Journal of Crop Breeding

fa بررسی تنوع ژنتیکی و تعیین صفات مؤثر بر عملکرد دانه در جمعیت‌های رازیانه (Foeniculum vulgare Mill.) Investigating genetic diversity and determining traits affecting grain yield in fennel (Foeniculum vulgare Mill.) populations اصلاح نباتات، بیومتری اصلاح نباتات، بیومتری پژوهشي Research چکیده مبسوط مقدمه و هدف: رازیانه (.Foeniculum vulgare Mill) به عنوان یک گیاه دارویی و ادویه‌ای ارزشمند از خانواده چتریان، با دارا بودن ترکیبات زیستی فعال متعدد، از خواص فارماکولوژیک قابل توجهی از جمله خصوصیات ضدالتهابی، آنتی‌اکسیدانی، ضدمیکروبی و ضداسپاسم برخوردار است. این گیاه چندساله که بسته به ژنوتیپ تا 5/2 متر نیز رشد می‌کند، به دلیل مقاومت بالا در برابر تنش‌های محیطی و آفات، گیاهی کم‌توقع با ارزش اقتصادی بالا محسوب می‌شود. ایران به عنوان یکی از خاستگاه‌های این گیاه، سهم قابل توجهی در تولید جهانی آن دارد و تنوع ژنتیکی چشمگیری در جمعیت‌های محلی آن مشاهده شده است. تنوع ژنتیکی آن نقش کلیدی در برنامه‌های به‌نژادی دارد و امکان گزینش و ایجاد ارقام زراعی با مقاومت به تنش‌های زیستی و غیر زیستی و همچنین برداشت مکانیزه و عملکرد بیشتر را دارد. این پژوهش با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی جمعیت‌های مختلف رازیانه و شناسایی صفات مؤثر بر عملکرد انجام شد. مواد و روش‌ها: تعداد ۱۵ جمعیت بومی و 3 جمعیت وارداتی رازیانه از کشور ترکیه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دو سال متوالی مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورفولوژیک، فنولوژیک و عملکردی اندازه‌گیری و تجزیه واریانس در قالب طرح اسپلیت پلات در زمان انجام شد. اثر اصلی جمعیت برای تمام صفات به‌جز تعداد چتر معنی‌دار شد که نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی بالا بین جمعیت‌هاست. همچنین به دلیل معنی‌دار شدن اثر متقابل سال × جمعیت برای اغلب صفات تجزیه واریانس، مقایسات میانگین و تجزیه کلاستر مجدداً برای هر سال جداگانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی تجزیه انجام شد. تجزیه کلاستر (به روش وارد)، تجزیه همبستگی، رگرسیون گام‌به‌گام و علیت به صورت دوساله تجزیه و تحلیل شدند. یافته‌ها: در تجزیه واریانس جداگانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در هر دو سال اختلاف بین جمعیت‌ها برای کلیه صفات، به‌جز تعداد چتر در سال دوم، معنی‌دار شدند در مقایسات میانگین سال نخست جمعیت‌های قونیه، مرسین و اکدنیز به ترتیب بالاترین مقدار بوده و شیروان کمترین عملکرد کل را دارا بود. در سال دوم بالاترین عملکرد کل دانه متعلق به اصفهان و ابن سینا بوده و مرسین و قونیه کمترین عملکرد کل را دارا بودند. تجزیه کلاستر، جمعیت‌ها را در سه گروه مجزا قرار داد که همخوانی زیادی با پراکنش جغرافیایی آنها داشت. همبستگی مثبت معنی‌داری بین عملکرد گیاه و عملکرد تک بوته (62/0)r=، تعداد چتر (56/0)r=، درصد بقا (69/0)r= وجود داشت در تجزیه رگرسیون گام‌به‌گام، چهار صفت تعداد چتر، وزن هزار دانه، بیوماس تک بوته و روز تا رسیدگی در مجموع 4/60 درصد از تغییرات عملکرد دانه را تبیین کردند. تجزیه علیت نشان داد که تعداد چتر (462/0=β)، بیوماس تک بوته (404/0=β) و وزن هزار دانه (269/0=β) اثر مستقیم مثبت و روز تا رسیدگی (280/0-=β) اثر مستقیم منفی بر عملکرد دانه دارند. نتیجه‌گیری: وجود تنوع ژنتیکی قابل‌توجه، امکان انتخاب ژنوتیپ‌های برتر جهت برنامه‌های به‌نژادی آینده را فراهم می‌کند. جمعیت‌های وارداتی از ترکیه با قدرت زنده‌مانی کمتر (آکدنیز 3/60 درصد، قونیه 40/45 درصد، مرسین 63/47 درصد) دارای وزن هزار دانه بالاتر، بسیار زودرس و دارای قابلیت برداشت مکانیزه (به دلیل قطر نازک ساقه، ارتفاع کم و فاصله کم گل انتهایی و گل ابتدایی) می‌باشند اما توانایی تحمل سرمای زمستان را نداشتند و عملکرد تک بوته، عملکرد کل و بیوماس کل آن‌ها در سال دوم کاهش چشمگیری داشتند و در مقابل اکثر جمعیت‌های دارای قابلیت بقاء زمستانه بیشتر دارای صفات ارتفاع بوته، دیررسی، قطر ساقه، عملکرد بیولوژیک بالاتری هستند. به‌طورکلی در گیاه رازیانه علی‌الخصوص در جمعیت‌های مقاوم به سرما دوره رشدی در سال دوم کوتاه‌تر شده و عملکرد تک بوته، بیوماس تک بوته، عملکرد کل، بیوماس کل و وزن هزار دانه آن‌ها افزایش‌یافته است. نهایتاً، صفت تعداد چتر، وزن هزار دانه و بیوماس تک بوته به‌عنوان معیارهای انتخاب غیرمستقیم برای بهبود عملکرد پیشنهاد می‌شوند. Extended Abstract Introduction and Objective: Foeniculum vulgare Mill. (fennel), a valuable medicinal and spice plant belonging to the Apiaceae family, possesses numerous bioactive compounds and significant pharmacological properties, including anti-inflammatory, antioxidant, antimicrobial, and antispasmodic characteristics. This perennial plant, which can grow up to 2.5 meters depending on the genotype, is considered a low-demand crop with high economic value due to its high resistance to environmental stresses and pests. Iran, as one of the origins of this plant, holds a significant share in its global production, and remarkable genetic diversity is observed in its local populations. Its genetic diversity plays a key role in breeding programs, enabling the selection and development of cultivars with resistance to biotic and abiotic stresses, as well as improved mechanized harvesting and higher yield. This research was conducted to evaluate the genetic diversity of different fennel populations and to identify traits affecting yield. Materials and Methods: Fifteen native fennel populations and three imported populations from Turkey were evaluated in a randomized complete block design (RCBD) with three replications over two consecutive years. Morphological, phenological, and yield-related traits were measured. The data were initially analyzed using a split-plot in time ANOVA. The main effect of population was significant for all traits except the number of umbels, indicating high genetic diversity among populations. Furthermore, since the year × population interaction was significant for most traits, ANOVA, mean comparisons, and cluster analysis were subsequently performed separately for each year within an RCBD framework. Cluster analysis (using Ward's method), correlation analysis, stepwise regression, and path analysis were conducted using the two-year data. Results: In separate analysis of variance in a randomized complete block design, differences between populations were significant in both years for all traits, except for the number of umbrellas in the second year. In the mean comparisons for the first year,  the Konya, Mersin, and Ekdenez populations had the highest grain yieds, respectively, and Shirvan had the lowest grain yield. In the second year, the highest grain yield belonged to Isfahan and Ebn Sina, while Mersin and Konya had the lowest grain yields. Cluster analysis grouped the populations into three distinct clusters, which largely corresponded to their geographical distribution. A significant positive correlation was found between grain yield and single-plant yield (r = 0.62), number of umbels (r = 0.56), and survival percentage (r = 0.69). In the stepwise regression analysis, four traits, number of umbels, 1000-grain weight, single-plant biomass, and days to maturity, justified 60.4% of the variation in grain yield. Path analysis revealed that the number of umbels (β = 0.462), single-plant biomass (β = 0.404), and 1000-grain weight (β = 0.269) had direct positive effects on grain yield, while days to maturity (β = -0.280) had a direct negative effect. Conclusion: The existence of significant genetic diversity the selection of superior genotypes for future breeding programs. The imported populations from Turkey, with lower winter survival rates (Ekdenez: 60.3%, Konya: 45.40%, Mersin: 47.63%), possessed higher 1000-grain weight, were very early-maturing, and had potential for mechanized harvesting (due to thin stem diameter, short height, and small distance between the first and final flowers). However, they lacked the ability to tolerate winter cold, and their single-plant yield, total yield, and total biomass significantly decreased in the second year. In contrast, most populations with higher winter survival capability exhibited traits such as greater plant height, later maturity, thicker stems, and higher biological yield. Overall, in fennel, particularly in cold-resistant populations, the growth period in the second year was shorter, while their single-plant yield, single-plant biomass, total yield, total biomass, and 1000-grain weight increased. Finally, the traits number of umbels, 1000-grain weight, and single-plant biomass are proposed as indirect selection criteria for improving yield.   تجزیه خوشه‌ای, تجزیه علیت, تجزیه واریانس, قابلیت زنده‌مانی, عملکرد دانه Analysis of Variance, Cluster Analysis, Grain Yield, Path Analysis, Survival Capability 0 0 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1337-1&slc_lang=fa&sid=1 babak karimi tarki بابک کریمی ترکی babakkarimi@znu.ac.ir 100319475328460027832 100319475328460027832 Yes agricultural jihad organization جهاد کشاورزی استان زنجان jalal saba جلال صبا saba@znu.ac.ir 100319475328460027833 100319475328460027833 No University of Zanjan دانشگاه زنجان ehsan Mohsenifard احسان محسنی فرد mohsenifard.ehsan@znu.ac.ir 100319475328460027834 100319475328460027834 No University of Zanjan دانشگاه زنجان majid Pouryosef مجید پوریوسف pouryousef@znu.ac.ir 100319475328460027835 100319475328460027835 No University of Zanjan دانشگاه زنجان