بخشی از مقاله
چکیده
به منظور ارزیابی میزان تنوع ژنتیکی برخی از ژنوتیپهای نخود زراعی جهت استفاده در برنامههای بهنژادی در شرایط اکولوژیکی همدان، تعداد 19 ژنوتیپ مختلف به صورت طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1390-1391 بررسی و ارزیابی گردیدند.
نتایج تجزیه به مؤلفههای اصلی بیانگر این بود که سه مؤلفه اول در مجموع64/1 درصد از واریانس کل این صفات را توجیه کردند و این سه مؤلفه به ترتیب بهعنوان مؤلفه عملکرد و اجزای عملکرد، مؤلفه زیست توده و مؤلفه ریخت ظاهری یا مرفولوژی گیاه شناسایی شدند. تجزیه به عاملها به روش حداکثر درست نمایی، سه عامل عملکرد و اجزای عملکرد، زیست توده و تعداد بذر را شناسایی کرد. جهت تعیین فاصله ژنتیکی و گروهبندی ژنوتیپها بر اساس صفات مختلف آنها، از روش چند متغیره تجزیه خوشهای به روش WARD استفاده گردید،که بر این اساس، ژنوتیپهای مورد نظر در سه خوشه مجزا قرار گرفتند.
1. مقدمه
نخود زراعی با نام علمی Cicer aretinum L. گیاهی از تیره لگومینوزه، یکساله و خودگشن است که از نظر میزان سطح زیر کشت و اهمیت غذایی، بعد از لوبیا و نخود فرنگی، سومین لگوم دنیا میباشد و در بیش از 40 کشور دنیا کاشت میشود .[6] در کشور ایران، عملکرد اقتصادی این گیاه بدلیل شرایط محیطی نامساعد و عدم دسترسی به آب کافی و نوع ژنوتیپها، نسبتاً پایین میباشد و فعالیتهای بهنژادی محدودی جهت اصلاح ژنوتیپهای مختلف صورت گرفته است 4 ] و.[19 با توجه به روند رو به رشد افزایش جمعیت در کشور و همچنین نیاز روز افزون به افزایش تولید محصولات کشاورزی در واحد سطح، بررسی میزان تنوع ژرم پلاسمهای موجود جهت بهرهبرداری بیشتر از آنها، در برنامههای بهنژادی لازم میباشد
یکی از روشهای مفید برای بدست آوردن اطلاعات مفید و کارآمد جهت انجام مطالعات تنوع ژنتیکی، استفاده از روشهای آماری چند متغیره به منظور شناسایی ژنوتیپهای مفید و انجام تلاقی سازگار میباشد. روشهای آماری چند متغیره عبارتست از کاربرد روشهایی که بطور همزمان با تعداد زیادی متغیر سروکار دارد، بطوریکه در روشهای مختلف تجزیه چند متغیره در مورد روابط همزمان متغیرهای مختلف بحث میگردد
روش تجزیه مؤلفههای اصلی بعنوان سادهترین روش تجزیه چند متغیره، اولین بار در سال 1901توسط پیرسون5 پیشنهاد شد ولی راهحل عملی جهت کاربرد آن ارائه نداد و سپس در سال 1933 توسط هتلینگ6 این روش گسترش یافت و به طور کاربردی مورد استفاده قرار گرفت. هدف اساسی در تجزیه عاملها، بیان وجود روابط کوواریانس میان بسیاری از متغیرها بر اساس چند کمیت تصادفی غیر قابل مشاهده است که عاملها نامیده میشوند. به عبارتی، تجزیه به عاملها روش قدرتمندی است که در برآورد اجزای عملکرد، استخراج زیر مجموعهای از متغیرهای همسان، شناخت مفاهیم اساسی دادههای چند متغیره، شناخت ارتباطات بیولوژیک و کاربردی موجود بین صفات، کاهش تعداد زیادی صفات همبسته به تعداد کمی از عاملها و تشریح همبستگی بین متغیرها کاربرد دارد
طوسی مجرد و همکاران [2] در تحقیقی بر روی گندم اظهار کردند که پنج عامل اصلی اول در مجموع حدود 68 درصد از تغییرات دادهها را توجیه نمودند. از دو نوع خاص از روشهای تجزیه کلاستر میتوان به روشهای سلسله مراتبی و تقسیم بندی اشاره کرد
والدینی که از لحاظ ژنتیکی متفاوت هستند هیبریدهائی با هتروزیس بیشتر تولید میکنند و احتمال به دست آوردن نتاج تفرق یافته برتر - تفکیک متجاوز - را افزایش میدهند. از طرفی دیگر تعیین مشخصات و گروهبندی ژرم پلاسم به بهنژادگران امکان میدهد تا از دوباره کاری در نمونه گیری از جمعیتها خودداری نمایند .[18] موضوعی که در ارتباط با تجزیه تابع تشخیص قابل طرح است، عبارت از بررسی میزان تمایز دو یا چند گروه از افراد از لحاظ اندازهگیریهای انجام شده روی چند متغیر میباشد
تجزیه تابع تشخیص7 هنگامی استفاده میشود که از قبل گروههای مشخصی وجود دارند و هدف آزمون اختلاف بین این گروهها میباشد. به عبارت دیگر، هدف آزمون این فرض است که آیا بین این گروهها از نظر صفات مورد بررسی اختلاف واقعی وجود دارد و افراد هر گروه آیا واقعاً به آن گروه تعلق دارند یا خیر 1] و.[8 این مطالعه با بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپهای نخود زراعی و مطالعه صفات زراعی و کمی مؤثر بر عملکرد اقتصادی، به تشخیص پتانسیل ژنتیکی ژنوتیپهای مورد مطالعه در شرایط اقلیمی همدان کمک میکند و ژنوتیپها را دسته بندی نموده و میتوان از آنها جهت برنامههای بهنژادی سود برد.
.2 مواد و روشها
به منظور ارزیابی میزان تنوع ژنتیکی و پتانسیل عملکرد اقتصادی، بررسی ارتباط برخی صفات زراعی با عملکرد دانه و همچنین انتخاب ژنوتیپهای برتر نخود زراعی جهت استفاده از پتانسیل آنها در برنامههای بهنژادی در شرایط اکولوژیکی همدان، 19 ژنوتیپ مختلف - شامل سه رقم و 16 لاین - در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا در سال زراعی 1390-91 مورد بررسی قرار گرفت. هر ژنوتیپ به صورت پنج ردیف کاشت به طول 200 سانتی متر با فواصل خطوط 40 سانتی متر و فواصل بین بوته در روی ردیف شش سانتی متر در هر کرت کاشته شد.
با ورود 90 درصد بوتهها به مرحله رسیدگی، عملیات برداشت محصول آغاز گردید و پس از حذف اثرات حاشیهای، از سه ردیف باقیمانده از هر کرت پنج بوته بطور تصادفی جهت اندازهگیری صفات شاخص کلروفیل اسپاد، ارتفاع، تعداد شاخه در بوته،تعداد نیام در بوته، تعداد بذر در بوته، تعداد بذر در نیام، وزن 100 دانه، وزن تک بذر، زیست توده، شاخص برداشت انتخاب و اندازهگیری شدند. در نهایت دادههای بدست آمده با استفاده از نرم افزارهای آماری Minitab 15 وSPSS 16 تجزیه شد.
جدول -1 اسامی 19 ژنوتیپ استفاده شده در آزمایش.
.3 نتایج و بحث
-1 تجزیه و تحلیل مؤلفههای اصلی
با توجه به رابطه مثبت و بالای ضرایب مؤلفه اول با صفات عملکرد اقتصادی - a18=0/564 - ، تعداد نیام در بوته - a14=0/537 - و شاخص برداشت - a110=0/396 - - جدول2 - ، می توان مؤلفه اول را به عنوان مؤلفه افزایش عملکرد اقتصادی نامگذاری کرد. بطوری که جهت انتخاب ژنوتیپهای با عملکرد بالا میتوان از این مؤلفه که همزمان عمل انتخاب برای عملکرد، تعداد نیام در بوته و شاخص برداشت را انجام میدهد، استفاده کرد. بعبارتی ژنوتیپهایی که در فضای بای پلات دو مؤلفه اول، در راستای افزایش مؤلفه اول قرار میگیرند، دارای مقدار بالا و مطلوبی از عملکرد میباشند.
بنابراین مقدار بالای این مؤلفه مورد نظر میباشد. نتایج ضرایب مؤلفهای - جدول - 2 نشان داد که مؤلفه دوم از یکطرف ارتباط قوی و مثبت با شاخص برداشت - a210=0/43 - دارد و از طرفی دیگر دارای رابطه قوی و منفی با صفات عملکرد بیولوژیک - a 29=0/58 - و تعداد بذر در بوته - a25=0/449 - میباشند بنابراین انتخاب بر اساس مقادیر زیاد این مؤلفه، باعث انتخاب ژنوتیپهای با شاخص برداشت بالا و عملکرد بیولوژیک پایین میشود و از طرفی باعث کاهش صفت تعداد بذر در بوته میگردد با توجه به وضعیت این مؤلفه، موقعیت عملکرد اقتصادی در فضای بای پلات و مقدار زیاد مورد نظر برای مؤلفه اول، بنابراین هدف انتخاب عمدتاً ژنوتیپهایی است که دارای مقدار زیادی از مؤلفه اول - فاصله بیشتر از مبدأ - و در ناحیه یک و چهار بای پلات قرار دارند بنابراین بر اساس نتایج این دو مؤلفه مهم، ژنوتیپهای شماره 3، 4، 19 و 12 انتخاب میگردند.
مؤلفه دوم هم بیشترین ارتباط مثبت را با صفت تعداد شاخه در بوته - a 33=0/598 - دارد که میتوان آنرا بعنوان مؤلفه ریخت و ویگور گیاه نامگذاری کرد. بطوریکه انتخاب بر اساس آن باعث انتخاب بوتههای با تعداد شاخه و مقدار بذر در نیام زیاد خواهد شد. ولی این ژنوتیپها دارای وزن هزار دانه کمی یا بذرهای کوچکی خواهند بود. نتایج تجزیه به مؤلفههای اصلی - جدول - 2 نشان داد که سه مؤلفه اول در مجموع 64/1 درصد از تغییرات واریانس کلیه صفات را توجیه کردند.
جدول 3 نتایج مربوط به واریانس هر کدام از عوامل سه گانه مقادیر ویژه، واریانس نسبی و واریانس نسبی تجمعی صفات مؤثر بر مؤلفهها را نمایش میدهد، همانطوری که از جدول پیداست صفات ارتفاع، تعداد شاخه در بوته، تعداد بذر در بوته، وزن 100 دانه، عملکرد اقتصادی، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت از جمله صفات مؤثر بر مؤلفه اول میباشند و صفات شاخص کلروفیل اسپاد، تعداد بذر در نیام، وزن 100 دانه، عملکرد اقتصادی و شاخص برداشت هم صفات مؤثر بر مؤلفه دوم میباشند و صفات ارتفاع، تعداد شاخه در بوته، تعداد بذر در بوته، تعداد بذر در نیام، عملکرد اقتصادی و شاخص برداشت هم بیشترین تأثیر را بر مؤلفه سوم داشتهاند. نحوه پراکنش ژنوتیپها در هر چهار ناحیه بای پلات، - شکل - 1 بیانگر تنوع مطلوب و قابل توجه ژنوتیپهای مورد بررسی از نظر کلیه صفات میباشد.
محمدی و همکاران [11] در بررسی تنوع ژنتیکی 600 لاین بومی گندم نان هشت مؤلفه اصلی را استخراج کرد که در مجموع 80/5 درصد از واریانس کل را توجیه میکردند.کینینای و همکاران [17] طی مطالعه 155 ژنوتیپ نخود برای 32 صفت ابراز نمودند که در بررسی تجزیه به مؤلفههای اصلی پنج مؤلفه اول 82/60 درصد کل تغییرات موجود را توجیه نموده است، و توجه به مطالعه بیشتر صفات عملکرد دانه و نیتروژن، سرعت رشد و تجمع ماده خشک را در نخود مفید دانستند.
شکل -1 نتایج مربوط به مؤلفههای اصلی و پراکنش ژنوتیپهای نخود در فضای بای پلات
