دوره 15، شماره 46 - ( تابستان 1402 )
جلد 15 شماره 46 صفحات 37-27 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Behrooz P, Bernosi I, Aharizad S, Ahakpaz karkaji F. (2023). Investigation of Genetic Diversity and Grouping of Barley Genotypes Based on Indices Related to Grain Yield under Rain-fed and Supplemental Irrigation Conditions. J Crop Breed. 15(46), 27-37. doi:10.61186/jcb.15.46.27
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1414-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1414-fa.html
بهروز پیمان، برنوسی ایرج، اهری زاد سعید، آهک پز کرکجی فرهاد. بررسی تنوع ژنتیکی و گروه بندی ژنوتیپ های جو بر اساس شاخص های مرتبط با عملکرد دانه تحت شرایط دیم و آبیاری تکمیلی پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1402; 15 (46) :37-27 10.61186/jcb.15.46.27
1- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه
3- گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4- سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران
2- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه ارومیه
3- گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
4- سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران
چکیده: (1568 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در آب و هوای مدیترانه ای، تنش آبی که اغلب در آخر فصل اتفاق می افتد، عامل اصلی محدودکننده عملکرد غلات است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تنوع ژنتیکی، وراثت‌پذیری و پیشرفت ژنتیکی برخی شاخص های مرتبط با اجزای عملکرد دانه در جو تحت شرایط دیم انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، 108 لاین و رقم جو در قالب طرح‌های آلفا لاتیس با دو تکرار در 9 بلوک در هر تکرار و دوازده کرت در هر بلوک در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی طی فصل زراعی 99-1398 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم مراغه مورد ارزیابی قرار گرفت. صفات مورد ارزیابی شامل عملکرد دانه، روز تا خوشه دهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص برداشت سنبله، شاخص باروری سنبله، شاخص باروری سنبله در رسیدگی و شاخص تقسیم بندی سنبله بود.
یافته‌ها: تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ ها برای همه صفات مورد مطالعه تفاوت معنی داری وجود داشت. این بدان معناست که برای تمامی صفات تنوع ژنتیکی وجود دارد. به طور کلی، برای همه صفات، ضریب تغییرات فنوتیپی بالاتر از ضریب تنوع ژنوتیپی بود. تفاوت زیاد بین ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنوتیپی در شاخص باروری سنبله در رسیدگی، شاخص باروری سنبله و عملکرد دانه، نشان دهنده تأثیر عوامل محیطی در بیان این صفات می باشد. برای صفات وزن هزار دانه، سرعت پرشدن دانه و شاخص باروری سنبله، وراثت پذیری متوسط تا بالا همراه با پیشرفت ژنتیکی بالا مشاهده شد که نشان دهنده برتری عمل افزایشی ژنها برای این صفات است. این نشان می دهد که انتخاب می تواند در بهبود این صفات موثر باشد. بر اساس تجزیه خوشه ای به روش وارد و با استفاده از فاصله اقلیدسی، ژنوتیپ های مورد بررسی در هر دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی به 4 گروه اصلی تقسیم شدند. در شرایط دیم، گروه اول از نظر صفات عملکرد دانه، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص باروری سنبله و شاخص تقسیم بندی سنبله و در شرایط آبیاری تکمیلی، گروه دوم از نظر صفات عملکرد دانه، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص برداشت سنبله، شاخص باروری سنبله و شاخص باروری سنبله در رسیدگی در موقعیت بهتری قرار گرفتند.
نتیجه گیری: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، انتظار می‌رود که عملکرد دانه با انتخاب غیرمستقیم برای صفات وزن هزار دانه، سرعت پرشدن دانه و شاخص باروری سنبله، بهبود یابد. مطابق با نتایج تجزیه خوشه‌ای، در شرایط دیم ژنوتیپ‌های گروه اول و در شرایط آبیاری تکمیلی ژنوتیپ‌های گروه دوم می‌توانند در برنامه‌های اصلاح نباتات یا معرفی رقم مورد توجه قرارگیرند.
مقدمه و هدف: در آب و هوای مدیترانه ای، تنش آبی که اغلب در آخر فصل اتفاق می افتد، عامل اصلی محدودکننده عملکرد غلات است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تنوع ژنتیکی، وراثت‌پذیری و پیشرفت ژنتیکی برخی شاخص های مرتبط با اجزای عملکرد دانه در جو تحت شرایط دیم انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق، 108 لاین و رقم جو در قالب طرح‌های آلفا لاتیس با دو تکرار در 9 بلوک در هر تکرار و دوازده کرت در هر بلوک در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی طی فصل زراعی 99-1398 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم مراغه مورد ارزیابی قرار گرفت. صفات مورد ارزیابی شامل عملکرد دانه، روز تا خوشه دهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص برداشت سنبله، شاخص باروری سنبله، شاخص باروری سنبله در رسیدگی و شاخص تقسیم بندی سنبله بود.
یافته‌ها: تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ ها برای همه صفات مورد مطالعه تفاوت معنی داری وجود داشت. این بدان معناست که برای تمامی صفات تنوع ژنتیکی وجود دارد. به طور کلی، برای همه صفات، ضریب تغییرات فنوتیپی بالاتر از ضریب تنوع ژنوتیپی بود. تفاوت زیاد بین ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنوتیپی در شاخص باروری سنبله در رسیدگی، شاخص باروری سنبله و عملکرد دانه، نشان دهنده تأثیر عوامل محیطی در بیان این صفات می باشد. برای صفات وزن هزار دانه، سرعت پرشدن دانه و شاخص باروری سنبله، وراثت پذیری متوسط تا بالا همراه با پیشرفت ژنتیکی بالا مشاهده شد که نشان دهنده برتری عمل افزایشی ژنها برای این صفات است. این نشان می دهد که انتخاب می تواند در بهبود این صفات موثر باشد. بر اساس تجزیه خوشه ای به روش وارد و با استفاده از فاصله اقلیدسی، ژنوتیپ های مورد بررسی در هر دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی به 4 گروه اصلی تقسیم شدند. در شرایط دیم، گروه اول از نظر صفات عملکرد دانه، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص باروری سنبله و شاخص تقسیم بندی سنبله و در شرایط آبیاری تکمیلی، گروه دوم از نظر صفات عملکرد دانه، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص برداشت سنبله، شاخص باروری سنبله و شاخص باروری سنبله در رسیدگی در موقعیت بهتری قرار گرفتند.
نتیجه گیری: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، انتظار می‌رود که عملکرد دانه با انتخاب غیرمستقیم برای صفات وزن هزار دانه، سرعت پرشدن دانه و شاخص باروری سنبله، بهبود یابد. مطابق با نتایج تجزیه خوشه‌ای، در شرایط دیم ژنوتیپ‌های گروه اول و در شرایط آبیاری تکمیلی ژنوتیپ‌های گروه دوم می‌توانند در برنامه‌های اصلاح نباتات یا معرفی رقم مورد توجه قرارگیرند.
فهرست منابع
1. Abbate, P.E., A.C. Pontaroli, L. Lázaro and F. Gutheim. 2013. A method of screening for spike fertility in wheat. Journal of Agricultural Science, 151: 322-330. [DOI:10.1017/S0021859612000068]
2. Aghae-Sarbarzeh, M. and A. Amini. 2011. Genetic variability for agronomy traits in bread wheat genotypes collection of Iran. Seed and Plant Improvement Journal, 4: 581-599 (In Persian).
3. Ahakpaz, F., I. Bernousi, B. Abdollahi, S. Golkari, J. Jafarzadeh and S. Udupa 2020. Evaluation of barley genotypes based on morphological traits and drought tolerance indices under rain-fed and supplementary irrigation conditions. Iranian Journal of Dryland Agriculture. 8(2): 153-177. (In Persian).
4. Allard, R.W. 1999. Principles of Plant Breeding, 2nd ed. John Wiley and Sons Inc., New York. Pp.254.
5. Alonso, M.P., N.E. Mirabella, J.S. Panelo, M.G. Cendoya and A.C. Pontaroli. 2018. Selection for high spike fertility index increases genetic progress in grain yield and stability in bread wheat. Euphytica, 214(7): 112-124. [DOI:10.1007/s10681-018-2193-4]
6. Alqudah, A.M. and T. Schnurbusch. 2017. Heading date is not flowering time in spring barley. Frontiers in Plant Science, 8:896.
https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00896 [DOI:10.3389/fpls.2017.00896 PMID: 28611811.]
7. Araus, J.L., J. Bort, P. Steduto, D. Villegas and C. Royo. 2003. Breeding cereals for Mediterranean conditions: ecophysiological clues for biotechnology application. Annals of Applied Biology 142: 129-141. [DOI:10.1111/j.1744-7348.2003.tb00238.x]
8. Bodner, G., A. Nakhforoosh and H.P. Kaul. 2015. Management of crop water under drought: a review. Agronomy for Sustainable Development, 35: 401-442. [DOI:10.1007/s13593-015-0283-4]
9. Campbell, K.G., C.J. Bergman, D.G. Gualberto, J.A. Anderson, M.J. Giroux, G. Hareland, G.R. Fulcher, M.E. Sorrells and P.L. Finney. 1999. Quantitative Trait Loci Associated with Kernel Traits in a Soft×Hard Wheat Cross. Crop Science, 39: 1184-1195. [DOI:10.2135/cropsci1999.0011183X003900040039x]
10. Cooper, M., I.H.H. DeLacy and K.E.E. Basford. 1996. Relationship among analytical methods used to analyze genotypic adaptation in multi-environment trials. In: Cooper, M., Hammer, G.L. (Eds.), Plant Adaptation and Crop Improvement. CABI, Wallingford, UK, pp: 193-224. [DOI:10.1079/9780851991085.0000]
11. Dolferus, R. 2014. To grow or not to grow: a stressful decision for plants. Plant Science, 229: 247-261. [DOI:10.1016/j.plantsci.2014.10.002]
12. Elía, M., R. Savin and G.A. Slafer. 2016. Fruiting efficiency in wheat: physiological aspects and genetic variation among modern cultivars. Field Crops Research, 191: 83-90. [DOI:10.1016/j.fcr.2016.02.019]
13. Farjam Hajiagha, L., M. Nouraein, H. Hatami Maleki, B. Vaezi and T. Hossienpour. 2019. Investigation of Diversity and Classification of Some Barley Lines using Physiological and Morphological Characteristics. Journal of Crop Breeding, 11(29): 169-180 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.11.29.169]
14. Farooq, M., M. Hussain and K.H.M. Siddique. 2014. Drought stress in wheat during flowering and grain-filling periods. Critical Reviews in Plant Sciences, 33: 331-349. [DOI:10.1080/07352689.2014.875291]
15. Ferrante, A., R. Savin and G.A. Slafer. 2012. Differences in yield physiology between modern, well-adapted durum wheat cultivars grown under contrasting conditions. Field Crops Research, 136: 52-64. [DOI:10.1016/j.fcr.2012.07.015]
16. Fischer, R.A., 1984. Wheat. In: Proc. Symp. on Potential Productivity of Field Crops Under Different Environments Sep. 1980, (IRRI, Los Banos), pp: 129-154.
17. FAO. 2019. Food and Agriculture Organization of the United Nations: FAOSTAT. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC.
18. Foulkes, M.J., G.A. Slafer, W.J. Davies, P.M. Berry, R. Sylvester-Bradley, P. Martre, D.F. Calderini, S. Griffiths and M.P. Reynolds. 2011. Raising yield potential of wheat. III. Optimizing partitioning to grain while maintaining lodging resistance. Journal of Experimental Botany, 62: 469-486. [DOI:10.1093/jxb/erq300]
19. Gaju, O., M.P. Reynolds, D.L. Sparkes, M.P. Reynolds and M.J. Foulkes. 2014. Relationships between physiological traits, grain number, and yield potential in a wheat DH population of large spike phenotype. Field Crops Research, 164: 126-135. [DOI:10.1016/j.fcr.2014.05.015]
20. Garcia, A.L., R. Savin and G.A. Slafer. 2019. Fruiting efficiency differences between cereal species. Field Crops Research, 231: 68-80. [DOI:10.1016/j.fcr.2018.11.005]
21. https://cran.r-project.org/web/packages/dendextend/vignettes/dendextend.html
22. Jamshidi Golan, S., H. Mazahery Laghab, S.S. Moosavi and M. Kakaei. 2015. Variability of different characteristics of field resistance in different alfalfa (Medicago sativa L.) genotypes to alfalfa weevil (Hypera postica Gyll.). Plant Production Technology, 7(1): 141-152.
23. Johnson, H.W., H. Robinson and R. Comstock. 1955. Estimates of genetic and environmental variability in soybeans. Agronomy Journal, 47(7): 314-318. [DOI:10.2134/agronj1955.00021962004700070009x]
24. Kruck, B.C., D.F. Calderini and G.A. Slafer. 1997. Grain weight in wheat cultivars released from 1920 to 1990 as affected by post-anthesis defoliation. Journal of Agricultural Science, 128: 273-281. [DOI:10.1017/S0021859696004133]
25. Kumar, J. and P. N. Bahl. 1992. Direct and indirect selection for yield in chickpea. Euphytica, 60: 197-199. [DOI:10.1007/BF00039398]
26. Levene, H. 1960. Robust tests for equality of variances. In Contributions to Probability and Statistics (I. Olkin, ed.) 278-292. Stanford Univ. Press, Palo Alto, CA.
27. Majumder, D.A.N., A.K.M. Shamsuddin, M.A. Kabir and L. Hassan. 2008. Genetic variability, correlated response, and path analysis of yield and yield contributing traits of spring wheat. Journal of the Bangladesh Agricultural University, 6: 227-234. [DOI:10.3329/jbau.v6i2.4815]
28. Mirabella, N.E., P.E. Abbate, I.A. Ramirez and A.C. Pontaroli. 2016. Genetic variation for wheat spike fertility in cultivars and early breeding materials. Journal of Agricultural Science, 154(1): 13-22. [DOI:10.1017/S0021859614001245]
29. Mohseni, M., S.M.M. Mortazavian, H.A. Ramshini and B. Foghi. 2016. Evaluation of bread wheat genotypes under normal and post-anthesis drought stress conditions for agronomic traits. Journal of Crop Breeding, 8: 16-29 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.8.18.16]
30. Ogunniyan, D.J. and S.A. Olakojo. 2014. Genetic variation, heritability, genetic advance and agronomic character association of yellow elite inbred lines of maize (Zea mays L.). Nigerian Journal of Genetics, 28: 24-28. [DOI:10.1016/j.nigjg.2015.06.005]
31. Pradhan, S., M.A. Babar, K. Robbins, G. Bai, R.E. Mason, J. Khan, D. Shahi, M. Avci, J. Guo, M.M. Hossain and M. Bhatta. 2019. Understanding the genetic basis of spike fertility to improve grain number, harvest index, and grain yield in wheat under high-temperature stress environments. Frontiers in Plant Science 10:1481. Doi: 10.3389/fpls.2019.01481. [DOI:10.3389/fpls.2019.01481]
32. Pretini, N., I.I. Terrile, L.N. Gazaba, G.M. Donaire, S. Arisnabarreta, L.S. Vanzetti and F.G. González. 2020. A comprehensive study of spike fruiting efficiency in wheat. Crop Science, 60: 1541-1555. [DOI:10.1002/csc2.20143]
33. Rezaei Kalow, S., M. Khodarahmi and K.H. Mostafavi. 2013. Study of traits in different barley types using factor analysis under terminal drought stress and without stress conditions. Journal of Agronomy and Plant Breeding, 8(3): 149-160 (In Persian).
34. Rivera-Amado C., E. Trujillo-Negrellos, G. Molero, M.P. Reynolds, R. Sylvester-Bradley and M.J. Foulkes. 2019. Optimizing Dry-Matter Partitioning for Increased Spike Growth, Grain Number and Harvest Index in Spring Wheat. Field Crop Research, 240: 154-167. [DOI:10.1016/j.fcr.2019.04.016]
35. Robinson, H. F., R.E. Comstock and P.H. Harvey. 1949. Estimates of heritability and the degree of dominance in corn. Agronomy Journal, 41(8): 353-359. [DOI:10.2134/agronj1949.00021962004100080005x]
36. Roostaee M., D. Sadeghzadehahari, E. Zadhasan and Y. Arshad. 2003. Study of the relationship of wheat grain yield-affecting traits by factor analysis under rain-fed conditions. Journal of Agricultural Science, 13(1): 1-10 (In Persian).
37. Sadras, V. O. 2007. Evolutionary aspects of the trade-off between seed size and number in crops. Field Crops Res. 100: 125-138. [DOI:10.1016/j.fcr.2006.07.004]
38. Shavrukov Y, A. Kurishbayev, S. Jatayev, V. Shvidchenko, L. Zotova, F. Koekemoer, S. de Groot, K. Soole and P. Langridge. 2017. Early Flowering as a Drought Escape Mechanism in Plants: How Can It Aid Wheat Production? Frontiers in Plant Science. 8:1950. DOI: 10.3389/fpls.2017.01950 [DOI:10.3389/fpls.2017.01950]
39. Sivasubramanjan, S. and M. Menon. 1973. Heterosis and inbreeding depression in rice. Advances in Agronomy, 47: 85-140.
40. Tajalli, H., S.G. Mousavi, R. Baradaran, M.H. Saberi and E. Arazmjoo. 2013. Evaluation of 20 barley genotypes under the terminal drought conditions. Journal of Crop Ecophysiology, 7(1): 91-104 (In Persian).
41. Tilman, D., P. Reich, J. Knops, D. Wedin and T. Mielke. 2001. Diversity and productivity in a long-term grassland experiment. Science, 294: 843-845. [DOI:10.1126/science.1060391]
42. You, S. and M. Izydorczyk. 2007. Comparison of the Physicochemical Properties of Barley Starches after Partial α-Amylolysis and Acid/Alcohol Hydrolysis. Carbohydrate Polymers, 69: 489-502. [DOI:10.1016/j.carbpol.2007.01.002]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
