بخشی از مقاله
چکیده
گیاهان خانواده غلات بخش بسیار مهمی از نیازهای غذایی انسان و دام را تأمین مینمایند. به منظور ارزیابی برخی صفات مهم زراعی جو، 100 خانواده نسل F3 حاصل از تلاقی بادیا و کومینو در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. این تحقیق در مزرعه پژوهشی دانشگاه گنبد کاووس در سال زراعی 1393-94 انجام شد. صفات زراعی شامل تعداد بذر جوانه زده، ارتفاع بوته، طول پدانکل، طول خوشه، طول ریشک، طول برگ پرچم، وزن برگ پرچم، قطر پدانکل، تعداد سنبلچه در سنبله، قطردانه، طول دانه، وزن هزاردانه، وزن کل سنبله، تعداد دانه در یک سنبله، کل پنجه، تعداد کل سنبله، روز تا خوشهدهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت، طول دوره پر شدن دانه، عملکرد بیولوژیک اندازهگیری شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف معنیدار بین همه صفات به جز صفات طول ریشک، تعداد سنبلچه در سنبله وجود دارد. تجزیه خوشهای به روش وارد خانوادهها را به سه گروه اصلی تقسیمبندی نمود. گروه دو بزرگترین و گروه یک کوچکترین گروه بودند. گروه سه از نظر میانگین عملکرد دانه بیشترین مقدار - 8567/62 - و گروه یک کمترین مقدار - 5891/05 - را دارد. نتایج حاصل از تجزیه رگرسیون نشان داد که صفت وزن کل سنبله اولین صفتی بود که وارد مدل شد و 0/92 تغییرات محیط را به خود اختصاص داد. و سپس دیگر صفات به ترتیب وارد مدل شدند.
کلمات کلیدی: تجزیه کلاستر، رگرسیون، شاخص برداشت، صفات فنوتیپی، غلات.
مقدمه
غلات مهمترین گیاهان غذایی کره زمین و تأمین کننده بیش از سه چهارم انرژی و یک دوم پروتئین مورد نیاز بشر بوده و پایه اصلی تغذیه و بقای بشر هستند - امام، . - 2007 گیاهان خانواده غلات بخش بسیار مهمی از نیازهای غذایی انسان و دام را تأمین مینمایند. شواهد تاریخی از تحقیقات زمینشناسی و گیاهشناسی نشان میدهد که هر یک از انواع غلات در توسعه و تکامل جوامع انسانی اولیه نقش مهمی داشتهاند - مجنون حسینی، . - 1383 جو چهارمین غله دنیاست، یعنی پس از گندم، برنج و ذرت مهمترین غله محسوب میشود - هان، . - 2003 جو از نظر اقتصادی مهم و دارای مصارف انسانی، دامی و حتی درمانی میباشد. یکی از موارد مهم استفاده جو در جهان به عنوان مالت و یا غنی کردن محصولات غذایی است - آلام و همکاران، . - 2007 بالا بودن سطح زیر کشت در دنیا به دلیل ارقام متنوع این گیاه و کوتاهی دوره رشد آن میباشد - خدابنده، . - 1382 عملکرد دانه در جو خصوصیت پیچیدهای است که به طور مستقیم یا غیر مستقیم تحت تأثیر ژنهای موجود در گیاه میباشد - ابراهیم، . - 2005 عملکرد دانه جو و سایر غلات از سه جزء تشکیل مییابد، تعداد سنبله در واحد سطح، تعداد دانه در سنبله و وزن هزاردانه و هیچ یک از اجزای عملکرد به تنهایی عامل تنوع موجود در عملکرد نیست.
تعداد سنبله در واحد سطح اولین جز مؤثر بر عملکرد دانه است. تعداد سنبله اغلب با عملکرد دانه همبستگی نشان میدهد - بهزاد، . - 2008 جو به عنوان یکی از مهمترین غلات دانهای و علوفهای که نقش مهمی را در تغذیه انسان و حیوانات اهلی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان ایفا میکند، دارای آفات و بیماریهای متعددی است که باعث کاهش در کیفیت و کمیت عملکرد آن میگردد. برای کنترل این بیماریها و آفات در گذشته از آفت کشها و قارچ کشهای مختلف استفاده میشده است اما امروزه اصلاحگران سعی در معرفی منابع ژنتیکی مقاوم دارند - پیکرینگ و جانسون، . - 2005 اهداف کوتاه مدت بهنژادگران در اصلاح جو، تولید ژنوتیپ جدید با عملکرد بالا و معرفی آن به عنوان یک محصول زراعی میباشد. در حالی که اهداف میان مدت و دراز مدت آن، حفظ ژرم پلاسم جهت استفاده در برنامههای آینده است - تاج بخش و پورمیرزا، . - 1382 برای شناخت و بررسی خصوصیات زراعی گیاه جو و اهمیت این شناخت در برنامههای بهنژادی مطالعات زیادی صورت گرفته است. استفاده از روشهای چند متغیره مانند تجزیه به عاملها و تجزیه خوشهای جهت استخراج زیر مجموعهای از متغیرهای همسان، شناخت مفاهیم اساسی دادههای چند متغیره، شناخت ارتباطات بیولوژیک و کاربردهای موجود بین صفات مورد استفاده قرار گرفته است - برامل و همکاران، 1984؛
گویرتین و بایلی، 1982؛ زیا و پی، . - 1991 تجزیه و تحلیل تنوع ژنتیکی در ژرم پلاسم به ویژه با افزایش تعداد متغیرها و اندازه نمونه نیازمند استفاده از روشهای آماری پیشرفته میباشد. بهرهگیری از این گونه ابزارها امکان طبقه بندی دقیق نمونههای تحت ارزیابی را فراهم مینماید و اصلاحگر را در تشخیص مواد ژنتیکی مورد نیاز خود جهت برنامههای بعدی و پیشبرد سریعتر اهداف اصلاحی یاری میکند - محمدی و پراسانا، . - 2003 تجزیه خوشهای یکی از روشهای آماری برای بررسی تنوع ژنتیکی در بین واریتههای مختلف میباشد که از آن برای گروهبندی صفات و گروهبندی ژنوتیپها استفاده میشود. محققین با استفاده از تجزیه خوشهای، ژنوتیپهای مورد بررسی را براساس شباهت آنها از نظر تعدادی از صفات گروه بندی مینمایند. در این حالت افرادی که در یک گروه قرار میگیرند، نزدیک بهم بوده و افراد گروههای دورتر، تفاوت بیشتری با هم خواهند داشت - رمسبورگ، . - 1990
تجزیه خوشهای دارای مزایایی میباشد که از آن جمله میتوان به پیدا کردن گروههای واقعی جهت کاهش حجم دادهها و همچنین ایجاد گروههای مشابه اشاره نمود. در این صورت نتیجه حاصله بیانگر روابط جدیدی خواهد بود که باید مورد بررسی قرار گیرند - سلطانی، . - 1386 فراهانی وارزانی - 2009 - بیان کرد که تجزیه خوشهای، یکی از روشهای تجزیه و تحلیل چند متغیره است که جهت بررسی رابطه خویشاوندی گونههای گیاهی استفاده میشود. این روش برای گروهبندی ارقام مورد مطالعه یک گیاه از نظر ژنتیکی و جغرافیایی و تعیین والدین در هیبریداسیون مفید است. خزائی و همکاران - 2002 - سه صفت از تودههای بومی جو پائیزه غرب کشور را با استفاده از تجزیه خوشهای به سه گروه تقسیم نمودند. نتایج حاصل از آن، حاکی از الگوپذیری نسبی مناطق غرب کشور از یکدیگر بود و ناهماهنگیهای موجود هم به تبادل ژرم پلاسم و مشخص نبودن مبدأ دقیق تودهها نسبت داده شد.
به این صورت که گروه اول از نظر عملکرد دانه در سنبله اصلی، نسبت عملکرد دانه در سنبله اصلی به عملکرد دانه در بوته و تراکم دانه در سنبله اصلی، گروه دوم از نظر نسبت پنجههای بارور به کل پنجه-ها در بوته، طول سنبله اصلی، عملکرد دانه در بوته، نسبت عملکرد دانه به مجموع عملکرد دانه و کاه در بوته و گروه سوم از نظر تعداد پنجه های بارور در بوته، نسبت تعداد پنجههای بارور به کل پنجه در بوته و نسبت عملکرد دانه در سنبله اصلی به عملکرد دانه در بوته ارزش بیشتری از میانگین کل داشتند. این تحقیق با هدف ارزیابی و شناخت صفاتی که بیشترین میزان تنوع عملکرد را در جو توجیه میکنند و نیز درک روابط بین صفات با استفاده از تجزیه رگرسیون گام به گام و گروهبندی خانواده جو مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشهای صورت پذیرفت.
مواد و روشها
این آزمایش در آبان ماه سال 1393 به منظور بررسی روابط بین صفات مورفولوژیک، فنولوژیک و فیزیولوژیک جو زراعی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه گنبد کاووس اجرا شد. مواد مورد بررسی شامل 100 خانواده حاصل از تلاقی بادیا و کومینو بود که بذور آن از مرکز تحقیقات شهرستان گنبد کاووس تهیه شد. ارزیابی خانوادهها با استفاده از طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. برداشت در تاریخ 4 خرداد 1394 صورت گرفت و محصول هر خط کف بر شد. برای اندازهگیری سایر صفات از هر واحد آزمایشی 10 بوته به طور تصادفی انتخاب شد و صفات عملکرد و اجزای عملکردی اندازهگیری شد. صفت عملکرد اقتصادی به عنوان عملکرد اصلی - صفت وابسته - و سایر صفات مذکور به عنوان اجزای عملکرد - صفات مستقل - در نظر گرفته شدند. برای بررسی و روابط بین صفات عملکردی و اجزای آن از روشهای آماری چند متغیره استفاده شد که شامل تجزیه واریانس، رگرسیون، تجزیه به عاملها و تجزیه کلاستر بود. تجزیه خوشهای به روش وارد و با استفاده از میانگین متغیرهای استاندارد شده انجام شد. برای تجزیه دادهها بهمنظور بهدست آوردن تجزیه واریانس از نرم افزار SAS نسخه 9 و برای بررسی رگرسیون، تجزیه به عاملها و تجزیه کلاستر بین صفات از نرم افزارSPSS نسخه 24 استفاده شد.
نتایج و بحث
نظر به اینکه اختلاف بین تکرارها برای کلیه صفات معنیدار نبود تجزیه دادهها به شکل کاملاً تصادفی انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف معنیداری بین صفات مربوط به عملکرد و اجزای آن وجود دارد. صفات تعداد بذر جوانه زده، ارتفاع بوته، طول پدانکل، طول خوشه، طول برگ پرچم، وزن برگ پرچم، قطر پدانکل، قطردانه، طول دانه، وزن هزاردانه، وزن کل سنبله، تعداد دانه در یک سنبله، کل پنجه، تعداد کل سنبله، روز تا خوشهدهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، عملکرد دانه، شاخص برداشت، طول دوره پر شدن دانه، عملکرد بیولوژیک در ارقام مختلف در سطح احتمال 0/01 اختلاف معنیدار داشتند به جزء صفات طول ریشک، تعداد سنبلچه در سنبله، که در هیچ کدام از سطوح احتمال یک درصد و پنج درصد معنیدار نشدند. هم چنین از میان صفات مورد ارزیابی بالاترین ضریب تغییرات مربوط به صفت عملکرد بیولوژیک - 23/67 - و کمترین ضریب تغییرات مربوط به صفت تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک - 1/08 - بود. ضریب تغییرات پایین نشان دهنده دقت بالا در اندازهگیری و یکنواختی ماده آزمایشی است.
