بررسی تاثیر ارتفاع رویشگاه بر تنوع صفات ساختاری و عملکردی و سطوح پلوئیدی در گونه چمن گندمی سیسیلیelymus tauri (boiss. & balansa) در شمال غرب کشور

سابقه و هدف: چمن گندمیelymus tauri (boiss. & balansa) از گونه‌های مقاوم به خشکی و سرما است که در دامنه‌های صخره‌ای، سنگلاخی با شیب تند آذربایجان، البرز و بخشی از زاگرس می‌روید. گیاهی چندساله است. ریشه‌ای قوی و مقاوم در برابر چرای مفرط دام‌ها دارد. از گونه های خوش‌خوراک مرتعی برای چرای دام می‌باشد. تنوع ژنتیکی گراس‌ ها تحت تاثیر عوامل مختلف مانند فعالیت‌های بشری، محیطی، سیستم گرده‌افشانی، رانش ژنتیکی و اندازه جمعیت قرار می‌گیرد. ازاین‌رو، عوامل اکوجغرافیایی نیز از فاکتور‌های مهم تاثیرگذار در ساختار و تنوع ژنتیکی جمعیت‌ها هستند. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر ارتفاع رویشگاهی و سطح پلوئیدی بر تنوع صفات ساختاری و عملکردی جمعیت‌های گونه elymus tauri در شمال‌غرب ایران بود.مواد و روش‌ها: مواد آزمایشی شامل بذر 12 جمعیت بومی گونه e. tauri بود که عمدتاً از مراتع استان‌های آذربایجان‌شرقی و اردبیل جمع‌آوری شد. در زمان جمع‎آوری، ارتفاع از سطح دریا موقعیت جغرافیایی با gps ثبت شد. بذرهای جمع‌آوری شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در 4 تکرار در مزرعه تحقیقاتی در شمال‌غربی شهر تبریز در ارتفاع 1350 متری و در حاشیه رودخانه آجی چای کاشته شدند. آب و هوای منطقه نیمه‌خشک، بافت خاک ایستگاه از نوع لومی سبک و شنی، میزان مواد آلی و عناصر شیمیایی خاک (npk) ضعیف تا متوسط بود. هدایت الکتریکی 6.2 میلی موس بر سانتی متر مربع بود. ph خاک مزرعه (7.55=ph) قلیایی بود. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار انجام شد. برای جلوگیری از اثرهای سوء رقابت بین گیاهان، از هر تیمار 4 لاین کشت شد. فاصله بین خطوط 40 سانتی‌متر و فاصله بین بوته ها هم در هر خط 40 سانتی‌متر بود. آبیاری و وجین علف‌های هرز در طول دوره کاشت انجام شد. تعداد 10 بوته از دو ردیف میانی هرکرت به ‌طور تصادفی انتخاب و صفات عملکردی و ساختاری اندازه‌گیری و ثبت گردید. ژنوتیپ ها بر اساس ارتفاع رویشگاهی و سطوح پلوئیدی گروه‌بندی شدند. تجزیه واریانس داده ها بر اساس دو دامنه ارتفاعی (منشا جمع‌آوری بذر) انجام شد. مقایسه میانگین ها با استفاده از روش دانکن انجام شد.یافته‌ها: نتایج تجزیه آزمون t تست نشان داد که بین دو دامنه ارتفاعی از لحاظ میانگین کل صفات تعداد کل پنجه، طول برگ دوم، وزن بوته، وزن خشک بوته، عملکرد علوفه خشک، تعداد پنجه بارور، تعداد پنجه غیربارور، طول سنبله، طول برگ پرچم و تعداد سنبلچه در سطح احتمال 5% اختلاف معنی‌دار وجود داشت. در بیشتر صفات مورد بررسی بین جمعیت های واقع در دو دامنه ارتفاعی تفاوت معنی داری وجود داشت، به‌طوری‌که میانگین صفات ساختاری و عملکردی در نواحی مرتفع نسبت به نواحی کم ارتفاع کاملاً برتری داشت. گروه بندی بر اساس ارتفاع رویشگاهی نشان داد که جمعیت های واقع در ارتفاعات کمتر از 1600 متر از سطح دریا عمدتاً دیپلوئید بودند، در صورتی که جمعیت های واقع شده در ارتفاعات بالاتر از 1700 متر تتراپلوئید بودند. نتایج تجزیه خوشه‌ای و تجزیه به مولفه های اصلی صفات مورد مطالعه، گروه‌بندی جمعیت‌ها را بر اساس ارتفاع رویشگاهی و سطوح پلوئیدی تایید کرد. همچنین نمودار بای‌پلات، ضمن تایید گروه‌بندی تجزیه خوشه ای، طبقات ارتفاعی و سطوح پلوئیدی را بخوبی از همدیگر متمایز نمود.نتیجه ‌گیری: این گیاه در رویشگاه های مرتفع سازگاری بهتری دارد، به‌طوری‌که شرایط سردسیر را به مناطق معتدل ترجیح می دهد. میانگین بالای بیشتر صفات عملکردی و ساختاری در جمعیت های تتراپلوئید صحت گروه‌بندی را تایید کرد. با توجه به اینکه این گونه در مناطق سردسیری رشد بیشتری دارد، برای ادامه فرایند، بهتر است گزینش و اصلاح از جمعیت‌های پلی پلوئید در مناطق مرتفع استفاده شود.

the effect of habitat height on the diversity of structural, functional traits and ploidy levels in sicilian wheatgrass elymus tauri (boiss. & balansa) in northwest iran

background and purpose: wheatgrass elymus tauri (boiss & balansa) is a drought- and cold-resistant species that grows on rocky, stony slopes with steep slopes in azerbaijan, alborz and some parts of zagros, iran. it is a perennial plant. it has a strong root and is resistant to excessive livestock grazing. it is one of the delicious species of pasture for livestock grazing. the genetic diversity of grasses is affected by various factors such as human activities, the environment, pollination system, genetic drift, and population size. therefore, ecogeographical factors are also important influencing factors in the populations’ structure and genetic diversity. the aim of this study was to investigate the effect of habitat height and ploidy level on the diversity of structural and functional traits of elymus tauri populations in the northwest of iran. methodology: the experimental materials included the seeds of 12 native populations of e. tauri, which were mainly collected from the pastures of east azerbaijan and ardabil provinces. at the time of collection, the altitude and geographical coordinates of locations were recorded using gps. the collected seeds were sown in a research farm using a randomized complete block design in four replications in the northwest of tabriz city, iran, at 1350 m above sea level and on the edge of the aji chai river. the region’s climate is semi-arid, the texture of the station's soil is light loamy and sandy, and the amount of soil organic matter and chemical elements (npk) was weak to moderate. the electrical conductivity was measured as ec=6.2 millimos per square centimeter. soil ph (ph=7.55) was alkaline. each plot contains four 6m lines. the distance between lines was 40 cm, and the distance between plants on each line was 40 cm. irrigation was made during the plant growth period. the number of 10 plants from the two middle rows of each plot was randomly selected, and yield and morphological traits were measured and recorded. genotypes were grouped based on habitat altitude and ploidy levels. a statistical analysis (t-test method) was made between two groups for habitat altitude. results: the results of the t-test analysis between the two altitude ranges showed there were significant differences between the two altitudes in terms of the tillers number, the length of the second leaf, the fresh and dry weight of the plant, the number of fertile tillers, the number of infertile tillers, the length of the spike, the length of the flag leaf and number of spikelets (p<0.05). the means of populations in the upper areas were higher than those in the lower areas. grouping based on altitude showed that populations at altitudes less than 1600 m above sea level were diploid, while populations at altitudes higher than 1700 m were tetraploid. the cluster analysis and principal component analysis (pca) results confirmed the grouping of populations based on habitat altitude and ploidy levels. also, the biplot of pc1 vs. pc2 confirmed the grouping of cluster analysis. conclusion: this plant had better adaptation in high altitude habitats, so it has grown better in cold conditions than in mild temperate and plain areas. the higher mean values of many traits in the tetraploid populations confirmed the correction of the grouping. considering that this species grows more in cold regions, it was suggested to use polyploid populations from higher altitude areas to improve breeding varieties.