دوره 17، شماره 4 - ( زمستان 1404 )
جلد 17 شماره 4 صفحات 31-22 |
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:
Darvishzadeh R, Bordbar M, Hatami Maleki H, Tahmasbali M, Fayaz Moghaddam A. (2025). Identification of Oriental Tobacco Genotypes with Yield Stability under Orobanche Stress Conditions. J Crop Breed. 17(4), 22-31. doi:10.66224/jcb.2025.1581
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1581-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1581-fa.html
درویش زاده رضا، بردبار مونا، حاتمی ملکی حمید، طهماسب عالی مریم، فیاض مقدم امیر.(1404). شناسایی ژنوتیپ های توتون شرقی با پایداری عملکرد در شرایط تنش گل جالیز پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 17 (4) :31-22 10.66224/jcb.2025.1581
1- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
2- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
چکیده: (2033 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: توتون (Nicotiana tabacum L.) با 2n = 4x = 48 کروموزوم یکی از مهم ترین گیاهان صنعتی و اقتصادی در بسیاری از کشورهای دنیا است که عمدتاً به خاطر برداشت و جمعآوری برگهای آن کشت میشود. عملکرد توتون به دلیل طبیعت پلیژنیکی که دارد، شدیداً تحت تاثیر تنشهای غیر زنده و زنده از جمله علف هرز گل جالیز قرار میگیرد. در این میان، واکنش واریتهها به محیط بسته به ژنوتیپ رقم متفاوت است که از آن به برهمکنش ژنوتیپ × محیط یاد میشود. با بررسی برهمکنش ژنوتیپ در محیط و تجزیه پایداری میتوان ژنوتیپ‌هایی را انتخاب نمود که در انواع مختلف محیطها از عملکرد مطلوبی برخوردار باشند. اگرچه در مورد استفاده از روشهای پایداری در ارزیابی واکنش گیاهان به محیط گزارشات زیادی وجود دارد، ولی در مورد پایداری عملکرد برگ خشک توتون در محیط های آلوده به گل جالیز گزارشی وجود ندارد. این پروژه با هدف ارزیابی واکنش ژنوتیپهای توتون شرقی موجود در ژرمپلاسم توتون کشور در دو محیط گل جالیزدار و بدون گل جالیز به منظور شناسایی و انتخاب ژنوتیپ های سازگار و پایدار در محیط های مورد مطالعه انجام گردیده است.
مواد و روش ها: در این آزمایش، 92 ژنوتیپ توتون تیپ شرقی و نیمه شرقی از لحاظ تحمل به تنش گل جالیز در طی دو سال زراعی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. ژنوتیپهای توتون از بانک ذخایر ژنتیکی و زیستی مرکز تحقیقات توتون ارومیه و انستیتو تحقیقات توتون تیرتاش (مازندران) تهیه شدند. برای کشت، گلدانهای سفالی به حجم 10 لیتر انتخاب و با خاکی که از مزرعه یونجه تهیه شده بود، پُر شدند و گلدانها بر اساس نقشه طرح در فضای باز در محوطه مرکز تحقیقات توتون ارومیه چیده شدند. یونجه میزبان گل جالیز نیست و استقرار طولانی مدت آن در مزرعه (معمولاً شش سال) باعث میشود هرگونه بذر گل جالیز موجود در خاک از بین برود؛ بنا بر این، خاک تقریباً عاری از گل جالیز شود. در محیط گل جالیزدار، خاک گلدانها قبل از پرشدن با 0/06 گرم بذر گل جالیز گونه Orobanche cernua (حاوی تقریباً 12000 بذر) که از مزرعه مرکز تحقیقات توتون ارومیه در سال قبل از اجرای آزمایش جمعآوری شده بود، مخلوط شد. در مناطق شمال غرب و مخصوصاً در آذربایجان غربی، این گونه گل جالیز روی گیاه توتون غالب است و در مزارع بیشتر دیده میشود. نشاء هر یک از ژنوتیپهای توتون در خزانه تهیه شد و وقتی گیاهچههای توتون به ارتفاع 12 سانتیمتر رسیدند، به گلدانها منتقل شدند. برگهای ژنوتیپهای توتون در زمان رسیدگی صنعتی (حدود 45 تا 50 روز بعد از نشاکاری) در سه نوبت (پابرگ، کَمَر برگ و لَچِه برگ) برداشت، در آفتاب خشک، و با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 0/001 گرم وزن شدند. پس از انجام تجزیه واریانس ساده و تجزیه واریانس مرکب، به علت وجود اثر متقابل ژنوتیپ × محیط آمارههای تک متغیره پایداری محاسبه شدند.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس نشان دادند که بین ژنوتیپهای توتون از نظر تمامی صفات مورد مطالعه اختلاف معنیدار وجود داشت و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در مورد تمامی صفات معنیدار بود که حاکی از وجود تنوع بین ژنوتیپها و عکسالعمل متفاوت آنها به شرایط عدم تنش و تنش گل جالیز است. مقایسات میانگین نشان دادند که تنش گل جالیز میانگین کلیه صفات مورفولوژیک را کاهش میدهد. براساس نتایج روشهای تجزیه پایداری مبتنی بر تجزیه واریانس و تجزیه رگرسیون، ژنوتیپهای شماره 45، 33 و 78 به ترتیب دارای بیشترین مقدار ضریب تغییرات و به عبارتی کمترین میزان پایداری بودند؛ در این بین، ژنوتیپ 45 میانگین بالاتر از میانگین کل داشت. ژنوتیپهای شماره 75، 53 و 41 به علت داشتن کمترین مقدار واریانس پایداری، جزء ژنوتیپهای پایدار بودند. بر اساس نتایج روش پلستید و پترسون (θi)، ژنوتیپهای شماره 75، 55، 53 و 41 کمترین مقدار θi را داشتند و در بین آنها ژنوتیپ 53 عملکردی بالاتر از میانگین کل داشت.
نتیجهگیری: معرفی و استفاده از شاخصهای پایداری، به واسطه ارزیابی پایداری مواد ژنتیکی تا حد زیادی میتواند در گزینش هدفمند ژنوتیپها در راستای انتخاب ژنوتیپهای مطلوب و کارآمد و توسعه ارقام پُرمحصول و متحمل به تنش سودمند باشد. بر اساس روشهای مختلف پایداری، ژنوتیپ شماره 53 به عنوان ژنوتیپ پایدار با عملکرد مطلوب معرفی میشود.
مقدمه و هدف: توتون (Nicotiana tabacum L.) با 2n = 4x = 48 کروموزوم یکی از مهم ترین گیاهان صنعتی و اقتصادی در بسیاری از کشورهای دنیا است که عمدتاً به خاطر برداشت و جمعآوری برگهای آن کشت میشود. عملکرد توتون به دلیل طبیعت پلیژنیکی که دارد، شدیداً تحت تاثیر تنشهای غیر زنده و زنده از جمله علف هرز گل جالیز قرار میگیرد. در این میان، واکنش واریتهها به محیط بسته به ژنوتیپ رقم متفاوت است که از آن به برهمکنش ژنوتیپ × محیط یاد میشود. با بررسی برهمکنش ژنوتیپ در محیط و تجزیه پایداری میتوان ژنوتیپ‌هایی را انتخاب نمود که در انواع مختلف محیطها از عملکرد مطلوبی برخوردار باشند. اگرچه در مورد استفاده از روشهای پایداری در ارزیابی واکنش گیاهان به محیط گزارشات زیادی وجود دارد، ولی در مورد پایداری عملکرد برگ خشک توتون در محیط های آلوده به گل جالیز گزارشی وجود ندارد. این پروژه با هدف ارزیابی واکنش ژنوتیپهای توتون شرقی موجود در ژرمپلاسم توتون کشور در دو محیط گل جالیزدار و بدون گل جالیز به منظور شناسایی و انتخاب ژنوتیپ های سازگار و پایدار در محیط های مورد مطالعه انجام گردیده است.
مواد و روش ها: در این آزمایش، 92 ژنوتیپ توتون تیپ شرقی و نیمه شرقی از لحاظ تحمل به تنش گل جالیز در طی دو سال زراعی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. ژنوتیپهای توتون از بانک ذخایر ژنتیکی و زیستی مرکز تحقیقات توتون ارومیه و انستیتو تحقیقات توتون تیرتاش (مازندران) تهیه شدند. برای کشت، گلدانهای سفالی به حجم 10 لیتر انتخاب و با خاکی که از مزرعه یونجه تهیه شده بود، پُر شدند و گلدانها بر اساس نقشه طرح در فضای باز در محوطه مرکز تحقیقات توتون ارومیه چیده شدند. یونجه میزبان گل جالیز نیست و استقرار طولانی مدت آن در مزرعه (معمولاً شش سال) باعث میشود هرگونه بذر گل جالیز موجود در خاک از بین برود؛ بنا بر این، خاک تقریباً عاری از گل جالیز شود. در محیط گل جالیزدار، خاک گلدانها قبل از پرشدن با 0/06 گرم بذر گل جالیز گونه Orobanche cernua (حاوی تقریباً 12000 بذر) که از مزرعه مرکز تحقیقات توتون ارومیه در سال قبل از اجرای آزمایش جمعآوری شده بود، مخلوط شد. در مناطق شمال غرب و مخصوصاً در آذربایجان غربی، این گونه گل جالیز روی گیاه توتون غالب است و در مزارع بیشتر دیده میشود. نشاء هر یک از ژنوتیپهای توتون در خزانه تهیه شد و وقتی گیاهچههای توتون به ارتفاع 12 سانتیمتر رسیدند، به گلدانها منتقل شدند. برگهای ژنوتیپهای توتون در زمان رسیدگی صنعتی (حدود 45 تا 50 روز بعد از نشاکاری) در سه نوبت (پابرگ، کَمَر برگ و لَچِه برگ) برداشت، در آفتاب خشک، و با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 0/001 گرم وزن شدند. پس از انجام تجزیه واریانس ساده و تجزیه واریانس مرکب، به علت وجود اثر متقابل ژنوتیپ × محیط آمارههای تک متغیره پایداری محاسبه شدند.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس نشان دادند که بین ژنوتیپهای توتون از نظر تمامی صفات مورد مطالعه اختلاف معنیدار وجود داشت و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در مورد تمامی صفات معنیدار بود که حاکی از وجود تنوع بین ژنوتیپها و عکسالعمل متفاوت آنها به شرایط عدم تنش و تنش گل جالیز است. مقایسات میانگین نشان دادند که تنش گل جالیز میانگین کلیه صفات مورفولوژیک را کاهش میدهد. براساس نتایج روشهای تجزیه پایداری مبتنی بر تجزیه واریانس و تجزیه رگرسیون، ژنوتیپهای شماره 45، 33 و 78 به ترتیب دارای بیشترین مقدار ضریب تغییرات و به عبارتی کمترین میزان پایداری بودند؛ در این بین، ژنوتیپ 45 میانگین بالاتر از میانگین کل داشت. ژنوتیپهای شماره 75، 53 و 41 به علت داشتن کمترین مقدار واریانس پایداری، جزء ژنوتیپهای پایدار بودند. بر اساس نتایج روش پلستید و پترسون (θi)، ژنوتیپهای شماره 75، 55، 53 و 41 کمترین مقدار θi را داشتند و در بین آنها ژنوتیپ 53 عملکردی بالاتر از میانگین کل داشت.
نتیجهگیری: معرفی و استفاده از شاخصهای پایداری، به واسطه ارزیابی پایداری مواد ژنتیکی تا حد زیادی میتواند در گزینش هدفمند ژنوتیپها در راستای انتخاب ژنوتیپهای مطلوب و کارآمد و توسعه ارقام پُرمحصول و متحمل به تنش سودمند باشد. بر اساس روشهای مختلف پایداری، ژنوتیپ شماره 53 به عنوان ژنوتیپ پایدار با عملکرد مطلوب معرفی میشود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1403/12/20 | پذیرش: 1404/5/5
دریافت: 1403/12/20 | پذیرش: 1404/5/5
فهرست منابع
1. Akura, M., Kaya Y., & Taner S. (2006). Genotype-environment interaction and phenotypic stability analysis for grain yield of durum wheat in the central anatolian region. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 29, 369-375.
2. Alemu, A., Åstrand, J., Montesinos-Lopez, O. A., y Sanchez, J. I., Fernandez-Gonzalez, J., Tadesse, W., ... & Chawade, A. (2024). Genomic selection in plant breeding: Key factors shaping two decades of progress. Molecular Plant, 17(4), 552-578. [DOI:10.1016/j.molp.2024.03.007]
3. Ballén-Taborda, C., Lyerly, J., Smith, J., Howell, K., Brown-Guedira, G., Babar, M. A., ... & Boyles, R. E. (2022). Utilizing genomics and historical data to optimize gene pools for new breeding programs: A case study in winter wheat. Frontiers in Genetics, 13, 964684. [DOI:10.3389/fgene.2022.964684]
4. Becker, H., & Leon J. (1988). Stability analysis in plant breeding. Plant Breed. 101, 1-23. [DOI:10.1111/j.1439-0523.1988.tb00261.x]
5. Belsley, D. A., Kuh, E., & Welsch, R. E. (2005). Regression diagnostics: Identifying influential data and sources of collinearity. John Wiley & Sons.
6. Bozhinova, P. (2006). Coefficients for determination of the leaf area in three Burley tobacco varieties. Journal of Central European Agriculture, 7, 7-12.
7. GM, S. (2004). Chromosome numbers and karyotype evolution of holoparasitic Orobanche (Orobanchaceae) and related genera. American Journal of Botany, 91, 439-448. [DOI:10.3732/ajb.91.3.439]
8. Darvishzadeh, R., Alavi, R., & Sarrafi, A. (2010). Resistance to Powdery Mildew (Erysiphe cichoracearum DC.) in oriental and semi-oriental tobacco germplasm under field conditions. Journal of Crop Improvement, 24(2), 122-130. [DOI:10.1080/15427520903559425]
9. Delvadia, D.R., Vekariya, K.J., Patel J.N., & Parmar, D. J. (2020). Phenotypic stability analysis of bidi tobacco hybrids for cured leaf yield (Nicotiana tabacum L.). Tobacco Research, 46(1), 24-26.
10. Davalieva, K., Maleva I., Filiposki K., Spiroski O., & Efremov G.D. (2010). Genetic variability of Macedonian tobacco varieties determined by microsatellite marker analysis. Diversity, 2, 439-449. [DOI:10.3390/d2040439]
11. Dawson, J. C., Endelman, J. B., Heslot, N., Crossa, J., Poland, J., Dreisigacker, S., ... & Jannink, J. L. (2013). The use of unbalanced historical data for genomic selection in an international wheat breeding program. Field Crops Research, 154, 12-22. doi:10.1016/j.fcr.2013.07.020 [DOI:10.1016/j.fcr.2013.07.020]
12. Eberhart, S. T., & Russell, W. (1966). Stability parameters for comparing varieties 1. Crop Science, 6(1), 36-40. [DOI:10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x]
13. Farshadfar, E. 1998. The application of quantitative genetics in plant breeding. Razi University Press. Kermanshah, Iran. [In Persian]
14. Fernández-González, J., Haquin, B., Combes, E., Bernard, K., Allard, A., & Isidro y Sánchez, J. (2024). Maximizing efficiency in sunflower breeding through historical data optimization. Plant Methods, 20(1), 42. [DOI:10.1186/s13007-024-01151-0]
15. Finlay, K. W., & Wilkinson, G. N. (1963). The analysis of adaptation in a plant-breeding programme. Australian Journal of Agricultural Research, 14(6), 742-754. [DOI:10.1071/AR9630742]
16. Francis, T.R. & Kannenberg, L.W. (1978). Yield stability studies in short-season maize. Canadian Journal of Plant Science, 58, 1029-1034. [DOI:10.4141/cjps78-157]
17. Goldwasser, Y., & Kleifeld, Y. (2004). Recent approaches to Orobanche management: a review. Weed Biology and Management, 439-466. [DOI:10.1007/978-94-017-0552-3_22]
18. Hongyu, K., García-Peña, M., Araújo, L. B. D., & Dias, C. T. D. S. (2014). Statistical analysis of yield trials by AMMI analysis of genotype× environment interaction. Biometrical Letters, 51, 89-102. [DOI:10.2478/bile-2014-0007]
19. Kang, M. S. (1988). A rank-sum method for selecting high-yielding, stable corn genotypes. Cereal Research Communications, 16(1/2), 113-115.
20. Khaki, S., Khalilzadeh, Z., & Wang, L. (2020). Predicting yield performance of parents in plant breeding: A neural collaborative filtering approach. Plos One, 15(5), e0233382. [DOI:10.1371/journal.pone.0233382]
21. Korubin-Aleksoska, A., Mıceska, G., Gveroska, B., Dımıtrıeskı, M., & Aleksoskı, J. (2014). Stability of the yield in commercial tobacco varieties in Republic of Macedonia. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 1(Özel Sayı-2), 1391-1395.
22. Kurt, D. (2020). Stability analyses for interpreting genotype by environment interaction of selected oriental tobacco landraces. Turkish Journal of Field Crops, 25(1), 83-91. [DOI:10.17557/tjfc.748665]
23. Lin, C. S., & Binns, M. R. (1991). Genetic properties of four types of stability parameter. Theoretical and Applied Genetics, 82(4), 505-509. [DOI:10.1007/BF00588606]
24. Mamnoie, E. (2017). Weeds Management of Orbanche in Southern Kerman. South Kerman Agricultural and Natural Resources Research and Education Center Press, 20 p.
25. Messina, C. D., Podlich, D., Dong, Z., Samples, M., & Cooper, M. (2011). Yield-trait performance landscapes: from theory to application in breeding maize for drought tolerance. Journal of Experimental Botany, 62(3), 855-868. [DOI:10.1093/jxb/erq329]
26. Mohammadi, M., Sharifi P. and Karimizadeh R.A. 2015. Stability analysis of seed yield of safflower genotypes (Carthamus tinctorius L.). Journal of Crop Breeding, 7, 104-114. [In Persian]
27. Pinthus, J.M. (1973). Estimate of genotype value: a proposed method. Euphitica, 22, 121-123. [DOI:10.1007/BF00021563]
28. Plaisted, R. (1960). A shorter method for evaluating the ability of selections to yield consistently over locations. American Potato Journal, 37, 166-172. [DOI:10.1007/BF02855271]
29. Plaisted, R.L., & Peterson, L.C. (1959). A technique for evaluating the ability of selection to yield consistently in different locations and seasons. American Potato Journal, 36, 381-385. [DOI:10.1007/BF02852735]
30. Pour-Aboughadareh, A., Khalili, M., Poczai, P., & Olivoto, T. (2022). Stability indices to deciphering the genotype-by-environment interaction (GEI) effect: An applicable review for use in plant breeding programs. Plants, 11(3), 414.
https://doi.org/10.3390/plants11030414 [DOI:10.3390/plants11030414.]
31. Pour‐Aboughadareh, A., Yousefian, M., Moradkhani, H., Poczai, P., & Siddique, K. H. (2019). STABILITYSOFT: A new online program to calculate parametric and non‐parametric stability statistics for crop traits. Applications in Plant Sciences, 7(1), e01211. [DOI:10.1002/aps3.1211]
32. Rezai, S., Etemadi, N., Nikbakht, A., Yousefi, M., & Majidi, M. M. (2018). Effect of light intensity on leaf morphology, photosynthetic capacity, and chlorophyll content inSage (Salvia officinalis L.). Horticultural Science and Technology, 36(1), 46-57. [DOI:10.12972/kjhst.20180006]
33. Rispail, N., Dita, M. A., González‐Verdejo, C., Pérez‐de‐Luque, A., Castillejo, M. A., Prats, E., ... & Rubiales, D. (2007). Plant resistance to parasitic plants: molecular approaches to an old foe. New Phytologist, 173(4), 703-712. [DOI:10.1111/j.1469-8137.2007.01980.x]
34. Sadeghi, S.M., Samizadeh, H., Amiri, E., & Ashouri, M. (2011). Additive main effects and multiplicative interactions (AMMI) analysis of dry leaf yield in tobacco hybrids across environments. African Journal of Biotechnology, 10(21), 4358-4364.
35. Saeidi, M.S., Torabi, A., & Aghabeygi, F. (2010). Notes on the genus Orobanche (Orobanchaceae) in Iran. The Iranian Journal of Botany, 16, 107-113.
36. Shukla, G. K. (1972). Some statistical aspects of partitioning genotype-environmental components of variability. Heredity, 29, 237-245. [DOI:10.1038/hdy.1972.87]
37. Singh, R.P., & Trethowan R. (2007). Breeding spring bread wheat for irrigated and rainfed production systems of the developing world. Breeding Major Food Staples, 109-140. [DOI:10.1002/9780470376447.ch5]
38. Wricke, G. (1962). Uber eine methode zur refassung der okologischen streubretite in feldversuchen. Flazenzuecht, 47, 92-96.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
