نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• نسرین اکبری ¹
• رضا درویش زاده ²

¹ گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه. ارومیه، ایران

² گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

با توجه به ماهیت چند ژنی تحمل تنش خشکی و تأثیرپذیری آن از عوامل محیطی، انتخاب موفق ژرم‌پلاسم و شناسایی ژنوتیپ‌‌های برتر از چالش‌های اصلی برنامه‌های به‌نژادی برای تحمل به تنش خشکی است. ارزیابی صفت تحمل به تنش خشکی به‌طور غیر مستقیم از طریق چندین صفت که به طور همزمان در چندین محیط مورد ارزیابی قرار می‌گیرند، انجام می‌گیرد. در این مطالعه 100 ژنوتیپ آفتابگردان دانه روغنی از نظر 13 صفت، تحت دو شرایط آبیاری بدون تنش و تنش خشکی در قالب طرح لاتیس ساده 10×10 با دو تکرار طی دو سال 1392 و 1393 در روستای قزلجه از توابع شهرستان سلماس ارزیابی شدند. جهت اعمال تنش در مرحلۀ هشت برگی، از تشتک تبخیر کلاس A استفاده شد. آبیاری در شرایط بدون تنش پس از 90 میلی‌متر تبخیر از تشک تبخیر و در شرایط محدودیت آبی پس از 180 میلی‌لیتر تبخیر انجام گرفت. به منظور بهرمندی از روش انتخاب چندگانه، از شاخص انتخاب چند متغییره فاصله از ژنوتیپ ایده‌آل استفاده گردید. برای تجزیۀداده‌ها از نرم‌افزار R بسته metan استفاده شد. بر اساس نتایج تجزیه واریانس چند متغیره، اثرات اصلی محیط و ژنوتیپ و همچنین برهم‌کنش محیط × ژنوتیپ در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی، معنی‌دار بود که حاکی از تنوع قابل توجه بین ژنوتیپ‌ها است. در تجزیه به مؤلفۀ اثرات اصلی تحت شرایط بدون تنش و تنش خشکی ، به ترتیب پنج و چهار عامل، مقدار ویژه بیش از یک داشتند، و به ترتیب 75 درصد و 1/69 درصد از تنوع کل صفات را توجیه نمودند. در شرایط بدون تنش در عامل اول با مقدار ویژه 8/4، صفات طول برگ، عرض برگ طول دمبرگ، قطر ساقه، قطر طبق و عملکرد دانه بیشترین تأثیر را داشتند. در عامل دوم با مقدار ویژه 73/1، صفات محتوای نسبی آب، صفات روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی، در عامل سوم با مقدار ویژه 11/1، صفات محتوای کلروفیل، در عامل چهارم با مقدار ویژه 07/1، صفات تعداد برگ و ارتفاع گیاه و در عامل پنجم با مقدار ویژه 03/1، صفت محتوای روغن بیشترین تأثیر را داشتند. در شرایط تنش خشکی در عامل اول با مقدار ویژه 45/4، طول برگ، عرض برگ طول دمبرگ، قطر ساقه، قطر طبق و عملکرد دانه بیشترین تأثیر را داشتند. در عامل دوم با مقدار ویژه 24/2، صفت محتوای نسبی آب، صفات روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی، عامل سوم با مقادیر ویژه 23/1، صفات تعداد برگ، ارتفاع گیاه، محتوای روغن دانه و عامل چهارم با مقادیر ویژه 06/1 صفات کلروفیل، محتوای روغن بیشترین تأثیر را داشتند. در تجزیه به مؤلفۀ برهم‌کنش تحت شرایط بدون تنش و تنش به ترتیب سه و چهار عامل مقدار ویژه بیش از یک داشتند و این عوامل به ترتیب 3/62 و 4/71 درصد از تنوع کل صفات را توجیه نمودند. در شرایط بدون تنش مقادیر ویژه سه عامل اول به ترتیب 12/5، 69/1 و 29/1 و در شرایط تنش مقادیر ویژه چهار عامل اول به ترتیب برابر 11/5، 93/1، 23/1 و 01/1 بود. بر پایۀ نتایج شاخص چند متغیره MGIDI پنج ژنوتیپ، (254-ENSAT)، (AS3232)، (ENSAT699)، (HA304) و (SDB1) تحت هر دو شرایط جزو ژنوتیپ‌های مطلوب ارزیابی شدند. از ژنوتیپ‌های برتر معرفی‌شده می‌توان در برنامه‌های به‌نژادی تهیه ارقام متحمل به تنش خشکی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

• تجزیه واریانس چند متغیره
• تنش کم‌آبی
• تنوع ژنتیکی
• گیاهان دانه‌روغنی
• گزینش همزمان

موضوعات

• B: اصلاح نباتات

عنوان مقاله [English]

Selection of drought-tolerant oilseed sunflower genotypes using the multi-trait genotype-ideotype index (MGIDI)

نویسندگان [English]

• Nasrin Akbari ¹
• Reza Darvishzadeh ²

¹ Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture Urmia University. Urmia, Iran

² Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia. Iran

چکیده [English]

Introduction
Given the multigenic nature of drought tolerance and its susceptibility to environmental factors, successful germplasm selection and identification of superior genotypes are major challenges in drought tolerance breeding programs. Evaluation of drought tolerance is performed indirectly through multiple traits evaluated simultaneously in multiple environments.
Materials and Methods
In this study, 100 oilseed sunflower genotypes were evaluated for 13 traits under two normal and limited irrigations (drought stress) conditions in a simple 10×10 lattice design during 2013 and 2014 in the village of Qezeljeh, Salmas. To apply drought stress at the 8-leaf stage, a class A evaporation pan was used. Irrigation was performed under normal conditions after 90 mm of evaporation from the evaporation pan and under drought stress conditions after 180 ml of evaporation. After flowering, plant height (cm), leaf length (cm), leaf width (cm), petiole length (cm), stem diameter (cm), head diameter (cm), number of leaves, greenness index (SPAD), days to flowering (days), days to maturity (days), relative water content (percent), seed oil content (percent) and seed yield (gr-plant) in each one of field plots was measured. In order to benefit from the multiple selection method, the multi-traits selection index based on the distance from the ideal genotype was used. metan package in R software was used to analyze the data.
Results and Discussion
Based on the results of multivariate analysis of variance, the main effects of environment and genotype as well as the interaction effects of environment × genotype were significant in both normal and drought stress conditions, indicating a wide variation among genotypes. In the main effects component analysis under normal and drought stress conditions, five and four factors had eigenvalues greater than one, respectively, and explained 75% and 69.1% of the total traits variation, respectively. Under normal conditions, in the first factor with an eigenvalue of 4.8, the traits including leaf length, leaf width, petiole length, stem diameter, head diameter and seed yield had the most effect. In the second factor with an eigenvalue of 1.73, the traits including relative water content, days to flowering and days to maturity, in the third factor with an eigenvalue of 1.11, the greenness index, in the fourth factor with an eigenvalue of 1.07, the traits including leaf number and plant height, and in the fifth factor with an eigenvalue of 1.03, the oil content had the most effect. Under drought stress conditions, in the first factor with an eigenvalue of 4.45, the traits including leaf length, leaf width, petiole length, stem diameter, head diameter and seed yield had the most effect. In the second factor with an eigenvalue of 2.24, the traits including relative water content, days to flowering and days to maturity, in the third factor with an eigenvalue of 1.23, the traits including leaf number, plant height, seed oil content and in the fourth factor with an eigenvalue of 1.06, the traits including greenness index and oil content had the most effect. In principal component analysis for interaction effects, three and four factors had eigenvalues greater than one under normal and drought stress conditions, respectively, and these factors explained 62.3 and 71.4% of the total traits variation, respectively. Under normal conditions, the eigenvalues of the first three factors were 1.81, 1.07, and 1.03, respectively, and under drought stress conditions, the eigenvalues of the first four factors were 4.5, 2.24, 1.23, and 1.06, respectively. Based on the results of the multivariate index, five genotypes, (254-ENSAT), (AS3232), (ENSAT699), (HA304), and (SDB1), were evaluated as desirable genotypes under both normal and drought stress conditions.
Conclusion
MGIDI multivariate analysis is a comprehensive method for grouping genotypes according to all traits, which determines the contribution of each trait to variation. In this research, two genotypes 8 (ENSAT-254) and 17 (PAC2) had the highest genetic distance under both normal and drought stress conditions. Superior genotypes with the greatest genetic distance can be used to develop drought tolerant hybrid varieties in order to benefiting from the phenomenon of heterosis.

کلیدواژه‌ها [English]

• Genetic diversity
• Multivariate analysis of variance
• Simultaneous selection
• Oilseed plants
• Water deficit stress