تولید بذر هیبرید ذرت در مزارع آموزشی-پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان با مشارکت شرکت یونانی و ایتالیایی امریکن ژنتیکس
محور پژوهش
کشاورزی، فناوری زیستی و صنایع غذایی
پژوهشکده/دانشکده
کشاورزی
حوزه پژوهش
مهندسی تولید
عنوان
تولید بذر هیبرید ذرت در مزارع آموزشی-پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان با مشارکت شرکت امریکن ژنتیکس
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
: یکی از نهاده های مهم وارداتی کشور ذرت است. از آنجایی که ذرت در تغذیه دام و طیور اهمیت قابل توجهی دارد، از محصولات مورد توجه وزارت جهاد کشاورزی می باشد. با اجرای برنامه های افزایش تولید ذرت دانه ای در چند سال اخیر، این محصول روند بسیار سریعی را از نظر سطح زیر کشت، تولید و عملکرد در واحد سطح طی نموده است. اهمیت تهیه و تأمین بذر ذرت هیبرید بیش از پیش مشخص می شود و بدیهی است که به موازات افزایش سطح کشت، مقدار بذر مورد نیاز نیز افزایش  می یابد.
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی کشاورزی پتانسیل بسیار قابل توجهی در تولید تولید بذر هیبرید ذرت در مزارع آموزشی-پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان با مشارکت شرکت یونانی و ایتالیایی امریکن ژنتیکس دارد . گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها برنامه تولید بذر هیبرید ذرت در مزارع آموزشی-پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان با مشارکت شرکت امریکن ژنتیکس اهمیت و نیاز به بذر بر کسی پوشیده نیست و به عنوان پایه و اساس و مهمترین نهاده تولید محصولات کشاورزی است. تولید یا کنترل مزرعه تولید بذر بدون شناخت ویژگی های مراحل مختلف رشد و نمو، نیازها و مراحل بحرانی موفقیت آمیز نخواهد بود . برای حفظ این موقعیت ضروری است بذر تولید شده از شرایطی مانند خلوص ژنتیکی، فیزیکی و قدرت جوانه زنی بالا برخوردار باشد. برای احراز چنین شرایطی چرخه ای آغاز می شود که شامل کاشت، داشت و برداشت طبقات مختلف بذری، خالص سازی مزرعه، فرآوری بذر و اجرای آزمون‌های آزمایشگاهی و مزارع پست کنترل است.  امریکن ژنتیکس یک شرکت یونانی و ایتالیایی است که دفتر مرکزی آن در شهر تسالونیکی یونان مستقر است و تنها شرکتی است در کل کشور یونان تحقیقات، اصلاح نباتات، تولید و تجارت مواد ژنتیکی برای کشاورزی را بر عهده داشته و دارای دپارتمان بهبود ژنتیکی، دپارتمان فنی و شعب مختلف در یونان، ایتالیا، قبرس، بلغارستان و ایران می باشد. این شرکت تولید مقادیر مورد نیاز از هیبریدها و ارقام منتخب را در ایتالیا و یونان را فراهم می‌آورد. در 2015 تولید بذر در ترکیه نیز آغاز شده است. نگهداری اینبردلاین ها اختصاصاً در ایتالیا و یونان صورت می‌گیرد.  اهمیت بذر در گیاه ذرت با توجه به وضعیت خاص دگرگشنی آن دو چندان می شود. تنوع تیپ بذرهای مورد استفاده باعث می شود تا سیستم های تولید بذر در این گیاهان پیچیده تر و حساس تر شود. بذرهای مورد استفاده می تواند مربوط به واریته های آزاد گرده افشان اصلاح شده و یا یکی از انواع هیبرید‌ها باشد که هر یک نکات خاص خود را دارا می باشند. خوشبختانه در کشور ایران اساس زراعت ذرت بر مبنای استفاده از ارقام هیبرید ذرت بنا نهاده شده است و به موازات آن با تقویت امکانات بالقوه داخل کشور، زمینه تولید بذر نیز در داخل فراهم شده است. از آنجایی که ذرت در تغذیه دام و طیور اهمیت قابل توجهی دارد، از محصولات مورد توجه وزارت جهاد کشاورزی می باشد. با اجرای برنامه های افزایش تولید ذرت دانه ای در چند سال اخیر، این محصول روند بسیار سریعی را از نظر سطح زیر کشت، تولید و عملکرد در واحد سطح طی نموده است. اهمیت تهیه و تأمین بذر ذرت هیبرید بیش از پیش مشخص میشود و بدیهی است که به موازات افزایش سطح کشت، مقدار بذر مورد نیاز نیز افزایش  مییابد. استفاده گسترده از هیبرید های ذرت همراه با بهبود عملیات زراعی توسط کشاورزان، عملکرد ذرت را در امریکا در طی 50 سال از دهه 1930 به بیش از سه برابر افزایش داده است که در مورد هیچ محصولی در دنیا چنین افزایشی اتفاق نیفتاده است که در این بین، سهم اصلاح نبات ذرت 60 % برآورد گردیده است. اولین بار شول در سال 1908 پیشنهاد تولید لاین های اینبرد را از طریق خودگشنی به مدت 7-6 نسل و سپس تلاقی این اینبرد لاین ها را به منظور تعیین بهترین ترکیب یا هیبرید ارائه داد.   تولید بذر در ارقام آزاد گرده افشان. تولید بذر پایه (Foundation seed production). اولین مرحله افزایش بذر بهنژاد گر، تولید بذر پایه را می نماید. بذر بهنژاد گر باید در قطعه ایزوله ای کشت شود تا از سایر منابع آلوده کننده‌ی دانه گرده اجتناب شود. یک فاصله ی 300 متری از سایر مزارع ذرت که همزمان گل می دهند برای ایزوله مطمئن کفایت می کند . بدین ترتیب بذر پایه از طریق گرده افشانی آزاد در قطعه ای که بذر بهنژاد گر کشت شده است به دست می آید. تمام بوته های خارج از تیپ که دردامنه ی قابل قبول دیسکریپتور (توصیف ویژگی ها رقم) رقم مورد نظر قرار نگیرد قبل از تولید دانه گرده حذف می شوند. در زمان برداشت نیز بلال ها یا دانه های متفاوت حذف می شوند که این امر قبل از دان کردن نیز مجددا ً تکرار می‌شود. دامنه ی مورد قبول تولید بذر پایه وسیع تر از بذر بهنژاد گر است و در محدوده ی ( انحراف معیار ) 55/1-/+ برای صفات کمی و 5-/+ درصد برای صفات کیفی می باشد. این بذر پایه باید برای تولید بذر گواهی شده که در بین زارعین توزیع می شود استفاده شود. در حالت خاصی ممکن است مقدار بذر پایه کم تر از میزان مورد نیاز برای تولید بذر گواهی شده باشد. در این حالت یک نسل دیگر از بذر پایه تولید و به عنوان نسل دوم بذر پایه یا بذر ثبت شده (Registered seed) تکثیر گردد. بذر پایه نسل دوم با همان روش و شرایط نسل اول بذر پایه تولید می گردد. به طور کلی در بازرسی مزرعه تولید بذر پایه، خلوص رقم اصلی نباید کم تر از   5/99 %  باشد.   تولید بذر گواهی شده (Certified seed production). بذر گواهی شده از بذر پایه تولید می شود  و آخرین مرحله سیکل تولید بذر می باشد. بذر گواهی شده از طریق گرده افشانی آزاد بین بوته های کشت شده از بذر پایه در قطعات ایزوله با فاصله حدود 200 متر از مزارع دیگر با گل دهی همزمان تولید می‌شود. سیستم تولید همانند بذر پایه است و تفاوت اصلی آن مربوط به استاندارد‌های بوته های خارج از تیپ و دامنه‌ی وسیع تر قابل پذیرش است. دامنه‌های تغییرات قابل قبول  بذر گواهی شده s ۱/۹۶ -/+ برای صفات کمی و 8 -/+ درصد برای صفات کیفی می‌باشد. حذف بلال ها بر مبنای صفات بلال و دانه صورت می گیرد. به طور کلی خلوص حداقل 99 % رقم در زمان بازرسی مزرعه گواهی شده قابل قبول می باشد .   آزمون های تعیین کیفیت بذر برای آزمون کیفی ممکن است با استفاده از نمونه های تهیه شده، تعدادی آزمون برای ارزیابی کیفیت فیزیکی، خلوص ژنتیکی، زنده بودن بذر و قدرت رویش انجام گیرد.   تجزیه خلوص ژنتیکی روش کلاسیک شامل آزمون های کشت می باشد. این آزمون ها شامل کشت یک نمونه از بذر در گلخانه، خزانه زمستانی و یا حتی تابستانه برای ارزیابی رشد و نمو بوته در مقایسه با دیسکریپتور رقم می باشد. عیب این آزمون، زمان انجام آن می باشد. زیرا  مواد ژنتیکی ممکن است در محیطی ارزیابی شوند که سازگاری به آن ندارند و منجر به مشکلات بیشتری در تشخیص بوته های خارج از تیپ گردد. امروزه تکنیک های آزمایشگاهی مثل الکتروفورز ژل نشاسته در دسترس می باشند که می توان با استفاده از آن ها اقدام به تعیین خلوص نمود . مزیت این تکنیک ها سرعت و دقت بالای آن  و عیب آن هزینه بالا و پیچیدگی اجرای آزمون می باشد .    آزمون سلامت بذر به منظور کاهش احتمال گسترش پاتوژن های مضر از طریق بذر به سایر مناطق یا کشور ها، یکسری از آزمون های سلامت بذر بوجود آمده اند که به طور معمول 4 نوع می باشند:  * آزمایش فیزیکی قسمت های داخلی  و خارجی بذر با استفاده از میکروسکوپ برای شناسایی وجود یا عدم وجود پاتوژن ها. * پلیت کردن بذر روی آگار و سپس شناسایی ارگانیسم. * جوانه زنی و رشد گیاهچه در شرایط شناخته شده مساعد برای توسعه علائم قابل تشخیص پاتوژن. * شستن نمونه بذر ها با آب دوبار تقطیر شده و به دنبال آن، سانتریفوژکردن و مشاهده در زیر میکروسکوپ.   آزمون تعیین قدرت نامیه (Seed vigor tests) آزمون جوانه زنی استاندارد (قوه نامیه)، حداکثر پتانسیل یک گروه به خصوص بذر را تحت شرایط ایده آل تعیین می کند. از آن جاییکه قوه نامیه تحت شرایط ایده آل تعیین می گردد، الزاما ً نمی تواند منعکس کننده پتانسیل سبز شدن یک بذر در شرایط مزرعه ای باشد و این در حالیست که تفاوت معنی داری بین آزمون جوانه زنی استاندارد و سبز شدن در شرایط واقعی مزرعه وجود دارد. قوه نامیه نسبتا ً بالا الزاما به مفهوم سبز یکنواخت یا استقرار قوی تحت شرایط کشت مزرعه ای نمی باشد. قدرت نامیه بذر به عنوان یک ویژه گی، پتانسیل سرعت و سبز یکنواخت و همچنین توسعه گیاهچه های نرمال را در دامنه وسیعی از شرایط مزرعه تعیین می نماید.   آزمون پیری تسریع شده (Accelerated aging test). این آزمون در وهله اول برای تعیین قابلیت انبار مانی در محیط گرم و مرطوب پیشنهاد گردیده است. تغییرات حرارتی در این آزمون نبایستی بیش از 3/0 -/+ درجه سانتی گراد باشد زیرا تغییات جزئی درجه حرارت ( 5/0 درجه سانتی گراد ) تاثیر بسزایی روی نتیجه حاصل خواهد داشت. در این روش به طور خلاصه می توان گفت که تعداد 100 دانه بذر در سینی مشبک در داخل جعبه پلاستیکی محتوی 40 میلی لیتر از آب دوبار تقطیر شده قرار داده می شوند. بذر ها با بستن جعبه ها و قرار دادن آن ها در 42 درجه سانتی گراد به مدت 96 ساعت و 100 % رطوبت نسبی روند پیری را طی می نمایند . سپس بذر ها را برداشته و در شرایط استاندارد جوانه زنی ارزیابی می شود. حالت تغییر یافته این روش، افزایش درجه حرارت به 45 درجه سانتی گراد به مدت 60 ساعت و سپس آزمون جوانه زنی استاندارد می باشد.