تنوع ژنتیکی و ارتباط بین برخی صفات زراعی نخود دسی در شرایط کشت پاییزه

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: نخود از حبوباتی است که در مناطق دارای فصل خنک کشت می شود و از منابع اصلی پروتئین و انرژی است و نقش عمده ای در بهبود حاصل ‎خیزی خاک دارد. نخود به دو گروه دسی و کابلی تقسیم بندی شده است. بذر دسی اندازه کوچکتر، چروکیده تر و تیره تر داشته در حالی‎که کابلی رنگ دانه روشن تر، سفیدتر، اندازه بذر بزرگتر و سطح صاف دارد. عملکرد نخود در آمریکا ۱۱۹۹ کیلوگرم در هکتار، هند ۱۲۶۱ کیلوگرم در هکتار و در ایران ۴۰۹ کیلوگرم در هکتار می‎باشد. مطالعات بیشتر تنوع ژنتیکی نخود در جهت بهبود عملکرد دارای اهمیت است. نخود دارای تنوع زیادی در مناطق مختلف جغرافیایی می باشد، که بایستی الگوی ژنتیکی و میزان تنوع درون و بین این جمعیت ها جهت پیشرفت در برنامه های اصلاحی و استفاده موثر از این مجموعه های ژرم پلاسم مشخص باشد. ارزیابی ژنوتیپ ها با دو چالش کلیدی روبرو است. اول اثر متقابل ژنوتیپ در محیط است و دومی اثرات متقابل بین صفات مورد بررسی است. این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی در ژرم‎پلاسم نخود دسی در شرایط کشت پائیزه و تجزیه و تحلیل روابط صفات مورفولوژیکی- زراعی و انتخاب ژنوتیپ های برتر از نظر برخی صفات مورفولوژیکی-زراعی انجام شد. مواد و روش ها: در این پژوهش ۴۱۶ ژنوتیپ شامل ۳۳۵ توده بومی ایران و یک ژنوتیپ ایکاردا و ۷۸ ژنوتیپ دریافت شده از ICRISAT به‎همراه ۲ رقم شاهد به‎نام های کاکا و پیروز در مزرعه آزمایشی معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم (سرارود) از نظر صفات مورفولوژیکی-زراعی شامل تعداد روز تا گلدهی، تعداد شاخه اصلی، تعداد شاخه فرعی، تعداد نیام در بوته، ارتفاع بوته، پایان تعداد روز تا رسیدگی، عملکرد دانه و وزن صد دانه مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش طی سال زراعی ۱۳۹۹-۱۴۰۰ در شرایط کاشت پاییزه و به‎صورت آگمنت بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با ۹ بلوک با دو شاهد اجرا شد. جهت تجزیه واریانس و برآورد وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی از نرم‎افزار R بسته augmented RCBD)) و جهت تجزیه بای بلات ژنوتیپ در صفت از بسته metan) و GGEBiplotGUI) نرم‎افزارR  استفاده شد. جهت گروه بندی داده ها از الگوریتم K-mean روش Single و فاصله اقلیدوسی با نرم‎افزارR  استفاده شده است. برای محاسبه تعداد گروه های مناسب حاصل از تجزیه خوشه ای از بسته ((NbClust نرم‎افزار R استفاده شد. با استفاده از بسته (metan) نرم‎افزار R با شاخص انتخاب(MGIDI)  ژنوتیپ های برتر بر اساس چند صفت، رتبه بندی شدند. یافته ها: طبق نتایج تجزیه واریانس نمونه های مورد بررسی از نظر صفات تعداد روز تا رسیدگی، وزن صد دانه و ارتفاع گیاه تفاوت معنی دار نشان دادند. بیشترین مقدار ضریب تغییرات برای صفت تعداد شاخه فرعی و کمترین مقدار ضریب تغییرات برای صفت روز تا رسیدگی بود. صفات ارتفاع بوته و وزن صد دانه مقادیر وراثت‎پذیری و پیشرفت ژنتیکی بالایی داشته اند. با توجه به نمودار بای پلات صفات، صفات روز تا رسیدگی با وزن صددانه، روز تا گلدهی با ارتفاع بوته و تعداد شاخه اصلی با تعداد نیام در بوته بیشترین ارتباط را با هم داشتند. با توجه به نتایج نمودار بای پلات ژنوتیپ در صفت ژنوتیپ های ۱۴۸، ۳۲۷، ۳۹۱، ۲۷۷ بهترین شرایط را از نظر وزن صد دانه و روز تا رسیدگی و ارتفاع بوته و روز تا گلدهی داشته اند. بیشترین ارتباط وزن صد دانه و روز تا گلدهی و صفات داشته است ژنوتیپ های ۱۴۸، ۳۲۷، ۳۹۱، ۲۷۷ شرایط بهتری را از نظر وزن صد دانه و روز تا رسیدگی و ارتفاع بوته و روز تا گلدهی داشته اند. ژنوتیپ های ۶، ۴۰۰، ۱۸، ۴۲، ۲۶، ۱۶۸، ۱۵۲ بهترین شرایط را برای صفات تعداد غلاف در بوته، عملکرد دانه، تعداد شاخه اصلی و تعداد شاخه فرعی در بوته داشته اند. با توجه به نتایج بای‎پلات ژنوتیپ در صفت، بیشتر ژنوتیپ های انتخابی از توده بومی نخود ایران می باشند. خوشه بندی با استفاده از روش K-mean انجام شد و ژنوتیپ ها در دو گروه قرار گرفتند در گروه دوم ژنوتیپ شماره ۶، ۱۸، ۱۴۸، ۳۲۷، ۹۱ فواصل بیشتری (با توجه به مرکز گروه) نسبت به بقیه ژنوتیپ ها داشته اند. با استفاده از شاخص MGIDI، ۶۲ ژنوتیپ به‎عنوان ژنوتیپ های برتر از نظر کلیه صفات انتخاب شدند. نتیجه گیری: نتایج معنی‎ دار صفت های مورد مطالعه در این پژوهش نشان‎دهنده امکان انتخاب در بین ژنوتیپ ها است. صفات ارتفاع بوته و وزن صد دانه مقادیر وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی بالایی داشته اند که نشان ‎دهنده اثرات افزایش ژن است و در تحقیقات روی جمعیت های نخود دسی می توان از روش اصلاحی گزینش در مورد اصلاح این صفات استفاده کرد. طبق نتایج بای پلات تعداد نیام در بوته اثرات مهمی برروی عملکرد دانه در شرایط کشت پائیزه داشته است و از نظر انتخاب ژنوتیپ های مرتبط با صفات موردنظر دارای اهمیت است. از طرفی وزن صد دانه همبستگی بالایی با ارتفاع بوته در نخود دسی داشت که ارتفاع بوته در برداشت مکانیکی نخود دارای اهمیت می باشد. از ژنوتیپ های برتر انتخاب شده در این پژوهش می توان به‎عنوان والدین در برنامه های اصلاحی آتی نخود دسی در شرایط کشت پاییزه استفاده کرد. با گروه بندی که با الگوریتم خوشه بندی K-mean انجام گرفت روابط بین ژنوتیپ ها از نظر فواصل مشخص شده و بهتر می توانیم در مورد انتخاب والدین و بهره گیری از هیبریداسیون و تفکیک متجاوز تصمیم گیری کنیم.

کلیدواژه ها:

Cluster analysis ، Genetic diversity ، MGIDI ، Grain yield ، تجزیه کلاستر ، توده های ژنتیکی ، MGIDI ، عملکرد دانه