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

سابقه و هدف:گندم‌های وحشی منبع غنی از ژن‌های مفید ازجمله مقاومت به انواع تنش‏ها مانند تنش خشکی و شوری هستند. گندمیان وحشی با تولید علوفه سبز نقش موثری در تعلیف دام، جلوگیری از فرسایش خاک و پایداری در تولید مرتع دارند. در سال‌های اخیر به علت تبدیل مراتع به اراضی دیم و چرای بیش از حد دام مقدار این ذخایر ارزشمند کاهش یافته و با توجه به اهمیت آنها، حفاظت ژنتیکی و کاربرد علمی و صحیح آنها علاوه بر استفاده در برنامه‌های اصلاحی گندم، کمک زیادی به احیاء مراتع و افزایش تولید علوفه کشور می‌کند. این مطالعه با هدف بررسی تنوع گندم اینکورن در مراتع غرب ایران به عنوان مرکز پیدایش و تنوع اجداد وحشی گندم برای استفاده از این منابع ژنتیکی در برنامه های اصلاحی گندم انجام شد.مواد و روش‌ها: به منظور بررسی تنوع فنوتیپی گندم اینکورن از نظر ویژگی‌های آگرومورفولوژیک، 93 ژنوتیپ اینکورن از 16 جمعیت جمع‌آوری شده از استان های کرمانشاه، ایلام و کردستان به همراه چهار رقم گندم نان و سه رقم گندم دوروم در قالب‏ طرح آلفا لاتیس در دو تکرار و در دو سال توسط محاسبه بهترین پیش‌بینی نااریب خطی (best linear unbiased predictor: blup) ارزیابی شدند. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، تعداد سنبله، وزن هزاردانه، طول سنبله، ارتفاع بوته، طول پدانکل، طول ریشک و تعداد دانه در سنبله بود. کلیه تجزیه های چندمتغیره با استفاده از روش blup انجام شد.نتایج:نتایج تجزیه واریانس صفات نشان داد که بین ژنوتیپ‏های مورد بررسی از لحاظ تمامی صفات اندازه‏گیری شده تفاوت معنی‏دار وجود داشت. میزان بالای وراثت‌پذیری عمومی در صفات مورد بررسی (به‌جز طول سنبله و تعداد دانه در سنبله) بالا بود. بررسی همبستگی ژنتیکی بین صفات نشان داد که بین عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیک، وزن سنبله، طول سنبله و تعداد دانه در سنبله همبستگی مثبت و معنی‌دار وجود داشت. صفت تعداد دانه در سنبله در هر دو سال مورد بررسی از وراثت‌پذیری بالایی برخوردار بود. بیشترین میزان ضریب تنوع ژنتیکی در صفت تعداد دانه در سنبله و کمترین در صفت وزن هزار دانه مشاهده شد. تجزیه خوشه ای با استفاده از داده‌های آگرومورفولوژیک ژنوتیپ ها را در شش گروه قرار داد که با منشا جغرافیایی ژنوتیپ ها تطابق زیادی نشان نداد ولی گندم های نان و دوروم در گروه های جداگانه قرار گرفتند. از بین نمونه های گندم اینکورن، ژنوتیپ های موجود در گروه 4 دارای بیشترین میانگین برای صفات عملکرد بیولوژیک، وزن سنبله، تعداد سنبله، وزن هزار دانه، طول ریشک، عملکرد دانه، ارتفاع بوته و طول پدانکل بودند. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که سه مولفه اول در مجموع 85.47 درصد تغییرات کل داده‏ها را توجیه کردند. بای پلات حاصل، ژنوتیپ های اینکورن مورد مطالعه را در سه گروه و سه رقم گندم نان کریم، کوهدشت و اوروم و در گروه چهارم، سه رقم گندم دوروم بهرنگ، شبرنگ و دهدشت و رقم گندم نان آذر – 2 با بیشترین مقادیر صفات آگرومورفولوژیک در گروه پنجم قرار داد. نتایج گروه بندی به روش تجزیه به مولفه های اصلی تا حد زیادی با نتایج تجزیه خوشه ای مطابقت داشت. نتیجه‌گیری: نتایج حکایت از تنوع بالای ژنوتیپ های اینکورن از لحاظ صفات آگرومورفولوژیک داشت. میزان بالای وراثت‌پذیری عمومی صفات مورد بررسی بیانگر این بود که گزینش فنوتیپی برای این صفات می تواند مهمترین راهبرد اصلاحی در گندم اینکورن باشد. نتایج مقایسه میانگین برای بیشتر صفات مورد بررسی بیانگر برتری کامل ارقام گندم نان و دوروم بود؛ در مورد بیشتر صفات، ژنوتیپ های جمع‌آوری شده از کامیاران-سنندج دارای برتری بودند و ژنوتیپ 29 با همین منشا صفات آگرومورفولوژیک مطلوبی نشان داد که به منظور استفاده در برنامه های به‌نژادی گندم توصیه می گردد.

investigating the agro-morphological traits variation of wild einkorn wheat ancestors collected from the western rangelands of iran

background and objectives:wild wheat species are rich sources of valuable genes, including resistance to various stresses such as drought and salt stress. wild species influence livestock feeding by producing green fodder, preventing soil erosion and sustaining pasture production. in recent years, due to the conversion of pastures into rain-fed lands and excessive animal grazing, the amount of these valuable reserves has decreased, and considering their importance, genetic preservation and its scientific and correct application have contributed significantly to the restoration of pastures and increased fodder production. this study was conducted to investigate the diversity of einkorn wheat in the western rangelands of iran as the center of origin and diversity of wheat ancestors for use in breeding programs and fodder production.materials and methods:in order to investigate the phenotypic diversity of einkorn wheat in terms of agromorphological characteristics, 93 einkorn genotypes from 16 populations were collected from kermanshah, ilam and kurdistan provinces, along with four varieties of bread wheat and three varieties of durum wheat using an alpha lattice design in two replications over two cropping years using the best linear unbiased predictor (blup).the studied traits include kernel yield, biological yield, number of spikes per m2, spike weight, a thousand seed weight, spike length, peduncle length, number of seeds per spike, spike length and plant height. all multivariate analyses were performed using blups.findings:the results of the combined analysis of variance showed significant differences among genotypes in terms of all the measured traits. the broad sense heritability was high in the studied traits (except spike length and number of seeds per spike). the study of genetic correlation between traits showed a positive and significant correlation between kernel yield and biological yield, spike weight, spike length and the number of seeds per spike. number of seeds per spike had high heritability in both years. the highest genetic coefficient of variation was observed in the number of seeds per spike and the lowest in the thousand kernel weight. cluster analysis using agromorphological data placed the genotypes in six groups, which did not agree with the genotypes’ geographical origin. however, bread and durum wheat were placed in separate groups. among the einkorn wheat samples, the genotypes in group 4 had the highest biological yield, spike number, spike weight, plant height, peduncle length and grain yield. the principal component analysis (pca) results showed that the first three components explained 85.47% of the total variation. bi-plot analysis groped einkorn genotypes in three groups. three bread wheat varieties (karim, kohdasht, and urum) were placed in the fourth group and three durum wheat varieties (behrang, shebarang, and dehdasht) and one bread wheat variety (azar-2) in the fifth group. the results of grouping by bi-plot of pca were consistent with the results of cluster analysis. conclusion:the results indicated a high diversity of einkorn genotypes for agro-morphological traits. the high broad sense heritability in the studied traits (except spike length and the number of seeds per spike) indicated that phenotypic selection for these traits could be the most crucial breeding strategy in eincorn wheat. the results of means comparison for most of the examined traits showed the superiority of bread and durum wheat cultivars. regarding most of the traits, the genotypes collected from kamiyaran-sanandaj were superior, and genotype number 29, with the same origin, showed favorable agro-morphological traits, which were recommended for use in wheat breeding programs.