بررسی تنوع اگرو- مورفولوژیک در برخی از گونه های آژیلوپس ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

3 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

4 استادیار، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران

5 استاد، گروه به نژادی و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

جنس آژیلوپس یکی از مهم­ترین خویشاوندان وحشی گندم است. گونه­های موجود در این جنس در تکامل گندم زراعی نقش به­سزایی داشتند و به­طور مستقیم و غیرمستقیم به­عنوان والد بخشنده ژنوم­های B و D شناخته شده­اند. به­منظور بررسی تنوع آگرو- مورفولوژیک موجود در گونه­های آژیلوپس ایران، تعداد 109 نمونه متعلق به هشت گونه جمع­آوری­شده از نقاط مختلف ایران مورد ارزیابی قرار گرفتند. شاخص­های آماری برای صفات مورد بررسی محاسبه و شاخص شانون و ضریب تغییرات فنوتیپی نیز به­عنوان معیاری از تنوع ژنتیکی تعیین شدند. نتایج حاصل از این تحقیق، تنوع ژنتیکی قابل توجهی را در درون و بین گونه­ها نشان داد. بیشترین ضریب تغییرات به­ترتیب در صفات عملکرد دانه، شاخص برداشت، ارتفاع بوته، تعداد پنجه­های بارور، عرض برگ، طول سنبله اصلی و بیوماس بخش­های هوایی مشاهده شد. علاوه بر این، بیشترین شاخص شانون نیز مربوط به صفات طول سنبله اصلی، عرض برگ، تعداد سنبلچه در سنبله و تعداد دانه در سنبله بود. ضرایب همبستگی بین عملکرد دانه و سایر صفات در گونه­های مختلف متفاوت و مرتبط با ساختار ژنومی آن­ها بود. در تجزیه به مؤلفه­های اصلی سه مؤلفه نخست در مجموع 95/79 درصد از تغییرات موجود در صفات ارزیابی شده را توجیه کردند. دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه­ای نشان داد که صفات فنولوژیک و آگرو- مورفولوژیک اندازه­گیری شده به­خوبی قادر به تمایز گونه­ها بودند. به­طور کلی، نتایج این تحقیق نشان داد که سطح بالایی از تنوع ژنتیکی در گونه­های مختلف آژیلوپس ایران وجود دارد و در نتیجه توجه ویژه به این ژرم­پلاسم­ ضروری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of agro-morphological diversity existing in some of Aegilops species

نویسندگان [English]

  • Ali Reza Pour-Aboughadareh 1
  • Jafar Ahmadi 2
  • Ali Ashraf Mehrabi 3
  • Alireza Etminan 4
  • Mohammad Moghaddam 5
1 Ph. D. Student, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
2 Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
3 Assoc. Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
4 Assist. Prof., Dept. of Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran
5 Prof., Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The genus of Aegilops is an important wild relative of common wheat, and the species in this genus have a key role in hexaploid wheat evolution and they are the donor of D and B genomes, directly and indirectly. To assess the agro-morphological variation in Iranian Aegilops species, 109 accessions belonging to 8 species collected from different areas of Iran were evaluated. Statistical parameters for traits were calculated and Shannon’s index and phenotypic coefficient of variance were used to estimate genetic diversity. The results of descriptive statistics showed a considerable variation between and within different species. The highest value of the coefficient of variance was observed for grain yield, harvest index, plant height, number of fertile tillers, leaf width, leaf length and biomass, respectively. In addition, the highest Shannon’s index was belonged to main spike length, leaf width, number of spikelets per spike and number of grain per spike, respectively. Correlation coefficients between grain yield and other characteristics in the studied species was different and related to their genomic structure. Principal component analysis identified three components that explained 79.95% of the total variation of measured traits. Dendrogram obtained from cluster analysis revealed that phonological and agro-morphological traits could be distinguished different species from each other. In total, the results of this research revealed that there is a high level of genetic diversity in different species of Iranian Aegilops and therefore special attention to this germplasm is necessary.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Genetic diversity
  • Multivariate analysis
  • Shannon’s index
  • Wild relatives
Aghaei, M. J., Mozafari, J., Taleei, A. R., Naghavi, M. R. and Omidi, M. 2008. Distribution and diversity of Aegilops tauschii in Iran. Genetic Resource and Crop Evolution 55: 341-349.##Arabbeigi, M., Arzani, A., Majidi, M. M., Kiani, R., Tabatabaei, B. E. S. and Habibi, F. 2014. Salinity tolerance of Aegilops cylindrica genotypes collected from hyper-saline shores of Urmia Salt Lake using physiological traits and SSR markers. ActaPhysiologiaePlantarum 36: 2243-2251.##Asma, B. M., Kan, T. and Birhanli, O. 2007. Characterization of promising apricot (Prunus armenica L.) genetic resources in Malatya, Turkey. Genetic Resources and Crop Evolution 54: 205-212.##Barulina, H. I. 1930. Lentil of the USSR and other countries. Bulletin of Applied Botanical Plant Breeding 40: 1-319.##Belay, G., Tesemma, T., Becker, H. C. and Merker, A. 1993. Variation and interrelationships of agronomic traits in Ethiopian tetraploid wheat landraces. Euphytica 71: 181-188.##Blum, A. 1996. Crop responses to drought and the interpretation of adaptation. Plant Growth Regulation 20: 135-140.##Borner, A., Plaschke, J., Korzun, V. and Worland, A. J. 1996. The relationships between dwarfing genes of wheat and rye. Euphytica 89: 69-75.##Chaudhray, P., Gauchan, D. R. B., Rana, B., Sthapit, R. and Jarvis, D. I. 2004. Potential loss of rice landraces from a terai community in Nepal: A case study from Kachrowa, Bara. Plant Genetic Resources Newsletter 137: 14-21.##Econopouly, B., Mckay, J., Westra, P., Reid, S., Helm, A. and Byrne, P. 2013. Phenotypic diversity of Aegilops cylindrica (jointed goatgrass) accessions from the western United States under irrigated and dryland conditions. Agriculture, Ecosystems and Environment 164: 244-251.##Eticha, F., Bekele, E., Belay, G. and Borner A., 2005. Phenotypic diversity in durum wheat collected from Bale and Wello regions of Ethiopia. Plant Genetic Resources 3: 35-43.##Hosseini S. Z. and Rahiminejad M. R. 2014. Notes on Aegilops cylindrica (Triticeae, Poaceae) in Iran. Taxonomy and Biosystematics 21: 51-58.##Hurd, E. A. 1971. Can we breed for drought resistance? In: Larson K. L. and Rachter J. D. (Eds.). Drought injury and resistance Crop. CSSA Special Publication II, Crop Science Society of America, USA. pp: 77-88.##Karagoz, A., Planali, N. and Polat, T. 2006. Agro-morphological characterization of some wild wheat (Aegilops L. and Triticum L.) species. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 30: 387-398.##Kihara, H. 1963. Interspecific relationship in Triticum and Aegilops. Grain Genes Journal Report: Seiken-Ziho 15: 1-12.##Kimber, G. and Feldman, M. 1987. Wild wheat: An introduction. Special Report No. 353, University of Missouri, Columbia.##Kimber, G. and Zhao, Y. H. 1983. The D genome of the Triticeae. Canadian Journal of Genetics and Cytology 25: 581-589.##Masoomi-Aladizgeh, F., Aalami, A, Esfahani, M., Aghaei, M. J. and Mozaffari, K. 2015. Identification of CBF14 and NAC2 genes in Aegilops tauschii associated with resistance to freezing stress. Applied Biochemistry and Biotechnology 176: 1059-1070.##Moghaddam, M., Ehdaie, B. and Waines, J. G. 1997. Genetic variation and interrelationships of agronomic characters in landraces of bread wheat from southeastern Iran. Euphytica 95: 361-369.##Mohammadi, S. A. and Prasanna, B. M. 2003. Analysis of genetic diversity in crop plants: Salient statistical tools and considerations. Crop Science 43: 1235-1248.##Motzo, R. and Giunta, F. 2007. The effect of breeding on the phenology of Italian durum wheats: From landraces to modern cultivars. Agronomy 26: 462-470.##Pathak, N. N. and Nema, D. P. 1985. Genetic advance in landrace of wheat. The Indian Journal of Agricultural Sciences 55: 478-479.##Pour Siahbidi, M. M., Pour Aboughadareh, A. R., Tahmasebi, G. R., Teymoori, M. and Jasemi, M. 2013. Evaluation of genetic diversity and interrelationships of agro-morphological characters in durum wheat (Triticum durum Desf.) lines using multivariate analysis. International Journal of Agriculture: Research and Review 3: 184-194.##Poursiahbidi, M. M., Pour-Aboughadareh, A., Tahmasebi, G., Seyedi, A. Jasemi, M. 2012. Factor analysis of agro-morphological characters in durum wheat (Triticum durum Desf.) lines. International Journal of Agriculture and Crop Sciences 4: 1758-1762.##Rawashdeh, N. K., Haddad, N. I., Al-Ajlouni, M. M. and Turk, M. A. 2007. Phenotypic diversity of durum wheat (Triticum durum Desf.) from Jordan. Genetic Resource and Crop Evolution 54: 129-138.##Schneider, A., Molnar, I. and Molnar-Long, M. 2008. Utilisation of Aegilops (goatgrass) species to widen the genetic diversity of cultivated wheat. Euphytica 163: 1-19.##Shahid-Masood, M., Javaid, A., Ashiq Rabbani, M. and Anwar, R. 2005. Phenotypic diversity and trait association in bread wheat (Triticum aestivum L.) landraces from Baluchistan, Pakistan. Pakistan Journal of Botany 37: 949-957.##Shannon, C. E. and Weaver, W. 1949. The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana, IL, USA.##Shiri, M., Mehrabi, A. A., Shahriyari, F. A. and Bagherii, A. R. 2010. Evaluation of genetic diversity of wild einkorn wheats in west and northwest Iran using SSR Markers. Journal of Applied Biology 8: 125-136. (In Persian with English Abstract).##Sneath, P. H. A. and Sokal, R. R. 1973. Numerical taxonomy: The principals and practice of numerical classification. Freeman, San Francisco, CA, USA.##Sohail, Q., Inoue, T., Tanaka, H., Eltayeb, A. E., Matsuoka, Y. and Tsujimouka, H. 2011. Applicability of Aegilops tauschii drought tolerance traits to breeding of hexaploid wheat. Breeding Science 61: 347-357.##Taghipour, Z., Asghari-Zakaria, R., Zare, N. and Zadeh, S. 2014. Evaluation of drought stress tolerance in several populations of Aegilops triuncialis. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research 22: 55-66. (In Persian with English Abstract).##Van-Slageren, M. W. 1994. Wild wheats: A Monograph of Aegilops L. and Amblyopyrum (Jaub.  and Spach) Eig (Poaceae). Agricultural University Wageningen, The Netherlands, ICARDA, Aleppo, Syria.