بررسی تنوع ژنتیکی بین همگروه‌های ارقام مختلف انگورهای بیدانه و دانه‌دار در شهرستان اراک براساس ویژگی‌های مورفولوژیکی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم باغبانی دانشگاه ایلام

2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه ایلام

3 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه ایلام

چکیده

سابقه و هدف:
انگور یکی از مهمترین محصولات میوه در ایران است که اهمیت زیادی در مصارف تازه خوری و کشمش دارد. کشور ایران با تولید حدود دو میلیون تن انگور، در بین کشورهای تولید کننده این محصول در رده نهم جهان قرار دارد. برای بررسی ساختار ژنتیکی انگور از ریخت-نگاری استفاده می‌شود. ریخت‌نگاری علم تمایز انگور براساس ویژگی‌های مورفولوژیکی است و بر اساس آن هزاران رقم انگور بدون استفاده از نشانگرهای ژنتیکی شناسایی می‌شوند. هدف از این تحقیق ارزیابی برخی از همگروه‌های ارقام بیدانه و دانه‌دار انگور در شهرستان اراک به منظور شناسایی همگروه‌های مناسب برای توسعه و کشت و کار آنها است. همچنین شناسایی همگروه‌ها و یا ارقام مطلوب براساس ارزیابی صفات مختلف از نظر گیاهشناسی و باغبانی می‌تواند در حفظ ژرم‌پلاسم و اصلاح این محصول موثر باشد.
مواد و روش‌ها:
در این پژوهش بررسی تنوع ژنتیکی بین 49 همگروه انگور بیدانه و دانه‌دار از گونه vinifera با مطالعه 50 صفت مورفولوژیکی مربوط به برگ، شاخه، میوه و بذر صورت گرفت. نمونه‌های مورد بررسی از چند منطقه در شهرستان اراک جمع‌آوری گردیدند .نمونه‌های برگ و میوه از بخش‌های مختلف بوته به طور تصادفی جمع‌آوری گردیدند. برای ارزیابی صفات مرتبط با برگ از هر همگروه، 30 برگ به طور تصادفی در سه تکرار انتخاب و صفات مربوط برای آنها ثبت شد. برای ارزیابی صفات مرتبط با میوه از هر همگروه سه خوشه و از هر خوشه 30 حبه به طور تصادفی در سه تکرار انتخاب و صفات مربوط برای آنها ثبت گردید.
یافته‌ها:
نتایج نشان داد تنوع بالایی در برخی از ویژگی‌هایی مانند وزن خوشه، تعداد حبه در خوشه، وزن حبه، درصد مواد جامد محلول، درصد اسید قابل تیتراسیون، وزن تر و خشک بذر و شاخص طعم میوه بین همگروه‌های انگور وجود دارد. نتایج به دست آمده از تجزیه خوشه‌ای، نمونه-های مورد بررسی را به دو گروه اصلی تقسیم کرد به طوری که ارقام بیدانه از ارقام دانه‌دار تفکیک شدند. تجزیه همبستگی ساده بین 18 صفت مهم نشان داد همبستگی مثبتی بین برخی از صفات وجود دارد. نتایج تجزیۀ به عامل‌های اصلی نشان داد، 13 عامل اصلی نزدیک به 38/85% از واریانس کل بین نمونه‌ها را توجیه می‌کند. پنج عامل اول که بیشتر مربوط به صفات میوه و برگ بود، نزدیک به 43/59% از واریانس کل را توجیه نمودند. در تجزیه به عامل‌ها وزن، طول، قطر و اندازه حبه به همراه صفات مربوط به بذر مانند وزن تر و خشک بذر، درصد رطوبت و ماده خشک بذر جزء صفات مهم و تاثیر گذاری بودند که در عامل اول قرار گرفتند و برای ارزیابی همگروه‌های انگور مناسب هستند.
نتیجه‌گیری:
نتایج کلی این تحقیق نشان داد تنوع زیادی در بین همگروه‌های ارقام انگور به لحاظ صفات کمی و کیفی میوه وجود دارد. همچنین، برخی از همگروه‌های متعلق به ارقام بیدانه و دانه‌دار انگور دارای صفات مطلوبی بودند که می‌توان به طور تجاری مورد کشت و کار قرار گیرند و یا در برنامه اصلاح انگور برای دستیابی به نتاج مطلوب‌تر استفاده شوند. در بین ارقام بیدانه، بیشترین وزن یک حبه در نمونه شماره 23 (همگروه‌ عسکری) 34/3 گرم برآورد شده است که از روستای هزاوه شهرستان اراک جمع آوری شده بود. همچنین حداکثر وزن یک حبه در بین ارقام دانه‌دار (24/5 گرم) در نمونه شماره 40 (همگروه شاهانی) ثبت شد. با توجه به این که تولید ارقام بیدانه با حبه بزرگتر از مهمترین اهداف اصلاح انگورهای تازه خوری است، این نتایج نشان می‌هد با شناسایی ارقام انگور و انتخاب والدین مناسب در برنامه های به‌نژادی، می‌توان ارقامی بیدانه با حبه‌های بزرگ را از تلاقی انگورهای بیدانه و دانه‌دار بدست آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Genetic Diversity Among Clones of Different Seedless and Seeded Grapes Cultivars in Arak City by Morphological Characteristics

نویسنده [English]

  • Javad Erfani Moghadam 1
1 Assistant Professor of Department of Horticulture Science, Ilam University
چکیده [English]

Background and objectives:
Grapevine is one of the most important fruit crops in Iran which is used as table grape and raisin consumption. Among producing countries of grape, Iran is ranked ninth globally and the grape production is estimated to be two million tons. Ampelography was utilized for evaluation of genetic structure in grapevine. Ampelography is the science of phenotypically identifing of grapevines to distinguish thousands of grape cultivars, without the aid of genetic markers. This study has been conducted to investigate of some seeded and seedless clones of grape cultivars in Arak city in order to identify desirable clones for the development and cultivation of them. In addition, the identification of clones and desirable cultivars based on investigation of different characteristics from botany and horticultural perspective can be used for germplasm preservation and grapevine breeding programs.
Materials and methods:
In this study, genetic variation among forty-nine clones of seeded and seedless grapevine belonging to Vitis vinifera species were evaluated based on fifty morphological characters of leaf, shoot, fruit and seed. These accessions were collected from different geographical sites in Arak city. Leaf and friuts samples were collected randomly from various parts of trees at normal fully mature of each accession. In order to evaluate of traits related to leaf, thirty leaves were selected randomly from each clone with three replications and the characters of them were recorded. To investigate the traits related to fruit, three bunches and thirty berries from bunch were chosen randomly from each clone with three replications and the characters of them were recorded.
Results: Preliminary results illustrated that some traits such as bunch weight, the number of berries in bunch, berry weight, total soluble solids percentage, titratable acidity percentage, seed fresh weight, seed dry weight and TSS/TA index have shown high variability among grapevine clones. The genotypes have been divided in two main groups according to the results derived from cluster analysis so that the seed cultivars were separated from seedless cultivars. Simple correlation analysis among eighteen main traits showed that positive correlations were detected among traits. The principle component analysis results revealed that the first thirteen components explained 85.38% of the total variation for studied accessions. The first five components which related to fruit and leaf explained about 59.43% of the total achieved variability. In PCA, fruit weight, fruit length, fruit diameter, fruit size simultaneously character related to seed such as seed fresh weight, seed dry weight, seed moisture percentage, seed dry matter percentage were predominant in the first components, indicating that they were useful for the assessment of grapevine clones characterization.
Conclusion:
Finally, the results of this study showed that there are high variability among clones of grapevine cultivars in terms of quantity and quality characteristics of fruit. Also, some clones belonging to seeded and seedless grape cultivars had desirable traits. Therefore, these clones can be used for commercial cultivation or utilization in grapevine breeding program to achieve desirable progeny. Among seedless cultivars, the maximum of berry weight (3.34 gr) has been estimated in sample 23 (Askary clone) which was collected from Hazaveh village of Arak city. Also, the maximum of berry weight (5.24 gr) is obtained in sample 40 (Shahani clone) among seeded cultivars. In general, the production of seedless grape with largest berry is important to table grape breeding and these results illustrated that with identification of grape cultivars and desirable parent selection for breeding programs, new seedless cultivars with large berry from crosses of seeded and seedless grapes can be produced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Grapevine
  • clone
  • traits
  • correlation
  • Variability
ize-adjust: auto; -webkit-text-stroke-1. Barone, B., Caruso, T., Marra F.P., and Sottile, F. 2000. Preliminary
observation on some Sicilian pomegranate (Punica granatum L.) varieties.
Options Mediterran. 42: 137-140.
2. Barrit, D.J. 1970. Ovule development in seeded and seedless grapes. Vitis, 9: 7-
14.
3. Bouquet, A., and Danglot, Y. 1996. Inheritance of seedlessness in grapevine
(Vitis vinifera L.). Vitis. 35: 35-42.
4. Chitwood, D.H., Ranjan, A., et al. 2014. A modern ampelography: A genetic
basis for leaf shape and venation patterning in grape. plant physiol. 164: 259-
272.
5. Doulati Baneh, H., and Mohammadi, S.A. 2012. Study of genetic differences of
grapevine (Vitis vinifera L. cv. Bidaneh Sefid) clones using SSR and AFLP
Markers. Agri. Biotech. 11: 1-7.
6. Doulati Baneh, H., Abdollahi, R., and Aslan Poor, M. 2013. Morphological
study of some wild grape genotypes of Sardasht and Piranshahr regions, Iran.
Seed Plant Improvment J. 3: 519-533.
7. Doulati Baneh, H., Nazemia, A., Mohammadi, S.A., Hassani, G.H., and
Hanareh, M. 2010. Identification and evaluation of west Azarbaijan grape
cultivars by ampelography and ampelometery. Tech. Plant Prod. 10: 13-24.
8. Ehteshamnia, A., Sharifani, M., Vahdati, K., Erfani, V., Musavizadeh, J., and
Mohsenipoortaklo, S. 2009. Investigation of morphological diversity among
native populations of walnut (Juglans regia) in Golestan province, Iran. Plant
Prod., 16: 29-48
9. Erfani-Moghadam, J., Ebadi, A., and Fatahi-Moghadam, M.R. 1387. Studying
of genetic parameters in table grapes breeding program. Iranian J. of Hort. Sci.
39: 77-83.
10.Fatahi, R., Ebadi., A., Vezvaei, A., and Zamani, Z. 2004. Relationship among
quantitative and qualitative characters in 90 grapevine (Vitis vinifera) cultivars.
Acta Hort. 640: 275-282.
11.Fatahi, R., Ebadi, A., Bassil, N., Mehlenbacher, S.A., and Zamani, Z. 2003.
Characterization of Iranian grape cultivars using microsatellite markers. Vitis.
42: 185-192.
12.Fordc, H.I. 1975. Walnuts in: Advances in Fruit Breeding. Janick, J., and
Moore, J. N. (Eds.). Purdue University Press. 439-455.
13.Fournier-Level, A., Le Cunff, L., Gomez, C., Doligez, A., Ageorges, A., Roux,
C., Bertrand, Y., Souquet, J., Cheynier V., and This, P. 2009. Quantitative
genetic bases of anthocyanin variation in grape (Vitis vinifera L. ssp. sativa)
berry: a quantitative trait locus to quantitative trait nucleotide integrated
study. Gen., 183: 1127-1139.
14.Garcia, R.A.A., and Revilla, E. 2013. The current status of wild grapevine
populations (Vitis vinifera ssp. sylvestris) in the Mediterranean basin. P 51-72,
In: Sladonja, B., and D. Poljuha (eds), The Mediterranean Genetic CodeGrapevine and Olive. Intech open access publisher.
15.I.B.P.G.R. 1983. Descriptors for Grapes. International Board Plant Genetic
Resources. Rome, 1-58.
16.Kobayashi, S., Goto-Yamamoto, N., and Hirochika, H. 2004. Retrotransposoninduced mutations in grape skin color. Sci. 304: 982-982.
17.Leao, P.C.D.S., Cruz, C.D., and Motoike, S.Y. 2011. Genetic diversity of table
grape based on morphoagronomic traits. Sci. Agr. 68: 42-49.
18.Ledbetter, C.A., and Burgos, L. 1994. Inheritance of stenospermocarpic
Seedlessness in Vitis vinifera L. Heredity. 85: 157-160.
19.Ledbetter, C.A., and Shonnard, C.B. 1991. Berry and seed characteristics
associated with stenospermy in vinifera grapes. J. Hort. Sci. 66: 247- 252.
20.Mattheou, A., Stavropoulos, N., and Samaras, S. 1995. Studies on table grape
germplasm grown in Northern Greece. II. Seedlessness, berry and must
characteristics. Vitis. 34: 217-220.
21.Moosazadch, R., Shoor, M., Tehranifar, A., Davarinczhad, G.H., and
Mokhtaryan, A. 2012a. Identity of some grape cultivars based on fruits and their
seeds morphological characteristics Plant Sci. Res. 4: 1-9.
22.Moosazadeh, R., Shoor, M., Tehranifar, A., Davarynejad, G.H., and
Mokhtaryan, A. 2012b. Study on the variation of morphological and
phenological traits of some native grape cultivars of Razavi Khorasan. Small
Fruits, 4: 57-72.
23.Mullins, M.G., Bouquet, A., and Williams, L.E. 1992. Biology of the grapevine.
Cambridge University. 239p.
24.Myles, S., Boyko, A.R., et al. 2011. Genetic structure and domestication history
of the grape. Proceedings of the Nati. Academy Sci. 108: 3530-3535.
25.Naghavi, M., Gharreh Yazi, B., and Hosseini Salkadeh, G.H. 2013. Molecular
Markers University of Tehran Press. 1-340.
26.Rasoli, V., Farshadfar, E., and Ahmadi, J. 2014, Genetic diversity and path
analysis of grapevine (Vitis vinifera L.) yield components in different
environmental conditions. Plant Ecophysiol. 19: 58-68.
27.Salayeva, S.J., Ojaghi, J.M., Eshghi, R.A., and Akparov, Z.I. 2013.
Morphological variation and relationships of Azerbaijan cultivated and wild
grape populations. In International Caucasia Forestry Symposium. 1055-1063.
28.Scienza, A., Miravelle, R., Visai, C., and Fregoni, M. 1978.
Relationshipbetween seed number, gibberellin and abscisic acid levels, and
ripening in cabernet sauvignon grape berries. Vitis. 17: 361–368.
29.Ward, J.H. 1963. Hierarchical grouping to optimise an objective function. J.
Amer. Statist. Assoc. 58: 236-244.
30.Wei, X., Sykes, S.R., and Clingeleffer, P.R. 2002. An investigation to estimate
genetic parameters in CSIRO’s table grape breeding program. 2. Quality
characteristics. Euphytica. 128: 343–351.
31.Widodo, S.E., Shiraishi, M., and Shiraishi, S. 1996. On the interpretation of
Brix value for the juice of acid citrus. J. Sci. Food Agric. 71: 537-540.