بررسی تنوع و تخمین پارامترهای ژنتیکی مرتبط با صفات زراعی در ذخایر ژنتیکی یولاف

مقدمه و هدف: یولاف (avena sp.) به عنوان یک غله دو منظوره و به دلیل دارا بودن مقادیر بالای بتا گلوکان، پروتئین، ویتامین ها، مواد معدنی، اسیدهای چرب و آنتی اکسیدان های بسیار ارزشمند، نقش بسیار مهمی را در تامین غذای انسان و خوراک دام دارد. اما در سال های اخیر با کاهش سطح زیر کشت این غله، مطالعات اصلاحی بر روی آن کاهش یافته است. از این رو شناسایی و مطالعه منابع تنوع ژنتیکی یولاف، به منظور تولید ارقام با کیفیت بهینه تر و دارای عملکرد دانه بالاتر در واحد سطح ضروری و ارزشمند است. هدف مطالعه حاضر، بررسی میزان تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های یولاف، از طریق برآورد پارامترهای ژنتیکی و تجزیه به مولفه های اصلی بود.مواد و روش‌ها: در این تحقیق 361 ژنوتیپ یولاف از هفت گونه متفاوت، متعلق به 50 کشور از پنج قاره، که از بانک بذر استرالیا (agg)دریافت شده بود و در بانک بذر پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی نگه داری می شد، کشت شدند. پارامترهای ژنتیکی مرتبط به صفات ارتفاع بوته، طول خوشه، روز تا 50 درصد گلدهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، عملکرد کاه، شاخص برداشت، وزن هزار دانه، تعداد دانه در خوشه و تعداد خوشه در متر مربع برآورد شد. آزمایش در قالب طرح لاتیس مربع ساده، در دو تکرار در شرایط نرمال آبی و در دو سال زراعی1397 و 1398، در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی واقع در کرمانشاه اجرا شد. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس، بیانگر وجود اختلاف معنی دار ژنوتیپ های مورد بررسی، از نظر تمام صفات اندازه گیری شده بود که نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه بین این ژنوتیپ ها می باشد. بر اساس مقایسات میانگین داده ها به روش lsd، ژنوتیپ های (nile)، (kent)، (la prevision)، (zlatak)، (sdo-185)، (ox87:080-2)، (acacia)، و (dunnart) در هر دو سال بیش ترین عملکرد دانه را داشتند. بیش ترین عملکرد علوفه ای در دو سال به ترتیب به ژنوتیپ های (ligowa)، (nile)، (ventura)، (yulaf)، (nmo-712)، (sdo-185)، (vdo-931.1)، (slavuj) و (no.9278) اختصاص یافت. نتایج حاصل از آماره های توصیفی نشان دهنده گستردگی دامنه تغییرات برای اکثر صفات مورد بررسی بود به طوری که دامنه تغییرات صفت عملکرد در سال اول از 30.56 تا 81.789 و در سال دوم از 59.39 تا 28.617 گرم در مترمربع متغیر بود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه همبستگی صفات،  بیشترین همبستگی فنوتیپی مثبت و معنی دار در هر دو سال، بین صفات عملکرد بیولوژیک با عملکرد کاه دیده شد. نتایج حاصل از تجزیه همبستگی ژنتیکی و فنوتیپی همچنین نشان داد که، در سال اول، صفت عملکرد دانه با همه ی صفات به غیر از ارتفاع بوته، طول پانیکول، روز تا 50 درصد گلدهی و روز تا 50 درصد رسیدگی و در سال دوم نیز، با تمام صفات به غیر از ارتفاع بوته و عملکرد کاه همبستگی فنوتیپی معنی دار نشان داد. بالاترین واریانس ژنتیکی، در هر دو سال مربوط به صفات وزن هزار دانه، ارتفاع بوته، روز تا 50 درصد گلدهی و تعداد پانیکول در متر مربع بود. دامنه وراثت پذیری عمومی در سال اول از 06.70 تا 87.95 درصد به ترتیب برای صفات روز تا رسیدگی فیزیولوژیک و وزن هزار دانه و در سال دوم از 85.77 تا 91.94 درصد برای صفات عملکرد بیولوژیک و وزن هزار دانه متغیر بود. صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، عملکرد کاه، تعداد پانیکول در متر مربع و تعداد دانه در پانیکول دارای وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی بالایی به طور هم زمان بودند. بر اساس تجزیه به مولفه های اصلی، مولفه اصلی اول و دوم در سال اول 3.63 و در سال دوم 8.67 درصد تغییرات کل را را توجیه کردند.نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده های حاصل از این مطالعه بیانگر وجود تنوع ژنتیکی قابل توجهی در بین ژنوتیپ های مورد ارزیابی از نظر کلیه صفات اندازه گیری شده بود که می توان آن را به وجود گونه های مختلف با منشا جغرافیایی متفاوت نسبت داد. مقایسات میانگین داده ها ، ژنوتیپ های 336، 349، 356 و 360 را در هر دو سال به عنوان ژنوتیپ های دارای بالاترین میانگین عملکرد دانه معرفی نمود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه به مولفه های اصلی و تجزیه همبستگی می توان گفت که صفات تعداد پانیکول در متر مربع، تعداد دانه در پانیکول، وزن هزار دانه و عملکرد بیولوژیک در برنامه های اصلاحی برای دستیابی به ارقام برتر حائز اهمیت هستند و ژنوتیپ های nile، la prevision، ox87:080-2 و dunnart از نظر صفات مذکور و عملکرد دانه برتر بودند. ارزیابی پارامترهای ژنتیکی نشان داد که انتخاب بر اساس صفات تعداد پانیکول در متر مربع، تعداد دانه در خوشه و ارتفاع بوته به دلیل وراثت پذیری عمومی و پیشرفت ژنتیکی بالا و هم زمان، نقش مهمی در بهبود عملکرد دانه دارند. می توان با اتکا به نتایج حاصل از این مطالعه اقدام به تفکیک ژنوتیپ های برتر از نظر عملکرد دانه و عملکرد علوفه نمود و آزمایشات بعدی را به تفکیک برای ژنوتیپ های دانه ای و علوفه ای انجام داد و همچنین صفات ارزشمند در راستای دستیابی هر چه آسان تر به این مهم در برنامه های اصلاحی آتی یولاف را شناسایی کرد.

iinvestigation of genetic diversity and parameters related to agricultural traits in oat genetic resources

extended abstractintroduction: oat, as a dual-purpose cereal, has an important role to provide human food and animal feed and fodder regarding to its high amounts of beta-glucan, protein, vitamins, minerals, fatty acids and valuable antioxidants. oat breeding programs have been steadily decreasing compared to other cereals due to decrease in cultivated area. therefore, identifying and studying sources of diversity in oats is critical and valuable regarding to release new cultivars with better quality and higher grain yield per unit area. thus, this experiment was carried out with the aim of evaluating different genetic parameters and principal component analysis in order to determine the amount of genetic diversity in oat genotypes.materials and methods: in this study, 361 oat genotypes of seven species belong to 50 countries from five continents which were received from australian grain genebank (agg) and kept in the genebank of the campus of agriculture and natural resources, razi university were investigated. estimation of the genetic parameters related to plant height, panicle length, days to 50% flowering, days to 50% physiological maturity, biological yield, grain yield, straw yield, harvest index, thousand seed weight, number of seeds per panicle and number of panicle per square meter of the genotypes were performed. this experiment was conducted in a simple square lattice design with two replications under normal irrigation condition, in two cropping years 2017-2019 in the research farm of the agriculture and natural resources campus, razi university, kermanshah.results: based on the results of the one-year variance analysis, there was a highly significant difference between genotypes regarding all the measured traits which indicates the presence of considerable genetic diversity between these genotypes. the results of mean comparison based on lsd method showed (nile), (kent), (la prevision), (zlatak), sdo-185), ox87:080-2), (acacia), and (dunnart) genotypes had the highest grain yield for two years, while, genotypes (ligowa), (nile), (ventura), (yulaf), (nmo-712), (sdo-185), (vdo-931.1), (slavuge), and (no.9278) had the highest mean for biomass in two cropping years. the results of the descriptive statistics showed the wide range of changes for the most of the investigated traits, as it was variable for grain yield from 56.30 to 789.81 g/m2 in the first year and from 39.59 to 627.28 g/m2 in the second year. based on the results of correlation analysis, the most positive and significant phenotypic correlation was calculated between biological yield and straw yield in both years. the result of phenotypic and genotypic correlation also, showed a significant relationship between grain yield and all studied traits except plant height, panicle length, days to heading, and days to maturity in the first year. also, it had a significant phenotypic correlation with all traits except plant height and straw yield in the second year. the traits of 1000- kernel weight, plant height, days to heading, and number of panicles per square meter had the highest genetic variance in both years. the range of general heritability in the first year was variable from 70.06 to 95.87%, respectively, for the traits of days to physiological maturity and 1000 seed weight, and in the second year, from 77.85 to 94.91% for biological yield and 1000 se