Journal of Crop Breeding

fa بررسی تنوع ژنتیکی ژرم‌پلاسم جو و انتخاب ژنوتیپ‌های برتر تحت شرایط دیم بر اساس صفات زراعی Assessment of Genetic Diversity in Barley Germplasm and Selection of Superior Genotypes under Rainfed Conditions Based on Agronomic Traits اصلاح نباتات، بیومتری اصلاح نباتات، بیومتری پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: شناخت و استفاده از تنوع ژنتیکی محور اصلی موفقیت در برنامه‌های به&rlm; نژادی گیاهان به &lrm;شمار می‌رود و می‌تواند به &lrm;عنوان رویکردی مؤثر برای تولید ارقام مناسب جهت ارتقای عملکرد دانه برای افزایش راندمان تولید در شرایط متفاوت اقلیمی باشد. جهت ارزیابی تنوع ژنتیکی و تحلیل روابط بین صفات مختلف، به&lrm; طور گسترده از روش&rlm; های چند متغییره آماری استفاده می&rlm; شود. با توجه به نیاز مبرم به تولید ارقام مناسب برای کشت دیم، این پژوهش با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های جو بر اساس صفات زراعی انجام شد. یافته‌های این مطالعه می‌توانند داده‌های ارزشمندی را برای بهبود برنامه&rlm; های به &rlm;نژادی و کشت جو در مناطق کم‌بارش جنوب ایران، به‌ویژه نواحی گرمسیری کهگیلویه و بویراحمد، ارائه دهند. مواد و روش‌ها: این بررسی با هدف بررسی تنوع ژنتیکی و صفات زراعی 310 ژنوتیپ جو به&lrm;همراه چهار رقم شاهد (بهداد، خرم، رستا و فردان) در سال زراعی 1402-1403 در پردیس تحقیقات کشاورزی گچساران و سایت ملی دیم انجام شد. آزمایش در طرح بلوک‌های حجیم شده (Augmented Block Design) در ۲۳ بلوک اجرا شد. در ابتدا برای ارقام شاهد تجزیه واریانس بر اساس طرح بلو&rlm;ک کامل تصادفی با استفاده از نرم &rlm;افزار آماریInfoStat  انجام شد. تجزیه و تحلیل خوشه &rlm;ای بر اساس فاصله اقلیدسی و الگوریتم خوشه&rlm; بندی Ward با بهره&rlm; گیری از نرم &lrm;افزار R و بسته &rlm;های آماری dynamicTreeCut، colorspace و dendextend انجام شد. همبستگی میان صفات با استفاده از روش پیرسون و با استفاده از نرم&lrm; آماری R انجام شد. برای رسم Venn Diagram از نرم&lrm; افزار آنلاین (jvenn.toulouse.inra.fr) برای شناسایی ژنوتیپ‌های دارای همپوشانی در صفات مهم استفاده گردید. جهت انتخاب ژنوتیپ برتر از تجزیه multi-trait genotype–ideotype distance index (MGIDI) با کمک نرم &lrm;افرار آماری R و بسته آماری Metan استفاده شد. یافته‌ها: برای ۱۳ ژنوتیپ برتر انتخاب شده از Venn diagram، تحلیل MGIDI (مقادیر نرمال شده) انجام شد. چهار عامل (FA1 تا FA4) 86/6 درصد از کل واریانس را به&lrm;ترتیب زیر تبیین کردند. FA1 عامل فنولوژیکی:) شامل روز تا گلدهی، طول سنبله، ارتفاع بوته (31/1 درصد از واریانس کل)، FA2 عامل مورفولوژیکی:) شامل طول ریشک، طول پدانکل، وزن هزاردانه (24/3 درصد از واریانس کل)، FA3 عامل عملکرد:) شامل عملکرد دانه، روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، تعداد دانه در سنبله (18/9 درصد از واریانس کل)، و FA4: عامل رویش اولیه:) شامل قدرت رویش اولیه (12/3 درصد از واریانس کل). ژنوتیپ‌های ۱۸۴، ۷۹ و ۲۸ با کمترین فاصله از ژنوتیپ ایده‌آل و بهترین عملکرد چندصفتی شناسایی شدند. ژنوتیپ 79 در صفات مرتبط با عامل اول (فنولوژیکی) و ژنوتیپ ۲۸ در صفات مرتبط با عوامل دوم و سوم (مورفولوژیکی و عملکرد) وضعیت بهتری داشتند. وضعیت هر سه ژنوتیپ برتر، از نظر عامل چهارم (قدرت رویش اولیه) از میانگین نظری مطلوب‌تر بود. عملکرد دانه ژنوتیپ‌های ۷۹، ۱۸۴، ۲۵، ۱۷۲ و ۵۹ بیشتر از میانگین شاهدها (۳۹۹۵ کیلوگرم در هکتار) بود. ژنوتیپ ۲۸ با وجود عملکردی کمی پایین‌تر از میانگین شاهدها، عملکرد بیشتری نسبت به رقم رستا داشت و نمودار گرمایی نشان داد که ژنوتیپ ۲۸ تقریباً برای تمامی صفات مورد بررسی مطلوب بود. ژنوتیپ ۱۸۴ با بالاترین عملکرد در میان ژنوتیپ‌های انتخابی، در برخی صفات (مانند تعداد دانه در سنبله و روز تا ظهور سنبله) نسبت به سایرین مطلوبیت کمتری داشت. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش تنوع ژنتیکی چشمگیری را میان ژنوتیپ‌های مورد بررسی نشان می&lrm;دهند و این ژنوتیپ‌ها می‌توانند به‌عنوان منابع ارزشمند ژرم‌پلاسم در برنامه‌های اصلاحی آینده به‌کار گرفته شوند. با توجه به این&lrm;که صفات مورد ارزیابی شامل قدرت رویش اولیه (VIG)، تاریخ ظهور سنبله (DHE)، زمان رسیدگی فیزیولوژیکی (DMA)، ارتفاع بوته (PLH)، طول سنبله (SP)، طول ریشک (AWN)، طول پدانکل (PL)، تعداد دانه در سنبله (GS)، وزن هزار دانه (TGW) و عملکرد دانه (YLD) بودند، در میان ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا (بیش از ۲۹۰۰ کیلوگرم در هکتار)، سیزده ژنوتیپ دارای مقادیر مطلوب در چندین صفت کلیدی شناسایی شدند که نه ژنوتیپ از خزانه بانک ژن و چهار ژنوتیپ از ارقام شاهد تشکیل شده بودند. بر اساس تجزیه و تحلیل چندمتغیره صفات مذکور، سه ژنوتیپ برتر (شماره‌های ۲۸، ۷۹ و ۱۸۴) به‌عنوان دارای بیشترین برتری ترکیبی بین عملکرد و صفات زراعی عمده معرفی شدند و می‌توانند در برنامه‌های به‌نژادی آتی برای توسعه ارقام متحمل به شرایط دیم و کم‌بارش مورد استفاده قرار گیرند.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Understanding and utilizing genetic diversity are the main pillars of success in plant breeding programs and can be an effective approach to produce suitable varieties to improve grain yield and increase production efficiency in different climatic conditions. Multivariate statistical methods are widely used to evaluate genetic diversity and analyze relationships between different traits. Given the urgent need to produce varieties suitable for rainfed cultivation, this study aimed to evaluate the genetic diversity of barley genotypes based on agronomic traits. The findings of this study can provide valuable data for improving and cultivating barley in low-rainfall areas of southern Iran, especially the tropical areas of Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad. Methods: This study aimed to investigate the genetic diversity and agronomic traits of 310 barley genotypes, along with four control cultivars (Behdad, Khoram, Rasta, and Fardan) in the 2023-2024 crop year at the Gachsaran Agricultural Research Campus and National Rainfed Site. The experiment was conducted in a large block design with a randomized complete block design in 23 blocks. Initially, analysis of variance was performed for the control cultivars based on a randomized complete block design using InfoStat statistical software. Cluster analysis was performed based on Euclidean distance and the Ward clustering algorithm using R software and dynamicTreeCut, colorspace, and dendextend statistical packages. Correlation between traits was examined using the Pearson method and the R statistical software. Online software (jvenn.toulouse.inra.fr) was used to draw the Venn Diagram to identify genotypes with overlaps in important traits. Results: MGIDI analysis was performed for the 13 best genotypes selected from the Venn diagram. Four factors (FA1 to FA4) explained 86.6% of the total variance in the following order: FA1 Phenological factor, including days to flowering, spike length, and plant height (31.1% variance), FA2 Morphological factor, including panicle length, peduncle length, and 1000-seed weight (24.3% variance), FA3 Yield factor, including grain yield, days to physiological maturity, and the number of seeds per spike (18.9% variance), and FA4 Early emergence factor, including early emergence vigor (12.3% variance). Genotypes 184, 79, and 28 were identified as having the least distance from the ideal genotype and the best multi-trait performance. Genotype 79 performed better in traits related to the first factor (phenological), and Genotype 28 in traits related to the second and third factors (morphological and yield). The condition of all three superior genotypes was more favorable than the theoretical average regarding the fourth factor (initial germination strength). The grain yields of genotypes 79, 184, 25, 172, and 59 were higher than the average of the controls (3995 kg/ha). Despite a slightly lower yield than the average of the controls, Genotype 28 produced a higher yield than the cultivar Rosta, and the heat diagram showed that Genotype 28 was favorable for almost all the studied traits. With the highest yield among the selected genotypes, Genotype 184 was less favorable than the others in some traits (such as the number of grains per spike and days to spike emergence). Conclusion: The results show significant genetic diversity among the studied genotypes. These genotypes can serve as valuable sources of germplasm in future breeding programs. Traits evaluated included initial vigor (VIG), date of spike emergence (DHE), time of physiological maturity (DMA), plant height (PLH), spike length (SP), spike length (AWN), peduncle length (PL), number of grains per spike (GS), thousand grain weight (TGW), and grain yield (YLD). Thirteen genotypes with desirable values in several key traits were identified among the high-yielding genotypes (more than 2900 kg/ha). Nine and genotypes were from the gene bank germplasm and control cultivars, respectively. Through multivariate analysis of the mentioned traits, three superior genotypes (28, 79, and 184) were identified as having the highest combined advantage between yield and major agronomic traits. These genotypes can be utilized in future breeding programs to develop varieties tolerant to dryland and low-rainfall conditions.  </div> تجزیه کلاستر, ژنوتیپ ایده ‌آل, فنولوژی, قدرت رویش Cluster analysis, Ideal genotype, Phenology, Vigor 3 15 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-956-2&slc_lang=fa&sid=1 Mostafa Haghpanah مصطفی حق پناه masoudhgh@gmail.com 100319475328460027538 100319475328460027538 No Kohgiluyeh and Boyerahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Dryland Agricultural Research Institute (DARI), Agriculture Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gachsaran, Iran مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی کهگیلویه و بویراحمد، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (ARREO)، گچساران، ایران Behrouz Vaezi بهروز واعظی bvaezi2009@gmail.com 100319475328460027539 100319475328460027539 Yes Kohgiluyeh and Boyerahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Dryland Agricultural Research Institute (DARI), Agriculture Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gachsaran, Iran مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی کهگیلویه و بویراحمد، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (ARREO)، گچساران، ایران Amin Namdari امین نامداری aminnamdari61@gmail.com 100319475328460027540 100319475328460027540 No Kohgiluyeh and Boyerahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Dryland Agricultural Research Institute (DARI), Agriculture Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gachsaran, Iran مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی کهگیلویه و بویراحمد، موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (ARREO)، گچساران، ایران