Journal of Crop Breeding

fa بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های گوجه فرنگی(Solanum lycopersicum) براساس عملکرد و صفات مورفوفیزیولوژیک Genetic Diversity of Tomato (Solanum lycopersicum L.) Genotypes based on Yield and Morpho-Physiological Traits اصلاح نباتات General پژوهشي Research <div style="text-align:justify"> مقدمه و هدف: گوجه فرنگی یکی از محصولات مهم اقتصادی و پرمصرف در باغبانی، گیاهی خودگشن و دیپلوئید بوده و 24 جفت کروموزوم (2n=2x=24) دارد. دوره زندگی این گیاه به‌صورت یک‌ساله بوده و به‌صورت گلخانه&rlm; ای و زراعی کشت می&rlm;شود. گوجه فرنگی دارای واریته های بسیار زیادی است که از نظر رشد گیاه، کیفیت، شکل میوه و دیگر صفات با یکدیگر متفاوت هستند. میوه گوجه فرنگی دارای ارزش غذایی بالا، متشکل از مواد معدنی، ویتامین ها، فیبرها، اسیدسیتریک، بتا کاروتن و آسکوربیک اسید است. تنوع و انتخاب دو رکن اصلی هر برنامه اصلاحی است و انجام انتخاب منوط به وجود تنوع مطلوب در مواد اصلاحی مورد بررسی می باشد. از روشهای متفاوتی برای تخمین تنوع ژنتیکی و گروه بندی ژنوتیپها استفاده میشود که می توان ارزیابی ویژگیهای مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی را اولین گام جهت بررسی تنوع ژنتیکی دانست. ژنوتیپهای مختلف گوجه فرنگی از لحاظ صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک با هم متفاوتند و عملکرد میوه تحت تأثیر تعدادی از این صفات است. لذا گزینش معیارهای دیگری غیر از عملکرد میوه که دارای ثبات بیشتری نسبت به عملکرد میوه باشند، میتواند در انتخاب ارقام مطلوب به عنوان راهنمای گزینش در نظر گرفته شود. بر همین اساس این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و گروه بندی ژنوتیپهای گوجه فرنگی (53 ژنوتیپ) براساس صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک انجام شد. مواد و روشها: در این پژوهش 53 ژنوتیپ گیاه گوجه فرنگی بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه و در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان بررسی شدند. پس از ضدعفونی و کشت بذرها در گلدان، نمونه برداری از گیاهچه ها انجام گرفت و در ادامه برخی صفات مورفولوژیکی نظیر ارتفاع بوته، قطر ساقه، وزن تر و خشک بوته، تعداد شاخه جانبی، تعداد برگ، طول ریشه، وزنتر و خشک اندام هوایی، وزنتر و خشک ریشه، تعداد میوه، میزان عملکرد میوه و همچنین برخی صفات فیزیولوژیکی شامل محتوی پرولین، میزان رنگیزه &rlm;های فتوسنتزی (شامل کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید)، ترکیبات فنل کل و فلاونوئید مورد اندازه گیری قرار گرفتند. در ادامه دادههای حاصله با استفاده از نرم افزارهای مناسب مورد تجزیه واریانس، مقایسه میانگین، ضریب همبستگی، تجزیه به عاملها و تجزیه خوشه ای قرار گرفتند. یافته ها: پس از تجزیه و تحلیل داده ها، نتایج تجزیه وارﻳﺎﻧﺲ نشان داد که اختلاف ژنوتیپ‌های مورد مطالعه از نظر تمامی صفات به غیر از صفت پرولین در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. برآورد ضرایب همبستگی بین صفات مورد مطالعه نشان داد که بین اغلب صفات مورد مطالعه با عملکرد میوه همبستگی معنی داری وجود داشت. در ادامه نتایج ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺑﻪ عاملها نشان داد که 6 عامل بیش از 77 درصد از واریانس کل را توجیه کردند، به نحوی که سهم عامل‌های اول تا ششم به ترتیب 24، 18، 14، 9، 7 و 6 درصد از تغییرات کل بود. برای تفسیر بهتر، ضرایب عاملی بزرگتر در هر عامل، بهعنوان ضرایب عاملی معنی‌دار در نظر گرفته شد. از آنجا که بزرگترین ضرایب عاملی در میان ضرایب هر عامل، نشان دهنده صفت یا صفاتی هستند که بیشترین نقش را در آن عامل‌ها دارند، بر همین اساس عوامل نامگذاری شدند. به این ترتیب عامل اول به عنوان عامل عملکرد میوه، عامل دوم به عنوان عامل فتوسنتز، عامل سوم به عنوان عامل فنلی و عامل چهارم به عنوان عامل وزن ریشه، عامل پنجم به عنوان عامل پرولین و عامل ششم به عنوان عامل قطر ساقه نام گذاری گردید. ﺑﺮاﺳﺎس نتایج ﺗﺠﺰﻳﻪ ﺧﻮﺷﻪای مشاهده شد که ژنوتیپ‌ها از نظر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی اندازه گیری شده به طور قابل توجهی متفاوت هستند و در 3 ﮔﺮوه ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ که هر کدام از گروها به ترتیب دارای 30، 19 و 4 ژنوتیپ بود و ژﻧﻮﺗﻴﭗﻫﺎی ﻣﻮﺟﻮد در ﮔﺮوه سوم از ﻟﺤـﺎظ صفات مورد مطالعه ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺑﻘﻴﻪ ﮔﺮوهﻫﺎ ﺑﺮﺗﺮی داﺷﺘﻨﺪ. نتیجه گیری: در مجموع بر اساس تجزیه و تحلیل های انجام شده مشخص شد که ژنوتیپ‌ها از نظر صفات اندازه گیری شده به طور قابل توجهی متفاوت بودند. این مطلب بیانگر وجود تنوع مناسب در بین ژنوتیپ‌های مورد مطالعه بوده و ﮔﺰیﻨﺶ براساس ایﻦ ﺻﻔﺎت در ﻣﯿﺎن ژﻧﻮﺗﯿﭗ‌ﻫﺎی ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ امکانپذیر بوده و در ﺑﺮﻧﺎﻣﻪ‌ﻫﺎی اﺻﻼﺣﯽ آنها، انتخاب می‌تواند مؤثر باشد. با برآورد ضرایب همبستگی فنوتیپی مشخص شد که صفت عملکرد میوه بیشترین همبستگی مثبت و معنیدار را با تعداد میوه و میزان رنگیزههای فتوسنتزی داشت، بنابراین این صفات میتوانند در برنامه‌های بهبود ژنتیکی عملکرد میوه گوجه فرنگی مورد توجه قرار گیرند. با توجه به اینکه میانگین اکثر صفات مطالعه شده برای ژنوتیپ‌های متعلق به خوشه سوم (13، 15، 45 و 46) از میانگین کل بیشتر بود و ژنوتیپهای مذکور از نظر پارامترهای رشدی و فیزیولوژیکی نسبت به سایر ژنوتیپها برتر بودند، لذا ژنوتیپهای برتر مشخص شده در این پژوهش میتوانند در مطالعات آتی اصلاحی در این گیاه ارزشمند مورد توجه و استفاده قرار بگیرند.  </div> <div> <div> <div class="msocomtxt" id="_com_1"> </div> </div> </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Tomato (Solanum lycopersicum) is one of the most important economic and widely used crops in horticulture. It is a self-fertilizing and diploid plant and has 24 pairs of chromosomes (2n=2x=24). The life cycle of this plant is one year, and it is cultivated in greenhouses and fields. There are many varieties of tomatoes that differ from each other in terms of plant growth, quality, fruit shape, and other traits. Tomato fruit has a high nutritional value, consisting of minerals, vitamins, fibers, citric acid, β-Carotene and ascorbic acid. Diversity and selection are the two main pillars of any reformation program, and choosing is based on the existence of desirable diversity in the reformation materials under discussion. To produce varieties of tomatoes with high productivity, quality and resistance, breeders need evaluation of genetic diversity, identification and introduction of new genotypes. In other words, systematic study and evaluation of germplasm is of great importance for current and future agronomic and genetic improvement of the crop. Different methods are used to estimate genetic diversity and group genotypes, and the evaluation of morphological and physiological characteristics can be considered as the first step in the investigation of genetic diversity. Different genotypes of tomato differ in terms of morphological and physiological traits, and fruit yield is influenced by some of these traits. Therefore, the selection of criteria other than fruit yield, which have more stability than fruit yield, can be considered as a selection guide in the selection of desirable cultivars. Accordingly, this study was conducted with the aim of investigating the genetic diversity and grouping of tomato genotypes (53 genotypes) based on morphological and physiological traits. Material and Methods: In the present study, 53 genotypes of tomato plants were investigated using a randomized complete block design with three replications under greenhouse conditions at the Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. After disinfecting and planting the seeds in the pot, sampling of the seedlings was performed. Morphological traits such as plant height, stem diameter, fresh and dry weight of the plant, number of side branches, number of leaves, root length, fresh and dry weight of the organ air, fresh and dry weight of roots, fruit number, fruit yield, and physiological traits including proline content, photosynthetic pigments (including chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, and carotenoid), and total phenolic and flavonoid compounds were measured. Furthermore, the obtained data were subjected to variance analysis, mean comparison, correlation coefficient, factor analysis, and cluster analysis using suitable software. Results: After analyzing the data, the results of the evaluation of variance showed that the difference of the studied genotypes in terms of all traits except proline trait was significant at the probability level of 1%. Estimation of the correlation coefficients between the studied traits showed a significant correlation between most of the studied traits and fruit yield. Further, the results of the investigation into factors showed that 6 factors explained more than 77% of the total variance, so that the contribution of the first to sixth factors was 24, 18, 14, 9, 7, and 6% of the total changes, respectively. For better interpretation, larger factor coefficients for each factor were considered significant. Because the largest factor coefficients among the coefficients of each factor indicate the attribute or attribute that plays the greatest role in those factors, the factors were named accordingly. In this way, the first factor was named the fruit yield factor, the second the photosynthesis factor, the third the phenolic factor, the fourth the root weight factor, the fifth the proline factor, and the sixth the stem diameter factor. Based on the results of the cluster analysis, it was observed that the genotypes were significantly different in terms of the measured morphological and physiological traits and they were placed in 3 different groups, each of which had 30, 19, and 4 genotypes, respectively, and the genotypes in the group Third, in terms of studied traits, they were better to other groups. Conclusion: In general, based on the analysis, the genotypes were significantly different in terms of the measured traits. This article shows that there is a suitable diversity among the studied genotypes and it is possible to select based on these characteristics among the studied genotypes and the selection can be effective in their improvement programs. By estimating the phenotypic correlation coefficients, it was found that the fruit yield trait had the most positive and significant correlation with the number of fruits and the amount of photosynthetic pigments. Therefore, these traits can be considered in tomato fruit yield genetic improvement programs. Considering that the average of most of the traits studied for the genotypes belonging to the third cluster (13, 15, 45 and 46) was higher than the total average and the said genotypes were excellent in terms of developmental and physiological parameters compared with other genotypes, the top genotypes identified in this research can be considered and used in future breeding studies in this valuable plant. </div> <div> <div style="text-align: justify;"><div class="msocomtxt" id="_com_1" language="JavaScript" on<illegal tag>mouseout="msoCommentHide('_com_1')" on<illegal tag>mouseover="msoCommentShow('_anchor_1','_com_1')"></div></div> </div> تجزیه کلاستر, ترکیبات فنل کل, گوجه فرنگی, خصوصیات مورفولوژیکی, رنگیزه های فتوسنتزی, عملکرد میوه Cluster analysis, Fruit Yield, Morphological Characteristics, Tomato, Phenol and Flavonoid compounds, Photosynthetic Pigments 46 60 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-168-19&slc_lang=fa&sid=1 Leila Fahmideh لیلا فهمیده l.fahmideh@gau.ac.ir 100319475328460025380 100319475328460025380 Yes Department of Plant Breeding and Biotechnology, Plant Production Faculty, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، Amir ‎ Rajabi امیر رجبی amir.rajabi1368@gmail.com 100319475328460025381 100319475328460025381 No plant biotechnology and a member of the National Elite Foundation Iran بیوتکنولوژی گیاهی و عضو بنیاد ملی نخبگان Ali ‎ Dehestani علی دهستانی a.dehestani@gmail.com 100319475328460025382 100319475328460025382 No Genetics and Agricultural Biotechnology Institute of Tabarestan, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی Sara ‎ Khorasaninejad سارا خراسانی نژاد skhorasaninejad@yahoo.com 100319475328460025383 100319475328460025383 No Department of Horticultural Sciences and Green Space Engineering, Plant Production Faculty, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran گروه مهندسی علوم باغبانی و فضای سبز، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان