Journal of Crop Breeding

fa بررسی تنوع ژنتیکی نمونه‌های نخودفرنگی بانک ژن گیاهی ملی ایران Investigating the Genetic Diversity of Green Pea Accessions from the National Plant Gene Bank of Iran اصلاح نباتات General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف:  نخودفرنگی (Pisum sativum L.) چهارمین گیاه مهم از گروه حبوبات در جهان است که به&lrm; صورت نخود خشک، نخود سبز و نخود علوفه‌ای مصرف می شود. این گیاه یک ساله، خود گرده &lrm;افشان و دیپلوئید (2n = 2x = 14) است که به&lrm; عنوان یک محصول باغی و مزرعه &rlm;ای به&lrm; طور گسترده در سراسر مناطق معتدل جهان کشت می &rlm;شود. این گیاه با وجود این&lrm; که از دیرباز در ایران کشت می&rlm; شده است، اما مطالعات اندکی بر روی ژنوتیپ‌های جمع &lrm;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 &lrm;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 &lrm;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 &lrm;همراه پنج رقم تجاری Wando, Mr. Big, Alderman, Rondo و Utrillo در سال &lrm;های 1399-1400 در مزرعه پژوهشی بانک ژن گیاهی ملی ایران (موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر) به &lrm;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 &rlm;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&lrm; 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&lrm; 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) به&lrm;دست 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 &lrm;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&lrm; 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&lrm; خود اختصاص داد، مهم&lrm;ترین 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&lrm; 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 &rlm;ای، نمونه‌های ژنتیکی به هفت گروه مجزا به &lrm;ترتیب 8، 26، 6، 1، 2، 13 و 12 طبقه &lrm;بندی شدند. گروه&rlm; بندی نمونه‌های ژنتیکی مستقل از منشأ جغرافیایی آنها بود. نمونه‌های ژنتیکی مختلف نخودفرنگی مورد بررسی دارای طیف وسیعی ازخصوصیات ریخت&lrm; شناسی بودندکه نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی بالای این محصول است. نتیجه&lrm; گیری: نتایج نشان دهنده وجود دامنه 32 روزه در تعداد روز تا شروع گلدهی، دامنه 90 سانتی&lrm; 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&lrm; های ایرانی مشاهده شد که به &lrm;نظر می &lrm;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&rlm; توان در برنامه‌های به &rlm;نژادی و برای دستیابی به ارقام سازگار با مناطق کشت ایران بهره&rlm; برداری کرد.   </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Green pea (Pisum sativum L.) is the fourth most important legumes in the world, which is consumed as dry, green, and fodder peas. It is an annual, self-pollinating, and diploid (2n = 2x = 14) plant that is widely cultivated as a garden and field crop throughout the temperate regions of the world. Although this plant has been cultivated in Iran for a long time, few studies are available on the genotypes collected in Iran and their characteristics and genetic diversity. Between 2005 and 2009, there was a program to collect the vegetable genotypes of the country with the efforts of researchers and experts from all over the country aiming to preserve the native populations. The accessions in the country have been severely eroded due to the desire of farmers to cultivate foreign cultivars, and many of the accessions in the vegetable collection of the gene bank are unique; hence, it is not possible to find these accessions in the country anymore. These accessions are usually adapted to the weather conditions, pests, and diseases of the country and are very important in the development of sustainable cultivation. In green peas, foreign cultivars are most welcomed by farmers. Therefore, the accessions of the green pea collection of the Gene Bank are of special importance. Methods: In this study, 63 green pea accessions, along with five commercial varieties Utrillo, Wando, Mr. Big, Alderman, and Rondo, were cultivated and evaluated in seven blocks in an augment design in the research field of the National Plant Gene Bank of Iran (Seed and Plant Improvement Institute) in 2020-2021. Each accession was cultivated in a 2-meter line with a row distance of 60 cm and a plant distance of 10 cm. Then, 38 agronomic and morphological traits were evaluated according to the UPOV descriptor in traits related to leaves, flowers, pods, and seeds. The Shannon index (Hˊ) was used to determine the diversity of qualitative traits. Data were analyzed using SPSS and SAS statistical software, and the correlation was calculated using Pearson's method. The genotypes were grouped using cluster analysis. Results: According to the results, the highest coefficient of variation (CV) in quantitative traits is respectively for the peduncle length between the first and second pods (1.30 cm) and the spore length (0.85 cm). The lowest CV was obtained for the standard petal width (0.14 cm) and the total length of the petiole, including tendrils (0.15 cm). The highest Shannon's coefficient in qualitative traits was observed in the density of flecking stipules (1.33), stipule size (1.09), and pod curvature (1.04). The lowest Shannon's coefficient was observed in having leaflets (0.09). The strongest positive correlation was obtained between the weight of one-hundred seeds and the length and width of the pod, as well as between the length and width of the pod. The principal component analysis showed that the first four components included 65% of the total changes. In the first component, which accounted for 33% of the observed changes, the most important traits affecting this component were one-hundred dry seed weight, length, and width of pods. The second component justified 15% of the data changes and had a strong and positive relationship with the leaflet length and the petiole length. The third component justified 10% of the data changes and had a strong and positive relationship with the length from the peduncle to the first pod and the number of seeds per pod. The fourth component accounted for 7% of the observed changes and had a strong and positive relationship with the length of the distance from the length between the first and second pods and the stipule length from the axil to the tip. In cluster analysis, the genetic accessions were classified into seven separate groups, respectively, 8, 26, 6, 1, 2, 13, and 12. The grouping of genetic accessions was independent of their geographical origins. The different genetic accessions of the investigated green peas had a wide range of morphological characteristics, which indicates the high genetic diversity of this crop. Conclusion: The results showed a range of 32 days in the number of days to flowering, a range of 90 cm in the plant height, and a range of 24 g in one hundred seed weight. In this research, genetic accessions 38, 79, 83, and 82 were the earliest flowering genotypes, genetic accessions Mr. Big and 81 had the largest pod length, and genetic accessions 81 and 83 had the largest pod width. Genetic accessions 80, 82, and 58 had the highest one-hundred seed weight. Many genetic diversities were observed in the characteristics of the type of bracket and the margin of the stipule in an Iranian accession; thus, it seems necessary to include these characteristics in the international descriptor of green peas. In this study, a high genetic diversity was observed among green pea accessions in the country, and this diversity can be used in breeding programs to obtain cultivars compatible with Iran's cultivation areas.  </div> تجزیه کلاستر, تنوع ژنتیکی, نخودفرنگی, همبستگی Cluster analysis, Correlation, Genetic diversity, Green pea 12 28 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-702-2&slc_lang=fa&sid=1 Mehrzad Ahmadi مهرزاد احمدی ahmadimehrzad@ymail.com 100319475328460025956 100319475328460025956 Yes Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Ali Akbar Ghanbari علی اکبر قنبری aghanbari2004@yahoo.com 100319475328460025957 100319475328460025957 No Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Maryam Mahmoodi مریم محمودی nmahmoodi@hotmail.com 100319475328460025958 100319475328460025958 No Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Simin Taheri Ardestani, سیمین طاهری اردستانی simintahery@gmail.com 100319475328460025959 100319475328460025959 No Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Masoumeh Pouresmael Foshazadeh معصومه پوراسماعیل فوشازاده masoumehpouresmael@yahoo.com 100319475328460025960 100319475328460025960 No Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Farangis Ghanavati فرنگیس قنواتی f.ghanavati@areeo.ac.ir 100319475328460025961 100319475328460025961 No Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران