مطالعه تنوع ژنتیکی، همبستگی صفات و تجزیه علیت توده های سیاه دانه (.Nigella sativa L)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مجتمع آموزش عالی شیروان

چکیده

سابقه و هدف: سیاه دانه با نام علمیL. Nigella sativa یک گیاه دارویی دو لپه، علفی و یکساله که متعلق به خانواده آلاله می باشد. این گیاه بومی غرب آسیا بوده که منشأ آن را خاورمیانه و شبه قاره هند گزارش کرده اند. کشور ایران دارای موقعیت منحصر به فردی از نظر تنوع ژنتیکی در گونه های مختلف گیاهی بخصوص گیاهان دارویی میباشد. ارقام سیاه دانه موجود درکشور دارای تنوع بسیار بالایی از نظر صفات کیفی و کمی هستند. مطالعات قبلی در سیاه دانه نشان داد که بین عملکرد دانه با صفات عملکرد بیولوژیک، تعداد دانه در فولیکول، تعداد دانه در گیاه، ارتفاع بوته، تعداد انشعاب های ساقه و شاخص برداشت همبستگی مثبت و بالایی وجود دارد. بیشترین اثر مسقیم بر عملکرد دانه مربوط به عملکرد بیولوژیک بود. تنوع موجود در توده های سیاه دانه می تواند منبع مناسبی برای کارهای اصلاحی باشد. پژوهش حاضر با هدف بررسی تنوع ، مطالعه همبستگی صفات، تجزیه علیت و تعیین مهمترین صفات موثر در عملکرد توده های سیاه دانه صورت پذیرفت.
مواد و روش ها: به منظور بررسی تنوع، مطالعه ضرایب همبستگی و تجزیه علیت صفات مرتبط با عملکرد دانه 16 توده بومی سیاه دانه(گرگان، گنبد، ارومیه، اهواز، جوین، دشت مغان، زابل، زاهدان، سبزوار، سراوان، شیروان، کاشمر، بجنورد، مریوان، مشهد و کرمان) در مرزعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی مجتمع آموزش عالی شیروان مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش به صورت طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. صفات تعداد روز از کاشت تا شروع گلدهی ،50 درصد گلدهی و اتمام گلدهی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی ، تعداد کپسول در گیاه، وزن کپسول، تعداد دانه درکپسول، وزن هزار دانه، بیوماس تک بوته، شاخص برداشت و عملکرد دانه در هکتار در این پژوهش اندازهگیری شدند. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال یک درصد انجام گرفت. تجزیه علیت برای عملکرد دانه بر اساس صفات باقی مانده در روش رگرسیون چند متغیره انجام شد. جهت تجزیه آماری از نرم افزار R، JMP4 و Statistiac v.8 استفاده شد.
یافته ها: بر اساس تجزیه واریانس بین توده ها اختلاف معنی داری برای تمام صفات اندازه گیری شده وجود دارد. توده مشهد و زاهدان بیشترین تعداد روز تا گلدهی و توده ارومیه کمترین تعداد روز را دارا بود. توده مشهد و گرگان به ترتیب با 1131 و 272 کیلوگرم در هکتار بیشترین و کمترین عملکرد دانه را داشتند. همبستگی عملکرد دانه با تعداد کپسول درگیاه، بیوماس گیاه ، وزن کپسول، تعداد شاخه فرعی و شاخص برداشت مثبت و معنی دار بود. گروه‌بندی توده‌های مناطق مختلف در دسته‌های مختلف خوشه نشان می‌دهد که بین تنوع ژنتیکی و تنوع جغرافیایی تطابق خوبی وجود ندارد. تجزیه رگرسیون مرحلهای نشان داد که حدود 5/68 درصد از تغییرات عملکرد دانه وابسته به صفت تعداد کپسول در بوته است. سپس صفت بیوماس، وزن هزار دانه و تعداد روز تا 50 درصد گلدهی وارد مدل گردیدند که به ترتیب 4، 6/2 و2/1 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه نمودند. در تجزیه علیت تعداد کپسول در گیاه بیشترین اثر مستقیم(**59/0) را بر روی عملکرد دانه داشت و بالاترین اثر غیر مستقیم مربوط به صفت بیوماس از طریق تعداد کپسول در گیاه(395/0) بود.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد تنوع قابل ملاحظه ای را در تودههای سیاه دانه وجود دارد و تودههای سیاه دانه دارای پتانسیل ژنتیکی بالایی جهت استفاده در برنامههای اصلاحی هستند، بنابراین می توان از طریق انتخاب ارقام با خصوصیات زراعی مطلوب برای تولید یک رقم جدید اقدام نمود. تجزیه علیت نشان داد که تعداد کپسول در گیاه و وزن هزار دانه سهم مهمی بر عملکرد دانه سیاه دانه دارند، لذا انتخاب برای این صفات احتمالا می تواند منجر به بهبود عملکرد دانه سیاه دانه شود

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The study of genetic diversity, correlation between traits and path analysis in black cumin (Nigella sativa L.) ecotypes

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Ghorbanzadeh Neghab
  • Mohmmad zare Mehrjerdi
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Black cumin is a dicot herbs, herbaceous annual that belongs to the Buttercup family. It has been reported that this plant is native to West Asia, with Middle East and the India subcontinent origin. Previous studies in black cumin showed that seed yield had positive significant correlation with biomass, seeds per follicle, seed per plant, plant height,1000 seed weight, number of stem branch and harvest index. Variation in black cumin ecotypes is a good source for study of the relationships among yield and its components and breeding program. This study aimed to investigate grain yield potential in different Iranian black cumin ecotypes, the relationship between yield and its components, and to determine the most effective traits on yield.
Materials and methods: In order to study the diversity, correlation coefficients and path analysis of traits related to yield, 16 Iranian black cumin ecotypes were collected form Ahvaz, Bojnoord, Dasthe moghan, Gonbad, Gorgan, Jovian, Kashmar, Kerman, Marivan, Mashhad, Oromieh, Sabzevar, Saravan, Shirvan, Zabol and Zahedan. These ecotypes were cultivated in randomized complete block design with three replications in the field of Agricultural University of Shirvan. Day to begin of flowering, 50% of flowering, end of flowering, height, number of stem branches, number of follicles per plant, weight of follicle, number of seeds per follicle, 1000 seed weight, biological yield, harvest index and seed yield were evaluated. Means of treatments were compared using Duncan’s multiple range tests in 0.01 percent level. Path analysis was performed for seed yield performance based on selected characters by stepwise multivariate regression method. For data analysis software R, Statistica V8 and JMP V4 were used.
Results: Based on the analysis of variance, ecotype effect was significant for all traits. Mashhad and Zahedan ecotypes had the highest and Oromieh ecotype had the lowest days to flowering. Mashhad and Gorgan had the highest seed yield with 1131 and 272.7 kg/ha respectively. The correlation of seed yield with the number of follicles per plant, biomass plant, weight of follicle, number of branches and harvest index were positive and significant. Cluster analysis of ecotypes of different regions in different categories showed that there is not a good match between genetic diversity and geographic diversity. Stepwise regression analysis showed that about 68.5% of the seed yield variation explained by number of capsules per plant. Then the biomass, 1000 seed weight and day to 50% flowering, which were entered into the model, which explained 4, 6.2 and 1.2% of the seed yield variation, respectively. In path analysis, the number of capsules per plant had the highest direct effect on seed yield(0.59**) and the highest indirect effect of biomass effected by the number of capsules per plant(0.395).
Conclusion: Results showed that there was high genetic diversity among black cumin ecotypes for use in breeding programs, so they can be used to select the desired agronomic characteristics for developing new cultivar. In black cumin, the number of capsules per plant and seed weight had major contributions on yield and hence selection for these traits can possibly lead to improvement in yield of black cumin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster analysis
  • Regression
  • Yield components