ارزیابی هتروزیس و وراثت پذیری عملکرد و اجزای عملکرد در گندم نان، گندم دوروم و تریتیکاله

سابقه و هدف: با توجه به نیاز روزافزون به مواد غذائی به لحاظ افزایش جمعیت و محدود بودن زمین‌های قابل کشت، نقش افزایش تولید از طریق اصلاح‌نباتات بدیهی است. گندم (triticum spp.) به دلیل سازگاری به محیط‌های گوناگون به عنوان یک منبع مهم مواد غذایی در جهان شناخته می‌شود. تریتیکاله (x. triticosecale witmack) با سازگاری بالا به شرایط تنش‌های ژنده و غیرزنده قادر به تولید حتی در خاک‌های ضعیف و کم نهاده‌ است. هتروزیس پدیده طبیعی است که وابسته به ماهیت گونه و تنوع ژنتیکی والدین بوده و به افزایش بنیه هیبرید نسبت به والدین اطلاق می‌شود، که می‌توان با بهره‌برداری از آن تولید محصول را افزایش داد.. از آنجائیکه استفاده از هتروزیس با ایجاد ارقام هیبرید یکی از راه‌کارهای امید بخش برای افزایش عملکرد گندم است، امکان بهره‌برداری از ظرفیت هیبرید گندم برای تامین پایدار غذائی بشر افزایش یافته است. بنابراین مطالعه حاضر با هدف برآورد هتروزیس و همچنین ارزیابی ضریب تغییرات فنوتیپی، ژنتیکی و برآورد وراثت پذیری اجرا گردید.مواد و روش‌ها: جمعا 79 ژنوتیپ مشتمل بر 19 ژنوتیپ گندم نان، 3 ژنوتیپ گندم دوروم، 4 ژنوتیپ تریتیکاله به همراه 53 هیبرید f1 حاصل از تلاقی آنها در این مطالعه استفاده شد. صفات مورفولوژیک به همراه عملکرد و اجزاء عملکرد شامل ارتفاع بوته، تعداد سنبله در بوته، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در بوته اندازه‌گیری شد. برآورد هتروزیس در هیبریدهای مورد مطالعه بر اساس میانگین والدین و والد برتر محاسبه شد. پس از انجام تجزیه واریانس برآورد ضریب تغییرات فنوتیپی، ضریب تغییرات ژنتیکی و وراثت پذیری عمومی انجام شد.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی‌داری را میان ژنوتیپ‌ها از لحاظ صفات مورد بررسی نشان داد. میانگین مربعات والدها در برابر هیبریدها برای تمام صفات معنی‌دار بود، که نشان از بروز هتروزیس در صفات مورد مطالعه بوده است. هیبرید حاصل از تلاقی long spike 2×sirvan دارای کمترین میزان هتروزیس برای ارتفاع بوته نسبت به میانگین والدین و والد برتر بود. بیشترین میزان هتروزیس از نظر صفت عملکرد دانه در بوته، به هیبرید حاصل از تلاقی long spike 5×roshan) تعلق داشت. برآورد هتروزیس نسبت به میانگین والدین برای عملکرد دانه دامنه‌ای بین 34/25 و. 41/25 داشت که نشاندهنده تنوع بالای والدین در ایجاد 53 هیبرید مورد مطالعه بوده است.نتیجه گیری: با توجه به تنوع مشاهده شده در این پژوهش که نشان‌دهنده وجود هتروزیس در صفات مورد مطالعه است و همچنین وراثت پذیری بالا در صفات می‌توان به راه‌کارهای ایجاد هیبرید و یا روش‌های مبتنی بر انتخاب و بهره‌برداری از تنوع موجود برای پیشرفت نسل‌های در حال تفکیک در راستای ایجاد ارقام جدید اقدام نمود.

Evaluation of heterosis and heritability of yield and yield components in bread wheat, durum wheat and triticale

Background and objectives: Given the increasing demand for food supply due to human population growth and the limited arable land, the role of plant breeding in increasing crop production is evident. Wheat (Triticum spp.) is known as an important food source in the world because of its adaptation to different environments. Triticale (X. Triticosecale Witmack) has high adaptability to biotic and abiotic stresses and is able to produce efficiently even in poorly fertilized soils and low input farming systems. Heterosis is a natural phenomenon that depends on the species and genetic variation and is called the increase in hybrid vigor of parents, which can be explored to increase crop production. Since the exploitation of heterosis is promising in wheat, the employment of putative hybrids for sustainable food supply has potentially increased. Hence, the aim of this study was to estimate heterosis and to evaluate the coefficients of phenotypic and genetic variation as well as heritability estimates.Materials and methods: A total of 79 genotypes including 19 common wheat, 3 durum wheat, 4 triticale along with their 53 F1 hybrids were used, in this study. Morphological traits including yield and yield components viz. plant height, number of spike per plant, number of grains per spike, grain weight per spike, 1000 grain weight and grain yield per plant were measured. The heterosis estimates in the studied hybrids were calculated based on the midparent and betterparent. After analysis of variance, coefficients of phenotypic variation, coefficients of genetic variation and general heritability were estimated.Results: The results of analysis of variance showed significant differences among the genotypes for the studied traits. Mean squares of parents versus hybrids were significant for all traits, indicating heterosis in the studied traits. F1 hybrid derived from Long Spike 2 × Sirvan cross had the lowest heterosis compared to the midparent and superior parent for plant height. The highest percentage of heterosis for grain yield per plant belonged to the hybrid derived from the cross between Long spike 5 × Roshan. The estimated heterosis for grain yield based on midparent value showed a range of 25.34 to –25.41, indicating the high genetic diversity of the parents used to produce the 53 F1 hybrids studied.Conclusion: Given the genetic diversity observed in this study indicating heterosis in the studied traits as well as high heritability in the traits, the diversity can be explored either by hybrid breeding strategy or advancing segregating generations toward developing new cultivars.