Journal of Crop Breeding

fa برآورد تنوع ژنتیکی، اجزای واریانس و وراثتپذیری لاینهای امیدبخش خلر (Lathyrus sativus) بر اساس عملکرد و صفات زراعی Estimation of genetic diversity, variance components and heritability of promising lines of grass pea (Lathyrus sativus) based on yield and agronomic traits اصلاح نباتات General پژوهشي Research مقدمه و هدف: تأمین علوفه دام از مهمترین عوامل محدود کننده پرورش و تولیدات دامی در ایران محسوب میشود. تنوع گیاهان علوفه ای ایران قابل توجه میباشد و استفاده مناسب از این تنوع، نیازمند برنامهریزی دقیق است تا ضمن استفاده از این تنوع کمنظیر، ارقام مطلوب و سازگار به شرایط محیطی  مختلف تولید شود. خلر (Lathyrus sativus) یک گیاه زراعی لگومینوز یکساله است که در مناطق نیمهخشک و خشک، رشد میکند و برای مصرف حیوان یا انسان کشت می شود. این جنس دارای ویژگیهای زراعی سودمند متعددی مانند ظرفیت بالای تولید دانه و محتوای پروتئین بالای دانههای آن است. خلر دارای تحمل بالا به تنش خشکی و تحمل متوسط به شوری میباشد و از رشد سریع در بهار برخوردار هستند و نیاز چندانی به آبیاری ندارند. از مهمترین ویژگیهایی که سبب تمایز این گیاه نسبت به سایر بقولات شده است میتوان به پتانسیل بالای عملکرد، مقدار پروتئین، تثبیت نیتروژن، تحمل به شوری، خشکی و غرقابی بودن اشاره کرد. اطلاع و دانش در مورد میزان، نوع و اندازه تنوع موجود در ژرمپلاسم و روابط ژنتیکی مواد اصلاحی میتواند ابزار ارزشمندی در راهبرد بهنژادی گیاهان زراعی باشد و ارزیابی تنوع ژنتیکی یکی از مهمترین مراحل در معرفی ارقام جدید است. اصولاً لازمه پاسخ به گزینش مطلوب در هر برنامه بهنژادی، وجود سه عامل مهم تنوع ژنتیکی کافی، شدت گزینش زیاد و قابلیت توارثپذیری بالا برای صفت مورد نظر است. میزان وراثتپذیری عامل مهمی در تعیین روش مناسب جهت بهبود یک صفت در برنامههای بهنژادی و همچنین شاخصی از نحوه تأثیر  روشهای انتخاب برای بهبود صفت میباشد. اصلاح جوامع برای صفات با وراثتپذیری پایین از طریق گزینش مستقیم دشوار است و برعکس گزینش برای صفاتی که دارای وراثتپذیری بالایی هستند مفید میباشد. از آنجایی که وراثتپذیری بالا، فقط نشان دهنده موثر بودن گزینش بر اساس کارایی فنوتیپی است و هیچ گونه شاخصی از مقدار پیشرفت ژنتیکی افراد را نشان نمیدهد، لذا شاخص پیشرفت ژنتیکی میتواند در گزینش ژنوتیپها موثرتر باشد. با ارزیابی و بررسی صفات مختلف زراعی و تعیین صفات مهمی که در عملکرد موثر هستند میتوان برنامهریزی دقیقتری برای بهنژادی گیاه اتخاذ نمود. از این رو، این پژوهش با هدف ارزیابی تنوع صفات مورفولوژیکی و زراعی و نقش صفات مختلف در ایجاد تنوع بر اساس این صفات به اجرا درآمد. مواد و روشها: به  منظور بررسی تنوع ژنتیکی، اجزای واریانس و وراثتپذیری شانزده لاین امیدبخش خلر به همراه رقم شاهد نقده، در چهار ایستگاه تحقیقاتی گچساران، کوهدشت، مهران و شیروان چرداول در قالب طرح بلوکهای کاملاً تصادفی با سه تکرار و در سه سال متوالی 1396-1398 مورد مطالعه قرار گرفتند. صفات مورد ارزیابی عبارت بودند از وزن صد دانه، عملکرد دانه، وزن خشک علوفه، وزن تر علوفه، تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، ارتفاع بوته، تعداد روز تا رسیدگی دانه و تعداد روز تا گلدهی.  اجزای واریانس، ضریب تغییرات فنوتیپی و ژنتیکی، وراثت پذیری عمومی و پیشرفت ژنتیکی برای عملکرد دانه و برخی صفات زراعی در شانزده ژنوتیپ خلر تعیین شدند. یافتهها: تجزیه واریانس مرکب صفات مورد ارزیابی نشان داد که اثرات سال، مکان و سال × مکان برای تمام صفات اندازهگیری شده معنیدار بود. ژنوتیپهای مورد مطالعه برای صفات تعداد روز تا گلدهی، تعداد روز تا رسیدگی دانه، عملکرد تر علوفه، عملکرد خشک علوفه و عملکرد دانه تفاوت معنیداری نشان دادند که نمایانگر اختلاف ژنتیکی بین ژنوتیپها از نظر صفت عملکرد میباشد. اثر متقابل سال × ژنوتیپ هم برای صفات فوق معنیدار بود، یعنی ژنوتیپها از سالی به سال دیگر، عملکرد متفاوتی داشته و از پایداری عملکرد، برخوردار نبودند. همچنین نتایج نشان داد که اثر متقابل ژنوتیپ × مکان برای صفات تعداد روز تا گلدهی، تعداد روز تا رسیدگی دانه، عملکرد خشک علوفه و عملکرد دانه از نظر آماری معنیدار بود که نشان میدهد واکنش ژنوتیپها در مکانهای مختلف یکسان نبوده است. به عبارت دیگر، ژنوتیپها دارای سازگاری خصوصی بوده و در هر مکان، ژنوتیپ خاصی پتانسیل عملکرد بیشتری داشته است. اثر متقابل سه جانبه سال × مکان × ژنوتیپ برای صفات فوق، معنیدار بود، به این مفهوم که ژنوتیپها، عملکرد متفاوتی در ترکیبات گوناگون سال و مکان و نیز نوساناتی در ترتیب ژنوتیپها از خود نشان دادند و وضعیت متفاوتی داشتند. ارتفاع بوته، بالاترین ضریب تغییرات فنوتیپی و تعداد روز تا گلدهی و تعداد روز تا رسیدگی دانه کمترین  ضریب تغییرات فنوتیپی را به خود اختصاص دادند. بیشترین ضریب تغیرات ژنتیکی مربوط به صفت عملکرد دانه و بیشترین وراثتپذیری عمومی متعلق به عملکرد تر علوفه و عملکرد دانه بود. نتیجه گیری: به طور کلی میتوان نتیجه گرفت که بین ژنوتیپهای خلر، تنوع وجود داشت که با توجه به اجزای ژنتیکی و محیطی واریانس، میتوان از آن در برنامههای بهنژادی استفاده کرد.   Introduction and Objective: Providing fodder for livestock is one of the most important limiting factors for livestock breeding and production in Iran. The diversity of forage plants in Iran is remarkable, and proper use of this diversity requires careful planning to produce desirable varieties that are adapted to different environmental conditions while using this unique diversity. Lathyrus sativus is a seed legume that grows in semi-arid and arid regions. Lathyrus is an annual leguminous crop that is cultivated for animal or human consumption. This genus has several beneficial agronomic characteristics, such as high grain production capacity and high protein content of its seeds. Grass pea has high tolerance to drought stress and moderate tolerance to salinity. Grass pea grows rapidly in spring and does not require much irrigation, and therefore can play an important role in providing part of the required fodder without the need for abundant irrigation. The most important characteristics that distinguish this plant from other legumes include its high yield potential, protein content, nitrogen fixation, tolerance to salinity, drought, and flooding, which have made it play an important role in crop rotation, soil structure improvement, and weed and disease reduction. The main basis of any successful crop breeding program is the existence of a rich and diverse germplasm collection. Knowledge about the amount, type, and size of diversity in germplasm and the genetic relationships of breeding materials can be a valuable tool in crop breeding strategies, and evaluating genetic diversity is one of the most important steps in introducing new varieties. Basically, the prerequisite for responding to desirable selection in any breeding program is the existence of three important factors: sufficient genetic diversity, high selection intensity, and high heritability for the desired trait. The efficiency of selection for a trait depends on the relative contribution of genetic and non-genetic factors to the occurrence of phenotypic differences, which is expressed by heritability. Heritability is an important factor in determining the appropriate method for improving a trait in breeding programs and is also an indicator of how effective selection methods are in improving the trait. It is difficult to improve populations for traits with low heritability through direct selection, and conversely, selection for traits with high heritability is useful. For this reason, the amount of heritability can provide a context for the expected results of selection. Since high heritability only indicates the effectiveness of selection based on phenotypic efficiency and does not indicate any indicator of the amount of genetic progress of individuals, the index of genetic gain can be more effective in selecting genotypes. Materials and Methods: In order to investigate the genetic diversity, variance components and heritability of 16 promising lines of grass pea along with the Naqadeh control cultivar, a study was conducted at four research stations of Gachsaran, Kohdasht, Mehran and Shirvan in a completely randomized block design with three replications in three consecutive years from 2017 to 2019. The evaluated traits were 100-grain weight, grain yield, forage dry weight, forage fresh weight, number of grains per pod, number of pods per plant, plant height, number of days to grain maturity and number of days to flowering. Results: The combined analysis of variance showed that the effect of year, location and the interaction effect of year × location were significant for all measured traits. The studied genotypes showed significant differences for the traits, number of days to flowering, number of days to grain maturity, forage fresh yield, forage dry yield and grain yield, which indicates genetic differences between the genotypes in terms of yield traits. The interaction effect of year × genotype was also statistically significant for the above traits, meaning that genotypes had different yields from year to year and did not have yield stability. The results also showed that the interaction effect of genotype × location was significant for the traits days to flowering, days to grain maturity, forage dry yield and grain yield, which indicates that the response of genotypes was not the same in different locations. In other words, genotypes had specific adaptations and, in each location, a specific genotype had higher yield potential. The three-way interaction effect of year × location × genotype was significant for the above traits, meaning that genotypes showed different yields in different combinations of year and location, as well as fluctuations in the order of genotypes and had different status. Plant height had the highest coefficient of phenotypic variation, and days to flowering and days to grain ripening had the lowest coefficient of phenotypic variation. The highest coefficient of genetic variation was related to grain yield, and the highest broad-sense heritability was related to forage yield and grain yield. Conclusion: In general, it can be concluded that there was variation among the grass pea genotypes, which can be used in breeding programs, considering the genetic and environmental components of the variance.   اجزای واریانس, تجزیه مرکب, عملکرد دانه خلر, عملکرد علوفه خلر Keywords: Variance components, Combined analysis, Grass pea grain yield, Grass pea forage yield 0 0 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-167-5&slc_lang=fa&sid=1 Alireza Pourmohammad علیرضا پورمحمد pourmohammad@ymail.com 100319475328460027815 100319475328460027815 Yes University of Maragheh دانشگاه مراغه Behrouz Vaezi بهروز واعظی bvaezi2009@gmail.com 100319475328460027816 100319475328460027816 No Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO) سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی Askar Jozeyan عسگر جوزیان jozeyan@yahoo.com 100319475328460027817 100319475328460027817 No Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO) سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی Reza Pirooz رضا پیروز piroozreza@yahoo.com 100319475328460027818 100319475328460027818 No Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO) سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی