ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های گندم دوروم بر اساس عملکرد و اجزای عملکرد دانه

مقدمه: گندم دوروم (triticu turgidum l. subsp. durum) تنها گونه تتراپلوئید گندم است که دارای ارزش غذایی بالایی می‌باشد. با توجه به سازگاری بالای این گیاه زراعی به شرایط آب و هوایی مدیترانه‌ای، دست‌یابی به ارقام با پتانسیل بالا و پایدار نقش مهمی در توسعه سطح زیر کشت و به‌دنبال آن افزایش میزان تولید آن دارد. ارزیابی تنوع ژنتیکی، پایه و اساس هر برنامه به‌ نژادی است و اطلاعات مفیدی در رابطه با ساختار جمعیت و همچنین ویژگی ‌های رشدی و زراعی در مواد ژنتیکی موجود فراهم می ‌کند. هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تنوع ژنتیکی موجود در مجموعه ‌ای از ژنوتیپ ‌های گندم دوروم بر اساس صفات زراعی و مورفولوژیک بود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، تنوع صفات مورفولوژیک و زراعی 172 ژنوتیپ گندم دوروم به‌همراه چهار رقم زراعی ساجی، ذهاب، سپند و تابش (به‌عنوان شاهد) طی دو سال زراعی (1402-1401 و 1403-1402) تحت شرایط دیم در مزرعه مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش در قالب یک طرح حجیم شده (آگمنت) با هفت بلوک ناقص انجام شد. به‌منظور بررسی تنوع ژنتیکی، از برخی از آماره ‌های ژنتیکی شامل ضریب تغییرات محیطی، فنوتیپی و ژنوتیپی، وراثت‌پذیری عمومی، پیشرفت ژنتیکی و پیشرفت ژنتیکی بر مبنای میانگین جمعیت استفاده شد. علاوه بر این، از شاخص فاصله ژنوتیپ- ایدیوتیپ چند صفتی (mgidi) به‌منظور شناسایی ژنوتیپ ‌های مطلوب و برتر از نظر تمامی صفات اندازه‌ گیری شده استفاده شد. برای گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها و صفات مورد مطالعه نیز دندروگرام دوطرفه ژنوتیپ- صفت با استفاده از روش تجزیه خوشه‌ای رسم شد. یافته‌های تحقیق: نتایج به‌دست آمده از این آزمایش نشان داد که اختلاف معنی‌داری در بین ژنوتیپ‌های مطالعه شده از نظر تعداد روز تا ظهور سنبله، دوره پر شدن دانه، ارتفاع بوته، وزن هزار دانه و عملکرد دانه وجود داشت. عملکرد و اجزای عملکرد دانه دارای بالاترین میزان ضرایب تغییرات فنوتیپی (pcv) و ژنوتیپی (gcv) بودند. مقدار وراثت‌پذیری عمومی نیز برای بیش‌تر صفات اندازه‌گیری شده در هر دو سال زراعی در حدود متوسط تا بالا برآورد شد. بالاترین میزان بازده ژنتیکی برای صفات عملکرد دانه و ارتفاع بوته در سال اول و وزن هزار دانه، تعداد سنبله و تراکم سنبله در سال مشاهده شد. نتایج به‌دست آمده از شاخص mgidi تعداد 26 ژنوتیپ (ژنوتیپ‌های شماره 5، 8، 13، 14، 16، 20، 21، 26، 51، 81، 86، 87، 91، 92، 95، 96، 97، 99، 100، 102، 103، 155، 158، 163، 166 و 174) را به‌عنوان ژنوتیپ‌های برتر شناسایی کرد. این ژنوتیپ‌ها از نظر تمامی صفات اندازه‌گیری شده برتری قابل توجهی نسبت به سایر ژنوتیپ‌های این آزمایش داشتند. نتایج تجزیه خوشه‌ای نیز ژنوتیپ‌های برتر شناسایی شده بر اساس شاخص mgidi را از سایر ژنوتیپ‌ها تفکیک و در خوشه مجزایی گروه‌بندی کرد.نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج به‌دست آمده از شاخص فاصله ژنوتیپ- ایدیوتیپ چند صفتی و همچنین نتایج حاصل از گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها بر مبنای تجزیه خوشه‌ای، ژنوتیپ‌های شماره 102، 100، 92، 87، 21، 174، 86، 8، 14 و 5 به‌عنوان ژنوتیپ‌های برتر و ایده‌آل این آزمایش برای استفاده در برنامه‌های به‌نژادی آینده در گندم دوروم پیشنهاد می‌شوند.

investigation of genetic diversity of durum wheat genotypes based on grain yield and yield components

introductiondurum wheat (triticum turgidum l. subsp. durum) is the only tetraploid wheat species with high nutritional values. regarding the high adaptability of this cereal crop to the mediterranean conditions, achieving high-performance and stable varieties has a critical role in expanding the cultivation areas followed by increasing its production. evaluation of genetic diversity is the main foundation of any breeding program, that can provide useful information about population structure as well as growth and agronomic characteristics of the studied genetic materials. the main objective of the present study was to investigate the genetic diversity in a set of durum wheat genotypes in terms of some agronomic and morphological traits.materials and methodsin this study, the diversity of morphological and agronomic traits of 172 durum wheat genotypes along with four check cultivars including saji, zahab, sepand and tabesh were investigated under rainfed conditions during two cropping seasons (2022-2023 and 2023-2024). the experiment was conducted in an augmented design with seven incomplete blocks. to investigate the genetic diversity, some genetic statistics including environmental, phenotypic and genotypic coefficient of variation, broad sense heritability, genetic gain and mean-based genetic gain were calculated. furthermore, multi-trait genotype-idiotype distance index (mgidi) was used to identify the superior genotypes for all measured traits. a two-way genotype-trait dendrogram based on cluster analysis was also used to group the studied genotypes and traits.research findingsthe results of this experiment showed that there were significant differences among the studied genotypes for number of days to heading, grain filling period, plant height, 1000-kernel weight and grain yield. grain yield and yield components had the highest phenotypic and genotypic coefficient of variation (pcv and gcv, respectively). broad-sense heritability was also estimated to be moderate to high for most of the measured traits in both years. the highest genetic gain was observed for grain yield and plant height in the first year and 1000-kernel weight, number of spikes, and spike density in the second year. the results of mgidi index identified 26 genotypes (no. 5, 8, 13, 14, 16, 20, 21, 26, 51, 81, 86, 87, 91, 92, 95, 96, 97, 99, 100, 102, 103, 155, 158, 163, 166, and 174) as superior genotypes. these genotypes had significant superiority over other genotypes in this experiment in terms of all measured traits. the results of cluster analysis also distiguished the superior genotypes identified by the mgidi index from other genotypes and grouped them in a separate cluster.conclusionaccording to the results of multi-trait genotype-idiotype distance index and grouping of cluster analysis, genotypes 102, 100, 92, 87, 21, 174, 86, 8, 14, and 5 can be recommended as the superior and ideal genotypes of this experiment for use in future breeding programs in durum wheat.