جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « heritability » در نشریات گروه « زراعت »
تکرار جستجوی کلیدواژه «heritability» در نشریات گروه «کشاورزی»-
مقدمه و هدف
یونجه مهمترین لگوم علوفهای میباشد که برای تامین علوفه مورد نیاز جهت تولید پروتئین و مواد لبنی بشر نقش بسیار مهمی دارد. این گیاه ارزش غذایی بالایی داشته و سازگاری آن به شرایط مختلف بالا است. یونجه برای کشاورزی پایدار توصیه میشود زیرا دارای سامانه ریشهای عمیق بوده و بهدلیل چند ساله بودن میتواند از فرسایش خاک جلوگیری کند. یونجه منبع بسیار خوبی برای تثبیت بیولوژیکی نیتروژن هوا است. محققین معتقدند که 65% از کل نیتروژن مصرفی در کشاورزی از طریق تثبیت بیولوژیک نیتروژن صورت گرفته است. از نظر کیفیت علوفه و میزان انرژی مطلوب از گیاهان بسیار خوش خوراک بوده و در رشد دامها موثر میباشد. این گیاه علاوه بر پروتئین، سرشار از انواع ویتامینها بهخصوص K، E، C، A و ترکیبات معدنی از قبیل کلسیم هستند. پراکنش انواع یونجههای یکساله در سطح جهانی بهخصوص در مناطق خشک و نیمهخشک، نشان دهنده مقاومت آنها در برابر شرایط کم آبی و خشکی است. میتوان از یونجه بهعنوان گیاهانی موفق جهت جلوگیری از بیابانزایی و گسترش کویرها استفاده نمود. در میان یونجههای یکساله گونههایی وجود دارند که قادرند جهت اصلاح و توسعه در مناطق خشک و مراتع بیابانی با باران زمستانی 80 تا 100 میلیمتر سازگار شوند. یکی از محدودیتهای اصلاح برای تنش خشکی موجود نبودن منابع مقاومت در بین ژنوتیپهای زراعی است. برای اینمنظور ارزیابی ژنوتیپهای وحشی میتواند گام مهمی در این مسیر باشد.
مواد و روشاین پژوهش بر روی ژنوتیپهای یونجه چندساله (یک رقم) و یک ساله (نه توده) (جدول 1) بهصورت فاکتوریل (فاکتور اول ژنوتیپهای یونجه و فاکتور دوم تنش) با سه تکرار و در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در گلخانه دانشکده فناوری کشاورزی دانشگاه تهران (پردیس ابوریحان) انجام شد. شرایط رشد بهصورت آبیاری کامل و تنش خشکی شدید (30% ظرفیت نگهداری آب) بود که طی سال زراعی 92-1391 اجرا گردید. کشت در اردیبهشت ماه در گلخانه پردیس ابوریحان دانشگاه تهران در شرایط دمایی 22 درجه سانتیگراد، فتوپریود 16 ساعت روشنایی و با رطوبت مناسبکشت شدند. تعداد 60 گلدان متوسط پلاستیکی با قطر دهانه 15 سانتیمتر و ارتفاع 15 سانتیمتر و ظرفیت 2 کیلوگرم پر گردید. پیش از کاشت با کشیدن سمباده نرم روی سطوح بذور و انجام عمل استرافیکاسیون خواب بذور شکسته شد و نیز آزمون قدرت جوانهزنی بذور انجام گردید. روز قبل از کشت آبیاری سبک انجام شد، سپس داخل هر گلدان هفت بذر در عمق یک سانتیمتری خاک کشت شد و روی سطح خاک با کوکوپیت بهمنظور حفاظت رطوبت خاک پوشانده شد. خاک گلدانها تا قبل از اعمال تنش روزی دو مرتبه با آبپاش آبیاری شدند و بعد از رسیدن به ارتفاع 15 سانتیمتری از محلول هوگلند 50% برای تغذیه گیاهان استفاده شد و پس از گذشت 55 روز از زمان کاشت گیاهان و در مرحله رشد رویشی صفات مورفولوژیک شامل تعداد شاخه، ارتفاع ساقه، تعداد برگ، تعداد میانگره، طول میانگره، مساحت برگ، وزن تر برگ، وزن تر ساقه، وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه اندازهگیری گردید. برای تنظیم مقدار رطوبت خاک از روش وزنی استفاده شد. برای رسم نمودارها از نرمافزار Excel استفاده شد و نیز دادهها توسط نرمافزار SAS تجزیه گردید و مقایسات میانگین با استفاده از روش دانکن انجام شد.
یافته ها:
نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که سطوح مختلف تنش خشکی آثار منفی بر صفات مختلف بررسی شده داشته است. واکنش ارقام به تنش نیز با توجه به تفاوت آنها از لحاظ تحمل به خشکی تحت تاثیر قرارگرفت. اختلاف بسیار معنیداری در سطح 1 درصد برای صفات ارزیابی شده بیانگر وجود تنوع ژنتیکی میان ژنوتیپهای مورد مطالعه میباشد و میتواند در مطالعات بعدی تحمل به خشکی جهت گزینش ژنوتیپها مورد استفاده قرار گیرد. همچنین اثر متقابل ژنوتیپ در شرایط تنش برای اکثر صفات کمی نشان میدهد که میزان تغییرات ژنوتیپهای مختلف در شرایط متفاوت رطوبتی برای اکثر صفات یکسان نبوده و ژنوتیپها واکنشهای متفاوتی در دو شرایط تنش خشکی و نرمال داشتند. نتایج محاسبه وراثتپذیری برای صفات مورد مطالعه نشان داد که تمامی صفات، وراثتپذیری عمومی بالایی را از خود نشان دادند. بیشترین وراثتپذیری برای صفت وزن خشک برگ (92/96 در شرایط آبیاری کامل و 91/77 در شرایط تنش شدید) و کمترین وراثتپذیری برای صفت تعداد میانگره (71/83 در شرایط آبیاری کامل و 66/93 در شرایط تنش شدید) مشاهده شد. بیشترین ضریب تغییرات مربوط به صفت تعداد شاخه در بوته (22/49) و کمترین آن برای صفت وزن خشک برگ (8/86) مشاهده شد. در این پژوهش در مجموع میتوان ژنوتیپهای کرمانشاه 130 و آذربایجان 175 را بهعنوان مقاومترین ژنوتیپها معرفی نمود. این ژنوتیپها کاهش کمتری در اکثر صفات مورفولوژی مانند وزن خشک ساقه، وزن خشک برگ، وزن تر ساقه، تعداد شاخه، طول بلندترین ساقه، تعداد برگ و طول میانگره در شرایط تنش داشتند.
نتیجه گیری:
با توجه به اینکه ژنوتیپهای وحشی 130 (از کرمانشاه) و 175 (از آذربایجان غربی) جزو مقاومترین ژنوتیپهای این مطالعه بودند میتوان به عنوان منابع جدید مقاومت در برنامه های اصلاحی آینده استفاده کرد.
کلید واژگان: تنش, وراثت پذیری, وزن تر, یونجه وحشیBackgroundAlfalfa is the most important leguminous forage that plays a key role in providing fodder needed for the production of human protein and dairy products. This plant has high nutritional value with high adaptability to different conditions. Alfalfa is recommended for sustainable agriculture because it has a deep root system and is a perennial plant, hence it can prevent soil erosion. Alfalfa is an excellent source for the biological fixation of air nitrogen. Researchers believe that 65% of the total nitrogen used in agriculture is through biological nitrogen fixation. It is very palatable and effective in the growth of livestock in terms of fodder quality and the optimal amount of energy from plants. In addition to protein, this plant is rich in vitamins, especially A, C, E, and K, as well as mineral compounds such as calcium. The distribution of the types of annual alfalfa at the global level, especially in arid and semi-arid regions, shows their resistance to water shortage and drought conditions. Alfalfa can be used as a successful plant to prevent desertification and the expansion of deserts. Among annual alfalfas, some species can adapt to 80-100 mm of winter rain for improvement and development in dry areas and desert pastures. However, most of Iran is suffering from water shortage, and one of the limitations of breeding for drought stress is the lack of resistance sources among crop genotypes. For this purpose, the evaluation of wild genotypes can be an important step in this direction.
MethodsThis research was conducted on perennial alfalfa genotypes (one variety) and one-year alfalfa (nine samples) in a factorial experiment (alfalfa genotypes and stress as the first and second factors, respectively) with three replications in a block design. Samples of alfalfa were evaluated in normal and severe stress conditions in the greenhouse of the Faculty of Agricultural Technology, University of Tehran (Abureihan Campus) during 2012-2013. The factorial experiment was conducted based on a randomized complete block design with three replications. The irrigation factor was water deficit stress including irrigation when soil moisture reached 30% of field capacity (severe stress), and the second irrigation level was normal conditions. Cultivation was carried out in May at a temperature of 22 °C, a photoperiod with 16 hours of light, and adequate humidity. Sixty medium plastic pots with an opening diameter of 15 cm, a height of 15 cm, and a capacity of 2 kg were filled with soil. Before planting, the seeds were broken by pulling soft sandpaper on their surfaces and performing stratification, followed by the seed germination test. Light irrigation was done one day before planting. Then, seven seeds were planted in each pot at a depth of 1 cm, and the soil surface was covered with cocopeat to protect soil moisture. The soil of the pots was watered with a sprinkler twice a day until the stress application. After reaching a height of 15 cm, 50% Hoagland's solution was used to feed the plants. After 55 days from the time of planting, the morphological traits, such as stem number, plant height, leaf number, internode number, internode length, leaf area, dry leaf weight, and dry stem weight, were evaluated at the vegetative growth stage. The weight method was used to adjust the soil moisture content. Excel software was used to draw graphs, and data were analyzed using SAS software. Means were compared using Duncan's method.
ResultsDrought stress negatively affected the evaluated traits. The differences between all evaluated genotypes were significant at the 1% probability level, revealing the existence of genetic diversity between genotypes that can be used for the selection of drought-tolerant genotypes in a subsequent study. The interaction effect of the genotype in stress conditions showed that the changes of different genotypes in different moisture conditions were not the same for most of the traits and genotypes. The heritability calculation results showed high general heritability for all the studied traits. The highest heritability belonged to the leaf dry weight trait (92.96 and 91.77 under full irrigation and severe stress conditions, respectively), and the lowest heritability was observed for the internode number trait (71.83 and 66.93 under full irrigation and severe stress conditions, respectively). The highest coefficient of variation belonged to the number of branches per plant trait (22.49) and the lowest value was observed for the leaf dry weight trait (8.86). In this study, Kermanshah130 and Azarbayjan175 were the most tolerant genotypes with the lowest decrease for leaf dry weight, stem dry weight, stem number, plant height, leaf number, and internode length.
ConclusionSince the wild genotypes Kermanshah 130 and Azarbayjan 175 were the most tolerant genotypes in this study, they can be used as new sources of resistance in future breeding programs.
Keywords: Heritability, Stress, Wet Weight, Wild Alfalfa -
مقدمه و هدف
کاهش تنوع ژنتیکی در گوجهفرنگی (L.Solanum lycopersicum )، ناشی از اهلی شدن و به نژادی، حفظ و به کارگیری تمام منابع ژنتیکی موجود را ضروری نموده است. محدود شدن ارقام گوجهفرنگی مورد کشت به ارقام اصلاح شده و کاهش تنوع ژنتیکی، مطلوب نبوده و موجب آسیبپذیری و ناپایداری تولید می گردد. از تودههای بومی به عنوان منابع ژنی جهت اصلاح و معرفی ارقام زراعی برتر میتوان بهره برد. تودههای محلی از مهمترین منابع ژنتیکی هستند. آنها اغلب غیریکنواخت میباشند و از ژنوتیپ های مختلف که به طور عمده خالص هستند، تشکیل شدهاند. به نژادی گوجه فرنگی در این است که صفات مطلوب از والدین به نتاج انتقال داده و باعث تنوع محصولات و کیفیت گوجه فرنگی شود. با توجه به وجود تنوع فراوان تودههای گوجهفرنگی که در ایران یافت میشوند میتوان از آنها در جهت گزینش ارقام با کیفیت بالا و تولید دورگه های مطلوب بهره برد. ارقام اولیه گوجه فرنگی در مناطق مختلف ایران به صورت خودرو در حال رشد هستند. این گوجه فرنگی در طبیعت یا توسط کشاورزان رشد کرده و میوه هایی را در اندازه ریز تا متوسط تولید کرده که از نظر مورفولوژیکی دارای خصوصیات رشدی نامحدود هستند که برای ارقام گلخانهای گوجه فرنگی مناسب میباشند. هدف از تحقیق حاضر، انتخاب توده های برتر برای انجام تلاقیهای هدفمند، بررسی وراثت پذیری صفات مرتبط با میوه، میزان هتروزیس در نسل اول و انتخاب نتاج با میوه ریز و رشد نامحدود بود.
مواد و روشها:
در این پژوهش تعداد 9 توده بومی گوجه فرنگی گیلاسی بومی در ایران شامل: توده کفش گیری از گرگان، 2) توده دارکلاته از روستای دارکلاته فندرسک بخش خان ببین، 3) توده کردستان، 4) توده ورامین، 5) توده رشت، 6) توده خواجه نفس از گرگان، 7) توده رفسنجان، 8) توده ساری از جویبار و 9) توده کرمانشاه شناسایی شده و بذرگیری از آنها انجام شد. از بین این تودهها 17 تلاقی انجام شد و نتایج نسل اول آنها مورد بررسی قرار گرفت. بعد از جمع آوری گرده از والد پدری و حذف پرچم گلهای والد مادری، گرده روی کلاله مادری در صبح زود و قبل از باز شدن گل ها قرار گرفت. در هر توده 6 تا 10 بوته برای تلاقی انتخاب شدند. در یک خوشه نیز 2 تا 4 گلچه برای تلاقی در نظر گرفته شد. در صورت عدم گردهافشانی و عدم تشکیل میوه، تلاقی تکرار شد. بعد از انجام تلاقی و برای کنترل و جلوگیری از تلاقی ناخواسته از جانب حشرات از توری توری نازک (توری پشه بند) استفاده شد و روی بوته ها با آن بهطور کامل محصور گردید. 40 - 30 روز بعد از تلاقی، میوه های تشکیل شده برداشت گردیدند. پس از انجام انواع گرده افشانی، میوه های بهدست آمده در آزمایشگاه از نظر صفاتی شامل حجم میوه، وزن میوه، طول میوه، قطر میوه، تعداد بذر در میوه، مواد جامد محلول، اسیدیته و ویتامین ث مورد ارزیابی قرار گرفتند. طرح بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی با 17 تیمار (17 تلاقی) در سه تکرار اجرا شد. تجزیه واریانس صفات اندازه گیری شده به صورت یک طرفه با استفاده از نرم افزار SAS نسخه 9/1 انجام شد. اجزای واریانس، وراثت پذیری عمومی، ضرایب تنوع فنوتیپی، ژنوتیپی و محیطی و نیز میزان هتروزیس صفات محاسبه شدند.
یافته ها:
تجزیه واریانس صفات مختلف میوه نشان داد که بین تلاقیهای مورد مطالعه از نظر صفات حجم میوه، طول میوه، وزن میوه، قطر میوه، تعداد بذر میوه، مواد جامد محلول، اسیدیته و ویتامین ث تفاوت معنیداری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. مقایسه میانگین صفات نشان داد که صفات وزن میوه، قطر میوه و طول میوه بهترتیب با مقادیر 28/16 گرم، 3/29 میلیمتر و 2/71 میلیمتر در نتاج تلاقی کرمانشاه*رشت بیشترین مقدار را دارد. در نتاج تلاقی ساری*رشت بیشترین حجم میوه با 18/8 میلیلیتر ثبت شد. در نتاج تلاقی گرگان*ورامین و کفش گیری*کردستان، به ترتیب با 141 و 140 عدد بیشترین تعداد بذر در هر میوه شمارش شد. بالاترین مواد جامد محلول با 8/67 درصد در نتاج تلاقی رفسنجان*کردستان، بیشترین اسیدیته با 11/03 میلی گرم در 100 میلی لیتر آب در نتاج تلاقی رفسنجان*رشت بالاترین ویتامین ث با 6/1 میلی گرم در 100 میلیلیتر آب در نتاج تلاقی کفش گیری*رفسنجان مشاهد شد. نتایج هتروزیس نسبت به میانگین والدین نشان دهنده بروز هتروزیس مثبت در قطر و حجم میوه بود. همچنین هتروزیس منفی در طول میوه، وزن میوه و تعداد بذر مشاهد شد. تمامی تلاقیها هتروزیس مثبت و بالایی را در مورد حجم میوه نشان دادند و بالاترین هتروزیس حجم میوه با 10/71 در نتاج تلاقی کفش گیری*کردستان بهدست آمد. تلاقی برتر از نظر قطر میوه در تلاقی کرمانشاه*رشت، با هتروزیس 7/53 شناسایی شد.
نتیجه گیری:
نتایج به دست آمده نشان داد که بالاترین میزان وراثتپذیری عمومی (h2) و پیشرفت ژنتیکی بهترتیب برای صفات ویتامین ث، اسیدیته میوه، وزن میوه و حجم میوه وجود دارد که در تلاقی های کفش گیری*رفسنجان، رفسنجان*رشت و کرمانشاه*رشت بهدست آمد. از طرف دیگر در صفات حجم میوه، وزن میوه، تعداد بذر میوه، مواد جامد محلول، اسیدیته و ویتامین ث ضریب تنوع ژنتیکی بیشتر از ضریب تنوع فنوتیپی بود که نشان دهنده تاثیر کمتر عوامل محیطی بر این صفات بود. بهعبارتی بالا بودن وراثتپذیری، پیشرفت ژنتیکی و تنوع ژنتیکی برای صفات کمی و کیفی میتواند به اصلاح گر برای انتخاب بهترین ترکیب و رسیدن به سطح مطلوبی از پتانسیل عملکرد کمک کند.
کلید واژگان: تلاقی, توارث پذیری, دانه گرده, گرده افشانی, واریانس فنوتیپیBackgroundThe reduction of genetic diversity in tomatoes (Solanum lycopersicum L.), caused by domestication and breeding, has necessitated the use of all available genetic resources. Limiting cultivated tomato cultivars to modified cultivars and reducing genetic diversity are not desirable and cause production vulnerability and instability. Native populations can be used as genetic resources to improve and introduce superior crop varieties. Local populations are one of the most important genetic resources that are often non-uniform and consist of different and mostly pure genotypes. Breeding tomatoes means transferring desirable traits from parents to progeny and causing the variety and quality of tomatoes. Considering the great variety of tomato cultivars found in Iran, they can be used to select high-quality cultivars and produce desirable hybrids. This research aimed to select accessions for purposeful crossings to investigate the heritability of fruit traits, and the amount of heterosis in the F1, and to select progeny with small fruit and non-determinate growth.
MethodsIn this research, seeds were collected from nine identified local accessions of native cherry tomatoes in Iran, including Kafshgiri from Gorgan, 2) Darklate, 3) Kurdistan, 4) Varamin, 5) Rasht, 6) Gorgan, 7) Rafsanjan, 8) Sari, and 9) Kermanshah. These accessions were subjected to 17 crosses, and the results of their first generations were analyzed afterward. After collecting pollen from the male parent and removing the stamens of the female parent flowers, the pollen was placed on the stigma of the female in the early morning before opening the flowers. In each mass, 6-10 plants were selected for crossing. In one cluster, 2-4 flowers were considered for crossing. Crossing was repeated in the case of no successful pollination and no fruit formation. After crossing and to control and prevent unwanted crossing by insects, the bushes were completely enclosed with a thin net (mosquito net). The formed fruits were harvested 30-40 days after mating. The fruits obtained in the laboratory were evaluated in terms of fruit volume, fruit weight, fruit length, fruit diameter, number of seeds in the fruit, Brix, acidity, and vitamin C. The experiment was based on a randomized complete block design with 17 treatments (17 crossings) in three replications. One-way analysis of variance (ANOVA) for the measured traits was performed using SAS software version 9.1. Other calculated parameters were variance components, general heritability, phenotypic, genotypic, environmental diversity coefficients, and the degree of trait heterosis.
ResultsThe results of ANOVA for different fruit traits showed a significant difference between the studied crosses in terms of fruit volume, fruit length, fruit weight, fruit diameter, number of fruit seeds, Brix, acidity, and vitamin C at the probability level of 1%. The comparison of the average traits showed that fruit weight, fruit diameter, and fruit length traits were the highest in the progeny of the Kermanshah × Rasht cross with values of 28.16 g, 3.29 mm, and 2.71 mm, respectively. The highest fruit volume (18.8 ml) was recorded in the offspring of the Sari × Rasht cross. The highest number of seeds per fruit was counted at 141 and 140, respectively, in the cross between Gorgan × Varamin and Shoghgiri × Kurdistan. The highest Brix (8.67%) belonged to the crossbreed of Rafsanjan × Kurdistan, the highest acidity (11.03 mg/100 ml of water) to the crossbreed of Rafsanjan × Rasht, and the highest vitamin C (1.6 mg per 100 ml of water) to the progeny of Kafshgiri × Rafsanjan. In the fruit size, fruit weight, number of fruit seeds, Brix, acidity, and vitamin C traits, the genetic variation coefficient was higher than the phenotypic variation coefficient, indicating the lesser effect of environmental factors on these traits. In fruit length and diameter, the phenotypic diversity coefficient was higher than the genetic diversity coefficient. The estimated heritability (h2) of traits revealed that fruit volume, fruit weight, acidity, and vitamin C traits had general h2 from 80 to 99%. The Brix value showed the lowest general h2 of 59%. The results showed positive heterosis in fruit diameter and volume. Negative heterosis was observed in fruit length, fruit weight, and number of seeds. All crosses showed positive and high heterosis regarding fruit size, and the highest fruit size heterosis with 10.71 was obtained in the progeny of the Kurdistan × Kafshgiri cross. The superior cross in terms of fruit diameter was identified in the Kermanshah × Rasht cross, with a heterosis of 7.53.
ConclusionThe obtained results showed that the highest level of general h2 and genetic progress were found for the vitamin C, fruit acidity, fruit weight, and fruit volume traits, respectively, which were found in the crossings of Kafshgiri × Rafsanjan, Rafsanjan × Rasht, and Kermanshah × Rasht. In terms of fruit size, fruit weight, number of fruit seeds, soluble solids, acidity, and vitamin C, the genetic variation coefficient was higher than the phenotypic variation coefficient, indicating less influence of environmental factors on these traits. In other words, high heritability, genetic progress, and genetic diversity for quantitative and qualitative traits can help breeders choose the best combination and reach an optimal level of performance potential.
Keywords: Crossing, Heritability, Phenotypic Variance, Pollen Grain, Pollination -
مقدمه و هدف
عدس (Lens Culinaris Medik.) از خانواده بقولات سرد سیر، گیاهی است یکساله، خود گرده افشان و دیپلوئید که دانه آن منبع غنی از پروتئین می باشد. این گیاه مانند سایر حبوبات در همزیستی با باکتری های تثبیت کننده نیتروژن، نقش مهمی در کاهش مصرف کود و افزایش بهره وری محصولات سایر گیاهان زراعی که در تناوب با عدس قرار می گیرند، ایفا می کند. موفقیت در برنامه های اصلاحی تابع تنوع ژنتیکی، وراثت پذیری و انتخاب است. بررسی تنوع ژنتیکی شالوده و پایه کار اصلاح و ایجاد رقم های پرمحصول و با ویژگی ها و ظرفیت و قابلیت های کمی و کیفی بالا است. از این رو، ارزیابی تنوع ژنتیکی در گیاهان زراعی برای برنامه های اصلاح نباتات و حفاظت از ذخایر توارثی امری ضروری است. بدین منظور لازم است ژرم پلاسم گیاهی جمع آوری شود تا به عنوان جامعه پایه، ارزیابی شود و ژنوتیپ های دارای پتانسیل عملکرد و دیگر صفات مطلوب شناسایی شده و مورد بهره برداری قرار گیرند. با توجه به پایین بودن پتانسیل عملکرد ارقام موجود در عدس، بررسی تنوع ژنتیکی بین لاین های بومی عدس و مقایسه آنها با ارقام شاهد می تواند به نژاد گر را در گزینش لاین های برتر از لحاظ پتانسیل عملکرد و صفات اگرو مورفولوژیک کمک نماید.
مواد و روش هابا هدف گزینش و معرفی ارقام جدید، لاین های عدس بومی جمع آوری شده از مناطق هدف در استان زنجان طی دو سال زراعی 97-1396 و 1397-98 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان ارزیابی شدند. در هر دو سال آزمایش، ارقام اصلاح شده کیمیا، سبز کوهین، گچساران، مراغه و بیله سوار به عنوان ارقام شاهد استفاده شدند. سال اول، آزمایش با 200 لاین در قالب طرح آزمایشی حجیم شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی اجرا گردید. هر واحد آزمایشی شامل یک ردیف یک متری بود. فاصله بین ردیف ها 25 سانتیمتر و فاصله روی ردیف ها 5 سانتیمتر و عمق کاشت 5 سانتیمتر در نظر گرفته شد. در ابتدا و انتهای هر بلوک دو ردیف عدس سبز کوهین به عنوان حاشیه کشت شد. در سال دوم آزمایش، با توجه به حصول مقدار بذر کافی از سال اول، آزمایش در قالب طرح لاتیس ساده با دو تکرار و واحد های آزمایشی بزرگتر برای لاین های گزینش شده از سال اول انجام شد. هرواحد آزمایشی شامل دو خط یک متری بود. فاصله بین ردیف ها، فاصله روی ردیف ها و عمق کاشت مشابه آزمایش سال اول انجام شد. در ابتدا و انتهای هر بلوک ناقص دو ردیف عدس سبز کوهین به عنوان حاشیه کشت شد.
یافته هانتایج تجزیه واریانس در سال اول نشان داد بین لاین های بومی عدس از لحاظ صفات اختلاف دمای کانوپی، طول دوره غلاف دهی، تعداد و عملکرد دانه در بوته، شاخص برداشت در بوته، تعداد و عملکرد دانه در متر مربع و وزن هزار دانه اختلاف معنی دار در سطح احتمال 0/01 و 0/05 وجود دارد. در همین سال صفات اختلاف دمای کانوپی، طول دوره غلاف دهی، ارتفاع اولین انشعاب شاخه، تعداد غلاف در بوته، تعداد غلاف پر در بوته، تعداد و عملکرد دانه در بوته، شاخص برداشت در بوته، تعداد و عملکرد دانه در متر مربع و وزن هزار دانه از ضریب تغییرات ژنتیکی، وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی بالایی برخوردار بودند. لاین های 14، 68 و 165 از لحاظ صفات فنولوژیکی برترین لاین ها بودند. ارتفاع بوته و ارتفاع اولین غلاف در لاین های 85، 92، 193 و 195 نسبت به بقیه لاین ها بیشتر بود. لاین های 32، 90 و 156 بیشترین تعداد غلاف پر را داشتند. لاین های 122، 163، 165 و 200 بیشترین عملکرد دانه در بوته را به خود اختصاص دادند. وزن هزار دانه در لاین های 163، 166، 171 و 174 در مقایسه با بقیه لاین ها بیشتر بود. بیشترین عملکرد دانه در متر مربع در لاین های 23، 150، 192 و 200 مشاهده گردید. در نهایت، بر اساس مقایسه میانگین لاین ها با رقم شاهد برتر برای هر صفت به روش LSD و با در نظر گرفتن درجه اهمیت صفات از بین 200 لاین عدس، 95 لاین برتر گزینش گردیدند. در سال دوم اختلاف معنی دار بین لاین های عدس از لحاظ تمامی صفات مورد مطالعه به غیر از ارتفاع اولین انشعاب شاخه در سطح احتمال 0/01 و 0/05 دیده شد. اختلاف دمای کانوپی، تعداد غلاف خالی در بوته و تعداد دانه در بوته ضریب تغییرات بالایی داشتند. وراثت پذیری بالا در صفات روز تا 50% گلدهی، طول دوره گلدهی، روز تا 50% غلاف دهی، روز تا 50% رسیدگی فیزیولوژیکی، طول دوره پر شدن دانه و عملکرد کاه و کلش در بوته دیده شد. برای صفات اختلاف دمای کانوپی، طول دوره گلدهی، ارتفاع اولین غلاف، تعداد غلاف خالی در بوته، عملکرد دانه در بوته، زیست توده در بوته و عملکرد کاه و کلش در بوته پیشرفت ژنتیکی بالا مشاهده گردید. لاین های 150، 155، 173 و 176 از لحاظ صفات فنولوژیکی برترین لاین ها بودند. بالاترین ارتفاع بوته در لاین های 146 و 180 و بالاترین ارتفاع اولین غلاف در لاین های 12، 47 و 130 مشاهده شد. لاین های 1، 131 و 176 بیشترین تعداد غلاف پر را داشتند. از لحاظ عملکرد و اجزای عملکرد در بوته لاین های 1، 131 و 176 بیشترین تعداد دانه و عملکرد دانه در بوته را به خود اختصاص دادند. وزن هزار دانه در لاین های 23، 52، 163 و 178 در مقایسه با بقیه لاین ها بیشتر بود. از لحاظ عملکرد و اجزای عملکرد در متر مربع لاین های 55، 69، 86 و176 برترین لاین ها شناخته شدند. در نهایت، بر اساس مقایسه میانگین لاین ها با رقم شاهد برتر برای هر صفت به روش LSD و با در نظر گرفتن درجه اهمیت صفات از بین 100 لاین عدس، 44 لاین برتر گزینش شدند.
نتیجه گیریلاین های مورد ارزیابی از نظر اغلب صفات دارای اختلاف معنی دار با یکدیگر بودند. وراثت پذیری بالا در صفات روز تا 50% گلدهی، طول دوره گلدهی، روز تا 50% غلاف دهی، روز تا 50% رسیدگی فیزیولوژیکی، طول دوره پر شدن دانه و عملکرد کاه و کلش در بوته دیده شد. لاین های مورد ارزیابی در مقایسه با ارقام شاهد در اکثر صفات مورد مطالعه از میانگین بالاتری برخوردار بودند. بنابراین با گزینش لاین های برتر از لحاظ پتانسیل عملکرد و صفات اگرومورفولوژیک می توان از این پتانسیل ژنتیکی بالقوه در ایجاد جمعیت های برتر و معرفی ارقام پر محصول استفاده کرد.
کلید واژگان: اصلاح عدس, پیشرفت ژنتیکی, ضریب تغییرات ژنتیکی, گزینش لاین های اینبرد, وراثت پذیری خصوصیIntroduction and ObjectiveLentil (Lens Culinaris Medik.) belongs to cool season pulses. It is annual, self pollinated and diploid crop and its seed is rich in protein. Lentil, such as other legumes that are in symbiosis with nitrogen-fixing bacteria plays an important role in reducing fertilizer consumption and increasing the productivity of other crops that are in rotation with lentil. Success in breeding programs depends on genetic diversity, heritability and selection. Investigating the genetic diversity is the basis of breeding and releasing high-yielding cultivars with high quantitative and qualitative characteristics and capacities. Therefore, the evaluation of genetic diversity in crops is essential for breeding programs and the protection of genetic resources. For this purpose, it is necessary to collect plant germplasm to be evaluated as a base population, and genotypes with yield potential and other desirable traits are identified and exploited. Due to the low yield potential of the exsistance cultivars, investigating the genetic diversity among native lentil lines and comparing them with control cultivars could assiste the breeder in selecting superior lines in terms of yield potential and agromorphological triats.
Material and MethodsTo select and introduce new cultivars, native lentil lines collected from the target areas in Zanjan province were evaluated in the two cropping years of 2017-2018 and 2018-2019 in the experimental farm of Zanjan University's Faculty of Agriculture. In both years of the experiment, improved cultivars such as Kimia, Sabz Koohin, Gachsaran, Maragheh and Bilehsavar were used as control cultivars. The first year, the experiment was conducted in the augmented design based on randomized complete bloke design with 200 lines. Each experimental unit consisted of one metere row. The distance between the rows was 25 cm, the distance on the rows was 5 cm, and the planting depth was 5 cm. At the beginning and end of each block, two rows of Sabz Koohin were planted as borders. The second year, Due to echeaving enough seeds from the first year, the experiment was carried out in square lattice design with tow replications and larger experimental units for the selected lines from the first year. Each experimental unit consisted of two one-meter rows. The distance between the rows, the distance on the rows and the planting depth were similar to the first year experiment. At the beginning and end of each incomplete blocks, two rows of Sabz Koohin were planted as borders.
ResultsIn the first year, the results of analysis of variance</strong> showed that there is significant difference among lentil lines in terms of canopy temperature difference, podding period, number of seed per plant, seed yield per plant, harvest index per plant, number of seed per area, seed yield per area and 1000-seed weight at 0.01and 0.05 level. in this year, canopy temperature difference, podding period, first branch height, number of pod per plant, number of vacant pod per plant, number of seed per plant, seed yield per plant, harvest index per plant, number of seed per area, seed yield per area and 1000-seed weight had high value of genetic variation coefficient, heritability and genetic advance. lines 14, 68 and 165 were the superior lines in terms of phonological traits. The height of the plant and the height of the first pod in lines 85, 92, 193 and 195 were higher than other lines. Lines 32, 90 and 156 had the highest number of full pods. Lines 122, 163, 165 and 200 had the highest seed yield per plant. The 1000- seed weight in lines 163, 166, 171 and 174 was higher in compared with other lines. The highest seed yield was observed in lines 23, 150, 192 and 200. Finaly, based on the results of comparison of mean with superior control cultivar for each trait by LSD method and considering the degree of importance of traits, the 95 superior lentil lines from 200 examined lines were selected. In the second year, the results of analysis of variance</strong> indicated a significant variation among lentil lines in terms of all studied traits except for the first branch height at 0.01 and 0.05 levels. The canopy temperature difference, number of vacant pods per plant and number of seed per plant had high value of genetic variation coefficient. High heritability was observed in the days to 50% flowering, flowering period, days to 50% podding, days to 50% physiological maturity, seed filling period and straw yield per plant. The canopy temperature difference, flowering period, first pod height, number of vacant pod per plant, seed yield per plant, biomass per plant and straw yield per plant had high genetic advance. lines 150, 155, 173 and 176 were the superior lines in terms of phonological traits. The highest plant height and the highest height of the first pod was observed in lines 146 and 180 and lines 12, 47 and 130 respectively. Lines 1, 131 and 176 had the highest number of full pods. In terms of yield and yield components per plant, lines 1, 131 and 176 had the highest number of seeds and seed yield. The 1000- seed weight in lines 23, 52, 163 and 178 was higher in compared with other lines. In terms of yield and yield components, lines 55, 69, 86, and 176 were recognized as the superior lines. Finally, based on the results of comparison of mean lines with superior control cultivar for each trait by LSD method and considering the degree of importance of traits, the 44 superior lentil lines from 100 examined lines were selected. <span style="font-family:"Times New Roman",serif">
ConclusionThe evaluated lines were significantly different from each other in terms of most traits. High heritability was observed in the days to 50% flowering, flowering period, days to 50% podding, days to 50% physiological maturatry, seed filling period and straw yield per plant. Comparing to the control cultivars, the evaluated lines had a higher mean in most of the studied traits. Therefor by selecting superior lines in terms of yield potential and agromorphological traits this genetic potential can be used to create superior population and introduce high yield cultivars.
Keywords: Genetic Advance, Genetic Coefficient Of Variation, Heritability, Inbred Lines Selection, Lentil Improvment -
مقدمه
با توجه به نیاز روزافزون به مواد غذایی به لحاظ افزایش جمعیت و محدود بودن زمین های قابل کشت ، نقش افزایش تولید از طریق اصلاح نباتات بدیهی است . ذرت یکی از مهم ترین محصولات کشاورزی در جهان است. این محصول یکی از منابع اصلی غذا برای انسان ها و حیوانات است و همچنین برای تولید زیست توده و محصولات زیستی استفاده می شود. هتروزیس، که به افزایش بنیه هیبرید نسبت به والدین اطلاق می شود، می تواند به افزایش تولید محصول کمک کند. هیبریدهای ذرت، که از تلاقی دو یا چند لاین خالص ایجاد می شوند، عملکرد بالاتری نسبت به ذرت های خالص دارند. بنابراین ، مطالعه حاضر با هدف برآورد هتروزیس و ارزیابی ضریب تغییرات فنوتیپی ، ژنتیکی و برآورد وراثت پذیری در هیبرید های ذرت اجرا گردید.
مواد و روش هامواد گیاهی شامل والد مادری (MS02) ، والد پدری (TS01) و نتاج SC01 که طی سال زراعی 1402 در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان) در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار مورد ارزیابی مزرعه ای قرار گرفتند. صفات آگروفیزیولوژیکی شامل ارتفاع بوته، عملکرد دانه، میزان رنگ دانه، هدایت روزنه ای و فلورسانس کلروفیل و صفات سیستم دفاع آنتی اکسیدان شامل پرولین، پلی فنول، مالون دی آلدئید، پراکسید هیدروژن و پروتئین محلول و آنزیم های آنتی اکسیدان شامل سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، پراکسیداز (POX) و کاتالاز (CAT) بودند. از تجزیه واریانس برای برآورد ضریب تغییرات فنوتیپی ، ضریب تغییرات ژنتیکی و وراثت پذیری عمومی استفاده گردید و هتروزیس بر اساس میانگین والدین و والد برتر محاسبه شد.
یافته هانتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی داری میان ژنوتیپ ها (MS02× TS01; SC01) از لحاظ صفات مورد بررسی نشان داد. تفاوت ژنوتیپ ها برای تمام صفات آگروفیزیولوژی و سیستم دفاع آنتی اکسیدان به جز کلروفیل a، Fm، Fvو Fv/Fm معنی دار بود. نتایج نشان داد که از بین صفات مورد مطالعه فلورسانس کلروفیل Fm و میزان پراکسید هیدروژن دارای بیشترین مقادیر میانگین، واریانس خطا، واریانس ژنتیکی و واریانس فنوتیپی در مقایسه با سایر صفات مورد مطالعه بودند. آنزیم CAT نیز از بین آنزیم های آنتی اکسیدان دارای بیشترین مقادیر واریانس خطا، واریانس ژنتیکی، واریانس فنوتیپی، ضریب تنوع ژنتیکی و فنوتیپی در مقایسه با سایر صفات مورد مطالعه بود. نتایج این تحقیق نشان می دهد که هتروزیس می تواند به طور قابل توجهی صفات مورفولوژیکی هیبرید F1 (SC01) را بهبود ببخشد. همچنین، واریانس ژنوتیپی بالا برای اکثر صفات نشان دهنده پتانسیل بالای بهبود این صفات از طریق اصلاح نبات است. دامنه تغییرات هتروزیس نسبت به میانگین والدین بین صفات مورد ازریابی بین 04/0- تا 19/95 بود که نشان از تنوع میزان هتروزیس در بین صفات مورد ازریابی در هیبرید SC01 داشت.
نتیجه گیریبا توجه به تنوع مشاهده شده در این پژوهش که نشان دهنده وجود آلل های با اثر غالبیت در صفات آگروفیزیولوژیکی و صفات مربوط به سیستم دفاع آنتی اکسیدانی است و همچنین ، وجود تنوع و وراثت پذیری مطلوب در صفات آگروفیزیولوژیکی و سیستم دفاع آنتی اکسیدان ، نشان از اختلاف بین لاین های مادری و پدری هیبرید SC01 است. چنین به نظر می رسد که استفاده از صفات آگروفیزیولوژیکی و سیستم دفاع آنتی اکسیدان می تواند در تعیین برترین تلاقی جهت بهره مندی حداکثری از هتروزیس در ذرت مفید باشد. هتروزیس مشاهده شده فرصتی برای توسعه هیبریدهای جدید با عملکرد و کیفیت بهتر فراهم می کند. انتخاب ژنوتیپ های با آلل های مطلوب و والدین مناسب با تنوع ژنتیکی بالا، استراتژی موثری برای اصلاح ذرت هیبرید به شمار می آید و می تواند به افزایش عملکرد دانه و بهبود کارایی فتوسنتز منجر شود.
کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی, تجزیه واریانس, صفات فیزیولوژی, صفات مورفولوژی, وراثت پذیری, هتروزیسIntroductionGiven the increasing demand for food due to population growth, besides the limited availability of arable land, the role of increasing production through plant breeding is evident. Maize is one of the key agricultural products in the world, a primary food source for humans and animals, and also used for biomass and bio-product production. Referring to the increased vigor of hybrids compared to their parents' heterosis can help to increase crop yields. Maize hybrids produced by crossing two or more pure lines have higher yields than pure maize. Therefore, the present study aimed to estimate heterosis and evaluate the coefficient of phenotypic and genetic variations and heritability in maize hybrids.
Materials and methodsThe plant materials included the maternal parent (MS02), the paternal parent (TS01), and the SC01 offspring evaluated during the 2023 growing season at the Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Ardabil Province (Moghan) in a randomized complete block design with four replications. Agrophysiological traits included plant height, grain yield, pigment content, stomatal conductance, and chlorophyll fluorescence, antioxidant defense system traits included proline, polyphenols, malondialdehyde, hydrogen peroxide, soluble protein, and antioxidant enzymes, including superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POX), and catalase (CAT). Analysis of variance (ANOVA) was performed to estimate the coefficients of phenotypic and genetic variations, general heritability, and heterosis based on the mean of parents and the superior parent.
ResultsThe analysis of variance showed significant differences among the genotypes (MS02×TS01; SC01) in terms of the studied traits. The difference between genotypes was significant for all agro-physiological traits and antioxidant defense systems except for chlorophyll a, Fm, Fv and Fv/Fm. According to the results, among the studied traits, chlorophyll fluorescence (Fm) and hydrogen peroxide content had the highest mean values, error variance, genetic variance, and phenotypic variance compared to the other traits. Moreover, the CAT enzyme had the highest error variance, genetic variance, phenotypic variance, genetic diversity coefficient, and phenotypic diversity coefficient among the antioxidant enzymes. These results indicate that heterosis could significantly improve the morphological traits of F1 hybrid maize (SC01). Furthermore, high genotypic variance for most traits shows a high potential for improving these traits through plant breeding. The range of heterosis variations (relative to the mean of parents) among the evaluated traits was between -0.04 and 95.19, indicating the diversity of heterosis levels among the evaluated traits in the SC01 hybrid.
ConclusionGiven the observed diversity in the present study, indicating the presence of alleles with dominance effects in agro-physiological traits and traits related to the antioxidant defense system, as well as the desirable diversity and heritability in agro-physiological traits and antioxidant defense systems, there are differences between the maternal and paternal lines of the SC01 hybrid. It seems that using agro-physiological traits and antioxidant defense systems may be useful in determining the best crosses to maximize heterosis in maize. The observed heterosis provides an opportunity to develop new hybrids with better performance and quality. Selecting genotypes with desirable alleles and suitable parents with high genetic diversity is an effective strategy for hybrid maize breeding that may result in increased grain yield and improved photosynthetic efficiency.
Keywords: Antioxidant Enzymes, Analysis Of Variance (ANOVA), Physiological Traits, Morphological Traits, Heritability, Heterosis -
عدس یکی از مهمترین حبوبات است که با داشتن میزان بالای پروتئین و ویتامین های A و B ، فیبر، پتاسیم و آهن بوده یک غذای ارزان قیمت برای افراد کم درآمد می باشد. این مطالعه با هدف تعیین تنوع، وراثت پذیری، همبستگی بین عملکرد و اجزاء عملکرد در 14 ژنوتیپ عدس در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تعداد شاخه ثانویه در بوته و درجه باردهی بالاترین ضریب تغییرات ژنوتیپی و فنوتیپی نشان دادند اما کمترین ضریب تغییرات ژنوتیپی و فنوتیپی برای تعداد غلاف و تعداد بوته یافت شد. بیشترین وراثت پذیری به ترتیب برای وزن صد دانه، تعداد غلاف دوبذری، عملکرد بیولوژیکی، عملکرد دانه، درجه باردهی و ارتفاع بوته برآورد شد. پیشرفت ژنتیکی به همراه وراثت پذیری بالا برای تعداد غلاف دو بذری و عملکرد بیولوژیکی مشاهده گردید. همبستگی فنوتیپی مشخص کرد که بهره وری از بارش، عملکرد بیولوژیکی و ارتفاع بوته بالاترین همبستگی مثبت معنی دار با عملکرد دانه داشتند. انجام تجزیه علیت بر اساس رگرسیون گام به گام مشخص کرد که صفت بهره وری از بارش بیشترین اثر مستقیم روی عملکرد دانه داشت در حالیکه تعداد شاخه ثانویه اثر غیر مستقیم منفی از طریق بهره وری از بارش بر عملکرد دانه داشت. بدین معنا افزایش تعداد شاخه ثانویه با کاهش بهره وری بارش باعث کاهش عملکرد دانه می شود. بطورکلی می توان نتیجه گرفت صفات بهره وری از بارش و عملکرد بیولوژیکی شاخص های انتخاب مناسبی برای بهبود عملکرد دانه در گیاه عدس هستند.
کلید واژگان: تنوع ژنتیکی, تجزیه علیت, عدس, وراثت پذیری, همبستگیLentils are one of the most important legumes, which have a high amount of protein and vitamins A and B, fiber, potassium and iron, and are an inexpensive food for low-income people. The objective of this study was the determination of variability, heritability, correlations between yield and yield components in 14 Lentil (Lens culinaris L.) genotypes using a randomized complete block design with three replications. The results showed that secondary stem per plant and productivity degree had the highest GCV and PCV but the lowest GCV and PVC was found for a number of pod/ m2 and number of the plant. Maximum heritability was estimated for 100-seed weight, number two-seed pod, biological yield, grain yield, productivity degree and plant height respectively. The high genetic advance and heritability were observed for the number of the two-seed pod and biological yield. The phenotypic correlation revealed that rainwater productivity, biological yield and plant height had the greatest, positive and significant association with seed yield. By performing path analysis based on stepwise regression, rainwater productivity had the most direct effect on seed yield, while the number of secondary stems per plant through rainwater productivity had the most indirect and negative effect on seed yield. That means with increasing number of the secondary stem, rainwater productivity is decreased which results in reduced grain yield. As a result, it was concluded that rainwater productivity and biological yield can be good selection criteria for improving seed yield per plant in Lens culinaris.
Keywords: Correlation, Genetic variability, Heritability, Lens culinaris, Path analysis -
نشریه تحقیقات بذر، پیاپی 46 (بهار 1402)، صص 34 -50
به منظور بررسی ارتباط فنوتیپی و ژنوتیپی میان ویژگی های موثر در مرحله جوانه زنی در شرایط تنش خشکی، 19 ژنوتیپ گندم نان در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه گروه زراعت و اصلاح نباتات پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه و تحلیل واریانس (ANOVA) نشان داد که اختلاف معنی داری بین ژنوتیپ های مورد ارزیابی از نظر صفات درصد جوانه زنی (GP)، طول کلئوپتیل (KL)، میانگین زمان جوانه زنی (MGT)، ضریب سرعت جوانه زنی (CVG)، میانگین سرعت جوانه زنی (AVG) و شاخص بنیه بذر (SV) در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی مشاهده شد که نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی قابل توجه و امکان انتخاب ژنوتیپ های متحمل به تنش خشکی است. بر اساس بای پلات به دست آمده در آزمون جوانه زنی نیز ژنوتیپ شماره 16 در گروه A قرار گرفت رابطه ژنتیکی مثبت و معنی داری میان صفات SV،AVG ، GP و RL مشاهده شد. که با نتایج نمودار GT-biplot مطابقت کامل داشت. وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی بالا برای AVG،GP و SV مشاهده گردید که این موضوع می تواند حاکی از عمل افزایشی ژن ها باشد. بر این اساس روش اصلاحی انتخاب برای صفات مورد مطالعه در ژنوتیپ های مورد بررسی موثر است. به منظور دسته بندی ژنوتیپ های مورد مطالعه از تجزیه خوشه ای به روش Ward استفاده شد. که ژنوتیپ های مورد مطالعه در شرایط تنش اعمال شده و نرمال (شاهد) در سه گروه قرار گرفتند.
کلید واژگان: تنوع ژنتیکی, صفات جوانه زنی, تجزیه خوشه ای, پارامترهای ژنتیکی, وراثت پذیریIn order to investigate phenotypic and genotypic correlations between Characteristics affecting the germination stage and genetic variation and estimating the genetic parameters of these indices in Drought and normal conditions, 19 genotypes of bread wheat were cultivated inCompletely randomized design with three replications in the Laboratories, Department of Agronomy and Plant Breeding of Agricultural Research Campus Natural Resources of Razi University of Kermanshah, Iran In the germination stage was evaluated. The results of variance analysis (ANOVA) showed significant differences for the Germination Percentage (GP), coleoptile Length (KL), Mean Germination Time (MGT), Cofficent of Velocity of Germination (CVG), Average Velocity of Germination (AVG) and Vigor index (SV) under stress and normal condition indicating. The presence of a considerable genotypic variation and possibility of selection of drought tolerant genotypes. The presence of a considerable genotypic variation and possibility of selection of drought tolerant genotypes. According to the biplot obtained in the laboratory conditions (germination test) genotype (16) was located in group A. A high positive genetic and phenotypic relation was observed between GP, AVG, SV and RL, which is completely in line with results of the relation between traits by GTbiplot. High heritability and genetic gain were observed for GP, AVG and SV that reflect the additive gene action. Accordingly, the selection method for studied traits in examined genotypes effective. Cluster analysis using Ward method, based on the traits, classified the genotypes in three different groups.
Keywords: Genetic Diversity, Germination Traits, Genetic Parameters, Cluster Analysis, Heritability -
مقدمه و هدف
در برنامه های اصلاح گیاهان زراعی به اطلاعات جامعی در رابطه با ساختار ژنتیکی مواد گیاهی و نیز قابلیت ترکیب پذیری آن ها نیاز است. در این راستا مطالعه حاضر با اهداف ارزیابی قابلیت های ترکیب پذیری عمومی والدین و ترکیب پذیری خصوصی تلاقی ها، تعیین ماهیت و میزان عمل ژن و در نهایت برآورد وراثت پذیری صفات کمی و کیفی هیبریدهای چغندرقند از طریق تجزیه تلاقی لاین- تستر اجرا شد.
مواد و روش هامطالعه حاضر به صورت تلاقی لاین- تستر با استفاده از نه لاین و دو تستر برگزیده چغندرقند انجام شد. به این منظور لاین های مادری در خطوط میانی و لاین های پدری در دو خط جانبی کشت شدند و با رعایت نکات مربوط به ایزولاسیون، کلیه تلاقی ها صورت پذیرفت. تعداد 18 هیبرید حاصل از تلاقی لاین- تستر طی سال زراعی 1399-1398 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی شیراز مورد کشت و بررسی قرار گرفتند.
یافته هانتایج تجزیه واریانس عملکرد ریشه، عملکرد شکر، عملکرد شکر سفید، درصد قند ناخالص، درصد قند خالص، سدیم، پتاسیم، نیتروژن مضره، ضریب آلکالیته، ضریب استحصال شکر و درصد قند ملاس نشان داد که در بین هیبریدها از نظر کلیه صفات به جز دو صفت درصد قند ناخالص و خالص تفاوت معنی داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. تجزیه لاین- تستر موید آن بود که اثرات افزایشی و غیر افزایشی ژن ها به صورت توام در بیان و توارث صفات عملکرد ریشه و عملکرد قند ناخالص دخیل هستند؛ اما در کنترل ژنتیکی صفات عملکرد شکر سفید، درصد قند ناخالص، درصد قند خالص، سدیم، پتاسیم، نیتروژن، ضریب آلکالیته، ضریب استحصال شکر و درصد قند ملاس ژن هایی با اثر غیر افزایشی نقشی بر عهده نداشته است و نظر به معنی داری اثر ترکیب پذیری عمومی لاین و یا تستر برای صفات مذکور، صرفا ژن هایی با اثر افزایشی در کنترل این صفات دخالت دارند. در مجموع از لاین های مورد استفاده در پژوهش حاضر، لاین 950123 و از تستر های آزمایشی، تستر F- 21121 اثرات مثبتی را با توجه به اهداف اصلاحی چغندرقند در پی داشتند. لاین S1- 24 و تستر F- 21122 در کل با اثرات منفی همراه بودند و سبب کاهش ارزش اصلاحی صفات گردیدند.
نتیجه گیریدر مجموع نتایج به دست آمده مبین وجود تنوع میان هیبریدهای حاصل از تلاقی بین لاین ها و تسترهای تحت بررسی بود. بر اساس نتایج، در کنترل صفات عملکرد ریشه و عملکرد شکر ناخالص، ژن های با هر دو اثر افزایشی و غیر افزایشی دخیل هستند، اما در وراثت صفات عملکرد شکر خالص، سدیم، پتاسیم، نیتروژن مضره، ضریب آلکالیته، ضریب استحصال شکر و درصد قند ملاس تنها ژن های با اثر افزایشی دخالت دارند. نظر به اینکه قابلیت ترکیب پذیری عمومی مبین اثرات افزایشی ژن ها است، بنابراین والدهایی که از قابلیت ترکیب پذیری عمومی بالایی برخوردارند، اثر افزایشی زیادی نیز به همراه دارند که می توان از آن ها در تولید ارقام بهره برد.
کلید واژگان: ترکیب پذیری, چغندرقند, ژن, نسبت بیکر, وراثت پذیریIntroduction and ObjectiveIn crop breeding programs, comprehensive information is needed regarding the genetic structure of plant materials and their combinability. In this regard, the present study was carried out with the objectives of evaluating the general combining ability of parents and the specific combining ability of crosses, determining the nature and extent of gene action, and finally estimating the heritability of quantitative and qualitative traits of sugar beet hybrids by the analysis of line-tester crosses.
Material and MethodsThe study was conducted as a line-tester crossing using nine lines and two testers of sugar beet. For this purpose, maternal lines were planted in the middle lines and pollinator lines were cultivated in two lateral lines and all the crossings were done by observing the points related to isolation. A number of 18 hybrids obtained from the line-tester cross were cultivated and investigated in the agricultural research station of Shiraz in randomized complete block design with four replications during the crop season of 2019-2020.
ResultsThe results of analysis of variance of root yield, sugar yield, white sugar yield, sugar content, white sugar content, sodium, potassium, harmful nitrogen, alkalinity coefficient, extraction coefficient of sugar and molasses sugar percentage showed that among studied hybrids, there is a significant difference at the 1% probability level in terms of all the traits except the two traits of sugar content and white sugar content. Line-tester analysis confirmed that the additive and non-additive effects of genes are involved in the expression and inheritance of root yield and sugar yield; However, in the genetic control of white sugar yield, sugar content, white sugar content, sodium, potassium, nitrogen, alkalinity coefficient, extraction coefficient of sugar and molasses sugar percentage, genes with non-additive effect have not played a role, and according to the significance of the general combining ability effect of the line or tester for the mentioned traits, only genes with additive effect are involved in the control. In total, from the used lines in the present study, 950123 and from the experimental testers, F-21121 had positive effects with regard to the improvement goals of sugar beet. S1-24 and F-21122 were associated with negative effects and caused a decrease in the breeding value of the traits.
ConclusionOverall, obtained results showed the existence of diversity among hybrids derived from crossing between lines and testers. Based on the results, genes with both additive and non-additive effects are involved in the control of root yield and sugar yield, but in the inheritance of sugar yield, sodium, potassium, harmful nitrogen, alkalinity coefficient, extraction coefficient of sugar, and molasses sugar percentage, only genes with additive effect are involved. Considering that general combinability shows the additive effects of genes, so parents with high general combining ability also have a large additive effect that can be used in cultivar production.
Keywords: Baker ratio, Combining ability, Gene, Heritability, Sugar beet -
مقدمه
کنجد یکی از قدیمیترین گیاهان زراعی و احتمالا کهن ترین نبات روغنی جهان است. در اغلب مناطق دنیا از توده های بومی و محلی کنجد استفاده می شود. تولید ارقام اصلاح شده برای اقلیم های زراعی متفاوت به منظور افزایش تولید و عملکرد از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.
مواد و روش هاهفت ژنوتیپ اصفهان، سیرجان، فارس، اولتان، جیرفت، سبزوار و TS-3 و 21 دورگ حاصل از آن ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به صورت آزمایش دای آلل یک طرفه 7 × 7 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند تحت شرایط تنش خشکی طی سال های 97-1394 مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه صفات ارتفاع بوته، ارتفاع تا اولین کپسول میوه دهنده، تعداد کپسول در بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد برگ، طول برگ، تعداد دانه در کپسول، طول کپسول، وزن کپسول، عرض کپسول، تعداد روز تا 50 و 90 درصد گلدهی، تعداد روز تا رسیدن فیزیولوژیک، وزن هزار دانه، درصد روغن، درصد پروتئین، میزان کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، عملکرد بیولوژیک، عملکرد اقتصادی و شاخص برداشت اندازه گیری شد.
یافته هابررسی کفایت مدل افزایشی - غالبیت نشان داد که در صفات ارتفاع بوته، طول کپسول، وزن کپسول، تعداد برگ، تعداد شاخه فرعی، تعداد کپسول در بوته، عملکرد اقتصادی، عملکرد بیولوژیک، تعداد روز تا 50 گلدهی، تعداد روز تا 90 درصد گلدهی و تعداد روز تا رسیدن فیزیولوژیک مدل کفایت نمود و لذا بر روی این صفات تجزیه دای آلل صورت گرفت. تجزیه واریانس هیمن نشان داد که پارامتر a (اثرات افزایشی ژن ها) در تمامی صفات، پارامتر b (اثرات غالبیت ژن ها) در تمامی صفات به غیر از ارتفاع بوته، پارامتر b1 (میانگین اثرات غالبیت) در اکثر صفات به غیر از ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد کپسول و عملکرد دانه پارامتر b2 (انحراف غالبیت اضافی ناشی از والدین) در اکثر صفات به غیر از ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی و تعداد کپسول و پارامتر b3 (اثرات غالبیت باقیمانده) در تمامی صفات به غیر از ارتفاع بوته معنیدار بود. بررسی پارامترهای ژنتیکی نشان داد که پارامتر D (تنوع ناشی از اثرات افزایشی ژن ها) و پارامتر H1 و H2 (تنوع ناشی از اثرات غالبیت ژن ها) در اکثر صفات، پارامتر F (متوسط کوواریانس اثرات افزایشی و غالبیت) و پارامتر h2 (یکسانی و عدم یکسانی گروه های ژنی مثبت و منفی) در نیمی از صفات معنی دار گردیدند. متوسط درجه غالبیت (√(H1/D)) در صفات مختلف به صورت افزایشی، غالبیت ناقص و فوق غالبیت مشاهده شد. در کلیه صفات به غیر از وزن کپسول نسبت ژن های با اثرات مثبت و منفی (H2/(4H1) برابر با 0/25 نبود، لذا در کلیه صفات ژن های افزاینده و کاهنده توزیع متقارنی در بین والدین نداشتند. نسبت ژن های غالب و مغلوب در والدین ((√(4DH1)+F)/(√(4DH1)-F)) در اکثر صفات فراتر از واحد بود، لذا توزیع نامساوی ژن های غالب و مغلوب در اکثر صفات وجود داشت. تعداد گروه های ژنی دارای غالبیت (h2/H2) در محدوده صفر تا 2/04 بدست آمد، لذا تمامی صفات توسط یک یا دو بلوک ژنی کنترل شدند. وراثت پذیری عمومی (hb2) و خصوصی در کلیه صفات مقادیر بالایی داشتند.
نتیجه گیریدر صفات مورد مطالعه نوع عمل ژن های کنترل کننده صفات، نسبت ژن های غالب و مغلوب، نسبت ژن های با اثرات افزاینده و کاهنده، اثرات افزایشی و غالبیت متغیر بود که در اکثر صفات با هم متفاوت بود. به طور کل اکثر صفات توسط ژن های با اثرات افزایشی و غالبیت کنترل می شدند. برآورد وراثت پذیری بالا نشان دهنده امیدبخش بودن مواد ژنتیکی مورد مطالعه در مطالعات آتی را دارد. بنابراین می توان از بین این مواد، ژنوتیپ های بهتر را برای شرایط آب و هوایی بیرجند انتخاب نمود تا در آینده مورد بررسی بیشتر قرار گیرد.
کلید واژگان: ضریب رگرسیون, نسبت های ژنتیکی, واریانس افزایشی, واریانس غالبیت, وراثت پذیریIntroductionSesame is one of the oldest crops and probably the oldest oilseed in the world. In most regions, the landrace and local masses of sesame are used. To increase production and yield, the production of modified cultivars for different agricultural climates is extremely important.
Materials and methodsSeven genotypes included Isfahan, Sirjan, Fars, Oltan, Jiroft, Sabzevar, TS-3 and 21 hybrids that were obtained from them were studied in the research farm of the Faculty of Agriculture of the University of Birjand under the drought stress conditions during 2015-2018. The experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications as a 7 × 7 one-way diallel. In this study, several traits were measured. These traits were including plant height, height to the first fruiting capsule, number of capsules per plant, number of sub-branches, number of leaves, leaf length, number of seeds per capsule, capsule length, capsule weight, capsule width, days to 50% and 90% flowering, days to physiological maturity, thousand seed weight, oil percentage, protein percentage, amount of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, biological yield, economic yield and harvest index.
ResultsThe investigation of the adequacy of the additive-dominance model showed that the model was sufficient in the traits including plant height, capsule length, capsule weight, number of leaves, number of sub-branches, number of capsules per plant, economic yield, biological yield, days to 50 flowering, days to 90% flowering and days to physiological maturity, and therefore diallel analysis was done on these traits. Hayman's variance analysis showed that were significant component a (additive effects of genes) in all traits and component b (dominant effects of genes) in all traits except plant height. Also, were significant the component b1 (mean dominance effects) in most traits except plant height, number of auxiliary branches, number of capsules and seed yield, the component b2 (other dominance deviation due to the parents) in most traits except plant height, number of auxiliary branches and number of capsules, and the component b3 (residual dominance variation) in all traits except plant height. The investigation of genetic parameters showed significant additive genetic component (D) and dominanant genetic components (H1 and H2) in most traits. Also were significant the component F (average covariance of additive and dominance effects) and the component h2 (the overall dominance effect of heterozygous loci) in half of the traits. The average degree of dominance (√ (H1/D)) in different traits was observed as additive, incomplete, and over dominance. In all characteristics, except capsule weight, the ratio of genes with positive and negative effects (H2/(4H1)) was not equal to 0.25; therefore, in all traits, increasing and decreasing genes did not have symmetrical distribution among parents. The ratio of dominant and recessive genes in parents ((√(4DH1)+F)/(√(4DH1)-F)) was more than unity in most of the traits, so there was an uneven distribution of dominant and recessive genes in most of the traits. The number of dominant gene groups (h2/H2) was obtained from 0 to 2.04; therefore, all traits were controlled by one or two gene blocks. Broad sense (hb2) and narrow sense (hn2) heritability were high in all traits.
ConclusionIn the traits studied, the type of action of genes controlling the traits, the ratio of dominant and recessive genes, the ratio of genes with increasing and decreasing effects, additive effects and dominance were variable and were different in most of the traits. Generally, most traits were controlled by genes with additive and dominant effects. The high heritability estimate indicates the promising news of the studied genetic materials in future studies. Therefore, among these materials, better genotypes can be selected for the climatic conditions of Birjand, so that it can be further investigated in the future.
Keywords: Additive Variance, Dominance Variance, Heritability, Genetic Ratios, Regression Coefficient -
مقدمه و هدف
برنج یکی از قدیمی ترین و مهم ترین غلات در سطح دنیا و گیاه مدل مطلوبی برای مطالعات ژنتیکی و مولکولی می باشد. خشکی از خطرات مهم برای تولید موفق محصولات زراعی به ویژه برنج در جهان است که می تواند در هر زمان طی فصل رشد ایجاد شود. یکی از چالش های اصلی در کشاورزی، تولید غذای بیشتر با مصرف آب کمتر است و بنابراین تولید ژنوتیپ های برنج که بتوانند تحمل بیشتری در مقابل تنش کم آبی داشته باشند، یکی از اهداف مهم پروژه های به نژادی می باشد.
مواد و روش هابه منظور ارزیابی اثر تنش خشکی (صفر (شاهد)، 3- و 5- بار با استفاده از پلی اتیلن گلیکول) بر برخی ویژگی های ژنتیکی، مورفولوژیکی و بیوشیمیایی برنج در مرحله جوانه زنی، 38 لاین به همراه والدین تلاقی (موسی طارم و 304) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار طی سال 1401 بررسی گردیدند.
یافته هاصفات مورفولوژیک در تنش خشکی 5- بار نسبت به شاهد کاهش داشتند. سرعت و درصد جوانه زنی در تنش 3- بار نسبت به شاهد بترتیب 9/6 و 1/1 درصد افزایش و در تنش 5- بار 37/8 و 33 درصد کاهش نشان دادند. طول ریشه چه، وزن تر ریشه چه و وزن خشک ریشه چه نیز در تنش 3- بار نسبت به شاهد افزایش یافتند که نشان دهنده امکان تحمل این شدت از تنش توسط گیاه برنج بوده و حتی می توان از آن به عنوان پرایمینگ استفاده نمود. فعالیت های آنزیمی کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز با افزایش تنش به 5- بار نسبت به شاهد بترتیب 59، 51 و 81 درصد افزایش یافتند. این افزایش، افزایش مقابله گیاه با اکسیژن های فعال و تحمل خشکی را نشان می دهد. ضریب تنوع فنوتیپی تمام صفات در سطح تنش خشکی 5- بار نسبت به دو سطح دیگر بالاتر بود. ضریب تنوع ژنوتیپی در صفات شاخص بنیه وزنی و سوپراکسید دیسموتاز در سطح تنش خشکی 5- بار نسبتا بالا بود. بیشترین همبستگی فنوتیپی در شرایط بدون تنش بین بنیه وزنی و بنیه طولی (0/92) گیاهچه، در تنش 3- بار بین طول و وزن تر ساقه چه (0/91) و در تنش 5- بار بین درصد و سرعت جوانه زنی (0/94) بذر مشاهده شد. تجزیه عامل ها برای هرکدام از شرایط صفر، 3- و 5- بار تنش خشکی سه عامل معرفی نمود که بترتیب جمعا 73/68، 81/13 و 81/73 درصد از واریانس را توجیه نمودند.
نتیجه گیریتنوع بالای صفات در سطح تنش خشکی 5- بار نشان دهنده این است که می توان از صفات سرعت و درصد جوانه زنی، شاخص بنیه طولی و وزنی، و طول و وزن تر ساقه چه به عنوان معیاری برای انتخاب ژنوتیپ ها در شرایط تنش خشکی 5- بار استفاده نمود. چنین صفاتی می توانند به عنوان صفات موثر در گزینش ژنوتیپ های متحمل برنج در مرحله جوانه زنی و به منظور استقرار مطلوب گیاه برنج مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: تجزیه به عامل ها, همبستگی فنوتیپی, تنوع ژنتیکی, وراثت پذیری, PEGIntroduction and ObjectivesRice is one of the oldest and most important cereals in the world and is a desirable model plant for genetic and molecular studies. Drought is one of the important risks for the successful production of crops, especially rice, in the world, which can be created at any time during the growing season. One of the main challenges in agriculture is to produce more food with less water consumption, and therefore, the production of rice genotypes that can have more tolerance to drought stress is one of the main goals of breeding projects.
Material and MethodsIn order to evaluate the effect of drought stress (zero (control), -3 and -5 bar using Polyethylene Glycol) on some genetic, morphological, and biochemical characteristics of rice at the germination stage, 38 lines with their parents (MousaTarom and 304) were investigated in randomized complete block design with three replications during 2022.
ResultsMorphological traits were decreased under -5 bar drought stress compared to the control. The germination rate and percentage were increased by 9.6 and 1.1% under -3 bar stress, and 37.8 and 33% under -5 bar stress, respectively. The rootlet length, rootlet fresh weight, and dry weight increased under - bar stress compared to the control, indicating that the rice plant can tolerate such a stress intensity, and it may even be used as a priming. Catalase, peroxidase and superoxide dismutase enzyme activities increased by 59, 51 and 81%, respectively, by increasing the stress to -5 bar compared to the control. This increase shows the increase of the plant's resistance to the active oxygen and drought tolerance. The highest phenotypic correlation in non-stressed conditions was between seedling weight and length vigor (0.92), under -3 bar stress was detected between shootlet length and fresh weight (0.91), and under -5 bar stress the highest one was between seed germination percentage and rate (0.94). The factor analysis for each of the zero, -3 and -5 bar drought stress levels introduced three factors that explained 73.68, 81.13 and 81.73 percent of the variance, respectively.
ConclusionThe high diversity of traits at the -5 bar drought stress indicates that it is possible to use germination rate and percentage, length and weight indices, and shootlet length and fresh weight as criteria for genotype selection under -5 bar drought stress. Such traits could be used as effective ones in the selection of tolerant rice genotypes at the germination stage and in order to establish the rice plant optimally.
Keywords: Factor Analysis, Heritability, Genetic diversity, PEG, Phenotypic correlation -
جهت بررسی لاین های تریتیکاله با بهره وری مناسب در شرایط نرمال و تنش خشکی با استفاده از صفات عملکرد و اجزای عملکرد و نحوه محاسبه ضرایب شاخص انتخاب همزمان اسمیت-هیزل است آزمایش های مزرعه ای جداگانه در سه سال زارعی از 1393 تا 1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز با 56 ژنوتیپ و دو رقم تریتیکاله در دو شرایط نرمال و تنش خشکی انجام شد. در این مطالعه میزان وراثت پذیری عمومی، تنوع و همبستگی ژنتیکی صفات عملکرد و اجزای عملکرد محاسبه شد. وراثت پذیری اجزای عملکرد نشان داد که برای ایجاد ارقام با عملکرد بالا می توان از عملکرد دانه و صفاتی نظیر تعداد پنجه با وراثت پذیری بالا بهره جست. صفات با اثر گذاری بالا روی عملکرد شامل تعداد روز تا گلدهی و عملکرد کاه با همبستگی منفی و طول برگ پرچم و عملکرد زیست توده با همبستگی مثبت در شرایط نرمال بود. به نظر می رسد در شرایط نرمال به دلیل اختصاص منابع به رشد اندام هوایی، افزایش میزان عملکرد کاه دارای اثر منفی روی شاخص انتخاب هم زمان و در نتیجه کاهش عمکرد ژنوتیپ های تریتیکاله دارد. در شرایط تنش خشکی نیز صفات وزن سنبله، تعداد سنبلچه در سنبله و تعداد دانه در سنبله دارای اثر مثبت روی عملکرد بودند. بر اساس این پژوهش می توان از شاخص انتخاب جهت تشخیص ژنوتیپ های برتر با استفاده همزمان از چندین صفت در برنامه های به نژادی سود جست. همچنین در شرایط نرمال ژنوتیپ های 53، 48، 32، 29 و 39 و در شرایط تنش ژنوتیپ های 36، 38، 39، 48 و 50 به عنوان ژنوتیپ های برتر شناسایی شدند.کلید واژگان: شاخص اسمیت-هیزل, انتخاب همزمان, اثرمستقیم, وراثت پذیری, تنش خشکیThe general goal of this study is to investigate suitable triticale lines under normal conditions and drought stress using important grain yield and its components. Also, the technique of evaluating the Smith-Hazel coefficient for considering the yield components as indirect selection index, which has not been used practically in plant breeding sciences up to now, has been discussed and proposed. Accordingly, it would be possible to utilize the contribution of yield components in grain yield apply them to screen superior lines in the form of one single index. In this research two separate field experiments, normal irrigation and drought stress conditions, were conducted in three cropping years from 2016 to 2018 with 56 genotypes and two cultivars of triticale. Smith-Hazel selection index applied based on yield-related traits in such a way that the traits with a higher positive effect on grain yield were being utilized for screening aims. high heritability of yield and its component showed the possibility of using them as selection criteria to screen elite genotypes. For indirect selection the path analysis was carried out and calculated coefficient of the traits with higher impacts on yield containing number of days to flowering straw yield with negative impacts alongside flag leaf length and biomass yield with positive impacts in normal condition were used as economic coefficients. In stressful condition, spike weight and seeds and spikelet numbers per spike had a positive and significant effect on the selection index.Keywords: Smith-Hazel index, direct effect, analysis of path coefficients, heritability, Drought stress
-
کارایی گزینش مستلزم شناخت کامل و دقیق مولفه های ژنتیکی صفات زراعی در جمعیت های اصلاحی است. با هدف بررسی مولفه های ژنتیکی صفات زراعی و زایشی، در سال 1392 در کرج، 50 ژنوتیپ سویا در دو محیط نرمال و تنش خشکی در قالب دو طرح بلوک های کامل تصادفی کشت گردید. در طول مراحل رشد، مراحل زایشی و پس از رسیدن محصول صفات زراعی ارزیابی و ثبت گردید. بر اساس نتایج حاصله اغلب مولفه های ژنتیکی در دو محیط نرمال و تنش مشابه بود. اکثر ژنوتیپ ها زودرس و متعلق به گروه رسیدن 1 بودند. در بین خصوصیات مراحل زایشی بیشترین و کمترین میزان پیشرفت ژنتیکی در محیط نرمال 21.40 و 3.95 درصد و در محیط تنش 21.9 و 7.3 درصد به ترتیب مربوط به روز تا شروع پر شدن دانه و طول نسبی مراحل زایشی بود. در محیط نرمال بیشترین پیشرفت ژنتیکی 0.52 مربوط به تعداد غلاف در بوته و تعداد شاخه فرعی و کمترین پیشرفت ژنتیکی 0.14 مربوط به تعداد گره در ساقه بود. در محیط تنش نیز بیشترین و کمترین پیشرفت ژنتیکی 104/0 و 14/0 به ترتیب مربوط به تعداد غلاف در بوته و تعداد گره در ساقه بود. در بین صفات زراعی در شرایط نرمال بیشترین مقادیر پاسخ به گزینش غیرمستقیم عملکرد دانه به میزان 1.6 و 1.41 گرم به ترتیب از طریق وزن صد دانه و تعداد دانه در بوته و در شرایط تنش به میزان 1.04، 0.89 و 0.87 از طریق تعداد شاخه فرعی، تعداد دانه در بوته و وزن صد دانه بدست آمد. همچنین بر اساس شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل، پنج ژنوتیپ در گروه متحمل، هفت ژنوتیپ در گروه نیمه متحمل، 11 ژنوتیپ در گروه نیمه حساس و 27 ژنوتیپ در گروه حساس قرار گرفتند. ژنوتیپ های Roanak، Kabalovskaja و TMS به عنوان متحمل ترین و AGS 363، Hermen وKuban به عنوان حساس ترین ژنوتیپ ها شناخته شدند.
کلید واژگان: پیشرفت ژنتیکی, شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل, صفات زراعی, صفات مراحل زایشی, کارائی گزینش, وراثت پذیریIntroductionSelection efficiency requires complete and accurate knowledge of genetic parameters such as heritability, phenotypic and genotypic variation coefficient, environmental variance, selection response, genetic gain, genetic and phenotypic variance, genetic and phenotypic correlation between traits that the breeder consciously chooses the appropriate selection method in breeding populations. In this study, some genetic parameters for yield and soybean agronomic and reproductive period characteristics under normal and stress conditions were estimated and drought tolerant genotypes are determined by the Ideal Genotype Selection Index (SIIG).
Materials and methodsIn 2013, in an experimental farm in Karaj, 50 soybean genotypes were cultivated in two normal and drought stress conditions in a randomized complete block design with three replications. Irrigation cycle was determined based on the amount of evaporation from the surface of Class A pan. During the growth period, the reproductive period characteristics and after the ripening agronomic traits were evaluated. After collecting experimental data, analysis of variance, mean, minimum, maximum values of traits, heritability, phenotypic and genotypic variation coefficient, environmental variance, selection response, genetic gain, genetic and phenotypic variance, genetic and phenotypic correlation, and SIIG index method was used for grouping genotypes based on drought tolerance.
Results and discussionAmong the the reproductive period characteristics the highest and lowest genetic gain in normal conditions were 21.40 and 3.95% for day to the beginning of seed filling and the Reproductive relative duration respectively and in stress conditions were 21.9 and 7.3% for day to the beginning of seed filling and the Reproductive relative duration respectively.In normal conditions, the highest genetic gain was 0.52 for the number of pods per plant and the number of branches and the lowest genetic genetic gain was 0.14 for the number of nodes per stem. In stress conditions, the highest and lowest genetic gain were 104% and 0.14 for the number of pods per plant and the number of nodes per stem, respectively. In normal conditions, among the agronomic traits, the highest values of response to indirect selection of grain yield were 1.6 and 1.41 g, through 100-grain weight and number of seeds per plant respectively and in stress conditions, the highest values of response to indirect selection of grain yield were 1.04, 0.89 and 0.87, through The number of branches, number of seeds per plant and weight of 100 seeds were obtained respectively. Also, according to the Ideal Genotype Selection Index (SIIG), five genotypes were in the tolerant group, seven genotypes in the semi-tolerant group, 11 genotypes in the semi-susceptible group and 27 genotypes in the susceptible group. Roanak, Kabalovskaja and TMS genotypes were identified as the most drought tolerant and AGS 363, Hermen and Kuban as the most drought sensitive genotypes.
ConclusionBased on the results, acceptable phenotypic and genotypic diversity in terms of agronomic traits was observed among the studied genotypes. Most of the genetic parameters measured were almost identical under both normal and stress conditions. The characteristics of the reproductive period had higher e selection response (direct and indirect), higher broadsense heretability and higher genetic gain than the agronomic characteristics. The highest indirect to direct selection efficiency for grain yield were obtained from number of seeds per plant and 100-seed weight under normal conditions,and The highest indirect to direct selection efficiencies were obtained from number of sub-branches, number of seeds per plant and 100-seed weight in stress conditions. Also in this study, based on the ideal genotype selection index (SIIG), Roanak, Kabalovskaja and TMS genotypes were identified as the most tolerant and AGS 363, Hermen and Kuban as the most sensitive genotypes.
Keywords: Agronomic traits, genetic gain, Heritability, reproductive stages trait, selection efficiency, Selection index of ideal genotype -
به منظور تجزیه ژنتیکی عملکرد و برخی صفات مورفولوژیک گندم نان هشت رقم گندم نان شامل استار، تیرگان، احسان، شیرودی، بم، تجن، یانگ و اکبری در یک بلوک تلاقی کشت شدند و تلاقی های مستقیم بین هشت رقم مذکور به منظور تولید نسل F1 انجام شد. نتاج حاصل از تلاقی به همراه والدین آن ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان تحت دو شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی دوره زایشی در سال زراعی 1400-1399 مورد ارزیابی قرار گرفتند. اعمال تنش خشکی انتهایی در مرحله ظهور کامل سنبله (زادوکس 60) انجام شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب صفات در دو محیط عادی و تنش خشکی دوره زایشی نشان داد که اثر متقابل ژنوتیپ×محیط برای صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و وزن صد دانه معنی دار بود. بیشترین مقادیر ترکیب پذیری عمومی در صفات عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت، تعداد دانه در سنبله و وزن صد دانه در هر دو شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی مربوط به رقم تیرگان بود. حداکثر ترکیب پذیری خصوصی عملکرد دانه در شرایط آبیاری کامل مربوط به تلاقی تجن×اکبری بود. تحت شرایط تنش خشکی تلاقی بم×اکبری در صفت عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه حداکثر ترکیب پذیری خصوصی را داشت از طرفی در صفات وزن صد دانه، شاخص برداشت و تعداد دانه در سنبله نیز ترکیب پذیری خصوصی بالایی داشت و به عنوان تلاقی مطلوب تحت تنش خشکی شناخته شد. به طور کلی در صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و وزن صد دانه وراثت پذیری خصوصی در شرایط تنش کمتر از شرایط آبیاری کامل بود. نتایج این پژوهش نشان داد که در هر دو شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی می توان بهبود ژنتیکی صفات ارتفاع بوته و طول پدانکل را در نسل های مقدماتی نتاج این تلاقی ها انجام داد، در حالی که در سایر صفات بایستی انجام گزینش تا نسل های پیشرفته ادامه یابد.
کلید واژگان: اثر افزایشی, ترکیب پذیری, تلاقی دای آلل, درجه غالبیت, وراثت پذیریIntroductionWheat performance is always affected by climate change and environmental stresses such as drought stress. Development of high-yielding cultivars requires genetic diversity. Awareness about heritability of traits can be helpful in determining the appropriate breeding strategy for any environmental conditions. By progeny trial after a diallel crossing, the function of genes and inheritance of quantitative traits can be estimated. This increases the ability to select parental lines, to participate in crosses, and determines the management of generations in the segregating populations.
Materials and methodsIn order to understand the genetic structure of grain yield and some morphological traits of bread wheat under normal and drought stress conditions, eight bread wheat cultivars including Star; Tirgan; Ehsan; Shirodi; Bam; Tajan, Yang and Akbari were planted in the crossing block and direct crosses were performed among the eight cultivars to produce F1 generation. This research carries out in Gorgan agricultural research station in 2020-2021 cropping season, under normal and drought stress conditions. The progenies of the crosses with their parents were evaluated based on a randomized complete block design (RCBD) with three replications. Imposing stress by terminating irrigation was initiated at the Zadoks 60 (full heading emergence) stage.
Results and discussionCombined analysis of variance under normal and drought stress conditions showed that the simple effects of genotype and environment were statistically significant in all traits. Also, the interaction effects of genotype×environment was statistically significant for grain yield, biological yield and 100-kernel weight. In fact, for these traits the response of genotypes was different under normal and stress conditions. Analysis of variance of Griffing's diallel method showed a statistically significant difference between genotypes in all studied traits. Therefore, among the progenies of the crosses it is possible to select superior genotypes. In biological yield and grain yield under both normal and drought stress conditions, Tirgan cultivar had the highest general combining ability, while Star cultivar showed the lowest general combining ability. Tirgan cultivar can be used to increase grain yield and biological yield under both conditions. In plant height, peduncle length and harvest index, Tajan×Yang, Ehsan×Shirodi and Bam×Yang crosses had the maximum specific combining ability, respectively. In other traits, in each condition, an individual cross had the highest specific combining ability. Under normal conditions, Tajan×Akbari cross had the highest specific combining ability in grain yield. Under drought stress conditions, Bam×Akbari cross had the highest specific combining ability in biological yield and grain yield, it simultaneously had a high specific combinability in 100-grain weight, harvest index and number of grains per spike. Therefore, Bam×Akbari cross was determined as the best cross in genetic improvement of desirable agronomic traits with high specific combining ability in yield and yield components, under drought stress conditions. The ratio of additive variance from genetic variance for plant height and peduncle length was greater than dominance variance. Subsequently, the highest narrow-sense heritability in both normal and drought stress conditions was related to plant height and peduncle length. In both normal and drought stress conditions, the highest degree of dominance was related to harvest index traits and number of grains per spike, respectively. Therefore, in these traits the lowest narrow-sense heritability, the lowest Baker's genetic ratio and the highest ratio of dominance variance from genetic variance were observed in both normal and drought stress conditions. In grain yield, a high ratio of dominance variance from genetic variance was assigned under normal (84%) and drought stress (88%) conditions, hence low narrow-sense heritability was observed under normal (8%) and drought stress (5%) conditions. In general, in grain yield, biological yield and 100-kernel weight, narrow-sense heritability was lower under drought stress conditions, compared to normal conditions, which indicates a greater ratio of non-additive effects under drought stress conditions.
ConclusionThe results of this study showed that under both conditions, Tirgan cultivar had the highest general combining ability in grain yield and biological yield. Tajan×Akbari and Bam×Akbari crosses were determined as the best cross in genetic improvement of desirable agronomic traits with high specific combining ability in yield and yield components, under normal and drought stress conditions, respectively. In grain yield, biological yield and 100-kernel weight, narrow-sense heritability was lower under drought stress conditions, compared to normal conditions. Based our results under both conditions in the progenies of the crosses, genetic improvement can be done in plant height and peduncle length in the initial generations, but for other traits including grain yield and its components, selection should be postponed to more advanced generations.
Keywords: Additive effect, Combinability, Diallel cross, Degree of dominance, Heritability -
به منظور فهم چگونگی کنترل عمل ژن در صفات زراعی گندم، شش نسل اصلی از دو جمعیت اصلاحی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در دو شرایط نرمال و تنش خشکی با استفاده از روش تجزیه میانگین نسلها، در دانشگاه رازی در سال زراعی 95-1394 مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس وزنی نشان داد که اختلاف معنی داری بین نسلهای مختلف از نظر اکثر صفات تحت هر دو شرایط وجود دارد. اغلب اثرات ژنی شامل افزایشی، غالبیت و اپیستازی در تبیین وراثت اکثر صفات نقش داشتند. در هر دو تلاقی، در خصوص اکثر صفات، اثر غالبیت بزرگتر و معنیدار بود. از اینرو، گزینش در نسلهای پیشرفته و نیز استفاده از روش بالک - شجره ای برای بهبود این صفات در جمعیت حاصل از این دو تلاقی پیشنهاد میشود. البته، با توجه به نقش بیشتر ژنهای با اثر افزایشی در تبیین صفات تعداد سنبله در بوته و قطر ساقه اصلی در تلاقی مرودشت × سیستان و صفات وزن سنبله ها در بوته و طول ریشک تحت شرایط تنش در تلاقی مرودشت × نورستار، استفاده از گزینش دورهای برای تجمیع این ژنها و سپس انتخاب لاینهای با خصوصیات زراعی مطلوب قابل توصیه است. مدل کنترل ژنتیکی اغلب صفات، در هر دو شرایط تقریبا مشابه بود و چندان تحت تاثیر تنش خشکی قرار نگرفت. طبق نتایج تجزیه واریانس حاصل از روش رگرسیونی، مقدار R2 برای همه صفات در این مطالعه بزرگتر از 0.81 بود که حاکی از توجیه تنوع فنوتیپی توسط مدل مربوطه میباشد. بالاترین وراثتپذیری عمومی، برای وزن صد دانه (0.67) در شرایط نرمال در تلاقی مرودشت × سیستان و برای صفات ارتفاع بوته اصلی (نرمال: 0.76 و تنش: 0.67) و طول پدانکل (نرمال: 0.72 و تنش: 0.67) در تلاقی مرودشت × نورستار و بالاترین وراثتپذیری خصوصی برای وزن صد دانه (0.41) در شرایط تنش در تلاقی مرودشت × سیستان برآورد گردید.
کلید واژگان: اثرات متقابل غیرآللی, اجزای واریانس, غالبیت, مدل شش پارامتری, وراثت پذیری, هتروزیسIntroductionIn Iran, as in most poor and developing countries, wheat is the most important food in the diet of the people. Therefore, the field of study and research on various aspects of this important and strategic crop is still open to relevant researchers and experts. Given that the achievement of yield potential in crops, including wheat, is influenced by genetics, environmental conditions, their interaction and the application of proper management in the optimal use of available resources, so the genetic capacity of the existing germplasm should be used to produce suitable breeding lines in order to make the most of natural and climatic resources. Therefore, screening genotypes, selecting the proper parents, and modifying them through conventional and new methods can still be helpful. Estimating genetic effects and studying the inheritance pattern of important agronomic traits and in general knowledge of germplasm genetic information and knowledge of the genetic system of the studied trait is one of the most useful tools in designing breeding methods to improve target traits. This study aimed to estimate the genetic model controlling important agronomic traits and also to estimate heterosis and heritability in two bread wheat cross under normal and terminal drought stress conditions using generation mean analysis method and multivariate regression analysis.
Materials and methodsA field investigation materials consisted of basic generations obtained from the crosses of a local cultivar “Marvdasht” (female parent) with two cultivars “Sistan” and “Norstar” (male parents). Both the crosses and resultant progenies were performed and developed under field conditions. All the six generations derived from the above two crosses were sown under two distinct conditions, normal (non-stress) and terminal drought stress in a randomized complete blocks design with three replicates at the Research Farm of Razi University, Kermanshah, Iran during the next cropping season (2015-2016). Terminal drought stress was imposed in Mid-May; while non-stress plots were irrigated whenever required. Weeds were controlled manually when necessary. The rainfall in 2015-2016 was 653 mm. Data from 10 plants in each of P1, P2 and F1 generations, 30 plants in F2 and 15 plants in each of BC1 and BC2 were randomly recorded per replication. Statistical analyses were done using different methods and software.
Results and discussionSignificant differences between the generations were found for most of the traits which indicated the presence of genetic variation in the plant populations and scope of improvement through breeding methods such as selection and expression of heterosis. The scaling and joint scaling tests revealed that the simple additive-dominance model was not sufficient to explain the genetic variation in the crosses for all the studied traits apart from the number of spike per plant, main stem diameter and number of spikelet per spike at Marvdasht × Sistan, and hundred kernel weight and peduncle length at Marvdasht × Norstar. It could be concluded that the inheritance of these traits is governed by epistasis gene action. The results of analysis of variance obtained by regression method showed that fixable genetic effects had the highest relative contribution of the generation sum of squares for most of the traits in both crosses and under both normal and drought stress conditions. High estimates of broad-sense heritability for hundred kernel weight (0.67) in normal conditions at Marvdasht × Sistan cross and plant height (normal: 0.76 and stress: 0.67) and peduncle length (normal: 0.72 and stress: 0.67) at the Marvdasht × Norstar cross shows that the effects of dominance have a greater role in the inheritance pattern of these traits and therefore it is possible to produce hybrid varieties to improve these traits.
ConclusionThe results of generation mean analysis showed that the type and action of genetic effects were variable in both crosses and for different traits and indicate the need to adopt a special breeding method to improve them. The presence of duplicate mode of gene interactions signified the involvement of epistatic effects for most of the traits. Based on the present investigation, it could be inferred that the genetic control model was somewhat similar for most of the traits under both conditions at both crosses, and it has not been largely affected by drought stress.
Keywords: Dominance, Heritability, Heterosis, Non-allelic interaction, Six parameters model, Variance components -
مقدمه و هدف
یونجه (Medicago sativa L.)، به عنوان "ملکه نباتات علوفه ای"، مهم ترین گیاه علوفه ای در سراسر جهان از جمله ایران است. یکی از روش های رایج در اصلاح یونجه، معرفی ارقام سنتتیک است. در کشور ایران فعالیت های پژوهشی متعددی برای اصلاح و به زراعی یونجه صورت گرفته است ولی تاکنون تنها دو جمعیت اصلاح شده معرفی شده است و این پژوهش برای معرفی اولین رقم سنتتیک یونجه با استفاده از ژرم پلاسم غنی یونجه ایران صورت گرفت.
مواد و روش هابهمنظور ارزیابی قابلیت ترکیب عمومی اکوتیپ های یونجه منطقه آذربایجان از طریق آزمون پلیکراس و انتخاب والدین برتر برای تولید واریته سنتتیک، 30 اکوتیپ بومی منطقه آذربایجان در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان شرقی در خزانه پلی کراس کشت شدند. پس از جمع آوری بذور ناتنی تولید شده از خزانه پلی کراس، ابتدا بصورت انفرادی در گلدان کشت و سپس در یک ماهگی به مزرعه منتقل شدند و صفات مختلف در آنها به مدت سه سال اندازه گیری شد. با ارزیابی 30 خانواده ناتنی، یازده اکوتیپ برای تولید بذر سنتتیک انتخاب شدند. اکوتیپ های برتر انتخاب شده در شرایط کنترل شده با هم تلاقی یافتند و رقم سنتتیک تولید شد. رقم سنتتیک تولیدی در پروژه های متعدد و در چندین مکان و طی چند سال به همراه اکوتیپ های والدی و ارقام شاهد مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته هاتجزیه های آماری نشان داد که تنوع گسترده ای بین خانواده های ناتنی وجود دارد و با استفاده از این تنوع، امکان گزینش والدها فراهم است. میزان وراثت پذیری خصوصی عملکرد تر، عملکرد خشک، ارتفاع، نسبت وزن تر برگ به وزن تر ساقه و وزن خشک برگ به وزن خشک ساقه به ترتیب 51%، 50%، 46%، 11% و 19% برآورد گردید. با توجه به میزان قابلیت ترکیب عمومی اکوتیپ ها و به ویژه با لحاظ عملکرد علوفه تر و خشک، یازده اکوتیپ برتر برای تولید بذر سنتتیک انتخاب شدند. با اعمال گزینش با شدت 30%، میزان پاسخ مورد انتظار برای عملکرد تر و خشک به ترتیب 3/2 و 1/58 تن در هکتار محاسبه گردید که انتظار میرفت از نظر عملکرد تر 18% و از نظر عملکرد خشک 17/5% بازدهی وجود داشته باشد. با توجه به پایین بودن وراثت پذیری صفات وزن برگ به وزن ساقه در حالت تر و خشک، میزان پاسخ برای صفات فوق، بسیار کم بود.
نتیجه گیریبر اساس نتایج بررسی های متعدد، میانگین عملکرد علوفه تر و ماده خشک رقم سنتتیک تولیدی به ترتیب 38609 و 10231 کیلوگرم در هر هکتار و عملکرد رقم شاهد نیز به ترتیب 31589 و 8371 کیلوگرم در هکتار شد. برتری این رقم از نظر عملکرد علوفه تر و خشک نسبت به عملکرد رقم شاهد حدود 22% شد. در مجموع نتایج حاصل از اجرای پروژه های تحقیقاتی متعدد، نشان داد که رقم سنتتیک اصلاح شده از برتری لازم برای معرفی به عنوان یک رقم جدید زراعی به بهره برداران و کشت و زرع گسترده آن برخوردار است و به عنوان اولین رقم سنتتیک به نام نفیس معرفی شد.
کلید واژگان: پاسخ به گزینش, پلی کراس, خانواده ناتنی, عملکرد علوفه, وراثت پذیریIntroduction and ObjectiveAlfalfa (Medicago sativa L.), as the "queen of forage plants", is the most important fodder plant all over the world, including Iran. One of the common methods in alfalfa breeding is the improvement of synthetic verities. Numerous research activities for breeding and cultivation of alfalfa have been done in Iran, but so far only two improved populations have been introduced. This research was done to introduce the first synthetic variety of alfalfa using alfalfa-rich germplasm.
Materials and MethodsFor evaluation of the general combining ability of Azarbaijan alfalfa ecotypes with polycross test and selection of synthetic variety parents, 30 native ecotypes were collected from the Azarbaijan region, and polycross nurseries were conducted in East Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Tabriz, Iran. The 30 half-sib families resulting from polycross nurseries were planted individually in pots and 30- day old seedlings were transplanted to the field and various traits were measured for 3 years. Based on 30 half-sib family's evaluation, 11 ecotypes were selected as parents for synthetic variety. The selected superior ecotypes were polycrossed under controlled conditions and the synthetic variety was produced. The synthetic cultivar was evaluated in several projects and several locations over several years along with parental ecotypes and control cultivars.
ResultsStatistical analyses showed significant differences among alfalfa half-sib families and it is possible to select parents. The narrow sense heritability values of fresh and dry forage yield, plant height, and ratios of the fresh and dry weight of leaves to the fresh and dry weight of stem were estimated as 51%, 50%, 46%, 11%, and 19% respectively. According to the ability of the general combination of ecotypes and especially based on fresh and dry forage yield, the top eleven ecotypes were selected for synthetic seed production. Considering 30% selection intensity, the expected genetic gain response for fresh and dry forage yield was calculated as 3.2 and 1.58 tons, respectively, which was expected to be 18% and 17.5% for fresh and dry forage yield, respectively. The ratios of fresh and dry weight of leaves to fresh and dry weight of stem showed low narrow sense heritability, so the expected genetic gain responses for them were very low.
ConclusionBased on the results of several studies, the average yield of fresh and dry forage yield of the synthetic variety was 38609 and 10231 (Kg/ha), respectively. The superiority of this variety for fresh and dry forage yield in comparison with control cultivar was about 22%. The results of several research projects showed that the improved modified synthetic variety has the necessary superiority to be introduced as a new agricultural variety to the farmers for widespread cultivation and introduced and it was introduced as the first synthetic variety named Nafis.
Keywords: Forage yield, Genetic gain, Half-sib family, Heritability, Polycross -
مقدمه و هدف
گشنیز از مهم ترین گیاهان دارویی در دنیا است که به طور گسترده در صنایع دارویی، آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد.
مواد و روش هابه منظور بررسی تنوع ژنتیکی این گیاه در ایران، 20 توده بومی گشنیز از نقاط مختلف کشور جمع آوری شده و در آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال های زراعی 1398-1397 و 1399-1398 در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده سبزی و صیفی موسسه تحقیقات علوم باغبانی کرج انجام شد. در طول دوره رشد صفات فنولوژیک، مورفولوژیک و زراعی اندازه گیری و یادداشت برداری شدند. صفات بررسی شدند. صفات روز تا جوانه زنی، طول بلندترین برگ پایه، تعداد برگ پایه، روز تا گلدهی کامل، روز تا رسیدگی کامل، ارتفاع بوته، تعداد چتر در بوته، تعداد چتر بارور در بوته، تعداد چتر نابارور در بوته، تعداد چترک در چتر، تعداد دانه در چترک، وزن هزار دانه، عملکرد دانه تک بوته، بیوماس تک بوته، شاخص برداشت تک بوته، عملکرد دانه، بیوماس و شاخص برداشت بررسی شدند. داده ها با استفاده از نرم افزار آماری SAS و SPSS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و به منظور گروه بندی جمعیت ها تجزیه خوشه ای به روش وارد و تجزیه به عامل ها با استفاده از روش چرخش وریماکس انجام شد.
یافته هابر اساس نتایج تجزیه واریانس، بین توده های بومی مورد مطالعه از لحاظ اکثر صفات شامل طول بلندترین برگ پایه، تعداد برگ پایه، ارتفاع گیاه، تعداد چتر در بوته، تعداد چتر بارور در بوته، تعداد چترک در هر چتر، تعداد دانه در چترک، وزن هزار دانه، عملکرد دانه تک بوته، بیوماس تک بوته، شاخص برداشت تک بوته، عملکرد دانه، بیوماس و شاخص برداشت اختلاف معنی داری وجود داشت. ضرایب تغییرات فنوتیپی و ژنوتیپی برای بیشتر صفات بالا بود که نشان از تنوع زیاد این صفات در توده های بومی مورد بررسی داشت. وراثت پذیری عمومی صفات طول بلندترین برگ پایه، تعداد برگ پایه، ارتفاع، تعداد چتر در بوته، تعداد چتر بارور در بوته، تعداد چترک در چتر، تعداد دانه در چترک، وزن هزار دانه، وزن دانه تک بوته، بیوماس تک بوته، شاخص برداشت تک بوته، عملکرد دانه، بیوماس و شاخص برداشت بالا بود که پاسخ به گزینش این صفات را در برنامه های اصلاحی مورد انتظار می سازد. تجزیه خوشه ای 20 توده بومی مورد مطالعه را در پنج گروه دسته بندی کرد.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج، توده کرمانشاه بیشترین عملکرد دانه را در دو سال دارا بود. عملکرد بیشتر این توده نسبت به دیگر توده های مورد بررسی به دلیل دارا بودن بیشترین تعداد چتر در بوته، تعداد چتر بارور، تعداد چترک در چتر و وزن هزاردانه بود. همچنین صفات طول بلندترین برگ پایه، تعداد برگ پایه، تعداد چتر در بوته، تعداد چتر بارور در بوته، تعداد چترک در چتر، تعداد دانه در چتر، وزن هزار دانه، عملکرد دانه تک بوته، بیوماس تک بوته، شاخص برداشت تک بوته، عملکرد دانه، بیوماس و شاخص برداشت از وراثت پذیری بالایی برخوردار بودند که نشان دهنده نقش بالای عامل ژنتیک و تاثیر کم عوامل محیطی بر کنترل این صفات می باشد.
کلید واژگان: اجزای عملکرد, به نژادی, تجزیه خوشه ای, گیاهان دارویی, وراثت پذیریIntroduction and ObjectiveCoriander is one of the important medicinal plants in the world which has been used widely in medicinal, cosmetic and health care industries.
Materials and MethodsIn order to investigate the genetic diversity of this plant in Iran, 20 Coriander populations were collected from different parts of the country and evaluated out using randomized complete block design with three replications in Karaj Vegetable Research Center of Horticultural Sciences Research Institute in 2018-2019 and 2019-2020 crop years. During the growth period, the phenological, morphological and physiological characteristics were recorded. Days to generation, Largest basal leaf length, Basal leaf number, Days to full flowering, Days to Maturity, Plant height, Umbel number per plant, Fertile umbel number per plant, Unfertile umbel number per plant, Umbellate number per umbel, Seed number per umbel, thousand seed weight, Grain yeild per plant, Biomass per plant, Harvest index per plant, Grain yield, Biomass and Harvest index traits were investigated. Data were analyzed using SAS and SPSS software and for Grouping of the population, the cluster analysis was performed by Ward’s method and factor analysis was done using the Variomax rotation method.
ResultsAccording to the results of analysis of variance, there were significant differences between the studied populations in terms of most traits include the largest basal leaf length, basal leaf number, plant height, umbel number per plant, fertile umbel number per plant, unfertile umbel number per plant, umbellate number per umbel, grain number per umbel, 1000-seed weight, seed weight per plant, biomass per plant, harvest index per plant, grain yield, biomass and harvest index. Phenotypic and genotypic coefficients of variation were high for most of the traits which indicated the high diversity of these traits in the studied populations. The heritability in broad-sense of the traits largest basal leaf length, basal leaf number, plant height, umbel number per plant, fertile umbel number per plant, umbellate number per umbel, seed number per umbel, 1000-seed weight, seed weight per plant, biomass per plant, harvest index per plant, grain yield, biomass and harvest index were high, which makes the response to the selection of these traits expected in breeding programs. Cluster analysis classified 20 studied populations into five groups.
ConclusionAccording to the results, the Kermanshah population had the highest grain yield in two years. The higher yield of this populaion was due to having the highest number of umbels per plant, number of fertile umbels, number of umbels per umbel and weight of 1000 seeds. Also, the traits of the length of the longest basal leaf, the number of basal leaves, the number of umbels per plant, the number of fertile umbels per plant, the number of umbels per umbel, the number of seeds per umbel, the weight of 1000 seeds, the yield of seeds per plant, the biomass of a single plant, the harvest index of a single plant, seed yield, biomass and harvest index had high heritability, which indicates the high role of genetic factors and the low influence of environmental factors on the control of these traits.
Keywords: Breeding, Cluster Analysis, Heritability, Medicinal plants, Yield components -
برآورد ترکیب پذیری در تعیین ارزش لاین های هندوانه (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) برای تولید هیبریدهای جدید با عملکرد بالا و کیفیت بهتر مفید است. این تحقیق به منظور برآورد ترکیب پذیری عمومی (GCA)، ترکیب پذیری خصوصی (SCA) و هتروزیس در پنج لاین اینبرد انتخابی برای اصلاح هندوانه در دانشگاه گیلان انجام شد. تجزیه واریانس داده ها اختلاف معنی داری را بین ژنوتیپ های هندوانه برای وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی در بوته نشان داد. اثرات GCA و SCA برای وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی معنی دار بود که نشان دهنده وجود هر دو اثر افزایشی و غالبیت در کنترل این دو صفت است. وراثت پذیری خصوصی پایین بیانگر تاثیر کمتر عمل ژن افزایشی بر وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی در هر بوته در هندوانه بود. با وجود این، وراثت پذیری عمومی برای وزن میوه (0.69) و تعداد شاخه های جانبی (0.88) بالا بود. اختلاف زیاد بین وراثت پذیری عمومی و وراثت پذیری خصوصی نشان دهنده اهمیت اثرات غالبیت در کنترل وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی در مقایسه با اثرات افزایشی است. این نتایج، تولید واریته های هیبرید را برای بهره برداری از اثرات ژنتیکی غالبیت در هندوانه توجیه می کند. بیشترین وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی به تلاقی S مربوط بود. بیشترین وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی به تلاقی S × Red مربوط بود. بیشترین SCA برای وزن میوه به تلاقی An × S تعلق داشت. تلاقی S × Red دارای بیشترین SCA برای تعداد شاخه های جانبی بود. بالاترین هتروزیس والد برتر برای وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی نیز به تلاقی S × Red تعلق داشت. به طور کلی تلاقی S × Red برای تولید رقم هیبرید در هندوانه پیشنهاد می شود. با وجود این، انجام تلاقی بین ژنوتیپ های مختلف برای تولید لاین های نوترکیب جدید در برنامه های اصلاح هیبرید هندوانه در ایران لازم به نظر می رسد.کلید واژگان: اثرهای افزایشی, اثرهای غالبیت, تعداد شاخه های جانبی, دیالل, وراثت پذیری, وزن میوهEstimates of combining ability are useful in determining the value of watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) lines in producing new hybrids with high yield and better quality. This research was conducted to estimate the general combining ability (GCA), specific combining ability (SCA), and heterosis for five inbred lines chosen for watermelon breeding at the University of Guilan, Iran. Analysis of variance indicated significant differences among hybrids for fruit weight and the number of lateral branches per plant. The GCA and SCA effects were significant for fruit weight and the number of lateral branches, which indicates the existence of both additive and dominance effects in controlling these two traits. The low narrow sense heritability indicated the smaller impact of additive gene action on fruit weight and the number of lateral branches in watermelon. However, broad sense heritability was high for fruit weight (0.69) and the number of lateral branches (8.88). The large gap between the broad sense heritability and narrow sense heritability indicated the importance of dominance effects in controlling the fruit weight and the number of lateral branches compared to additive effects. These results justify the development of hybrid varieties to exploit the dominance genetic effects in watermelon. The highest fruit weight and the number of lateral branches belonged to the S × Red cross. The highest SCA for the fruit weight was associated with the cross An × S. The cross S × Red had the highest SCA for the number of lateral branches. The high-parent heterosis was also higher in the cross S × Red for these traits. In conclusion, the hybrid S × Red may be proposed for the production of a hybrid variety in watermelon. However, crossing among various genotypes to produce new inbred lines seems necessary for the hybrid breeding program of watermelons in Iran.Keywords: additive effects, Diallel, dominant effects, Fruit Weight, Heritability, number of lateral branches
-
در سال های اخیر استفاده از دگرآسیبی در مدیریت علف های هرز بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه اثر دگرآسیبی لاین های یک جمعیت هاپلویید مضاعف جو بر خصوصیات رشدی گیاه چاودار وحشی و قدومه در آزمایشگاه زراعت واصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان مورد مطالعه قرار گرفت. برخی صفات جوانه زنی (طول ریشه چه و ساقه چه، وزن تر و خشک گیاهچه) در جو، چاودار و قدومه و وراثت پذیری آن ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که لاین های هاپلویید مضاعف و چاودار و قدومه کشت شده همراه با جو از نظر هر چهار صفت وزن تر، وزن خشک، طول ریشه و طول ساقه با هم تفاوت معنی داری دارند. لاین 25 و 34 کمترین میزان دگرآسیبی و لاین 17 بیشترین میزان دگرآسیبی را بر گیاه چاودار نشان داد. لاین های 39، 48، 55، 65، 66، 68، 70، 75، 76، 77 و 82 جو نیز تحت تاثیر دگرآسیبی گیاه چاودار قرار گرفتند. لاین 73 و 17 نیز بیشترین میزان دگرآسیبی را بر گیاه قدومه داشت. به جز وزن خشک شاهد جو، طول ریشه چه و ساقه چه قدومه که وراثت پذیری خصوصی پایینی داشتند، سایر صفات وراثت پذیری متوسطی را نشان دادند.کلید واژگان: آللوپاتی, هاپلوئید مضاعف جو, چاودار, وراثت پذیریIn recent years, the use of allelopathy in weed management has received great attention. In this study, the effect of allelopathy of a double haploid population of barley on the growth characteristics of wild rye and hedge mustard was studied in the Laboratory of Agriculture and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Zanjan University. Some germination traits (root and shoot length, fresh and dry weight of seedlings) and their heritability were measured in barley, rye and hedge mustard. The results showed that the double haploid lines, rye and hedge mustard are significantly different in terms of all four traits of fresh weight, dry weight, root length and stem length. Lines 25 and 34 showed the lowest allelopathy and lines 17 showed the highest allelopathy on rye. Lines 39, 48, 55, 65, 66, 68, 70, 75, 76, 77 and 82 of barley were also affected by rye allelopathy. Lines 73 and 17 had the highest rate of allelopathy on hedge mustard plant, as well. Except for the dry weight of barley control, the length of roots and stems of hedge mustard, which had low private heritability, showed moderate other heritability traits.Keywords: Allelopathy, Barley double haploid, Rye, heritability
-
تنش کم آبی یکی از مهم ترین تنش های محیطی است که باعث کاهش عملکرد گندم در بسیاری از نقاط جهان از جمله ایران می شود. به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های گندم نان بهاره از نظر برخی صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه، 100 ژنوتیپ گندم نان بهاره از نظر 16 صفت مورفولوژیک و عملکرد دانه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم گچساران در شرایط مزرعه در سال زراعی 1400-1399 مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس تنوع بالا و معنی داری را در هر دو شرایط بدون تنش و تنش کم آبی نشان داد. ژنوتیپ 11 متحمل ترین ژنوتیپ با منشا جغرافیایی کشور نپال و ژنوتیپ 47 واجد کمترین میزان STI نسبت به تنش کم آبی با منشا جغرافیایی کشور چین بود. طول ریشک بیشترین درصد ضریب تنوع ژنوتیپی را در هر دو حالت تنش کم آبی (96.05) و بدون تنش (66.49) داشت. بالاترین میزان وراثت پذیری در هر دو شرایط محیطی بدون تنش و تنش کم آبی به ترتیب مربوط به صفات تعداد میان گره (99.72%) و تعداد برگ در ساقه (98.60%) بود. نتایج تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های مورد مطالعه در هر دو شرایط محیطی را در شش گروه مجزا و متفاوت قرار دارد، به طوری که بیشترین تفاوت فاصله ژنتیکی و عملکرد دانه در هر دو شرایط محیطی بین خوشه اول و ششم مشاهده گردید؛ بنابراین می توان در برنامه های تلاقی و همچنین مطالعات ژنتیکی (نظیر جوامع نوترکیب و نقشه یابی ارتباطی) و نیز بالا بردن میزان هتروزیس از ژنوتیپ های اولین کلاستر با 1 ، 29، 28، 75، 52، 47، 2، 4، 10، 9، 14، 13، 36 و 35 پراکنش جغرافیایی نامنظم از چند کشور آمریکا، نپال، ایتالیا، چین، هند، پرتغال، انگلستان و افغانستان و آخرین کلاستر با ژنوتیپ های 71، 94، 99، 97، 100، 93، 95، 69 و 98 با پراکنش جغرافیایی اکثرا ایران بودند که می توان در شرایط تنش کم آبی استفاده نمود.
کلید واژگان: برگ پرچم, تجزیه خوشه ای, شاخص تحمل به تنش, وراثت پذیریIntroductionCrop yield products reduction due to abiotic stress is estimated at 51 to 82%. Most plants are exposed to environmental stresses, and water deficit is one of the most important non-abiotic stresses in limiting and producing crops around the world, especially in arid and semi-arid regions. Plants have developed various strategies to cope with water deficit stress, including morpho-physiological and biochemical.Wheat is one of the most important crops in the world, which in 2020 had the highest area under cultivation at the rate of 221.33 million hectares (with a total production of 766.03 million tons) worldwide. In the same year in Iran, the area under wheat cultivation was 6.70 million hectares and its production was 16.75 million tons.
Materials and methodsThe research was performed in research farm of Rainfed Agricultural Research Station Gachsaran, Iran, over 2020-2021 cropping years. In this study, 100 lines obtained from the landrace bread wheat of different origins from several continents and several countries were studied. The experiment was performed in a simple lattice design 10×10 with two replications and separately in two environmental conditions of stress and non-stress. The operation planting is done in January after conventional tillage implementation of the area by hand. The source of moisture supply for both rain fed (water deficit stress) and irrigation (no stress) test conditions was rainfall and sprinkler irrigation before the phonological stage of flowering (pollination (Zadocs scale 61)). Irrigation interruption was applied at the beginning of flowering in a stress environment (water deficit stress conditions) which continued until harvest, but the environment without stress in two times when wheat plants to early reproductive stage, flowering stages, and the beginning of grain filling (Grain paste stage (Zadocs scale 61-83)) Irrigation was performed. In this study, 16 morphological traits and grain yield were measured under both stress and non-stress conditions, including flag leaf length and width (cm), flag leaf pod length (cm), and flag leaf area (cm2), number of nodes and leaves per stem, internodes number, peduncle length (cm), plant height (cm), tiller number, fertile and infertile tillers of number, length of awn (cm), spike length (cm) and spike yield (g).
Results and discussionThe results of the analysis of variance showed high and significant variability in both non-stress and deficit water stress. TRI 3492 was the most tolerant of geographical origin in Nepal and TRI 4549 had the lowest STI relative to deficit water stress of geographical origin in China. The highest and lowest heritability in stress conditions were related to plant height (98.02%) and the number of intermediate nodes (25.00%), respectively. The greatest decrease in heritability (66%) due to stress conditions was the leaf sheath length of the flag leaf. Among the traits studied in this study, flag leaf area with 31.41%, flag leaf length with 25.25% and grain yield with 23.53% had the highest percentage of stress reduction. The results of cluster analysis of the studied genotypes in both environmental conditions are in six separate and different groups so that the greatest difference in genetic distance and grain yield in both environmental conditions was observed between the first and sixth clusters.
ConclusionUsing the genotypes of first cluster (TRI 403, TRI 4013, TRI 3981, TRI 10340, TRI 5262, TRI 4549, TRI 2513, TRI 2656, TRI 3477, TRI 3242, TRI 3526, TRI 3513, TRI 4116 and TRI 4113) with 6TH cluster (TRI 10296, TRI657, TRI755, TRI752, TRI757, TRI 11020, TRI691, TRI 6129 and TRI754) Can be used in crossbreeding programs as well as genetic studies (such as recombinant populations and association mapping) and to increase the rate of heterosis used in water-deficit stress conditions.
Keywords: Cluster analysis, Flag leaf, Heritability, Stress tolerance index -
خشکی یکی از مهمترین تنش های غیر زیستی محدود کننده بقاء، رشد و تولید گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است. حدود یک سوم زمین های کشاورزی دنیا در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده اند که ایران نیز جزء همین مناطق است. از این رو نیاز به اصلاح ارقام دارای سازگاری بالا و نیاز آبی پایین به شدت احساس می شود. این مطالعه به منظور ارزیابی تحمل به خشکی ژنوتیپ های علف باغ و علف پشمکی، بررسی ارتباط بین عملکرد بذر و عملکرد علوفه و انتخاب همزمان ژنوتیپ های برتر انجام شد. در این مطالعه، تعداد 36 ژنوتیپ منتخب از جوامع حاصل از پلی کراس در هر یک از دو گونه به صورت کلونی تکثیر شده و تحت شرایط بدون تنش و تنش خشکی طی سال های 1393 و 1394در مزرعه آموزشی دانشگاه صنعتی اصفهان مورد ارزیابی قرار گرفتند. در هر دو گونه مورد مطالعه تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه ای در بین ژنوتیپ ها از نظر عملکرد بذر و اجزای آن مشاهده شد که نشان دهنده پتانسیل بالا برای بهبود این صفات از طریق انتخاب هدفمند در برنامه های اصلاحی می باشد. تنش خشکی آثارمنفی روی عملکرد بذر و اجزای آن داشت و موجب کاهش تنوع ژنتیکی اکثر صفات شد. اکثر صفات مورد مطالعه در هر دو گونه مورد بررسی از وراثت پذیری نسبتا بالایی برخوردار بودند و بنابراین بهبود این صفات از طریق انتخاب دوره ای امکان پذیر است. همبستگی بالا و معنی دار بین عملکرد بذر و عملکرد علوفه در هر دو گونه مورد بررسی نشان داد که امکان انتخاب همزمان برای عملکرد بذر و علوفه در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی وجود دارد. با این وجود، شدت همبستگی در گونه علف باغ نسبت به علف پشمکی بالاتر بود. در هر دو گونه و در هر دو محیط بدون تنش و تنش خشکی ژنوتیپ های برتر از نظر عملکرد بذر و علوفه شناسایی شدند. این ژنوتیپ ها می توانند به عنوان والدین برتر برای ایجاد جمعیت های ژنتیکی، به منظور بهبود همزمان عملکرد بذر و عملکرد علوفه در برنامه های آتی و ایجاد واریته های ساختگی مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: تنش خشکی, توارث پذیری, گراس, ضریب تنوع ژنتیکیDrought is one of the most important abiotic stresses limiting plant survival, growth, and production in many regions of the world. Approximately one-thirds of the world's agricultural lands are in arid and semi-arid regions, including Iran. Therefore, there is a need to improve plant cultivars with high adaptability and low water requirement. This study was conducted to evaluate the drought tolerance of Bromus inermis and Dactylis glomerata genotypes and investigate the relationship between seed yield and forage yield to select better genotypes in terms of these traits, simultaneously. In this study, 36 genotypes selected from polycross populations of both species were clonally propagated and evaluated under normal and drought-stressed conditions during 2014 and 2015 at the Research Farm of Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran. In both species, high genetic variation was observed among genotypes for seed yield and its components indicating high potential for improving these traits through targeted selection in breeding programs. Drought stress negatively affected seed yield and its components and reduced the genetic diversity of most traits. Most of the studied traits had relatively high heritability; therefore, improvement of these traits is possible through recurrent selection in breeding programs. The significant association between seed and forage yield indicated that it is possible to select superior genotypes based on seed and forage yield in both normal and water stress conditions, simultaneously. However, the intensity of this association was higher in Dactylis glomerata than Bromus inermis. In both species and under both normal and drought stress conditions, better genotypes were identified in terms of seed and forage yield. These genotypes can be used in developing genetic populations for simultaneous improvement of seed and forage yield in future studies and also for the development of synthetic varieties in both species.
Keywords: Drought stress, Heritability, Dactylis glomerata, Bromus inermis -
چکیده مبسوط مقدمه
کلیوپتیل از ساقه چه و برگ اول حفاظت می نماید تا از جنین به سطح خاک منتقل شوند. کلیوپتیل برای استقرار گیاه بسیار ضروری است. ارقامی که کلیوپتیل و مزوکوتیل بلندتری دارند عمیق تر کشت می شوند و در شرایط تنش خشکی موفق تر هستند. با این وجود، اطلاعات اندکی در مورد ژنتیک آنها وجود دارد. هدف این پژوهش بررسی طول کلیوپتیل و مزوکوتیل در ارقام ایرانی، خارجی و لاین های حاصل از برنامه های به نژادی دانشگاه شهید باهنر کرمان و بررسی ژنتیک این صفات است.
مواد و روش هادر این پژوهش 30 ژنوتیپ گندم نان از منشاء ایران، سیمیت، ایکاردا، آمریکا و استرالیا و 5 لاین حاصل از برنامه به نژادی دانشگاه شهید باهنر کرمان در عمق 10 سانتی متری خاک مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی با 7 تکرار کشت شد. هر کرت شامل سه خط به طول دو متر و فاصله بذرها از همدیگر 5 سانتی متر بود. در هنگام برداشت بوته ها با استفاده از بیل و به آرامی از خاک خارج شدند و حذف خاک ها از ناحیه ریشه و شستشوی ریشه انجام شد. در این پژوهش صفات طول کلیوپتیل، طول مزوکوتیل، تعداد ریشه نخستین، طول ریشه، تعداد ریشه بذری، وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی مورد اندازه گیری قرار گرفت.
یافته هاکلیوپتیل و مزوکوتیل دو صفت مهم برای افزایش تحمل به خشکی در گندم نان هستند. در این پژوهش طول مزوکوتیل از 20/5 برای رقم اکسکلیبر تا 08/2 سانتی متر برای رقم زاگرس متفاوت بود و وراثت پذیری (48/0) و پاسخ به گزینش (61/11 درصد) بالایی داشت. از طرف دیگر این صفت با طول کلیوپتیل (**53/0=r)، وزن ریشه (*38/0=r) و وزن اندام هوایی (*36/0=r) همبستگی مثبت و معنی داری داشت. صفات تعداد ریشه نخستین و تعداد ریشه بذری دارای بیشترین وراثت پذیری خصوصی (59/0) و طول ریشه دارای کم ترین وراثت پذیری خصوصی (13/0) بود. به طور کلی، ارقام مناسب کشت در شرایط دیم، کلیوپتیل و مزوکوتیل بلندتری نسبت به ارقام فاریاب داشتند. وزن ریشه و اندام هوایی همبستگی مثبت و معنی داری (**82/0=r) با هم داشتند.
نتیجه گیریبه طور کلی، برنامه های به نژادی برای افزایش عملکرد در شرایط دیم و آبی متفاوت است. در برنامه به نژادی گندم برای شرایط دیم باید بر روی صفات کلیوپتیل و مزوکوتیل تاکید ویژه ای شود. این صفات تحت تاثیر عادت رشد گیاه قرار نگرفتند.
جنبه های نوآوریمزوکوتیل ارقام ایرانی برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفت.
لاین های ایجاد شده مناسب شرایط دیم در دانشگاه شهید باهنر کرمان کلیوپتیل و مزوکوتیل مناسبی داشتند.
کلیوپتیل و مزوکوتیل همبستگی مثبت و معنی داری با هم داشتند.کلید واژگان: وراثت پذیری, تنش خشکی, پاسخ به گزینش, ژن های پاکوتاهیExtended Abstract IntroductionWheat coleoptile protects the plumule and the first leaf so they can move from the embryo to the soil surface. Coleoptile is essential for plant establishment. Cultivars with longer coleoptiles and mesocotyls are sown deeper and are more successful under drought stress conditions. However, there is not much information about their genetics. The objective of the present study was to evaluate the coleoptile and mesocotyl of Iranian, overseas and the lines developed as a part of Shahid Bahonar University breeding program, and estimate of genetic parameters of these traits.
Materials and MethodsIn this research, 30 bread wheat genotypes originated from Iran, CIMMYT, ICARDA, USA, and Australia and five lines from Shahid Bahonar University of Kerman breeding programs were sown at a 10 cm depth of soil in the research field of Shahid Bahonar University in a randomized complete block design with seven replications. Each plot consisted of three rows with two meters long and a 5 cm intra-row spacing. At harvest, the plants were gently removed from the soil, and after removing the soil from the root area, the roots were washed. In this study, coleoptile and mesocotyl length, number of seminal roots, root length, root and shoot dry weight were measured.
ResultsColeoptile and mesocotyl are important traits for increasing drought tolerance in bread wheat. In the present research, mesocotyl length varied from 5.20 for Excalibur to 2.08 for Zagros, and showed a high heritability (0.48) and response to selection (11.61%). Furthermore, this trait had a positive significant correlation with coleoptile length (r=0.53**), root weight (r=0.38*) and shoot weight (r=0.36*). Seminal and nodal root number had the highest (0.59), while root length had the lowest (0.13) narrow-sense heritability. Overall, suitable cultivars for rain-fed conditions had higher coleoptile and mesocotyl than the others. Breeding lines in Shahid Bahonar University of Kerman suitable for rain-fed conditions had longer coleoptile and mesocotyl lengths. Root and shoot dry weight had a significant positive correlation (r=0.82**).
ConclusionsIn general, breeding programs to increase grain yield differ under rain-fed and irrigated conditions. In wheat breeding programs under rain-fed conditions, special attention should be paid to coleoptile and mesocotyl traits. These traits were not influenced by the plant growth habit.
HighlightsMesocotyl of the Iranian cultivars was evaluated for the first time.
Breeding lines developed by Shahid Bahonar University of Kerman suitable for rain-fed had appropriate coleoptiles and mesocotyls.
Coleoptile and mesocotyl had a significant and positive correlation.Keywords: Coleoptile, Drought stress, Dwarf genes, Heritability, Response to selection
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.