بررسی تنوع ژنتیکی ژرم پلاسم جو و انتخاب ژنوتیپ های برتر تحت شرایط دیم بر اساس صفات زراعی

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: شناخت و استفاده از تنوع ژنتیکی محور اصلی موفقیت در برنامه های به نژادی گیاهان به ‎شمار می رود و می تواند به ‎عنوان رویکردی موثر برای تولید ارقام مناسب جهت ارتقای عملکرد دانه برای افزایش راندمان تولید در شرایط متفاوت اقلیمی باشد. جهت ارزیابی تنوع ژنتیکی و تحلیل روابط بین صفات مختلف، به‎ طور گسترده از روش های چند متغییره آماری استفاده می شود. با توجه به نیاز مبرم به تولید ارقام مناسب برای کشت دیم، این پژوهش با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های جو بر اساس صفات زراعی انجام شد. یافته های این مطالعه می توانند داده های ارزشمندی را برای بهبود برنامه های به نژادی و کشت جو در مناطق کم بارش جنوب ایران، به ویژه نواحی گرمسیری کهگیلویه و بویراحمد، ارائه دهند. مواد و روش ها: این بررسی با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و صفات زراعی ۳۱۰ ژنوتیپ جو به‎همراه چهار رقم شاهد (بهداد، خرم، رستا و فردان) در سال زراعی ۱۴۰۲-۱۴۰۳ در پردیس تحقیقات کشاورزی گچساران و سایت ملی دیم انجام شد. آزمایش در طرح بلوک های حجیم شده (Augmented Block Design) در ۲۳ بلوک اجرا شد. در ابتدا برای ارقام شاهد تجزیه واریانس بر اساس طرح بلوک کامل تصادفی با استفاده از نرم افزار آماریInfoStat  انجام شد. تجزیه و تحلیل خوشه ای بر اساس فاصله اقلیدسی و الگوریتم خوشه بندی Ward با بهره گیری از نرم ‎افزار R و بسته های آماری dynamicTreeCut، colorspace و dendextend انجام شد. همبستگی میان صفات با استفاده از روش پیرسون و با استفاده از نرم‎ آماری R انجام شد. برای رسم Venn Diagram از نرم‎ افزار آنلاین (jvenn.toulouse.inra.fr) برای شناسایی ژنوتیپ های دارای همپوشانی در صفات مهم استفاده گردید. جهت انتخاب ژنوتیپ برتر از تجزیه multi-trait genotype–ideotype distance index (MGIDI) با کمک نرم ‎افرار آماری R و بسته آماری Metan استفاده شد. یافته ها: برای ۱۳ ژنوتیپ برتر انتخاب شده از Venn diagram، تحلیل MGIDI (مقادیر نرمال شده) انجام شد. چهار عامل (FA۱ تا FA۴) ۸۶/۶ درصد از کل واریانس را به‎ترتیب زیر تبیین کردند. FA۱ عامل فنولوژیکی:) شامل روز تا گلدهی، طول سنبله، ارتفاع بوته (۳۱/۱ درصد از واریانس کل)، FA۲ عامل مورفولوژیکی:) شامل طول ریشک، طول پدانکل، وزن هزاردانه (۲۴/۳ درصد از واریانس کل)، FA۳ عامل عملکرد:) شامل عملکرد دانه، روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، تعداد دانه در سنبله (۱۸/۹ درصد از واریانس کل)، و FA۴: عامل رویش اولیه:) شامل قدرت رویش اولیه (۱۲/۳ درصد از واریانس کل). ژنوتیپ های ۱۸۴، ۷۹ و ۲۸ با کمترین فاصله از ژنوتیپ ایده آل و بهترین عملکرد چندصفتی شناسایی شدند. ژنوتیپ ۷۹ در صفات مرتبط با عامل اول (فنولوژیکی) و ژنوتیپ ۲۸ در صفات مرتبط با عوامل دوم و سوم (مورفولوژیکی و عملکرد) وضعیت بهتری داشتند. وضعیت هر سه ژنوتیپ برتر، از نظر عامل چهارم (قدرت رویش اولیه) از میانگین نظری مطلوب تر بود. عملکرد دانه ژنوتیپ های ۷۹، ۱۸۴، ۲۵، ۱۷۲ و ۵۹ بیشتر از میانگین شاهدها (۳۹۹۵ کیلوگرم در هکتار) بود. ژنوتیپ ۲۸ با وجود عملکردی کمی پایین تر از میانگین شاهدها، عملکرد بیشتری نسبت به رقم رستا داشت و نمودار گرمایی نشان داد که ژنوتیپ ۲۸ تقریبا برای تمامی صفات مورد بررسی مطلوب بود. ژنوتیپ ۱۸۴ با بالاترین عملکرد در میان ژنوتیپ های انتخابی، در برخی صفات (مانند تعداد دانه در سنبله و روز تا ظهور سنبله) نسبت به سایرین مطلوبیت کمتری داشت. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش تنوع ژنتیکی چشمگیری را میان ژنوتیپ های مورد بررسی نشان می‎دهند و این ژنوتیپ ها می توانند به عنوان منابع ارزشمند ژرم پلاسم در برنامه های اصلاحی آینده به کار گرفته شوند. با توجه به این‎که صفات مورد ارزیابی شامل قدرت رویش اولیه (VIG)، تاریخ ظهور سنبله (DHE)، زمان رسیدگی فیزیولوژیکی (DMA)، ارتفاع بوته (PLH)، طول سنبله (SP)، طول ریشک (AWN)، طول پدانکل (PL)، تعداد دانه در سنبله (GS)، وزن هزار دانه (TGW) و عملکرد دانه (YLD) بودند، در میان ژنوتیپ های با عملکرد بالا (بیش از ۲۹۰۰ کیلوگرم در هکتار)، سیزده ژنوتیپ دارای مقادیر مطلوب در چندین صفت کلیدی شناسایی شدند که نه ژنوتیپ از خزانه بانک ژن و چهار ژنوتیپ از ارقام شاهد تشکیل شده بودند. بر اساس تجزیه و تحلیل چندمتغیره صفات مذکور، سه ژنوتیپ برتر (شماره های ۲۸، ۷۹ و ۱۸۴) به عنوان دارای بیشترین برتری ترکیبی بین عملکرد و صفات زراعی عمده معرفی شدند و می توانند در برنامه های به نژادی آتی برای توسعه ارقام متحمل به شرایط دیم و کم بارش مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

Cluster analysis ، Ideal genotype ، Phenology ، Vigor ، تجزیه کلاستر ، ژنوتیپ ایده آل ، فنولوژی ، قدرت رویش