ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های گلرنگ از لحاظ صفات مورفولوژیکی و زراعی

مقدمه و هدف: امروزه دانه‌های روغنی به ‎عنوان یکی از مهم‌ترین محصولات کشاورزی دنیا به‎ شمار می‌روند و گلرنگ نیز یکی از مهم‌ترین گیاهان دانه‎ روغنی محسوب می‌شود. با توجه به افزایش روزانه جمعیت و تغییر الگوی غذایی مردم، مصرف روغن‌های گیاهی نیز در حال افزایش است. دانه‌های روغنی به‎ منظور استخراج روغن از دانه آن‎ها تولید می‌شوند، ولی یک منبع با ارزش پروتئین نیز به‎ حساب می‌آیند و بقایای محصول بعد از روغن‌کشی به این منظور به‌کار می‌رود. گلرنگ به‎ خاطر مزایای متعدد از جمله مقاومت به تنش‌های خشکی و شوری، از مهم‌ترین گیاهان روغنی است. آگاهی از تنوع ژنتیکی موجود بین ژنوتیپ‌های گلرنگ امکان استفاده از آن‎ها را در برنامه‌های به‎ نژادی با هدف تولید هیبرید‌های با عملکرد کمی و کیفی مطلوب فراهم می‌کند. هدف از این بررسی، تعیین میزان تنوع ژنتیکی موجود در ژنوتیپ‌های تحت بررسی گلرنگ از نظر برخی صفات مورفولوژیکی و زراعی جهت بهره‌برداری در برنامه‌های اصلاحی گلرنگ، تشخیص روابط بین صفات مورفولوژیکی و زراعی و نیز گروه‌بندی ژنوتیپ‌های تحت بررسی بود. مواد و روش‌ها: به این ‎منظور، 64 نمونه گلرنگ همراه با پنج رقم سینا، فرامان، امید، گلدشت و یک رقم محلی اسلام ‎آباد از موسسه تحقیقات دیم کشاورزی کشور تهیه شدند و در یک آزمایش به‎ صورت طرح آگمنت با چهار تکرار در مزرعه‌ی پژوهشی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی دانشگاه مراغه مورد مطالعه قرارگرفتند. پس از عملیات آماده ‎سازی زمین، بذرها به ‎صورت چهار تکرار (بلوک) 16 لاینی همراه با ارقام فوق کشت شدند. بذرهای مربوط به هر ژنوتیپ به ‎صورت ردیفی در کرت‌های با طول 150 سانتی‌متر و عرض 85 سانتی‌متر کشت شدند که هر کرت دارای سه ردیف 150 سانتی‌متری با فاصله‌ی 40 سانتی‌متر بود. در پایان دوره رشد و نمو، علاوه ‎بر مراقبت‌های معمولی زراعی، برخی صفات مورفولوژیکی و زراعی از جمله ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، تعداد غوزه در بوته، تعداد دانه در غوزه، وزن هزار دانه، تیپ بوته، و عملکرد اندازه ­گیری شدند. قبل از تجزیه واریانس، نرمال‎ بودن توزیع داده‌ها با روش کولموگروف-اسمیرنوف مورد بررسی قرار گرفت. داده‌های مربوط به ارقام مورد تجزیه واریانس قرار گرفتند و با توجه به آن‎ها، مقایسه میانگین لاین‌‎ها به‎ روش آزمون حداقل تفاوت معنی‌دار lsd انجام گرفت. به ‎منظور بررسی روابط بین صفات، ضرایب همبستگی بین صفات محاسبه شدند. همبستگی بین صفت اجزای عملکرد و صفات مرتبط با آن باید محاسبه شود و با توجه به ژنوتیپ و محیط که عوامل موثر در ایجاد تنوع هستند، میزان تاثیر اجزای عملکرد بر آن تعیین می‌شود. صفات مورفولوژیک با دقت و به سادگی قابل اندازه ‎گیری هستند؛ همچنین، برخی از آن‎ها از وراثت‌پذیری نسبتا بالایی برخوردارند، بنا بر این گزینش بر اساس این صفات ممکن است یک راه مناسب برای غربال کردن جوامع گیاهی و بهبود عملکرد دانه باشد. تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌ها نیز با استفاده از روش وارد و مربع فاصله اقلیدسی بر اساس صفات مورد مطالعه انجام شد. در تجزیه کلاستر، افرادی که داخل یک کلاستر هستند بیشترین شباهت و یکنواختی را دارند و بین کلاسترها حداکثر تفاوت وجود دارد. بنا بر این، اگر گروه‌بندی موفقیت‎ آمیز باشد، افراد داخل کلاستر از لحاظ ژنتیکی به هم نزدیک‌ترند و کلاسترهای دورتر متفاوت‌تر خواهند بود. نقطه‎ برش دندروگرام با استفاده از تجزیه تابع تشخیص تعیین گردید و حالتی که در آن اختلاف بین سطوح گروه ‎بندی در حداکثر بود، به ‎عنوان محل برش درنظر گرفته شد. برای تعیین خصوصیات هر گروه حاصل از تجزیه خوشه‌ای از نظر صفات مورد مطالعه، میانگین هر خوشه برای هر صفت و درصد انحراف آن از میانگین کل محاسبه شد. تجزیه به مولفه‌های اصلی برای کاهش حجم داده‌ها و تفسیر بهتر آن‎ها اجرا گردید. داده‌ها با استفاده از نرم ‎افزار spss مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.یافته‌‌ها: از نظر اکثر صفات مورد مطالعه، لاین‌های گلرنگ اختلاف آماری معنی‌داری با هم و نیز با ارقام شاهد داشتند. نتایج همبستگی نشان دادند که عملکرد دانه تک‎ بوته با صفات وزن هزار دانه، قطر غوزه و تعداد دانه در غوزه دارای همبستگی مثبت معنی‌دار بود. تجزیه خوشه‌ای به روش وارد، معیار فاصله اقلیدسی بر اساس داده‌های 12 صفت و برش دندروگرام حاصل، 69 ژنوتیپ گلرنگ را به چهار خوشه طبقه‌بندی کردند. برای تعیین نقطه برش دندروگرام‌های حاصل بر اساس صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک، از تجزیه تابع تشخیص استفاده شد و حالتی که در آن اختلاف بین سطوح گروه‎ بندی در حداکثر بود، به ‎عنوان محل برش در نظر گرفته شد. برش دندروگرام بر اساس تجزیه واریانس چندمتغیره انجام شد و بیشترین مقدار واریانس بین‎ گروهی به درون‎ گروهی را با چهار خوشه فراهم کرد. در تجزیه به مولفه‌های اصلی بر اساس میانگین 12 صفت در 69 ژنوتیپ گلرنگ، سه مولفه اصلی اول مجموعا 65/13 درصد از تنوع صفات را توجیه کردند. این مقدار برای مولفه‌های دوم و سوم به‎ ترتیب 19/66 و 12/63 درصد بود.نتیجه‌گیری: خوشه دوم به‎ عنوان بهترین خوشه شناخته شد و ژنوتیپ‌های این خوشه را می‌توان برای بهبود عملکرد دانه مورد استفاده قرار داد. با توجه به تجزیه به مولفه‎ های اصلی، مولفه اول مولفه عملکرد دانه نام‌گذاری شد. از این مولفه می‌توان در گزینش برای ژنوتیپ‌های گلرنگ استفاده کرد. بر اساس نتایج به‎ دست ‎آمده، رقم گلدشت، رقم برتر محسوب ‌شد.

evaluation of the genetic diversity of safflower genotypes in terms of morphological and agronomic traits

extended abstractbackground: today, oilseeds are considered one of the most important agricultural products in the world, and safflower is one of the most important oilseed plants. the consumption of vegetable oils is increasing due to the daily population increase and changes in people's dietary patterns. oilseeds are produced to extract oil from their seeds, but they are also considered a valuable source of protein, and the product residues after oil extraction are used for this purpose. safflower is one of the most important oilseed plants due to its numerous advantages, including resistance to drought and salinity stresses. knowledge of the genetic diversity existing between safflower genotypes allows their use in breeding programs aiming to produce hybrids with desirable quantitative and qualitative yields. this study aimed to determine the genetic diversity of the studied safflower genotypes in terms of some morphological and agronomic traits for use in safflower breeding programs, as well as to identify the relationships between morphological and agronomic traits and grouping of the studied genotypes.methods: for this purpose, 64 safflower samples were obtained from the national agricultural research institute, along with five cultivars of sina, faraman, omid, goldasht, and one local cultivar of islamabad, which were studied in an augmented design experiment with four replications at the research farm of the department of plant genetics and production engineering, maragheh university. after land preparation, the seeds were sown in four replications (blocks) of 16 lines with the above-mentioned cultivars. the seeds of each genotype were sown in rows in plots with a length of 150 cm and a width of 85 cm, each plot having three rows of 150 cm with a distance of 40 cm. in addition to the usual agronomic care, some morphological and agronomic traits were measured at the end of the growth and development period. these traits included plant height, the number of side branches, the number of bolls per plant, the number of seeds per boll, 1000-seed weight, plant type, and yield. before variance analysis, the normality of the data distribution was examined using the kolmogorov-smirnov method. the data related to the cultivars were analyzed by variance analysis and, accordingly, the line means were compared using the lsd test. the correlation coefficients between the traits were calculated to examine the relationships between traits. the correlation between the yield component trait and its related traits should be calculated, and the effect of the yield components on it is determined according to the genotype and the environment, which are effective factors in creating diversity. morphological traits can be measured accurately and easily, and some of them have relatively high heritability. thus, selection based on these traits may be a suitable way to screen plant communities and improve grain yield. cluster analysis of genotypes was performed using the ward method and the square of euclidean distance based on the studied traits. in cluster analysis, individuals within a cluster have the greatest similarity and uniformity, and there is maximum difference between clusters. therefore, if the grouping is successful, individuals within the cluster are genetically closer to each other, and distant clusters will be more different. the cut point of the dendrogram was determined using discriminant function analysis, and the state in which the difference between the grouping levels was maximum was considered as the cut point. the average of each cluster for each trait and its percentage deviation from the total mean were calculated to determine the characteristics of each group resulting from cluster analysis in terms of the studied traits. principal component analysis was performed to reduce the volume of data and better interpret them. the data were analyzed using spss software.results: for most of the studied traits, the safflower lines showed statistically significant differences with each other and with the control varieties. the correlation results showed that the single plant grain yield had a significant positive correlation with the traits of thousand-grain weight, boll diameter, and the number of seeds per boll. cluster analysis using the ward method, the euclidean distance criterion based on the data of 12 traits, and the resulting dendrogram cut classified 69 safflower genotypes into four clusters. the cut point of the resulting dendrograms based on morphological and physiological traits was determined using discriminant function analysis, and the state in which the difference between the grouping levels was maximum was considered as the cut point. dendrogram cutting was performed based on multivariate analysis of variance and provided the highest amount of between-group variance in a group with four clusters. in principal component analysis based on the average of 12 traits in 69 safflower genotypes, the first three principal components explained a total of 65.13% of the trait variation. values of 19.66% and 12.63% were obtained for the second and third components, respectively.conclusion: the second cluster was identified as the best cluster, and the genotypes of this cluster can be used to improve grain yield. according to the principal component analysis, the first component was named the grain yield component. this component can be used in selection for safflower genotypes. based on the results obtained, the goldasht variety was considered the superior variety.