بررسی روابط بین نژادهای بومی گندم نان از خاستگاه‌های جغرافیایی سراسر ایران تحت شرایط آبیاری تکمیلی و دیم

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 5، دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 50، بهمن 1400، صفحه 653-668  

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v13i4.88501

نویسندگان

حسین حاتم زاده¹؛ صابر گلکاری ²؛ ایرج برنوسی³؛ رضا محمدی⁴؛ سوک وایندر سینگ⁵

¹ژنتیک بیومتری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان شمالی، بجنورد، ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم شیروان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، ایران.

²بخش زیست‌شناسی سامانه‌ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، کرج، ایران

³گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران.

⁴بخش تحقیقات غلات، معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، کرمانشاه، ایران

⁵محقق گندم، برنامه منابع ژنتیکی، مرکز تحقیقات بین المللی گندم و ذرت (CIMMYT)

چکیده

در دهه­های اخیر، تغییرات آب و هوایی پیش­بینی خشکسالی­ها را در هلال مدیترانه پیچیده کرده است. بنابراین، به منابع ژنتیکی بیشتری، جهت شناسایی لاین­هایی با ژن­های متحمل و سازگار به شرایط خشک، نیاز است. بدین منظور 249 نژاد بومی گندم نان ایرانی از سراسر ایران گردآوری و در شرایط آبیاری تکمیلی و دیم در سال زراعی 96-1395 مطالعه شدند. داده­های مربوط به صفات فنولوژیک، مورفولوژیک و فیزیولوژیک یادداشت‌برداری گردیدند. نتایج تجزیه واریانس مرکب نامتعادل و تجزیه چند متغیره به‌ترتیب در شرایط آبیاری تکمیلی و دیم، وجود اختلافات معنی­داری را بین ژنوتیپ­ها با خاستگاه­های جغرافیایی مختلف از نظر ویلک لمبدا (69/0، 39/0)، اثر پیلای (33/0، 81/0)، اثر لاولی هتلینگ (41/0، 1/1)، بزرگ‌ترین ریشه روی (32/0، 57/0) برای همه صفات در سطح احتمال یک درصد نشان دادند. این حاکی از وجود تنوع بالا در جمعیت حاضر بود. هم­چنین GT بای پلات­ها آشکار کردند، نژادهای گندم جنوب هم زودرس و هم دارای پتانسیل عملکرد دانه بالا با سازگاری بیشتر به شرایط غیرقابل پیش­بینی در محیط­های نیمه خشک و محیط­هایی با خشکی شدید بودند. یافته­های ما نشان داد که تنوع کشف شده نقش مهمی را در توسعه ارقام جدید بازی می­کند و می­توان در برنامه‌های اصلاحی با هدف سازگاری به شرایط خشک به‌کار برده شوند. بنابراین، ضروری است تا دامنه وسیعی از استراتژی­های اصلاحی را به خدمت بگیریم تا بتوانیم از تنوع حاضر در گندم نان سود ببریم، که منجر به توسعه و گسترش پایه ژنتیکی ارقام حاضر، و اصلاح ارقام جدید گندم با سازگاری بیشتر به شرایط دیم، خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

به‌نژادی؛ تجزیه بای پلات؛ ذخایر ژنتیکی

مراجع

Ajmal, S.U., Minhas, N.M., Hamdani, A., Shakir, A., Zubair, M., and Ahmed, Z., 2013. Multivariate analysis of genetic divergence in wheat (Triticum aestivum) germplasm. Pakistan Journal of Botany 45: 1643-1648.

Bartual, R., Carbonell, E.A., and Green, D.E., 1985. Multivariate analysis of a collection of soybean cultivars for southeastern Spain. Euphytica 34: 113–123.

Belay, G., Tesemma, T., Bechere, E., and Mitiku, D., 1995. Natural and human selection for purple-grain tetraploid wheats in the Ethiopian highlands. Genetic Resources and Crop Evolution 42: 387–391.

Bhatt, E., 1976. An application of multivariate analysis to selection for quality characters in wheat. Australian Journal of Agricultural Research 27: 11–18.

Broich, S.L., and Palmer, R.G., 1980. A cluster analysis of wild and domesticated soybean phenotypes. Euphytica 29: 23–32.

Blum, A., 1997. Crop responses to drought and the interpretation of adaptation. Plant Growth Regulation 20:135-148.

Blum, A., Golan, G., Mayer, J., Sinmena, B., Shpiler, L., and Burra, J., 1989. The drought response of landraces of wheat from the northern Negev desert in Israel. Euphytica 43: 87–96.

Curtis, T., and Halford, N.G., 2014. Food security: the challenge of increasing wheat yield and the importance of not compromising food safety. Annals of Applied Biology 164: 354-372.

Egesi, C.N., Ilona, P., Ogbe, F.O., Akoroda, M., and Dixon, A., 2007. Genetic variation and genotype × environment interaction for yield and other agronomic traits in cassava in Nigeria. Agronomy Journal 99: 1137–1142.

Falconer, D.S., 1981. Introduction to Quantitative Genetics. 2^nd Edition. London: Longman Group Ltd., pp. 1-133.

Fernandez-Aparicio, M., Flores, F., and Rubiales, D., 2009. Field response of Lathyrus cicera germplasm to crenate broomrape (Orobanche crenata). Field Crops Research 113: 321–327.

Fisher Box, J., 1987. Guinness, gosset, fisher, and small samples. Statistical Science 2: 45–52.

Holden, J.H.W., 1984. The second ten years. In: Holden J.H.W., Williams J.T., (Eds.). Crop Genetic Resources: Conservation and Evaluation. London: George Allen and Unwin, pp. 177-185.

Hotelling, H., 1931. The generalization of student's ratio. Annals of Mathematical Statistics 2: 360–378.

Jaradat, A.A., 1992. Breeding potential of durum wheat landraces from Jordan. I. Phenotypic diversity. Hereditas 116: 301–304.

Mead, R., Curnow, R.N., and Hasted, A.M., 2002. Statistical methods in agriculture and experimental biology. 3^rd edition. Texts in Statistical Science Series. London: Chapman and Hall/CRC, pp. 406–418.

Mohammadi, R., and Amri, A., 2013. Phenotypic diversity and relationships among a worldwide durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) germplasm collection under rainfed conditions of Iran. Crop and Pasture Science 64: 87–99.

Mohammadi, S.A., and Prasanna, B.M., 2003. Analysis of genetic diversity in crop plants—salient statistical tools and considerations. Crop Science 43: 1235–1248.

Mohammadi, R., Sadeghzadeh, D., Armion, M., and Amri, A., 2011. Evaluation of durum wheat experimental lines under different climate and water regime conditions of Iran. Crop and Pasture Science 62: 137–151.

Nogueira, A.M., Ferreira, M.F.S., Guilhen, J.H.S., and Ferreira, A., 2014. Multivariate analysis in a genetic divergence study of Psidium guajava. Genetics and Molecular Research: GMR 13: 10657-10668.

Ogunbodede, B.A., 1997. Multivariate analysis of genetic diversity in Kenaf, Hibiscus cannabinus (L.). African Crop Science Journal 5: 127–134.

Ortiz, R., Braun, H.J., Crossa, J., Crouch, J.H., Davenport, G., Dixon, J., Dreisigacker, S., Duveiller, E., Huerta-Espino, J., Joshi, A.K., Kishii, M., Kosina, P., Manes, Y., Mezzalama, M., Morgounov, A., Murakami, J., Nicol, J., Ortiz-Ferrara, G., Ortiz-Monasterio, J., Payne, T.S., Javier Peña, R., Reynolds, M.P., Sayre, K.D., Sharma, R.C., Singh, R.P., Wang, J., Warburton, M., Wu, H., and Iwanaga, M., 2008. Wheat genetic resources enhancement by the international maize and wheat improvement center (CIMMYT). Genetic Resources and Crop Evolution 55: 1095–1140.

Ortiz, R., Madsen, S., and Vuylsteke, D., 1998. Classification of African plantain landraces and banana cultivars using a phenotypic distance index of quantitative descriptors. Theoretical and Applied Genetics 96: 904–911.

Ray, D.K., Mueller, N.D., West, P.C., and Foley, J.A., 2013. Yield trends are insufficient to double global crop production by 2050. PLOS ONE 8: e66428.

Rencher, A.C., and Christensen, W.F., 2012. Methods of Multivariate Analysis. 3^rd edition. New Jersey, USA: John Wiley and Sons.

Shannon, C.E., 1948. A mathematical theory of communication. The Bell System Technical Journal 27: 379–423.

Shukla, S., Bhargava, A., Chatterjee, A., Srivastava, A., and Singh, S.P., 2006. Genotypic variability in vegetable amaranth (Amaranthus tricolor L.) for foliage yield and its contributing traits over successive cuttings and years. Euphytica 151: 103–110.

Singh, S.P., Nodari, R., and Gepts, P., 1991. Genetic diversity in cultivated common bean: I. Allozymes. Crop Science 31: 19–23.

Taehoon, K., 2015. T test as a parametric statistic. Korean Journal of Anesthesiology 68: 540–546.

Tambussi, E.A., Nogues, S., and Araus, J.L., 2005. Ear of durum wheat under water stress: Water relations and photosynthetic metabolism. Planta 221: 446–458.

Tesemma, T., Tsegaye, S., Belay, G., Bechere, E., and Mitiku, D., 1998. Stability of performance of tetraploid wheat landraces in the Ethiopian highland. Euphytica 102: 301–308.

Van Hintum, T.H.L.J., Brown, A.H.D., Spillane, C., and Hodgkin, T., 2000. Core collections of plant genetic resources. Ipgri Technical Bulletin 3: 1-48.

Vidya, C., Oommen, S.K., and Kumar, V., 2002. Genetic variability and heritability of yield and related characters in yard-long bean. Journal of Tropical Agriculture 40: 11–13.

Villa, T.C.C., Maxted, N., Scholten, M.A., and Ford-Lloyd, B.V., 2005. Defining and identifying crop landraces. Plant Genetic Resources 3: 373–384.

William, G.H., and Mackay, T.F.C., 2004. D.S. falconer and introduction to quantitative genetics. Genetics 167(4): 1529-1536.

Yan, W., and Rajcan, I., 2002. Biplot analysis of test sites and trait relations of soybean in Ontario. Crop Science 42: 11–20.

Yan, W., and Frégeau-Reid, J., 2008. Breeding line selection based on multiple traits. Crop Science 48: 417–423.

Zhang, H., Zhang, D., Wang, M., Sun, J., Qi, Y., Li, J., Wei, X., Han, L., Qiu, Z., Tang, S., and Li, Z., 2011. A core collection and mini core collection of Oryza sativa L in China. Theoretical and Applied Genetics 122: 49–61.