بررسی تنوع صفات آگرومورفولوژیک اجداد وحشی گندم‏ اینکورن (Einkorn) جمع آوری شده از مراتع غرب ایران

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، کرمانشاه، ایران

2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه رازی، کرمانشاه

10.22092/ijrfpbgr.2024.362940.1443

چکیده

سابقه و هدف:
گندم‌های وحشی منبع غنی از ژن‌های مفید ازجمله مقاومت به انواع تنش‏ها مانند تنش خشکی و شوری هستند. گندمیان وحشی با تولید علوفه سبز نقش مؤثری در تعلیف دام، جلوگیری از فرسایش خاک و پایداری در تولید مرتع دارند. در سال‌های اخیر به­علت تبدیل مراتع به اراضی دیم و چرای بیش از حد دام مقدار این ذخایر ارزشمند کاهش یافته و با توجه به اهمیت آنها، حفاظت ژنتیکی و کاربرد علمی و صحیح آنها علاوه بر استفاده در برنامه‌های اصلاحی گندم، کمک زیادی به احیاء مراتع و افزایش تولید علوفه کشور می‌کند. این مطالعه با­ هدف بررسی تنوع گندم اینکورن در مراتع غرب ایران به عنوان مرکز پیدایش و تنوع اجداد وحشی گندم برای استفاده از این منابع ژنتیکی در برنامه­های اصلاحی گندم انجام شد.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی تنوع فنوتیپی گندم اینکورن از نظر ویژگی‌های آگرومورفولوژیک، 93 ژنوتیپ اینکورن از 16 جمعیت جمع‌آوری شده از استان­های کرمانشاه، ایلام و کردستان به ­همراه چهار رقم گندم نان و سه رقم گندم دوروم در قالب‏ طرح آلفا لاتیس در دو تکرار و در دو سال توسط محاسبه بهترین پیش‌بینی نااریب خطی (Best Linear Unbiased Predictor: BLUP) ارزیابی شدند. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد سنبله، وزن هزاردانه، طول سنبله، ارتفاع بوته، طول پدانکل، طول ریشک و تعداد دانه در سنبله بود. کلیه تجزیه­های چندمتغیره با استفاده از روش BLUP انجام شد.
نتایج:
نتایج تجزیه واریانس صفات نشان داد که بین ژنوتیپ‏های مورد بررسی از لحاظ تمامی صفات اندازه‏گیری شده تفاوت معنی‏دار وجود داشت. میزان بالای وراثت‌پذیری عمومی در صفات مورد بررسی (به‌جز طول سنبله و تعداد دانه در سنبله) بالا بود. بررسی همبستگی ژنتیکی بین صفات نشان داد که بین عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیک، وزن سنبله، طول سنبله و تعداد دانه در سنبله همبستگی مثبت و معنی‌دار وجود داشت. صفت تعداد دانه در سنبله در هر دو سال مورد بررسی از وراثت‌پذیری بالایی برخوردار بود. بیشترین میزان ضریب تنوع ژنتیکی در صفت تعداد دانه در سنبله و کمترین در صفت وزن هزار دانه مشاهده شد. تجزیه خوشه­ای با استفاده از داده‌های آگرومورفولوژیک ژنوتیپ­ها را در شش گروه قرار داد که با منشأ جغرافیایی ژنوتیپ­ها تطابق زیادی نشان نداد ولی گندم­های نان و دوروم در گروه­های جداگانه قرار گرفتند. از بین نمونه­های گندم اینکورن، ژنوتیپ­های موجود در گروه 4 دارای بیشترین میانگین برای صفات عملکرد بیولوژیک، وزن سنبله، تعداد سنبله، وزن هزار دانه، طول ریشک، عملکرد دانه، ارتفاع بوته و طول پدانکل بودند. نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که سه مؤلفه اول در مجموع 47/85 درصد تغییرات کل داده‏ها را توجیه کردند. بای­پلات حاصل، ژنوتیپ­های اینکورن مورد مطالعه را در سه گروه و سه رقم گندم نان کریم، کوهدشت و اوروم و در گروه چهارم، سه رقم گندم دوروم بهرنگ، شبرنگ و دهدشت و رقم گندم نان آذر – 2 با بیشترین مقادیر صفات آگرومورفولوژیک در گروه پنجم قرار داد. نتایج گروه­بندی به روش تجزیه به مؤلفه های اصلی تا حد زیادی با نتایج تجزیه خوشه­ای مطابقت داشت.
 نتیجه‌گیری:
 نتایج حکایت از تنوع بالای ژنوتیپ­های اینکورن از لحاظ صفات آگرومورفولوژیک داشت. میزان بالای وراثت‌پذیری عمومی صفات مورد بررسی بیانگر این بود که گزینش فنوتیپی برای این صفات می­تواند مهمترین راهبرد اصلاحی در گندم اینکورن باشد. نتایج مقایسه میانگین برای بیشتر صفات مورد بررسی بیانگر برتری کامل ارقام گندم نان و دوروم بود؛ در مورد بیشتر صفات، ژنوتیپ­های جمع‌آوری شده از کامیاران-سنندج دارای برتری بودند و ژنوتیپ 29 با همین منشأ صفات آگرومورفولوژیک مطلوبی نشان داد که به­منظور استفاده در برنامه­های به‌نژادی گندم توصیه می­گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Ahmadi A, Hosseinpour T., 2013. Investigation the effect of plant density on the growth process of barley (Hordeum Vulgare) genotypes under rain fed conditions. Crop physiology Journal. 5(17):102-89. URL: http://cpj.ahvaz.iau.ir/article-1-74-fa.html (In Persian).
  2. Alipour Kondari, H., & Arzani, A., 2020. Evaluation of heterosis and heritability of yield and yield components in bread wheat, durum wheat and triticale. Journal of Crop Production, 13(3): 107-118. doi: 10.22069/ejcp.2021.17900.2317(In Persian).
  3. Alvarado, G., Rodríguez, F.M., Pacheco, A., Burgueño, J., Crossa, J., Vargas, M., Pérez-Rodríguez, P., Lopez-Cruz, M., 2020. META-R: A software to analyze data from multi-environment plant breeding trials. The Crop Journal, 8(5): 745-756.https://doi.org/10.1016/j.cj.2020.03.010
  4. Babaei Zarch, MJ., Fotokian, MH., Mahmoodi, S., 2014. Evaluation of genetic diversity of wheat (Triticum aestivum) genotypes for morphological traits using multivarite analysis methods. Journal of Crop Breeding, 6(14):1-14. (In Persian with)
  5. Bhatta, M., Shamanin, V., Shepelev, S., Baenziger, P. S., Pozherukova, V., Pototskaya, I. and Morgounov, A., 2019. Genetic diversity and population structure analysis of synthetic and bread wheat accessions in Western Siberia. Journal of Applied Genetics, 60(3): 283-289.
  6. Calinski, T., Harabasz, J., 1974. A dendrite method for cluster analysis. Communications in Statistics, 3: 1-27.
  7. Cooper, M. and DeLacy, I.H., 1994. Relationships among analytical methods used to study genotypic variation and genotype-by-environment interaction in plant breeding multi-environment experiments. Theoretical Applied Genetics, 88, 561–572 https://doi.org/10.1007/BF01240919
  8. Cox, T.S., Lookhart, G.L., Walker, D.E., Harrell, L.G., Albers, L.D. and Rodgers, D.M. 1985. Genetic relationships among hard red winter wheat cultivars as evaluated by pedigree analysis and gliadin polyacrylamide-gel electrophoretic patterns. Crop Science, 25:1058–1063.
  9. Dadashi, M., Noorinia, A., Askar, M. and Azizi, S., 2010. Evaluation of Correlation between Physiological and Morphological Traits with Yield in Hull- less Barley Lines. Journal of Crop Ecophysiology, 4(15(3)): 29-40. (In Persian).
  10. Dubcovsky, J. and Dvorak, J., 2007. Genome plasticity a key factor in the success of polyploidy wheat under domestication. Science, 316: 1862–1866.
  11. Heun, M., Scha¨fer-Pregl, R., Klawan, D., Castagna, R., Accerbi, M., Borghi, B, Salamini F., 1997. Site of einkorn wheat domestication identified by DNA fingerprinting. Science, 278: 1312–1314.
  12. Jalal, A.A.T. and Ahmad, H.A.F., 2012. Genetic variation, heritability, phenotypic and genotypic correlation studies for yield and yield components in promising barley genotypes. Journal of Agricultural Science, 4(3): 193-210.
  13. Kalirad, A., 2021. Heritability. Iranian Journal of Biology, 5(10): 33-47 (In Persian).
  14. Kimber, G. and Feldman, M., 1987. Wild wheat. An introduction. Wild wheat. An introduction, Special Report No. 353, University of Missouri, Columbia.
  15. Mir Drikvand, R., 2017. Investigation of heritability of morphological traits and genetic diversity among rainfed barley genotypes using molecular and morphological markers. Plant Genetic Resources 3(2):69-82.
  16. Mohammadi, S. 2014. Evolution of grain yield and its components relationships in bread wheat genotypes under full irrigation and terminal water stress conditions using multivariate statistical analysis. Iranian Journal of Field Crops Research, 12(1): 99-109. Doi: 10.22067/gsc.v12i1.36646 (In Persian).
  17. Nesbitt, M. 1998. Where was einkorn wheat domesticated? Trends in Plant Science, 3: 1360–1385.
  18. Pour-Aboughadareh, A., Moghaddam, M., Alavikia, S. and Mehrabi, A. 2016. Assessing heritability of agro-morphological characters and relationship between genetic diversity with geographical factors in Einkorn wild wheat populations collected from West and Northwest of Iran. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 24(2): 287-304. doi: 10.22092/ijrfpbgr.2016.109418 (In Persian).
  19. Poursiahbidi, M. M., Cheghamirza, K., Bahraminejad, S., Arzani, A., & Mehrabi, A. A. 2020. Evaluation of genetic variation in einkorn wheat originated from west Iran using microsatellite markers. Agricultural Biotechnology Journal, 12(2): 183-208. doi: 10.22103/jab.2020.15516.1212 (In Persian).
  20. Rahmati, M.R., Ahmadi, A., and Hosseinpour, T., 2018. Study of genetic variability, heritability and relationship between grain yield and yield-related traits on bread wheat genotypes under dry land conditions. Journal of Computational Biology, 10: 167-175.
  21. Razavi, T. and Sadeghi, S., 2019. Study of genetic diversity of Iranian wheat through microsatellite marking. Medbiotech Journal, 3(03): 105-110.
  22. Robinson, H.F., Comstock, R.E. and Harvey, P.H., 1949. Genotypic and phenotypic correlation’s in corn and their implications in section. Agronomy Journal, 43: 282-287.
  23. Salavati Meybodi, M R., Ranjbar, G.A., Kazemitabar, S.K., Najafi Zarrini, H., 2017. Investigation of heritability and genetic diversity among tobacco genotypes using issr markers and morpho-physiological traits. Plant Genetic Researches, 4 (1):75-88. (In Persian).
  24. Seifolahpour, B., Bahraminejad, S. and Cheghamirza, K., 2017. Genetic diversity of einkorn wheat (Triticum boeoticum) accessions from the central Zagros Mountains. Žemdirbystė (Agriculture),104(1): 23-30.
  25. Sharifi, P., Aminpanah, H., 2017. Evaluation of Genotype × Environment Interactions, Stability and a number of Genetic Parameters in Rice Genotypes. Plant Genetic Researches, 3 (2) :25-42. (In Persian).
  26. Tabatabaei S.F. and Maassoumi T.R., 2001. Triticum boeoticum ssp thaoudar" exists" in Iran. Cereal Research Communications, 29: 121-126.
  27. Talebifar, M., Taghizadeh, R. and Kamal, Kivi, SE. 2015. Determination of relationships between yield and yield components in wheat varieties under water deficit stress in different growth stages through path analysis. Applied Field Crops Research, 28(3): 107-113 (In Persian).
  28. Vahdani Kia, F. S., Samiezadeh lahiji, H., Zahravi, M. and Mohsenzadeh, M., 2021. Evaluating genetic diversity of some wheat genotypes using SSR and ISSR molecular markers. Cereal Research, 11(1): 43-54. (In Persian).
  29. Wang, Z. and Huang, B., 2004. Physiological recovery of Kentucky bluegrass from simultaneous drought and heat stress. Crop science, 44(5):1729-1736.
  30. Zohary, D. and Hopf, M., 2000. Domestication of plants in the Old World: The origin and spread of cultivated plants in West Asia, Europe and the Nile Valley (No. Ed. 3). Oxford university press.
  31. Zommita, S. and Zencirci, N., 2022. Genetic Variation in Einkorn (Triticum monococcum) Wheat. Uluslararası Anadolu Ziraat Mühendisliği Bilimleri Dergisi, 4(1):17-22.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار