دوره 17، شماره 2 - ( تابستان 1404 )
جلد 17 شماره 2 صفحات 28-12 |
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:
Ahmadi M, Ghanbari A A, Mahmoodi M, Taheri Ardestani, S, Pouresmael Foshazadeh M, Ghanavati F. (2025). Investigating the Genetic Diversity of Green Pea Accessions from the National Plant Gene Bank of Iran. J Crop Breed. 17(2), 12-28. doi:10.61882/jcb.2024.1527
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1527-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1527-fa.html
احمدی مهرزاد، قنبری علی اکبر، محمودی مریم، طاهری اردستانی سیمین، پوراسماعیل فوشازاده معصومه، قنواتی فرنگیس.(1404). بررسی تنوع ژنتیکی نمونه‌های نخودفرنگی بانک ژن گیاهی ملی ایران پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 17 (2) :28-12 10.61882/jcb.2024.1527
مهرزاد احمدی*1 
، علی اکبر قنبری1، مریم محمودی1، سیمین طاهری اردستانی1، معصومه پوراسماعیل فوشازاده1، فرنگیس قنواتی1
، علی اکبر قنبری1، مریم محمودی1، سیمین طاهری اردستانی1، معصومه پوراسماعیل فوشازاده1، فرنگیس قنواتی1
1- موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
چکیده: (689 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: نخودفرنگی (Pisum sativum L.) چهارمین گیاه مهم از گروه حبوبات در جهان است که به صورت نخود خشک، نخود سبز و نخود علوفه‌ای مصرف می شود. این گیاه یک ساله، خود گرده افشان و دیپلوئید (2n = 2x = 14) است که به عنوان یک محصول باغی و مزرعه ای به طور گسترده در سراسر مناطق معتدل جهان کشت می شود. این گیاه با وجود این که از دیرباز در ایران کشت می شده است، اما مطالعات اندکی بر روی ژنوتیپ‌های جمع آوری شده در ایران و خصوصیات و تنوع ژنتیکی آنها در دسترس هستند. با توجه به تمایل کشاورزان به کشت ارقام خارجی، نمونه‌های موجود در کشور مورد فرسایش شدیدی قرار گرفته اند و بسیاری از نمونه‌های موجود در کلکسیون سبزی و صیفی بانک ژن یونیک هستند و امکان پیداکردن این نمونه‌ها در عرصه وجود ندارد. این نمونه‌ها معمولاً به شرایط آب و هوایی و آفات و بیماری کشور سازگار هستند و در توسعه کشت پایدار اهمیت به سزایی دارند. بنابراین، نمونه‌های کلکسیون نخودفرنگی بانک ژن از اهمیت ویژه برخوردار هستند. در این تحقیق به بررسی تنوع ژنتیکی نمونه‌های نخودفرنگی بانک ژن پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها: در این بررسی، 63 نمونه نخودفرنگی به همراه پنج رقم تجاری Wando, Mr. Big, Alderman, Rondo و Utrillo در سال های 1399-1400 در مزرعه پژوهشی بانک ژن گیاهی ملی ایران (موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر) به صورت طرح آگمنت در هفت بلوک کشت شدند و مورد ارزیابی قرار گرفتند. هر نمونه در یک خط دو متری با فاصله ردیف 60 سانتی‌متر و فاصله بوته 10 سانتی متر کشت شد. 38 ویژگی زراعی و مورفولوژیکی بر اساس دستورالعمل UPOV در صفات مربوط به برگ، گل، غلاف و دانه ارزیابی شد. همچنین، بـه منظور تعیین تنوع صفات کیفی از شاخص شانون (Hˊ) استفاده شد. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای آماری SPSS و SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و محاسبه همبستگی با روش پیرسون و گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها با استفاده از تجزیه کلاستر انجام شد.
یافته‌ها: طبق نتایج، بیشترین ضریب تغییرات در صفات کمّی (CV) به ترتیب برای طول فاصله اولین تا دومین غلاف (cm 1/3) و طول اسپور (cm 0/85) و کمترین ضریب تغییرات عرض استاندارد (cm 0/14) و طول ساقه تا آخر پیچک (cm 0/15) بهدست آمد. بیشترین ضریب شانون در صفات کیفی در صفات شدت نقاط گوشوارک (1/33)، سایز گوشوارک (1/09) و انحناء غلاف (1/04) مشاهده شد. کمترین ضریب شانون در صفت برگچه دار بودن (0/09) مشاهده شد. قوی‌ترین همبستگی مثبت بین وزن صد دانه با طول و عرض غلاف و همچنین بین طول غلاف با عرض غلاف به دست آمد. تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که چهار مؤلفه اول در برگیرنده 65% از کل تغییرات بودند. در مؤلفه اول که 33 درصد از تغییرات مشاهده شده را به خود اختصاص داد، مهمترین صفات تاثیرگذار بر این مولفه وزن صد دانه خشک، طول و عرض غلاف بودند. مؤلفه دوم 15 درصد از تغییرات داده‌ها را توجیه کرد و دارای ارتباط قوی و مثبت با طول برگچه و طول دمبرگ بود. مؤلفه سوم 10 درصد از تغییرات داده‌ها را توجیه کرد و دارای ارتباط قوی و مثبت با طول از ساقه تا اولین غلاف و تعداد بذر در غلاف بود. مولفه چهار 7 درصد از تغییرات مشاهده شده را به خود اختصاص داد و با صفات طول فاصله اولین تا دومین غلاف و طول گوشوارک از نوک تا ساقه ارتباط قوی و مثبت بود. در تجزیه خوشه ای، نمونه‌های ژنتیکی به هفت گروه مجزا به ترتیب 8، 26، 6، 1، 2، 13 و 12 طبقه بندی شدند. گروه بندی نمونه‌های ژنتیکی مستقل از منشأ جغرافیایی آنها بود. نمونه‌های ژنتیکی مختلف نخودفرنگی مورد بررسی دارای طیف وسیعی ازخصوصیات ریخت شناسی بودندکه نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی بالای این محصول است.
نتیجه گیری: نتایج نشان دهنده وجود دامنه 32 روزه در تعداد روز تا شروع گلدهی، دامنه 90 سانتی متری در ارتفاع بوته و دامنه 24 گرم در وزن صد دانه بود. در این تحقیق، نمونه‌های ژنتیکی 38، 79، 83 و 82 زودگل‌ترین ژنوتیپ بودند و نمونه‌های ژنتیکی Mr. Big و 81 بیشترین طول و نمونه‌های ژنتیکی 81 و 83 بیشترین عرض غلاف را داشتند. نمونه‌های ژنتیکی 80، 82، و 58 بیشترین وزن صد دانه را داشتند. در صفات نوع براکت و حاشیه گوشوارک، تنوع زیادی در نمونه های ایرانی مشاهده شد که به نظر می رسد گنجاندن این صفات در دستورالعمل آزمون تیپ نخودفرنگی (دیسکریپتور) ضروری باشد. در این مطالعه، تنوع ژنتیکی بالایی در بین نمونه‌های نخودفرنگی موجود در کشور مشاهده شد که از این تنوع می توان در برنامه‌های به نژادی و برای دستیابی به ارقام سازگار با مناطق کشت ایران بهره برداری کرد.
مقدمه و هدف: نخودفرنگی (Pisum sativum L.) چهارمین گیاه مهم از گروه حبوبات در جهان است که به صورت نخود خشک، نخود سبز و نخود علوفه‌ای مصرف می شود. این گیاه یک ساله، خود گرده افشان و دیپلوئید (2n = 2x = 14) است که به عنوان یک محصول باغی و مزرعه ای به طور گسترده در سراسر مناطق معتدل جهان کشت می شود. این گیاه با وجود این که از دیرباز در ایران کشت می شده است، اما مطالعات اندکی بر روی ژنوتیپ‌های جمع آوری شده در ایران و خصوصیات و تنوع ژنتیکی آنها در دسترس هستند. با توجه به تمایل کشاورزان به کشت ارقام خارجی، نمونه‌های موجود در کشور مورد فرسایش شدیدی قرار گرفته اند و بسیاری از نمونه‌های موجود در کلکسیون سبزی و صیفی بانک ژن یونیک هستند و امکان پیداکردن این نمونه‌ها در عرصه وجود ندارد. این نمونه‌ها معمولاً به شرایط آب و هوایی و آفات و بیماری کشور سازگار هستند و در توسعه کشت پایدار اهمیت به سزایی دارند. بنابراین، نمونه‌های کلکسیون نخودفرنگی بانک ژن از اهمیت ویژه برخوردار هستند. در این تحقیق به بررسی تنوع ژنتیکی نمونه‌های نخودفرنگی بانک ژن پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها: در این بررسی، 63 نمونه نخودفرنگی به همراه پنج رقم تجاری Wando, Mr. Big, Alderman, Rondo و Utrillo در سال های 1399-1400 در مزرعه پژوهشی بانک ژن گیاهی ملی ایران (موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر) به صورت طرح آگمنت در هفت بلوک کشت شدند و مورد ارزیابی قرار گرفتند. هر نمونه در یک خط دو متری با فاصله ردیف 60 سانتی‌متر و فاصله بوته 10 سانتی متر کشت شد. 38 ویژگی زراعی و مورفولوژیکی بر اساس دستورالعمل UPOV در صفات مربوط به برگ، گل، غلاف و دانه ارزیابی شد. همچنین، بـه منظور تعیین تنوع صفات کیفی از شاخص شانون (Hˊ) استفاده شد. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای آماری SPSS و SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و محاسبه همبستگی با روش پیرسون و گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها با استفاده از تجزیه کلاستر انجام شد.
یافته‌ها: طبق نتایج، بیشترین ضریب تغییرات در صفات کمّی (CV) به ترتیب برای طول فاصله اولین تا دومین غلاف (cm 1/3) و طول اسپور (cm 0/85) و کمترین ضریب تغییرات عرض استاندارد (cm 0/14) و طول ساقه تا آخر پیچک (cm 0/15) بهدست آمد. بیشترین ضریب شانون در صفات کیفی در صفات شدت نقاط گوشوارک (1/33)، سایز گوشوارک (1/09) و انحناء غلاف (1/04) مشاهده شد. کمترین ضریب شانون در صفت برگچه دار بودن (0/09) مشاهده شد. قوی‌ترین همبستگی مثبت بین وزن صد دانه با طول و عرض غلاف و همچنین بین طول غلاف با عرض غلاف به دست آمد. تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که چهار مؤلفه اول در برگیرنده 65% از کل تغییرات بودند. در مؤلفه اول که 33 درصد از تغییرات مشاهده شده را به خود اختصاص داد، مهمترین صفات تاثیرگذار بر این مولفه وزن صد دانه خشک، طول و عرض غلاف بودند. مؤلفه دوم 15 درصد از تغییرات داده‌ها را توجیه کرد و دارای ارتباط قوی و مثبت با طول برگچه و طول دمبرگ بود. مؤلفه سوم 10 درصد از تغییرات داده‌ها را توجیه کرد و دارای ارتباط قوی و مثبت با طول از ساقه تا اولین غلاف و تعداد بذر در غلاف بود. مولفه چهار 7 درصد از تغییرات مشاهده شده را به خود اختصاص داد و با صفات طول فاصله اولین تا دومین غلاف و طول گوشوارک از نوک تا ساقه ارتباط قوی و مثبت بود. در تجزیه خوشه ای، نمونه‌های ژنتیکی به هفت گروه مجزا به ترتیب 8، 26، 6، 1، 2، 13 و 12 طبقه بندی شدند. گروه بندی نمونه‌های ژنتیکی مستقل از منشأ جغرافیایی آنها بود. نمونه‌های ژنتیکی مختلف نخودفرنگی مورد بررسی دارای طیف وسیعی ازخصوصیات ریخت شناسی بودندکه نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی بالای این محصول است.
نتیجه گیری: نتایج نشان دهنده وجود دامنه 32 روزه در تعداد روز تا شروع گلدهی، دامنه 90 سانتی متری در ارتفاع بوته و دامنه 24 گرم در وزن صد دانه بود. در این تحقیق، نمونه‌های ژنتیکی 38، 79، 83 و 82 زودگل‌ترین ژنوتیپ بودند و نمونه‌های ژنتیکی Mr. Big و 81 بیشترین طول و نمونه‌های ژنتیکی 81 و 83 بیشترین عرض غلاف را داشتند. نمونه‌های ژنتیکی 80، 82، و 58 بیشترین وزن صد دانه را داشتند. در صفات نوع براکت و حاشیه گوشوارک، تنوع زیادی در نمونه های ایرانی مشاهده شد که به نظر می رسد گنجاندن این صفات در دستورالعمل آزمون تیپ نخودفرنگی (دیسکریپتور) ضروری باشد. در این مطالعه، تنوع ژنتیکی بالایی در بین نمونه‌های نخودفرنگی موجود در کشور مشاهده شد که از این تنوع می توان در برنامه‌های به نژادی و برای دستیابی به ارقام سازگار با مناطق کشت ایران بهره برداری کرد.
فهرست منابع
1. Abbo, S., Lev-Yadun, S., & Gopher, A. (2010). Agricultural origins, centers and noncenters, a Near Eastern reappraisal. Critical Reviews in Plant Sciences, 29, 317-328 [DOI:10.1080/07352689.2010.502823]
2. Burstin, J., Salloignon, P., Chabert-Martinello, M. (2015). Genetic diversity and trait genomic prediction in a pea diversity panel. BMC Genomics, 16, 105-125. [DOI:10.1186/s12864-015-1266-1]
3. Ceyhan, E., & Avci., M. A. (2005). Combining Ability and Heterosis for Grain Yield and some Yield Components in Pea (Pisum sativum L.). Pakistan Journal of Biological Sciences, 8, 1447-1452. [DOI:10.3923/pjbs.2005.1447.1452]
4. Cupic, T., Tucak, M., Popovic, S., Bolaric, S., Grljusic, S., & Kozumplik, V. (2009). Genetic diversity of pea (Pisum sativum L.) genotypes assessed by pedigree, morphological and molecular data. Journal of Food, Agriculture & Environment, 7, 343-348.
5. Devi, J., Dubey, R. K., Sagar, V., Verma, R. K., Singh, P. M., & Behera, T. K. (2023). Vegetable peas (Pisum sativum L.) diversity: An analysis of available elite germplasm resources with relevance to crop improvement. Spanish Journal of Agricultural Research, 21, 1-13. [DOI:10.5424/sjar/2023212-19457]
6. FAOSTAT. (2020). online database at < http://www.fao.org/faostat/ en/#data>.
7. Galloway, J. N., Townsend, A. R., Erisman, J. W., Bekunda, M., Cai, Z., & Freney, J. R. (2008). Transformation of the Nitrogen cycle: recent trends, questions, and potential solutions. Science, 320, 889-892. [DOI:10.1126/science.1136674]
8. Gixhari, B., Pavelková, M., Ismaili, H., Vrapi, H., Jaupi, A., & Smýkal, P. (2014). Genetic diversity of Albanian pea (Pisum sativum L.) landraces assessed by morphological traits and molecular markers. Czech Journal of Plant Breeding and Genetics, 50, 177-184. [DOI:10.17221/227/2013-CJGPB]
9. Herridge, D. F., Peoples, M. B., & Boddey, R. M. (2008). Global inputs of biological nitrogen fixation in agricultural systems. Plant Soil, 311, 1-18. [DOI:10.1007/s11104-008-9668-3]
10. Holdsworth, W.L., Gazave, E., Cheng, P., Myers, J.R., Gore, M.A., Coyne, C.J., McGee, R.J., & Mazourek, M. (2017). A community resource for exploring and utilizing genetic diversity in the USDA pea single plant plus collection. Horticulture Research, 4, 17017-17027. [DOI:10.1038/hortres.2017.17]
11. Jensen, E. S., & Hauggaard-Nielsen, H. (2003). How can increased use of biological N2 fixation in agriculture benefit the environment? Plant Soil, 252, 177-186. [DOI:10.1023/A:1024189029226]
12. Kosterin, O.E., Bogdanova, V.S., & Mglinets, A.V. (2020). Wild pea (Pisum sativum L. subsp. elatius (Bieb.) Aschers. Et Graebn. s.l.) at the periphery of its range: Zagros Mountains. Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 24, 60-68. [DOI:10.18699/VJ20.596]
13. Kumawat, P. K., Singh, P., Singh, D., Mukherjee, S., & Kumawat, M. (2018). Study of correlation and path analysis for green pod yield and its contributing traits in vegetable pea (Pisum sativum L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7, 3497-3502. [DOI:10.20546/ijcmas.2018.706.409]
14. Lal, K., Kumar, R., Shrivastav, S.P., Kumar, A., & Singh, Y. (2018). Genetic variability, character association and path analysis of seed yield and its contributing traits in field pea [Pisum sativum (L.) var. arvense]. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7, 1815-1820. [DOI:10.20546/ijcmas.2018.706.216]
15. Mamatha, R.M., Kumar Sharma, R., Bhardwaj, A., & Kumar, R. (2022). Genetic Diversity Study among Garden Pea (Pisum sativum var. hortense L.) Genotypes. Biological Forum, 14, 911-915.
16. Nawab, N.N., Subhani, G.M., Mahmood, K., Shakil, Q., & Saeed, A. (2008). Genetic variability, correlation and path analysis studies in garden pea (Pisum sativum L.). Agricultural Research, 46, 333-340.
17. Ouafi, L., Alane, F., Rahal-Bouziane, H., & Abdelguerfi, A. (2016). Agro-morphological diversity within field pea (Pisum sativum L.) genotypes. African Journal of Agricultural Research, 11, 4039-4047. [DOI:10.5897/AJAR2016.11454]
18. Pandey, A.K., Rubiales, D., Wang, Y.G., Fang, P.P., Sun, T., Liu, N., & Xu, P. (2021). Omics resources and omics-enabled approaches for achieving high productivity and improved quality in pea (Pisum sativum L.). Theoretical and Applied Genetics, 134, 755-776. [DOI:10.1007/s00122-020-03751-5]
19. Pratap, V., Sharma, V., Kamaluddin, & Shukla, G. (2021). Assessment of Genetic Variability and Relationship between Different Quantitative Traits in Field Pea (Pisum sativum var. arvense) Germplasm. Legume Research -An International Journal, 10, 1-6. [DOI:10.18805/LR-4610]
20. Rispail, N., Wohor, O.Z., Osuna-Caballero, S., Barilli, E., & Rubiales, D. (2023). Genetic Diversity and Population Structure of a Wide Pisum spp. Core Collection. International Journal of Molecular Sciences, 24, 2470-2483. [DOI:10.3390/ijms24032470]
21. Rubiales, D., González-Bernal, M.J., Warkentin, T.D., Bueckert, R., Patto, M.C.V., McPhee, K.E., McGee, R., & Smýkal, P. (2019). Advances in pea breeding. In Achieving Sustainable Cultivation of Vegetables, Hochmuth, G., Ed.; Burleigh Dodds Series in Agricultural Science; Burleigh Dodds Science Publishing: London, UK, 2019; p. 32.
22. Sharma, A., Sharma, S., Kumar, N., Rana, R.S., Sharma, P., & Kumar, P. (2022). Morphomolecular genetic diversity and population structure analysis in garden pea (Pisum sativum L.) genotypes using simple sequence repeat markers. PLoS ONE, 17(9), 1-21. [DOI:10.1371/journal.pone.0273499]
23. Singh, J., Dhall, R.K., & Vikal, Y. (2021). Genetic diversity studies in indian germplasm of pea (pisum sativum l.) Using morphological and microsatellite markers. Genetika, 53, 473-491. [DOI:10.2298/GENSR2102473S]
24. Smy'kal, P., Trněny', O., Brus, J., Hana'ček, P., Rathore, A., Roma, R.D., Pechanec, V., Duchoslav, M., Bhattacharyya, D, Bariotakis, M., Pirintsos, S., Berger, J., & Toker, C. (2018). Genetic structure of wild pea (Pisum sativum subsp. elatius) populations in the northern part of the Fertile Crescent reflects moderate cross-pollination and strong effect of geographic but not environmental distance. PLoS ONE, 13, 1-13. [DOI:10.1371/journal.pone.0196376]
25. Warkentin, T.D., Smýkal, P., Coyne, C.J., Weeden, N., Domoney, C., Bing, D.J., Leonforte, A., Xuxiao, Z., Dixit, G.P., Boros, L., & McPhee, K.E. (2015). Pea. In: De Ron A (ed) Grain Legumes. Handbook of Plant Breeding. Springer, New York, 37-83. [DOI:10.1007/978-1-4939-2797-5_2]
26. Yirga, H., Mohammed, H., & Abate, B. (2013). Characterization and preliminary evaluation of dekoko (Pisum sativum var. abyssinicum) accessions using quantitative traits in Southern Tigray, Ethiopia. The International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, 1, 86-89.
27. Zohary, D. (1999). Monophyletic vs. polyphyletic origin of the crops on which agriculture was founded in the Near East. Genetic Resources and Crop Evolution, 46, 133-142. [DOI:10.1023/A:1008692912820]
28. Zohary, D., Hopf, M., & Weiss, E. (2012). Domestication of plants in the old world: the origin and spread of domesticated plants in southwest Asia, Europe, and the Mediterranean basin, 4th edn. Oxford University Press, Oxford. [DOI:10.1093/acprof:osobl/9780199549061.001.0001]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
