بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه، تعداد 48 ژنوتیپ همسن براساسمقاومت نسبی به سرما و عملکرد کمّی و کیفی مناسب از 7 رویشگاه - جمعیت - فندق کشور انتخاب شدند. نتایج مطالعه نشان دادکه بیشترین مقدار ضریب تغییرات به صفات "شیار جانبی مغز" 36/94 - % - ، "شکل مغز"- - % 36/26 - و"شکل نوک میوه" 33/78 - % - تعلق داشت. آنالیز چند متغیره نشان داد که 10 جز اول مسئول %73/35 کل تغییرات بود.
بیشترین همبستگی معنیدار مثبت در سطح احتمالی یک درصد بین صفات "عادت رشد" با "قدرت رشد"؛ "تراکم شاخه دهی" با "پاجوش"؛ "میزان فنول" با "آنتی اکسیدان"؛ "درصد وزنی مغز" با "اندازه مغز" و"شکل مغز" با " میزان فنول" مشاهده شد . آنالیز کلاستر بر اساس صفات مورفولوژیکی ژنوتیپهای مورد مطالعه را به 5 گروه تقسیم کرد. موقعیت ژنوتیپها در کلاستر حاصل از صفات مورفولوژیکی با پراکنش جغرافیایی آنها تطابق داشت. نتایج نشان داد که ژنوتیپهای مطالعه شده دارای تنوع قابل ملاحظهای بود که با توجه به صفات زراعی برتر آنها، می توان در برنامههای بهنژادی بعدی از این ظرفیت استفاده کرد.
-1 مقدمه و هدف
فندق باعددکروموزومی - 2 =2 =22 - متعلق به خانواده بتولاسه وگیاهی خزانپذیر، ناهمرس و تکپایه است.[27] فندق یکی از محصولات مهم خشکباری است که ازنظر میزان تولید بعد از بادامهندی، گردو، بادام، شاهبلوط و پسته در رتبه ششم جهانی قرار دارد
ترکیه، ایتالیا و آمریکا به ترتیب کشورهای عمده تولید کننده فندق بوده و ایران با تولید حدود 21 هزار تندر رتبه هفتم جهانی قراردارد.[14] گونه فندق اروپایی در شمال و شمالغرب ایران بهطور طبیعی گسترشیافته و تنوع زیستی بالایی را نشان میدهد
رویشگاههای طبیعی فندق عمدتاً در مناطق اشکورات، ناوان، طالش، دینوچال، گلیداغ، الموت، طارم و فندقلو قرار دارند.[29] ارزیابی خصوصیات مورفولوژیکی یکی ازا بزارهای قابلاطمینان برای توصیف تنوع زیستی و شناسایی ژنوتیپهای برتر فندق است
وجود دادههای قابلاعتماد حاصل از ارزیابی تودهها و ارقام گیاهی، شرایط اقلیمی، توپوگرافی و تراکم رویشگاههای طبیعی پیش نیاز اولیه و مهم برای اتخاذ سیاست احیا،، بهرهبرداری، کشت و توسعه اقتصادی فندق در هر منطقه است.
برای دستهبندی این دادهها، تکنیکهای آماری مناسبی مورد نیاز است که همزمان بتواند دادههای چندگانه را روی هر ژنوتیپ تجزیه و تحلیل کند. روشهای آنالیز چند متغیره از قبیل تجزیه به مؤلفههای اصلی در تعیین میزان تنوع ژنتیکی چندین گونه میوه شامل زیتون[11] ، انار[20] و گردو [13]و[25] استفاده شده است.
در گونه فندق، تجزیه به مؤلفههای اصلی با تلفیق تصاویر دیجیتالی حاصل از شکل میوه فندق در تعیین زمان برداشت دقیق فندقهای ایتالیا[23]، همچنین در تعیین میزان برخی ترکیبات شیمیایی میوه در ژنوتیپهای فندق کشور پرتغال[7] و مطالعه تنوع زیستی تعدادی از ژنوتیپهای برتر فندق منطقه فندقلو بر اساس برخی از خصوصیات میوه و شرایط محیطیاستفاده شد.
هدف از این مطالعه، بررسی خصوصیات مورفولوژیکی 48 ژنوتیپفندقدارای صفات زراعی برتر حاصل از 7 رویشگاه - جمعیت - عمده آن در ایران بود تا ضمن ارائه گزارش اولیه از تجزیه و تحلیل تنوع زیستی آنها، مطالعه حاضر بتواندگام اولیهای برای استفاده از این خزانههای ژنی در برنامههای به-نژادی بعدی و مدیریت تلاقیها فراهم آورد.
-2مواد و روش ها
دراین مطالعه 48ژنوتیپ فندق شامل: شش ژنوتیپ از بخش فندقلو اردبیل - F1 - ، شش ژنوتیپ ازبخش فندقلوگیلان - F2 - ، هفت ژنوتیپ از بخش حتم مشهسی اردبیل - H - ، هشت ژنوتیپ ازبخش طالش گیلان - Ta1 - ، هشت ژنوتیپ از بخش اشکور - E - ، هفت ژنوتیپ ازبخش الموت قزوین - A - وشش ژنوتیپ ازبخش طارم زنجان - Tar - با استفاده از 25 صفت مورفولوژیکی بررسی شدند. صفات مورفولوژیکی مطالعه شده بر اساس دیسکریپتور فندق - 2008 - ارزیابی شد.
برای اندازهگیری نوزده صفت شامل: - عادت رشد، قدرت رشد، میزان پاجوش-دهی، تراکم شاخهدهی، تاریخ شکفتن جوانه برگ، شکل پهنک، کرک دمبرگ، اندازه برگ، فشردگی گریبانک، طول پوشینه در مقایسه با میوه، ضخامت پینه زیر گریبانک، کرکدار بودن زیر برگ، شکل میوه، شکل نوک میوه، میزان انحنای داغی میوه، اندازه میوه، اندازه مغز، شکل مغز و شیار جانبی مغز - از سیستم رتبهدهی و معیارهای کیفی استفاده شد.
شش صفت دیگر شامل: - درصد وزنی مغز، میزان فنول، آنتیاکسیدان، پروتئین، روغن کل و کربوهیدرات - به صورتکمّی اندازهگیری شدند. درصد روغن به روش سوکسله با حلال اتر نفت[1]، میزان پروتئین با روش کجلدال[1] و کربوهیدرات کل به روش فهلینگ اندازهگیری شد.[21] آنالیزهای آماری شامل: آمارههای توصیفی اعم از - میانگین، بیشینه، کمینه و ضریب تغییرات - ، تعیین روابط بین صفات، تجزیه به مؤلفههای اصلی، خوشهبندی ژنوتیپها به گروههای مشابه با استفاده از روش وارد و بر پایه فاصله مربع اقلیدسی و به کمک نرمافزار اسپیاساس SPSS Inc., Chicago, IL, USA, - 16 - Norusis, 1998 انجام شد.
-3نتایج و بحث
-1-3 آنالیز توصیفی
بیشترین پراکندگی مشاهدات در اطراف میانگین در بین صفات"شیار جانبی مغز" 36/94 - % - ، "شکل مغز" - - % 36/26 و "شکل نوک میوه" - - % 33/78 مشاهده شد - جدول . - 1 بالابودن ضریب تغییرات نشان دهنده دامنه تنوع بالا برای صفت موردنظراست که به بهنژادگر امکان انتخاب بیشتر و مطلوبتری را میدهد.[4] بهعلاوه صفاتی مانند "کرک دمبرگ" و "طول پوشینه در مقایسه با میوه" نیز دارای ضریب تغییرات بالایی بودند. کمترین ضریب تغییرات مربوط به "کربوهیدرات" - % 8/96 - و " میزان فنول" 11/2 - % - بود.
صفت "درصد وزنی مغز" در محدوده بین % 67 در ژنوتیپ دوم طالش تا % 41 در ژنوتیپ چهارم طارم با میانگین % 53/33 قرار داشت .میانگین درصد مغز بین 30 ژنوتیپ فندق بومی از مناطق شمالی ایران %45/23 و مشخصاً میانگین درصد مغز بین 5 ژنوتیپ فندق متعلق به جنگل فندقلو اردبیل% 41/6 گزارش شد.[5] "میزان فنول" از 46/3 میلیگرم در گرم در ژنوتیپ پنجم فندقلو گیلان تا 32 میلیگرم در گرم در ژنوتیپ دوم فندقلو اردبیل با میانگین 38/47 میلیگرم گزارش شد.
"میزان روغن کل" از% 65/10 در ژنوتیپ چهارم فندقلو اردبیل تا % 42/2 در ژنوتیپ چهارم حتممشهسی با میانگین % 52/03 بود. نتایج تجزیه دادههای چهارده صفتکمّی بین 10 ژنوتیپ فندق ایرانی نشان دادکه در مجموع،کمترین ضریب تغییرات مربوط به طول برگ به میزان % 2/7 بود ودر وزن میوه و مغز مقدار آن به ترتیب % 5/6 و % 9/6 گزارش شد.
در مطالعه حاضر اندازه مغز ژنوتیپهای بومی فندقلو نسبت به بقیه ژنوتیپهای ایرانی سایر مناطق کمتر بود. نظیر چنین مشاهدهای در مطالعه قبلی صورت گرفته بر روی ژنوتیپهای فندقلو و مقایسه آن با سایر نقاط مانند کلیبر، اشکور و ارقام تجاری نگرت، مرویله، لونگ، سگورب، روند و فرتیل گزارش شده است .[4] ارزیابیهای صورت گرفته بر اساس دیسکریپتور فندق - 2008 - نشان داد که بیشتر ژنوتیپهای مطالعه شده دارای عادت رشد متوسط تا قوی بودند. میانگین "قدرت رشد" و " عادترشد" درختان به ترتیب متوسط و افشان بود
کمترین قدرت رشد در نه ژنوتیپ شامل ژنوتیپهای شماره 48، 12، 49، 18، 9، 11،64، 23 و 27 مشاهده گردید. در جمعیت فندقلو، ژنوتیپهای قرار گرفته در بخش شرقی - استان گیلان - عمدتاً بهصورت درختچههایی بلندتر با اندازه برگ بزرگتری نسبت به ژنوتیپهای بخش غربی - استان اردبیل - بودند. محدوده زمان برگدهی در ژنوتیپهای فندق تحت بررسی از هفته اول اسفند تا اواخر فروردین ثبت گردید و از نظر برگدهی عمدتاً این ژنوتیپها زودرس یا میانرس بودند. فقط ژنوتیپ دوم از فندقلو بخش اردبیل و ژنوتیپ 27ام از بخش طالش عادت دیربرگدهی نشان دادند. در مطالعه چهار جمعیت فندق در منطقه طالش، ظهور برگها از تاریخ 20 اسفند تا 21 فروردین گزارش گردید.
صفت "برگدهی" نیز مانند "زمان رسیدن میوه" دارای درصد وراثت پذیری بالائی بوده و میتواند معیار مناسبی برای انتخاب ژنوتیپهای امیدبخش در آینده باشد .[19] یکی از راهکارهای شناسایی ژنوتیپهای فندق مقاوم به سرما، اندازه-گیری فعالیت آنتی اکسیدانی و ترکیبات فنولی میباشد.[9] کمترین میزان فعالیت آنتیاکسیدانی 0/1 میلیگرم در میلی لیتر در ژنوتیپ سوم اشکور و بیشترین مقدار آن، 1/59 میلیگرم در میلیلیتر در ژنوتیپ پنجم فندقلو اردبیل مشاهده شد.
-2-3 مطالعه روابط همبستگی بین صفات
در بین صفات همبستگی مثبت معنیداری در سطح احتمالی یک درصد بین صفات "عادت رشد" با "قدرت رشد" - r=0/ 545 - ؛ "تراکم شاخه دهی" با "پاجوش" - r =0/380 - ؛ "فنول" با "آنتیاکسیدان" - r =0/380 - ؛ "درصد وزنی مغز" با "اندازه مغز" - r =0/459 - ، "شکل مغز" با "فنول" - r =0/500 - مشاهده شد - جدول .2 در گزارشهای قبلی نیز بیشترین همبستگی مورفولوژیکی مثبت بین صفات مرتبط با اندازه میوه شامل: طول، عرض و قطر میوه بههمراه وزن میوه و وزن مغز گزارش شد .
در مطالعه صورت گرفته بر روی ژنوتیپهای فندق ایرانی همبستگی مثبت بین درصد مغز با وزن میوه - r=0/558 - و ضخامت میوه - r=0/415 - گزارش گردید .[2] بیشتر صفات مهم کمّی و کیفی تحت تاثیر شرایط محیطی قرار میگیرند. بنابراین پاسخ به انتخاب مستقیم این صفات ممکن است غیرقابل پیش بینی بوده مگر اینکه کنترل خوبی بر روی صفات محیطی وجود داشته باشد .[15]عموماً بهنژادگران گیاهی به انتخاب صفاتی اولویت قائل هستند که بهطور غیر مستقیم صفت مورد نظر را افزایش دهد.
-3-3 تجزیه به مولفههای اصلی
روش تجزیه به مولفههای اصلی - PCA - برای شناسایی صفات مهم در مجموعه صفاتی همبسته کاربرد دارد. در مطالعه حاضر PCAنشان دادکه 10جز اول مرتبط باصفاتکمّی دارای مقادیر بردار ویژه:
10= 1/10 - ،9= 1/12 ،8= 1/31 ،7= 1/36 ،6= 1/49 ،5= 1/85 ،4= 1/9 ،3= 2/21 ، 2= 2/53 ، - 1= 3/23 و توصیف کننده % 73/35 کل تغییرات بودند - جدول . - 3 درمطالعه حاضر، جزاول - PC1 - ودوم - PC2 - به ترتیب توصیفگر%12/92 و23/04 %کل تغییرات بود.
جزاول دربرگیرنده صفات"کرک دمبرگ "،" طول پوشینه"،"ضخامت زیر پینه "، "کرک دار بودن زیر برگ "، "شکل نوک میوه"،" میزان انحنای داغی پایه میوه"،" اندازه میوه"،" اندازه مغز"،" شیار جانبی مغز"،"آنتی اکسیدان"،"پروتئین" بود. جز دوم به صفاتی مانند"تراکم شاخهدهی"، "شکل پهنک"،"کرک دمبرگ"، "فشردگی گریبانک"،"طول پوشینه در مقایسه با طول میوه "، "شکل میوه"،" شکل مغز"،"شیار جانبی مغز"،" فنول"،"روغن کل" و "کربوهیدرات" مرتبط بود.
صفاتی از قبیل: "عادت رشد"، "قدرت رشد" و "درصد وزنی مغز" در هر دو مولفه دارای ضریب همبستگی مثبت بود - جدول . - 3 نقاط تغییر واریانس استخراج شده توسط 10جز اول نشان دادکه واریانس توصیف شده توسط اجزای اصلی منفرد قویاً بین جز اول ودوم کاهش یافتند - جدول. - 3 علّت زیاد بودن مقادیر بردار ویژه و کم بودن واریانس بین اجزای صفات، همبستگی پائین بین متغیرهای اولیه است. بهترین نتایج زمانی حاصل میشود که متغیرهای اولیه دارای همبستگی شدید بسیار مثبت یا منفی باشند
علاوه بر وجود همبستگی بین صفات، نوع معیاربرداری صفاتکمّی وکیفی نیز میتواند بر روی تعداد بردارهای ویژه و واریانسهای متناظر با آنها تاثیر گذارد
آنالیز چند متغیره، حساس به نوع معیاربرداری داده بوده و تاکنون هیچگونه اجماعی بر چگونگی بهدست آوردن بهترین حالت نمونه برداری از صفات ارائه نشده است .براساس آنالیز چند متغیره ویژگیهای بیوشیمیایی 46 ژنوتیپ فندق اروپایی مشاهده شد که سه جز اول مسئول % 82/5 کل تغییرات بود. جز اول با % 38/39 با صفات محتوی روغنکل، لینولئیکاسید و اولئیکاسید در ارتباط بود. جز دوم با % 30/25 با پالمیتولئیکاسید و پالمیتیکاسید مرتبط بود.
