بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های گوجه فرنگی(solanum lycopersicum) براساس عملکرد و صفات مورفوفیزیولوژیک

مقدمه و هدف: گوجه فرنگی یکی از محصولات مهم اقتصادی و پرمصرف در باغبانی، گیاهی خودگشن و دیپلوئید بوده و 24 جفت کروموزوم (2n=2x=24) دارد. دوره زندگی این گیاه به‌صورت یک‌ساله بوده و به‌صورت گلخانه‏ ای و زراعی کشت می‏شود. گوجه فرنگی دارای واریته های بسیار زیادی است که از نظر رشد گیاه، کیفیت، شکل میوه و دیگر صفات با یکدیگر متفاوت هستند. میوه گوجه فرنگی دارای ارزش غذایی بالا، متشکل از مواد معدنی، ویتامین ها، فیبرها، اسیدسیتریک، بتا کاروتن و آسکوربیک اسید است. تنوع و انتخاب دو رکن اصلی هر برنامه اصلاحی است و انجام انتخاب منوط به وجود تنوع مطلوب در مواد اصلاحی مورد بررسی می باشد. از روش های متفاوتی برای تخمین تنوع ژنتیکی و گروه بندی ژنوتیپ ها استفاده می شود که می توان ارزیابی ویژگی های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی را اولین گام جهت بررسی تنوع ژنتیکی دانست. ژنوتیپ های مختلف گوجه فرنگی از لحاظ صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک با هم متفاوتند و عملکرد میوه تحت تاثیر تعدادی از این صفات است. لذا گزینش معیارهای دیگری غیر از عملکرد میوه که دارای ثبات بیشتری نسبت به عملکرد میوه باشند، می تواند در انتخاب ارقام مطلوب به عنوان راهنمای گزینش در نظر گرفته شود. بر همین اساس این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و گروه بندی ژنوتیپ های گوجه فرنگی (53 ژنوتیپ) براساس صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک انجام شد. مواد و روش ها: در این پژوهش 53 ژنوتیپ گیاه گوجه فرنگی بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه و در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان بررسی شدند. پس از ضدعفونی و کشت بذرها در گلدان، نمونه برداری از گیاهچه ها انجام گرفت و در ادامه برخی صفات مورفولوژیکی نظیر ارتفاع بوته، قطر ساقه، وزن تر و خشک بوته، تعداد شاخه جانبی، تعداد برگ، طول ریشه، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه، تعداد میوه، میزان عملکرد میوه و همچنین برخی صفات فیزیولوژیکی شامل محتوی پرولین، میزان رنگیزه ‏های فتوسنتزی (شامل کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید)، ترکیبات فنل کل و فلاونوئید مورد اندازه گیری قرار گرفتند. در ادامه داده های حاصله با استفاده از نرم افزارهای مناسب مورد تجزیه واریانس، مقایسه میانگین، ضریب همبستگی، تجزیه به عامل ها و تجزیه خوشه ای قرار گرفتند. یافته ها: پس از تجزیه و تحلیل داده ها، نتایج تجزیه وارﻳﺎﻧﺲ نشان داد که اختلاف ژنوتیپ‌های مورد مطالعه از نظر تمامی صفات به غیر از صفت پرولین در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. برآورد ضرایب همبستگی بین صفات مورد مطالعه نشان داد که بین اغلب صفات مورد مطالعه با عملکرد میوه همبستگی معنی  داری وجود داشت. در ادامه نتایج ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺑﻪ عامل ها نشان داد که 6 عامل بیش از 77 درصد از واریانس کل را توجیه کردند، به نحوی که سهم عامل‌های اول تا ششم به ترتیب 24، 18، 14، 9، 7 و 6 درصد از تغییرات کل بود. برای تفسیر بهتر، ضرایب عاملی بزرگتر در هر عامل، به عنوان ضرایب عاملی معنی‌دار در نظر گرفته شد. از آنجا که بزرگترین ضرایب عاملی در میان ضرایب هر عامل، نشان دهنده صفت یا صفاتی هستند که بیشترین نقش را در آن عامل‌ها دارند، بر همین اساس عوامل نام گذاری شدند. به این ترتیب عامل اول به عنوان عامل عملکرد میوه، عامل دوم به عنوان عامل فتوسنتز، عامل سوم به عنوان عامل فنلی و عامل چهارم به عنوان عامل وزن ریشه ، عامل پنجم به عنوان عامل پرولین و عامل ششم به عنوان عامل قطر ساقه نام گذاری گردید. ﺑﺮاﺳﺎس نتایج ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺧﻮﺷﻪای مشاهده شد که ژنوتیپ‌ها از نظر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی اندازه گیری شده به طور قابل توجهی متفاوت هستند و در 3 ﮔﺮوه ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ که هر کدام از گرو ها به ترتیب دارای 30، 19 و 4 ژنوتیپ بود و ژﻧﻮﺗﻴﭗﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد در ﮔﺮوه سوم از ﻟﺤﺎظ صفات مورد مطالعه ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﻘﻴﻪ ﮔﺮوهﻫﺎ ﺑﺮﺗﺮی داﺷﺘﻨﺪ. نتیجه گیری: در مجموع بر اساس تجزیه و تحلیل های انجام شده مشخص شد که ژنوتیپ‌ها از نظر صفات اندازه گیری شده به طور قابل توجهی متفاوت بودند. این مطلب بیانگر وجود تنوع مناسب در بین ژنوتیپ‌های مورد مطالعه بوده و ﮔﺰیﻨﺶ براساس ایﻦ ﺻﻔﺎت در ﻣﯿﺎن ژﻧﻮﺗﯿﭗ‌ﻫﺎی ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ امکان پذیر بوده و در ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ‌ﻫﺎی اﺻﻼﺣﯽ آنها، انتخاب می‌تواند موثر باشد. با برآورد ضرایب همبستگی فنوتیپی مشخص شد که صفت عملکرد میوه بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار را با تعداد میوه و میزان رنگیزه های فتوسنتزی داشت، بنابراین این صفات می توانند در برنامه‌های بهبود ژنتیکی عملکرد میوه گوجه فرنگی مورد توجه قرار گیرند. با توجه به اینکه میانگین اکثر صفات مطالعه شده برای ژنوتیپ‌های متعلق به خوشه سوم (13، 15، 45 و 46) از میانگین کل بیشتر بود و ژنوتیپ های مذکور از نظر پارامترهای رشدی و فیزیولوژیکی نسبت به سایر ژنوتیپ ها برتر بودند، لذا ژنوتیپ های برتر مشخص شده در این پژوهش می توانند در مطالعات آتی اصلاحی در این گیاه ارزشمند مورد توجه و استفاده قرار بگیرند.

investigating the genetic diversity of tomato (solanum lycopersicum l.) genotypes based on yield and morpho-physiological traits

extended abstractintroduction and objective: tomato (solanum lycopersicum) is one of the most important economic and widely used crops in horticulture. it is a self-fertilizing and diploid plant and has 24 pairs of chromosomes (2n=2x=24). the life cycle of this plant is one year, and it is cultivated in greenhouses and fields. there are many varieties of tomatoes that differ from each other in terms of plant growth, quality, fruit shape, and other traits. tomato fruit has a high nutritional value, consisting of minerals, vitamins, fibers, citric acid, β-carotene and ascorbic acid. diversity and selection are the two main pillars of any reformation program, and choosing is based on the existence of desirable diversity in the reformation materials under discussion. to produce varieties of tomatoes with high productivity, quality and resistance, breeders need evaluation of genetic diversity, identification and introduction of new genotypes. in other words, systematic study and evaluation of germplasm is of great importance for current and future agronomic and genetic improvement of the crop. different methods are used to estimate genetic diversity and group genotypes, and the evaluation of morphological and physiological characteristics can be considered as the first step in the investigation of genetic diversity. different genotypes of tomato differ in terms of morphological and physiological traits, and fruit yield is influenced by some of these traits. therefore, the selection of criteria other than fruit yield, which have more stability than fruit yield, can be considered as a selection guide in the selection of desirable cultivars. accordingly, this study was conducted with the aim of investigating the genetic diversity and grouping of tomato genotypes (53 genotypes) based on morphological and physiological traits.material and methods: in the present study, 53 genotypes of tomato plants were investigated using a randomized complete block design with three replications under greenhouse conditions at the gorgan university of agricultural sciences and natural resources. after disinfecting and planting the seeds in the pot, sampling of the seedlings was performed. morphological traits such as plant height, stem diameter, fresh and dry weight of the plant, number of side branches, number of leaves, root length, fresh and dry weight of the organ air, fresh and dry weight of roots, fruit number, fruit yield, and physiological traits including proline content, photosynthetic pigments (including chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, and carotenoid), and total phenolic and flavonoid compounds were measured. furthermore, the obtained data were subjected to variance analysis, mean comparison, correlation coefficient, factor analysis, and cluster analysis using suitable software.results: after analyzing the data, the results of the evaluation of variance showed that the difference of the studied genotypes in terms of all traits except proline trait was significant at the probability level of 1%. estimation of the correlation coefficients between the studied traits showed a significant correlation between most of the studied traits and fruit yield. further, the results of the investigation into factors showed that 6 factors explained more than 77% of the total variance, so that the contribution of the first to sixth factors was 24, 18, 14, 9, 7, and 6% of the total changes, respectively.