تنوع ژنتیکی و تجزیه روابط ارقام مختلف و برخی کلون‎ های توت فرنگی (fragaria× ananassa duch)

مقدمه و هدف: توت‌فرنگی (fragaria × ananassa) یک گیاه بوته‌ای چندساله از خانواده گلسرخیان است که به‎دلیل ویژگی‌های منحصر به‎فرد خود، مراقبت آسان و میوه‌های خوشمزه به یکی از مهم‌ترین میوه‌های جهان تبدیل شده است. این گیاه به‎خصوص در مناطق معتدل رشد بسیار بهتری دارد و همچنین قابلیت پرورش به شکل یکساله را نیز داراست. این ویژگی‌ها باعث شده است که توت‌فرنگی نه‎تنها در باغات خانگی بلکه به‎شکل تجاری نیز مورد توجه قرار گیرد. این گیاه به‎دلیل تولید میوه‌های خوشمزه و مغذی خود، به یکی از محصولات اقتصادی مهم در بسیاری از کشورها تبدیل شده است. با توجه به اهمیت اقتصادی و غذایی توت‌فرنگی، ارزیابی تنوع ژنتیکی و شناسایی ژنوتیپ‌های مختلف آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. تنوع ژنتیکی در این گیاه به محققان این امکان را می‌دهد که بتوانند ارقام جدیدتر و با کیفیت‌تری را توسعه دهند که در برابر آفات و بیماری‌ها مقاوم‌تر باشند و عملکرد بالاتری را ارائه دهند. به‎همین دلیل، استفاده از نشانگرهای مورفولوژیکی برای تمایز و شناسایی ارقام و توده‌های مختلف توت‌فرنگی بسیار مفید است. به‎همین دلیل، این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و شناسایی روابط میان ژنوتیپ‌ها و کلون‌های داخلی و خارجی توت‌فرنگی انجام شده است. مواد و روش‎‌ها: پژوهش حاضر در استان مازندران، شهر ساری، از آبان 1399 تا خرداد 1400 انجام شد. نشا ارقام خارجی از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی کردستان تهیه گردید. این انتخاب به‎دلیل تنوع بالای ارقام و ویژگی‌های خاص آنها صورت گرفت تا بتوان ارزیابی دقیقی از عملکرد و کیفیت آنها داشت. بوته‌ها در گلدان‌هایی که حاوی بستر کوکوپیت و پرلیت به نسبت 70:30 بودند، کشت شدند. این بستر کشت به‎دلیل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مناسب، به رشد بهتر ریشه‌ها و جذب بهتر آب و مواد غذایی کمک می‌کند و همچنین شرایط بهتری را برای رشد گیاهان فراهم می‌آورد. مرحله مقایسه ارقام از طریق مطالعات دقیق در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری با هدف بررسی تنوع ژنوتیپی و فنوتیپی انجام شد. آزمایش در قالب طراحی کاملاً تصادفی با 23 تیمار شامل ارقام مادری در 3 تکرار و ارقام دختری در 4 تکرار در بستر هیدروپونیک به اجرا درآمد. اندازه‌گیری‌ها روی بوته‌های بارور انجام شد و برخی داده‌ها از جمله عادت رشد، تراکم برگساره و قدرت رشد بر اساس توصیف‎گر بین‌المللی و سایر صفات شامل طول و عرض برگ، سطح برگ، تعداد گل تکی، تعداد گل آذین، تعداد گل و ... به‎صورت کمی بررسی شدند. یافته‎ها: نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های مورد مطالعه از نظر صفات زایشی و رویشی تفاوت معنی‌داری با یکدیگر دارند. بالاترین ضریب تنوع ژنتیکی مربوط به تعداد میوه در بوته، تعداد گل در بوته و عملکرد بوته بود که تنوعی بیش از 50 درصد را نشان می‌دهد. در حالی‎که در صفات مرتبط با رشد رویشی دامنه تنوع باریکی مشاهده شد که ممکن است ناشی از تاثیرات محیطی و شرایط کشت باشد. نتایج همبستگی صفت عادت رشد نشان داد که هرچه بوته ایستاده‌تر باشد، تاثیر مثبت‌تری بر رشد اجزای برگ خواهد داشت که این نیز منجر به بهبود طول و عرض میوه‌ها می‌شود. این یک یافته مهم است زیرا می‌تواند به انتخاب و پرورش ارقام بهتر کمک کند. تجزیه به عامل‌ها نیز توانست صفات کیفی و کمی را به‎صورت چند عامل اصلی بیان کند و به درک بهتر روابط بین این صفات کمک نماید. رقم کاماروسا به‎عنوان رقم غالب در استان مازندران به‎همراه ارقام مرک، تن بیوتی و میشنری و کویین الیزا نیز از رشد رویشی مثبت و رشد زایشی منفی برخوردار بودند. با این‎حال، کلون انتخابی از قائمشهر هم در هر دو جنبه رشد رویشی و زایشی دارای عملکرد موفقی بود و در ربع چهارم و بخش مثبت قرار گرفت. مقادیر ارزیابی شده برای ویژگی‌های توت‌فرنگی نشان داد که واریانس فنوتیپی از واریانس ژنوتیپی بیشتر است که این نشان‌دهنده تاثیر محیط بر صفات مورد مطالعه است. حداکثر ضریب تنوع فنوتیپی (pcv) و ضریب تنوع ژنوتیپی (gcv) به‎ترتیب به عملکرد بوته (67/25 و 65/67) و سپس به سطح برگ (39/47، 38/92) اختصاص داده شد. علاوه بر این، وراثت‌پذیری بالا در صفات سطح برگ (97/3 درصد)، عملکرد بوته (95/35 درصد) و تعداد گل در گل آذین (90/59 درصد) مشاهده شد. نتیجه‎گیری: نتایج حاصل از همبستگی ویژگی‌های مورفولوژیکی نشان داد که عادت رشد بوته با صفات مختلفی نظیر طول برگ، عرض برگ، سطح برگ، طول دمبرگ، و طول و عرض میوه دارای همبستگی مثبت و معنی‌داری می‌باشد. بررسی نتایج همبستگی صفت توصیفی عادت رشد در سه حالت (ایستاده، نیمه‎ایستاده و خزنده) نشان می‌دهد که هرچه بوته ایستاده‌تر باشد، تاثیر مثبت‌تری بر رشد اجزای برگ دارد و این موضوع منجر به بهبود طول و عرض میوه‌ها خواهد شد. به‌علاوه، نتایج همبستگی نشان می‌دهند که افزایش تراکم برگساره و تعداد برگ می‌تواند اثر منفی و معنی‌داری بر عادت رشد بوته داشته باشد. بدین‎ترتیب، با افزایش ایستادگی در رشد گیاه، ممکن است تراکم برگساره کاهش یابد و گیاه بازتر و تعداد برگ‌های کمتری داشته باشد. در نهایت، با توجه به فاصله ژنتیکی بین ارقام، به‎نظر می‌رسد با انجام تلاقی در این ژنوتیپ‌ها، هتروزیس بیشتری را می‌توان به‎دست آورد و از نتایج برای تولید ارقام جدید و بهبود عملکرد در باغات استفاده نمود. استفاده از تنوع ژنتیکی و فنوتیپی و به‌کارگیری این ویژگی‌ها در برنامه‌های به‌نژادی می‌تواند به ارتقاء کیفیت و عملکرد توت‌فرنگی در کشور کمک شایانی نماید.

genetic diversity and relationship analysis of different local and international cultivars and some strawberry clones (fragaria× ananassa duch)

extended abstractbackground: strawberry (fragaria × ananassa) is a perennial shrub of the rosaceae family that has become one of the most significant fruits globally due to its unique characteristics, ease of care, and delicious flavor. this plant thrives particularly well in temperate regions, although it can also be cultivated as an annual. these traits have made strawberries popular not only in home gardens but also in commercial agriculture. it has emerged as an important economic crop in many countries because of its tasty and nutritious fruits. given the economic and nutritional significance of strawberries, it is crucial to assess their genetic diversity and identify various genotypes. genetic diversity in this plant enables researchers to develop newer, higher-quality varieties that are more resistant to pests and diseases while yielding greater outputs. therefore, the use of morphological markers is highly beneficial in distinguishing and identifying different strawberry cultivars and populations. consequently, this study was conducted to investigate genetic diversity and identify relationships between domestic and imported strawberry genotypes and clones.methods: the present study was carried out in mazandaran province, sari city, from november 2020 to june 2021. transplants of imported cultivars were sourced from the kurdistan agricultural and natural resources research center. this selection was made due to the high diversity of cultivars and their specific characteristics, allowing for an accurate assessment of their yields and quality. the plants were grown in pots filled with a substrate of cocopeat and perlite in a 70:30 ratio. due to its favorable physical and chemical properties, this substrate promotes better root growth and enhances the absorption of water and nutrients, thereby providing optimal conditions for plant growth. the comparison stage of cultivars was conducted through detailed studies at the sari university of agricultural sciences and natural resources, aiming to investigate genotypic and phenotypic diversity. the experiment utilized a completely randomized design with 23 treatments, including mother cultivars in three replications and daughter cultivars in four replications, all within a hydroponic medium. measurements were taken on fertile plants, and various data points, including growth habit, leaf density, and growth vigor based on international descriptors, as well as traits such as leaf length and width, leaf area, the number of individual flowers, the number of inflorescences, and total flower count, were analyzed quantitatively.results: the examined genotypes exhibited significant differences in reproductive and vegetative traits. the highest genetic diversity coefficient was associated with the number of fruits per plant, the number of flowers per plant, and plant yield, all of which showed variations exceeding 50%. in contrast, a narrower range of variation was noted in traits related to vegetative growth, likely due to environmental influences and cultivation conditions. the correlation analysis of the growth habit trait revealed that a more erect plant positively impacted the growth of leaf components, which in turn enhanced fruit length and width. this is a crucial discovery as it can aid in the selection and breeding of superior cultivars. factor analysis successfully identified several main factors representing qualitative and quantitative traits, facilitating a better understanding of the relationships among these traits. the camarosa cultivar, the predominant cultivar in mazandaran province, along with the cultivars merck, tan beauty, missionary, and queen eliza, demonstrated positive vegetative growth but negative reproductive growth. however, the selected clone from ghaemshahr excelled in both vegetative and reproductive growth, placing it in the fourth quadrant and positive section. the evaluated values for strawberry traits indicated that phenotypic variance surpassed genotypic variance, highlighting the environmental impact on the studied traits. the maximum phenotypic coefficient of variation (pcv) and genotypic coefficient of variation (gcv) were attributed to plant yield (67.25 and 65.67), followed by leaf area (38.92 and 39.47), respectively. furthermore, high heritability was observed in the traits of leaf area (97.3%), plant yield (95.35%), and the number of flowers per inflorescence (90.59%).conclusion: the results of the correlation of morphological traits indicate that the plant’s growth habit has a positive and significant correlation with various traits, including leaf length, leaf width, leaf area, petiole length, and fruit length and width. the correlation results for the descriptive trait of growth habit in three forms (erect, semi-erect, and creeping) demonstrate that a more erect plant positively influences the growth of leaf components, leading to improvements in both fruit length and width. additionally, the correlation findings suggest that an increase in shoot density and leaf number can negatively and significantly impact the plant’s growth habit. therefore, shoot density may decrease as the plant grows, resulting in a more open structure with fewer leaves. finally, considering the genetic distance among the cultivars, it appears that crossing these genotypes could yield greater heterosis, which can be leveraged to produce new cultivars and enhance orchard yields. utilizing genetic and phenotypic diversity and incorporating these traits into breeding programs can significantly improve the quality and yields of strawberries in iran.