تن شلتوک بر هکتار برآورد کرده‌اند، درحالی‌که کشاورزان به طور متوسط 2 تن شلتوک بر هکتار محصول به دست می‌آورند. بنابراین، کل تولید برنج‌های باسماتی جهان حداکثر حدود چهار میلیون تن شلتوک در سال است. کشور‌های هند و پاکستان هرساله 400000 تن برنج سفید‌شده باسماتی را به کشورهای دیگر صادر می‌کنند و بقیه برنج‌هارا به مصرف محلی می‌رسانند. بیش‌ترین صادرات برنج این دوکشور به شرق میانه ( ایران، عربستان سعودی، عراق و عمان )، اروپا ( انگلستان، روسیه، آلمان، نیوزیلند) و آمریکای شمالی ( کانادا و ایالات متحده ) می باشد.

 نشانویژگی‌های ریخت‌شناختی و کیفیت دانه

          همه ارقام برنج باسماتی محلی قد بلند بوده و ارتفاع آن‌ها به 160-150 سانتی متر می‌رسند، دارای ساقه‌های بسیار ضعیف و رنگ سبز روشن و برگ‌های آویزان هستند. این برنج‌ها دارای دوره رسیدگی مختلف بوده و برداشت آن‌ها مشکل است. به دلیل داشتن ساقه ضعیف و قدبلند و کودپذیر نیستند. بنابراین، استفاده از کود، میزان محصول را بیش از 40-30 کیلوگرم بر هکتار نمی‌توان بالا برد. در خاک‌های با حاصلخیزی بالا ممکن است در اثر افزایش پوکی دانه‌ها، میزان محصول کاهش یابد. ضریب برداشت این برنج‌ها 3/0 – 25/. می‌باشد. در برنج‌های باسماتی تعداد دانه در خوشه‌ 90-80 عدد است. طول دانه آن‌ها 7- 8/6 میلی متر و نسبت طول به عرض دانه آن‌ها 7/3 – 5/3 می‌باشد. بعضی از ارقام برنج باسماتی، نظیر باسماتی 370 اندکی شکم سفید هستند.

جدول 1- سطح زیر کشت سالیانه ارقام برنج باسماتی

کشور	استان	سطح به میلیون هکتار
پاکستان	پنجاب	75/0
هندوستان	اولتراپرادش	50/0
//	هاریانا	25/0
//	پنجاب	10/0
//	رجستان	05/0
//	هیماچال پرادش	05/0
//	جامو	05/0

 ارقام برنج باسماتی دارای آمیلوز متوسط (22 – 20 ٪) ، درجه حرارت ژلاتینی متوسط، پیوستگی ژل پایین و عطر شدید می باشند. بیش‌ترین مشخصات این نوع برنج‌ها، افزایش طول دانه پخته و نرمی پس از سرد شدن آن است. پس از پخت دانه ها سالم باقی مانده و پس از حتی چند روز پس از آن نیز بدون تغییر بوده و نرم باقی می‌ماند.

 وراثت خصوصیات کیفی دانه برنج باسماتی

محتویات آمیلوز دارای نشانویژگی‌های تک ژنی است. سطوح تغییر آمیلوز برنج عبارتند از: واکسی (3-1درصد)، آمیلوز خیلی پایین (9-4درصد)، آمیلوز پایین (19-10درصد)، آمیلوز متوسط (25-20درصد)، آمیلوز بالا (29-26درصد) و آمیلوز خیلی بالا (34-30درصد) به وسیله آلل‌های چند گانه لوکوس واکسی مستقر برروی کروموزوم شماره 6 کنترل می‌شود. به طور مشابه، درجه حرارت ژلاتینی و پیوستگی ژل  نشاسته نیز دارای صفات تک ژنی هستند. بنابراین، در انتقال و تثبیت ژن‌های این صفات مشکلی وجود ندارد. اما عطر برنج یک صفت کمی بوده و در آمیزش‌‌های بین برنج‌های معطر و غیر معطر در سطوح مختلف عطر تفرقه می‌یابد. ماهیت تک ژنی یا دوژنی عطر نیز گزارش شده است و یک ژنی عطر با مارکرهای مولکولی علامت‌گذاری شده است. امکان وجود یک ژن اصلی و تعدادی ژن‌های تعدیل کننده یا QTL نیز وجود داشته باشند. از وراثت افزایش طول دانه پس از پخت هیچ‌گونه اطلاعی در دست رس نیست. اما در بروز این صفت اثر متقابل ژن و محیط دخالت دارد. بهترین کیفیت برنج باسماتی در شمال غربی هندوستان و شمال پاکستان درجایی که مرحله رسیدگی برنج درمواجه با هوای سرد ماه اکتبر، تولید می‌شود. نوع خاک در بروز کیفیت باسماتی مؤثر تشخیص داده شده است.

 اصلاح برنج‌های باسماتی

برنج‌های باسماتی از قدیمی ترین ایام در شبه قاره هند زراعت می‌شده است. نژادهای متعددی از برنج‌های باسماتی در مزارع آزمایشی پنجاب واقع در کالاشکاکو و اکنون در مؤسسه تحقیقات برنج پاکستان مورد بررسی قرار گرفته است. تعدادی از برنج‌های انتخابی ساخته شدند و از نظر میزان محصول در هکتار بررسی گردیده اند. درسال 1933 یکی از ارقام انتخابی به نام باسماتی 370 معرفی شد. این واریته تازمان اخیر در هردو کشور هند و پاکستان در سطح وسیعی زراعت می شده است. در سال 1968 در استان کالاشاکاکو یک برنج خالص دیگری به نام باسماتی پاکستان معرفی گردید که در سطح محدودی در پاکستان مانند استان پنجاب هند زراعت می‌شود. البته تعدادی از خط‌های خالص باسماتی از ایستگاه‌های بررسی برنج ناگینا واقع در اولتراپرادش نام‌های T3 و T9 به کشاورزان هندی معرفی شده اند. خط‌های خالص انتخابی دیگری به نام‌ باسماتی تراوری در منطقه هاریانا به طور چشمگیری زراعت می‌گردند.

          پس از معرفی واریته‌های پر محصول به نام‌ها IR8 و TNI در سال 1960 برنامه‌های زادگیری برای اصلاح و معرفی ارقام پر محصول باسماتی در هردو کشور هند و پاکستان به منظور وارد کردن ژن‌های قدکوتاهی از IR8 و TNI آغاز شد. مؤسسه تحقیقات برنج کلاشاکو در پاکستان در سال 1968 این برنامه را شروع کرد. در هند سازمان‌های تحقیقاتی متعددی مانند: مدیریت تحقیقات برنج ( DRR)، مؤسسه تحقیقات‌کشاورزی حیدر آباد، دانشگاه کشاورزی پنجاب، ایستگاه بررسی برنج کپور طلا و دانشگاه کشاورزی هاریانا برنامه‌های جدیدی را آغاز کردند. اما هیچ یک از ارقام جدید قدکوتاه معرفی شده در هندوستان نه توسط تولیدکنندگان و نه توسط تبدیل کنندگان مناسب تشخیص داده نشده اند، زیرا کیفیت آن‌ها از ارقام محلی خوش کیفیت خیلی پایین تر بود. بنابراین، کشاورزان به تولید ارقام محلی مانندگذشته ادامه دادند. اما در پاکستان ارقام باسماتی اصلاح شده جایگزین ارقام محلی زراعی گذشته شدند. در مناطق تحت کشت باسماتی محلی در مرکز پنجاب، باسماتی 385 و سوپر باسماتی کشت شدند و در مناطق جنوبی باسماتی 198 زراعت گردید. این 3 رقم باسماتی پذیرفته شده توسط کشاورزان قد کوتاه نبوده، بلکه دارای ارتفاع متوسط بودند. باسماتی 385 وسیع‌ترین سطح زیر کشت را به خود اختصاص داد. میانگین میزان محصول این ارقام 20 درصد بالاتر از ارقام باسماتی محلی است. با این حال، سطح عطری آن‌‌ها قابل مقایسه با واریته‌های محلی نبوده و این برنج‌ها به ورس حساسند.

1 – 4 –  پاسخی‌هایی به عدم توانایی در اصلاح واریته‌های باسماتی قدکوتاه

در خلال سی سال تلاش زادگیری ( Breeding  ) برای دستیابی به واریته‌های باسماتی پر محصول در چند مؤسسه تحقیقاتی برنج تاکنون، نتیجه ای حاصل نشده است. برای این عدم توسعه عوامل متعددی دخالت دارند:

1 – برنج‌های باسماتی از لحاظ زادشناختی با ارقام هندی قدکوتاه پرمحصول متفاوت بوده و به یک گروه خاصّی تعلق دارند. در تلاقی‌های بین گروهی برنج سطوح متفاوتی از عقیمی را شاهد خواهیم بودکه به زادهایشان می‌رسند.

2 – تلاقی بین باسماتی و ارقام قدکوتاه هندی طیف کاملی از ترکیبات به وجود نمی آورد. برای مثال، در چنین تلاقی‌هایی، در مقایسه با تفرقه مورد انتظار 3 : 1 بزترکیبی قدکوتاهی به ندرت مشاهده می‌گردد. یک گامت حذف کننده، جایگاه ژنی Sd-l را برای قدکوتاهی مسدود می‌سارد.

3 – نشانویژگی‌های عطر و افزایش طول دانه پس از پخت از صفات کمّی بوده و ترکیب کردن همه این پلی ژن‌ها برای این صفات در یک خط مشکل است.

4 – برای بررسی شدت عطر و حالت برنج پخته در خط‌های درحال اصلاح روش‌های رضایت‌بخشی در دسترس قرار ندارند.

2 – 4 – اصلاح برنج‌های باسماتی پرمحصول در مؤسسه بین المللی تحقیقات برنج

فعالیت‌های زادگیری برای اصلاح برنج‌های باسماتی پرمحصول از اوایل  سال‌های 1970 در مؤسسه بین المللی تحقیقات برنج شروع شد. تلاقی‌های اولیه بین باسماتی 370 و خط‌های هندی اصلاح شده با آمیلوز متوسط و درجه حرارت ژلاتینی متوسط انجام شد. جمعیت‌های متفرق بزرگ کشت شدند و تعداد کمی از خط‌های قدکوتاه انتخاب گردیدند. این خط‌ها دارای عقیمی در سطوح مختلفی بوده و بعضی از آن‌ها تیپ گیاهی خوبی نداشتند. اما از تلاقی‌های بینابینی این خط‌ها گیاهانی با عقیمی اندک و تیپ گیاهی بهتری حاصل گردیدند. این گیاهان از نظر نشانویژگی‌های کیفیتی آمیلوز، درجه حرارت ژلاتینی و عطر مورد ارزیابی قرار گرفتند. تلاقی‌های بینابینی از میان خط‌های انتخابی برای الحاق همه نشانویژگی‌های کیفی هرسال انجام می‌شده است. واریته‌های دیگر معرفی شده باسماتی در هندوستان و پاکستان، مانند سابارماتی، باسماتی پنجاب یک، باسماتی پوسا یک و باسماتی385 در تلاقی گیری‌ها به کار گرفته شده اند. هرساله 100 – 50 تلاقی انجام یافته و 5000 – 4000 خط زادگیری کشت می‌شد. همه این خط‌ها برای به دست‌آوردن خصوصیت‌های کیفی دانه برنج باسماتی در تمام فصول سال ادامه داشته است. انتخاب‌ها براساس قد کوتاهی گیاه، بهبود تیپ‌ گیاهی، عقیمی‌کم، دوره رویشی کوتاه و ترکیبات گوناگون کیفیت دانه برقرار بوده است. خط‌های با تیپ‌های گیاهی بد، عقیم یا پوک، دانه‌های نیم پوک، فاقد عطر و افزایش طول ضعیف پس از پخت در هر نسل حذف می‌شدند. پس از چندین دوره امتزاج جنسی و انتخاب خط‌های با تیپ گیاهی قدکوتاه و خصوصیات کیفیت دانه مشابه برنج‌های باسماتی انتخاب شده اند. این خط‌ها از نظر میزان محصول در واحد سطح در IRRI بررسی شده‌اند. انتظار‌می‌رود، واریته‌های باسماتی اصلاح شده با میزان محصول بالا 3 – 2 سال آینده معرفی شود.  

منبع:fadeli22.blogfa.com