ارزیابی تنوع ژنتیکی اکوتیپ‌های آژیلوپس تائوشی (aegilops tauschii) با استفاده از روش‌های آماری ساده و چندمتغیره

در طی سال‌های اخیر، دو عامل افزایش فرسایش ژنتیکی و در نتیجه کاهش تنوع ژنتیکی، مهم‌ترین موانع پیش‌روی به‌نژادی برای بهبود عملکرد گندم بوده‌ است. تنوع ژنتیکی، لازمه پاسخ به گزینش در نسل‌های در حال تفرق و عامل اصلی بهبود ژنتیکی صفات است. اجداد گندم در ایران، که دارای تنوع ژنتیکی بالایی می‌باشند، یکی از منابع ژنی کم‌نظیر در دنیا است که کاربرد آن‌ها، به پیشبرد اهداف بهنژادی گندم کمک‌ قابل‌توجهی خواهد کرد. پزوهش حاضر با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی 10 اکوتیپ آژیلوپس تائوشی برای 33 صفت مختلف، در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 3 تکرار در طی دو دوره متوالی کاشت و در شرایط بهینه رطوبتی انجام شد. نتایج بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بالا در بین 10 اکوتیپ‌ ارزیابی شده بود. اکوتیپ a19 با بیش‌ترین عملکرد دانه، به‌عنوان مطلوب ترین اکوتیپ و اکوتیپ‌های a15، a16 وa17 با کم‌ترین عملکرد دانه، به‌عنوان اکوتیپ‌های نامطلوب شناسایی شدند. صفات طول پدانکل، ارتفاع بوته، کارایی مصرف آب، شاخص برداشت بوته و تعداد سنبلجه در سنبله با وراثت‌پذیری بالا، دارای همبستگی مثبت و معنی‌داری با عملکرد دانه بودند. این در حالی بود که دو صفت روز تا سنبله‌دهی و روز تا گرده‌افشانی هم با وراثت‌پذیری بالا، با عملکرد دانه همبستگی منفی و معنی دار نشان دادند. طبق نتایج تجزیه به مولفه های اصلی، 69.8 درصد از واریانس کل داده ها توسط مولفه اول و دوم توجیه شد. مولفه اول تجزیه مولفه‌های اصلی، به‌عنوان مولفه افزایش‌دهنده صفات ریشه‌ای و مولفه دوم، به‌عنوان مولفه کاهش‌دهنده عملکرد و اجزای عملکرد، به‌ترتیب 48 و 21.8 درصد از واریانس کل داده ها را توجیه کردند. بنابراین با توجه به رابطه منفی هر دو مولفه اول و دوم با عملکرد، مقدار کم هر دو مولفه مورد نظر بود. بر این اساس، ناحیه سوم بای پلات، به‌عنوان ناحیه مطلوب، شناخته شد که اکوتیپ a19، با بیش‌تری عملکرد و اجزای عملکرد، در این ناحیه قرار گرفت. طبق نتایج تجزیه خوشه‌ای، اکوتیپ ها در دو خوشه مجزا قرار گرفتند. در حالی‌که اکوتیپ‌های خوشه اول، بیش‌ترین مقدار از صفات ریشه‌ای و فنولوژیک را نشان دادند، اکوتیپ‌های خوشه دوم، بیش‌ترین عملکرد دانه و اجزای عملکرد را داشتند. به‌طور کلی نتایج بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بالا در ژرم‌پلاسم حاضر بود که می‌توان از این منبع ژنی متنوع، در برنامه‌های آتی به‌نژادی گندم استفاده کرد.

evaluation of genetic diversity of aegilops tauschii ecotypes using simple and multivariate statistical methods

introduction given the limited genetic diversity in crop species, the use of wild relatives of crop plants provides breeders with a rich and diverse gene pool of new and desirable alleles. bread wheat, as the most important cereal, is cultivated worldwide. this strategic crop possesses diverse genotypes that are widely utilized in breeding programs. however, in recent years, the genetic diversity of cultivated wheat has declined due to factors such as intensive breeding and repeated selection. consequently, the exploitation of genetic resources from wild relatives, particularly species within the genus aegilops—notably aegilops tauschii, which harbors a wealth of beneficial genes—has become both necessary and imperative for sustaining and enhancing wheat improvement efforts. multivariate statistical analyses are performed on morphological data with the aim of grouping and separating genotypes. the aim of the present study was to apply simple and multivariate statistical methods to assess the genetic diversity of 10 ecotypes of aegilops tauschii collected from different regions of iran under optimal moisture conditions so that the information obtained can be used to utilize the diversity of this germplasm in future wheat breeding programs. materials and methods in this study, the genetic diversity of 10 ecotypes of aegilops tauschii (2n=2x=14, dd) was evaluated under normal moisture conditions (95% of pot capacity) for 33 important phenological and agro-morpho-physiological traits. the experiment was conducted in a replicated manner and during two consecutive cultivation periods in a rcbd experiment in three replicates in the research greenhouse of bu-ali sina university. the ecotypes were almost genetically pure due to several years of single-plant selection. duncan's multiple range test at 5% probability level was used to compare the means. principal component analysis and cluster analysis were performed using minitab software. discriminant function analysis was used to confirm the correctness of the cluster cut location in the cluster analysis. discriminant function analysis was performed using spss software. results and discussion the effect of ecotype was significant for all the traits, and accordingly, selection in this germplasm may result in response to appropriate selection. ecotype a19 had the highest and ecotypes a15, a16 and a17 had the lowest grain yield per plant, respectively. traits such as peduncle length, plant height, water use efficiency, harvest index, and spikelet number per spike showed a positive and significant correlation with that of grain yield and also demonstrated a high broad-sense heritability. furthermore, days to spikelet and days to pollination traits with high heritability showed a significant negative correlation with yield. the results showed that most root traits and phenological traits, except for the length of grain filling period, had a negative genotypic correlation with grain yield, suggesting that plants allocated a major part of their photosynthetic materials to reproductive parts, including yield components, during a limited period of the growing season had higher grain yield. in the biplot diagram, since a small amount of both the first and second components were desired, the area 3 of the bi-plot, was introduced as the most desirable biplot region. accordingly, the genotypes and traits that were in the area 3 of the bi-plot, were introduced as the most desirable genotypes and traits. based on the results of cluster analysis, the ecotypes were placed in two separate groups. the ecotypes in the first cluster had the highest amount of root and phenological traits and the lowest grain yield. while, the ecotypes of the second cluster showed the lowest amount of root and phenological traits and the highest grain yield. based on the results of the discriminant function, the grouping of ecotypes into two groups was confirmed completely. the results indicated the existence of high genetic diversity in the evaluated germplasm, which could be used in future wheat breeding programs. conclusion the evaluated germplasm has significant genetic diversity, which can be used as an important gene source in future wheat breeding programs. also, groups that have a large genetic distance from each other can be used in future hybridization programs to create the greatest artificial genetic diversity.