| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,258 |
| تعداد مقالات | 36,030 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,063,897 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 94,084,150 |
بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های برتر علف‌باغ (Dactylis glomerata L.) با استفاده از صفات زراعی و آغازگرهای ISSR به‌منظور بهبود راهبردهای اصلاحی | ||
| تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران | ||
| مقاله 5، دوره 33، شماره 2 - شماره پیاپی 66، اسفند 1404، صفحه 141-160 اصل مقاله (1.38 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijrfpbgr.2026.370569.1482 | ||
| نویسندگان | ||
| یوسف نامی1؛ صالح امیری2؛ رضا محمدی* 3 | ||
| 1استادیار، گروه بیوتکنولوژی غذایی، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال‌غرب و غرب کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز، ایران | ||
| 2محقق، گروه کشت بافت و سلول، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال‌غرب و غرب کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز، ایران | ||
| 3دانشیار، گروه کشت بافت و سلول، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال‌غرب و غرب کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تبریز، ایران. | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: گیاه علف‌باغ (Dactylis glomerata L.) یکی از مهمترین گندمیان علوفه‌ای چندساله مناطق سرد است که در مراتع ایران پراکنش دارد و به دلیل تولید زیست‌توده بالا و سازگاری وسیع، نقش کلیدی در تولید علوفه و چرای دام دارد. در برنامه‌های به‌نژادی گراس‌ها، وجود و شناسایی تنوع ژنتیکی شرط اصلی موفقیت در اصلاح آنها بوده و امکان گزینش والدین دور از نظر ژنتیکی، افزایش هتروزیس، بهبود پایداری عملکرد و ارتقای تحمل به تنش‌ها را فراهم می‌کند. ازاین‌رو، این پژوهش با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های برتر علف‌باغ و معرفی والدین مناسب برای برنامه‌های اصلاحی با استفاده از صفات زراعی و نشانگرهای مولکولی ISSR انجام شد. مواد و روشها: تعداد 20 ژنوتیپ برتر که پیش‌تر براساس عملکرد علوفه، تاریخ گرده‌افشانی و مقاومت به بیماری زنگ انتخاب شده بودند، مورد ارزیابی مولکولی و مورفولوژیکی قرار گرفتند. آزمایش زراعی در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی تبریز واقع در خسروشهر در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. هریک از ژنوتیپها در اوایل فصل پاییز 1399 به صورت تقسیم پنجهها، به تعداد 15 بوته کلون گردیدند و در هر کرت تعداد 5 بوته به فاصله 60 سانتیمتر کشت شدند. در سال 1400 گیاهان کشت شده به‌طور کامل استقرار یافتند. از بهار سال 1401 صفات زراعی شامل تاریخ ظهور خوشه، تاریخ گرده‌افشانی، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد ساقه، قطر تاج‌پوشش، وزن خشک علوفه، عملکرد بذر و قطر طوقه اندازه‌گیری گردیدند. داده‌ها تجزیه واریانس شدند و پس از تأیید اختلاف‌های معنیدار بین ژنوتیپها، مقایسه میانگین‌ها با روش LSD در سطح احتمال ۵% انجام شد و گروهبندی ژنوتیپها با استفاده از تجزیه خوشهای به روش (Ward) انجام گردید. در تجزیه مولکولی، از تعداد ۲۹ آغازگر ISSR استفاده شد. داده‌ها به صورت حضور/عدم حضور باندها ثبت و شاخص‌های تنوع ژنتیکی شامل تعداد مؤثر آلل (Ne)، شاخص شانون (I) و هتروزیگوسیتی مورد انتظار (He) محاسبه گردید. همچنین، روابط ژنتیکی ژنوتیپها با روش Neighbor-Joining و تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) انجام شد. نتایج: نتایج تجزیه واریانس آزمایش زراعی نشان داد که تفاوت بین ژنوتیپها برای کلیه صفات معنیدار بود. ژنوتیپ‌های Dg1، Dg6، Dg10، Dg12 وDg18 بالاترین عملکرد علوفه خشک و عملکرد بذر را نسبت به سایر ژنوتیپها داشتند. تجزیه خوشهای ژنوتیپها را به چهار خوشه اصلی تقسیم کرد که خوشه 4، بیشترین پراکندگی و تنوع ژنتیکی را داشت. نتایج تجزیه ملکولی نشان داد که در مجموع ۳۴۶ آلل شناسایی شدند که ۳۳۷ آلل (4/%97) چندشکل بودند. تعداد آلل در نشانگرها بین ۷ تا ۲۰ متغیر و میانگین آنها ۹۳/۱۱ آلل بود. میانگین شاخص شانون، هتروزیگوسیتی مورد انتظار و تعداد مؤثر آلل به ترتیب برابر با ۴۴۷/۰، ۳۱۵/۰ و ۵۳۳/۱ بود که نشان‌دهنده تنوع ژنتیکی قابل توجه بین ژنوتیپ‌هاست. نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نیز این گروهبندی را تأیید کرد. تحلیل ماتریس شباهت ژنتیکی (دامنه ۴۱/۰ تا ۱۰/۱) نشان داد که ژنوتیپ‌های با فاصله ژنتیکی بیشتر می‌توانند برای بیشینه‌سازی هتروزیس در تلاقی‌های پلی‌کراس استفاده شوند. مقایسه نتایج تجزیه خوشهای براساس نشانگرهای ISSR و صفات زراعی نشان داد که الگوی گروهبندی ژنوتیپها در این دو رویکرد همخوانی نداشت. نتیجهگیری: براساس کیفیت باندها و توان تفکیک، آغازگرهای ISSR03، ISSR25، ISSR06، ISSR32، ISSR17 و ISSR15 به‌عنوان نشانگرهای کارآمدتر برای غربالگری ژرم‌پلاسم علف‌باغ پیشنهاد شدند. بر پایه ضریب شباهت جاکارد، کمترین شباهت (بیشترین فاصله) مربوط به فاصله ژنوتیپ Dg13 با ژنوتیپ‌هایDg17 ،Dg18 و Dg19 بود. در تجزیه خوشهای براساس صفات زراعی، ژنوتیپ‌های Dg1، Dg6، Dg12، Dg13 و Dg18 با فاصله ژنتیکی بیشتر در گروههای متفاوت قرار گرفتند و به عنوان کاندیداهای بالقوه به‌عنوان والدین برای برنامه‌های اصلاحی پلی‌کراس و توسعه ارقام مصنوعی با هدف به حداکثر رساندن هتروزیس و گسترش پایه ژنتیکی ارقام علف‌باغ توصیه شدند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| علف‌باغ (Dactylis glomerata L.)؛ عملکرد علوفه؛ تنوع ژنتیکی؛ آغازگر ISSR؛ تجزیه خوشهای | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of genetic diversity of superior cocksfoot (Dactylis glomerata L.) genotypes using agronomic traits and ISSR markers for enhanced breeding strategies | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Yousef Nami1؛ Saleh Amiri2؛ Reza Mohammadi3 | ||
| 1Assis. Prof., Branch for Northwest and West Region, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tabriz, Iran. | ||
| 2Researcher, Branch for Northwest & West Region, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tabriz, Iran. | ||
| 3Assoc. Prof., Branch for Northwest & West Region, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tabriz, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objective: Cocksfoot (Dactylis glomerata L.) is a major cool-season perennial forage grass widely distributed in the rangelands of Iran and extensively used for livestock grazing and forage production. In grass breeding programs, knowledge of genetic variation is essential for achieving sustainable biomass production, broad adaptation, and long-term genetic improvement. Genetic diversity is the cornerstone of grass breeding because it enables effective parental selection, facilitates the exploitation of heterosis in polycross and synthetic varieties, and enhances yield stability and tolerance to biotic and abiotic stresses. Therefore, this study was conducted to investigate the genetic diversity of superior cocksfoot (Dactylis glomerata L.) genotypes using agronomic traits and ISSR molecular markers. Materials and Methods: Twenty superior genotypes, previously selected based on forage yield, flowering date, and resistance to rust disease, were evaluated for both agronomic traits and ISSR molecular markers. The field experiment was conducted at the research farm of the Agricultural Biotechnology Research Institute, Tabriz, Iran, in 2020. Fifteen clonal plants from each genotype were established in compost-filled pots. After growth under greenhouse conditions, the seedlings were transplanted to the field. The experiment was arranged in a randomized complete block design with three replications. In each plot, five plants of each genotype were established at a spacing of 60 × 60 cm. No data were collected during the establishment year. Data on heading date, pollination date, plant height, panicle length, tiller number, crown diameter, seed yield, and forage dry matter yield at the first and second harvests were recorded in 2022. The data were subjected to analysis of variance, and mean comparisons were performed using the LSD test at the 5% probability level. Agronomic data were further classified using Ward’s cluster analysis. For molecular analysis, 29 ISSR primers were employed. Band presence or absence was scored, and genetic diversity parameters, including the number of effective alleles (Ne), Shannon’s information index (I), and expected heterozygosity (He), were estimated. Genetic relationships among genotypes were evaluated using the Neighbor-Joining clustering method and principal component analysis (PCA). Results: The results of the field experiment revealed significant differences among genotypes for all measured traits. Genotypes Dg1, Dg6, Dg12, Dg13, and Dg18 exhibited superior forage dry matter and seed yields compared with the remaining genotypes. Cluster analysis based on agronomic traits classified the 20 cocksfoot genotypes into four distinct groups, containing 3, 8, 4, and 5 genotypes, respectively. Molecular analysis identified 346 alleles, of which 337 (97.4%) were polymorphic. The number of alleles per primer ranged from 7 to 20, with an average of 11.93 alleles. The mean values of Shannon’s information index, expected heterozygosity, and the number of effective alleles were 0.447, 0.315, and 1.533, respectively, indicating substantial genetic diversity among the evaluated genotypes. Cluster analysis based on ISSR markers also grouped the genotypes into four clusters, with cluster IV exhibiting the highest level of genetic divergence and diversity. The PCA results confirmed the clustering pattern obtained from the molecular data. The genetic similarity matrix, with coefficients ranging from 0.41 to 1.00, suggested that genetically distant clones could serve as suitable parental materials for polycross breeding to maximize heterosis. A comparison of the clustering patterns derived from ISSR markers and agronomic traits indicated that the grouping of genotypes was not fully consistent between the two analytical approaches. Conclusion: Based on band clarity, reproducibility, and discriminatory ability, ISSR03, ISSR25, ISSR06, ISSR32, ISSR17, and ISSR15 were identified as the most informative markers for assessing genetic diversity in cocksfoot. Furthermore, the lowest Jaccard similarity coefficient (higher genetic distances) was observed between genotype Dg13 and genotypes Dg17, Dg18, and Dg19. Accordingly, genotypes Dg1, Dg6, Dg12, Dg13, and Dg18 demonstrated superior agronomic performance while also belonging to distinct groups with relatively greater genetic distances. These genotypes are therefore recommended as promising parental candidates for polycross or synthetic breeding programs aimed at maximizing heterosis and broadening the genetic base of cocksfoot cultivars. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Cocksfoot (Dactylis glomerata L.), forage yield, genetic diversity, ISSR markers, cluster analysis | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 157 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 147 |
||