تحلیل تنوع و صفات مؤثر بر عملکرد وش در توده‌های بومی پنبه ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،

2 بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد،

3 محقق بخش تحقیقات علوم زراعی- باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

4 استادیار بخش تحقیقات به نژادی، مؤسسه تحقیقات پنبه کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،گرگان، 49166-85915، ایران.

10.22092/ijcr.2024.365722.1214

چکیده

سابقه و هدف: مواد ژنتیکی متنوع گیاهی گنجینه‌های بالقوه‌ای هستند که پشتوانه‌ای ارزشمند برای برنامه‌های اصلاح نباتات محسوب می‌شوند، زیرا اساس تحقیقات به‌نژادی گیاهان بر پایه تنوع ژنتیکی وسیع استوار است و اصولاً بدون وجود تنوع، به‌نژادی و انتخاب مفهومی نخواهد داشت. این مطالعه به‌منظور ارزیابی تنوع موجود در توده‌های مختلف پنبه و همچنین شناسایی صفات مؤثر بر عملکرد وش انجام شد.
مواد و روش ها: در این مطالعه تعداد 44 توده بومی پنبه طی دو سال 1398 و 1399 در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی کاشمر کشت شدند. صفات تعداد غوزه باز و بسته، قطر طوقه، عملکرد وش، وزن غوزه، تعداد شاخه‌های رویا و زایا، ارتفاع بوته و زودرسی محصول اندازه‌گیری شدند. از آماره‌های توصیفی، تجزیه بای‌پلات صفت×ژنوتیپ (GT)، تجزیه به عامل‌ها و تجزیه خوشه‌ای جهت بررسی اهداف این پژوهش استفاده شد. تجزیه و تحلیل‌های آماری بر مبنای میانگین داده‌های دو ساله انجام شد. به‌منظور بررسی آماره‌های توصیفی از نرم‌افزار JUMP، برای تجزیه به عامل‌ها و تجزیه خوشه‌ای از نرم‌افزار SPSS 21 و برای تجزیه GT بای‌پلات از نرم‌افزار GEA-R استفاده شد.
یافته ها: دامنه تغییرات وزن غوزه و تعداد غوزه بسته براساس میانگین داده‌های دو ساله بالا بود که حاکی از تنوع ژنوتیپ‌های مورد بررسی برای صفات مذکور می‌باشد. مقایسه ژنوتیپ‌ها براساس صفات چندگانه احتمال تشخیص گروه‌های ژنوتیپی مختلف را ممکن ساخت. تجزیه خوشه‌ای از لحاظ صفات مورد مطالعه، ژنوتیپ‌ها را در چهار گروه اصلی قرار داد. گروه اول حاصل از تجزیه خوشه‌ای زودرس‌تر بود اما کمترین میانگین ارتفاع بوته، تعداد شاخه رویا و زایا، تعداد غوزه باز و قطر طوقه را به خود اختصاص داد. از طرفی گروه دوم و سوم کمترین میزان زودرسی را دارا بودند. ژنوتیپ‌های گروه دوم کمترین وزن غوزه، تعداد شاخه رویا و قطر طوقه را داشتند و گروه سوم بیشترین ارتفاع بوته، تعداد شاخه رویا و تعداد غوزه باز را به خود اختصاص داد. ژنوتیپ‌های گروه چهارم زودرسی و تعداد غوزه بسته بیشتری داشتند. انتخاب ژنوتیپ‌های گروه اول برای برنامه‌های به‌نژادی به‌منظور افزایش زودرسی به همراه کاهش ارتفاع بوته می‌تواند در جهت دستیابی به ارقام با تحمل بیشتر به تنش‌های محیطی از جمله خشکی مفید باشد. همچنین می‌توان از ژنوتیپ‌های گروه سوم که بیشترین تعداد غوزه باز را داشتند برای تلاقی با ژنوتیپ‌های گروه اول به‌منظور ایجاد ارقام با کیفیت و زودرس استفاده کرد.
نتیجه‌گیری: تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه‌ای بین توده‌های بومی مورد مطالعه از نظر اکثر صفات مورد بررسی وجود داشت که نشان‌دهنده پتانسیل بالا برای بهبود این صفات از طریق انتخاب هدفمند در برنامه‌های اصلاحی می‌باشد. وزن غوزه مهم‌ترین جزء تأثیرگذار بر عملکرد وش بود و جزء الیاف نسبت به جزء دانه تاثیر بیشتری در وزن غوزه برخی ژنوتیپ‌های مورد بررسی داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Analysis of diversity and traits affecting yield in cotton landraces of Iran

نویسندگان [English]

  • Majid Taherian 1
  • Fatemeh Saeidnia 2
  • Hassan Najjar 3
  • Mohammad Reza Zangi 4
1 Assistant Professor of Agricultural and Horticultural Science Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Mashhad, 91769-83641, Ir
2 Agricultural and Horticultural Science Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Mashhad, 91769-83641, Iran.
3 Researcher of Horticulture Crop Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Resaerch and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran.
4 Assistant Professor of Plant Breeding Department, Cotton Research Institute of Iran, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Gorgan, 49166-85915, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: Diverse plant genetic materials are potential treasures that are considered valuable support for plant breeding programs, because the plant breeding research is based on wide genetic diversity, and basically, without diversity, breeding and selection will have no meaning. This study was conducted to evaluate the diversity of different cotton landraces and identify the traits affecting their yield.
 Materials and methods: In this study, 44 landraces of cotton were cultivated in the agricultural research station of Kashmir during the two years of 2018 and 2019. The traits of the number of open and closed bolls, crown diameter, crop yield, boll weight, number of monopodial and sympodial branches, plant height, and crop maturity were measured. Descriptive statistics, trait × genotype (GT) biplot analysis, factor analysis, and cluster analysis were used to investigate the objectives of this research. Statistical analyzes were performed based on the average of two-year data. In analyzing of descriptive statistics, JUMP software was used, SPSS 21 software was used for factor analysis and cluster analysis, and GEA-R software was used for GT biplot analysis. Results: Based on the average of two-year data, the range of boll weight and the number of closed bolls were high, which indicates the diversity of the investigated genotypes for the mentioned traits. Comparison between genotypes based on multiple traits made it possible to distinguish different genotypic groups. Cluster analysis of studied traits classified the genotypes into four main groups. The first group obtained from cluster analysis was earlier, but had the lowest average plant height, the number of monopodial and sympodial branches, the number of open bolls, and crown diameter. On the other hand, the second and third groups had the lowest amount of earliness. The genotypes of the second group had the lowest boll weight, the number of shoot branches, and the crown diameter, and the third group had the highest plant height, the number of branches, and the number of open bolls. The genotypes of the forth group had the highest earliness and the number of closed bolls. In order to increase earliness and reduced the plant height, the selection of genotypes from the first group for breeding programs can be helpful in obtaining cultivars with greater tolerance to environmental stresses, including drought. It is also possible to use the genotypes of the third group with the highest number of open bolls to cross with the genotypes of the first group in order to create quality and early cultivars. 
Conclusions:  There was considerable genetic diversity among the studied landraces in terms of most of the evaluated traits, indicating high potential for improving these traits through targeted selection in the breeding programs. The boll weight was the most important factor affecting the yield of cotton, and the fiber component had a greater effect on the boll weight of some studied genotypes than the seed component.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biplot
  • Agronomic traits
  • Clustering
  • Factor analysis

مراجع

  1. Alaeddin, N., Navvabpour, S., and Fathi Saadabadi, M. 2021. Investigating the relationships of quantitative and qualitative characteristics with performance and performance components in cotton cultivars. Iranian Journal of Cotton Researches 9 (2): 145-164.
  2. Alishah, O. 2020. Assessment of genetic variability, heritability and association of plant attributes with lint yield and fiber quality in advanced lines of cotton (Gossypium hirsutum) Iranian Journal of Crop Science 22 (4): 350-364. (in Persian with English Abstract).
  3. Alishah, O. 2016. Introduction of Iranian landraces of cotton. Promotional bulletin, Cotton Research Institute of Iran.
  4. Alishah, O. 2013. Genetics and breeding of Cotton. Academic Publishing Publications, 195 p.
  5. Alishah, O., Begherieh-Najjar, M.B., and Fahmideh, L. 2008. Correlation, path coefficient and factor analysis of some quantitative and agronomic traits in cotton (Gossypium hirsutum L.). Asian Journal of Biological Science, 1(2): 61-68.
  6. Damavande Kamali, S., Alishah, E., and Jelodar, N.B. 2009. Investigate the interaction of genotype and environment and sustainability performance of cotton varieties by parametric and non-parametric method of single - variable. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 48: 41-50. (In Persian with English Abstract).
  7. Djaboutou, M.C., Sinha, M.G., Houedjissin, S.S., Cacai, G.H., and Ahanhanzo, C. 2017. Variability and heritability of morphological traits in collection of cotton genotypes (Gossypium hirsutum) and their potential use for the selection. European Scientific Journal 13 (3): 385-395.
  8. Eskandari Torbaghan, M. 2020. Comparison of Iranian promising lines of cotton in irrigation condition with very salty water. In: Proceedings 2th International Conference of Salinity in Yazd. 19 Feb. Yazd, Iran.
  9. Farooq, J., Anwar, M., Riaz, M., Farooq, A., Mahmood, A., Shahid, M.T.H., Rafiq, M., and Ilahi, F. 2014. Correlation and path coefficient analysis of earliness, fiber quality and yield contributing traits in cotton (Gossypium hirsutum L.). Journal of Animal and Plant Science 24(3): 781-790.
  10. Kamali, A. 2013. The effect of drought stress on yield and yield component using biplot analysis. M.Sc. thesis. Zabol University.
  11. Kamali, A., Fakheri, B.A., and M. Zabet. 2015. The study of drought stress effect on yield and yield components of cotton using biplot analysis. Iranian Journal of Cotton Research 3 (1): 33-47. (in Persian with English Abstract).
  12. Marzban, M. 2022. Evaluation of yield and yield components of different cotton cultivars and lines under different moisture regimes (study location: Kashmar). MSc Thesis of Water Science and Engineering, Birjand University.
  13. Mirlohi, A., Majidi, M.M., and Esmaeilzadeh Moghaddam, M. 2013. Principles of plant breeding. Arkan Danesh, Isfahan, Iran.
  14. Mohammadi, S.A., and Prasanna, B.M. 2003. Analysis of genetic diversity in crop plants- salient statistical tools and considerations. Crop Science 43: 1235-1248.
  15. Najjar, H. 2023. Evaluation and comparison of quantitative and qualitative characteristics of forty-four Iranian landraces of cotton in Kashmar. Final Report of the Research Project. 28 pages.
  16. Najjar, H., Taherian, M., Ramazani Moghaddam, M.R., and Eskandari Torbaghan, M. 2022. Evaluation of variation and identification of effective traits on seed cotton yield in Iranian upland cotton genotypes (Gossypium hirsutum). Journal of Crop Breeding, 14 (42): 22-30. (in Persian with English Abstract).
  17. Pacheco, A., Vargas, M., Alvarado, G., Rodríguez, F., Crossa, J., and Burgueño, J. 2015. GEA-R (Genotype xEnvironment Analysis with R for Windows) Version 4.1, https://hdl.handle.net/11529/10203, CIMMYTResearch Data & Software Repository Network, V16.
  18. Rahemi, M.R., and Alishah, O. 2023. Investigating the effect of morphological, qualitative and yield traits in order to identify the most promising cotton genotypes in Hashem Abad, Gorgan. Iranian Journal of Cotton Researches 10(1): 133-148.
  19. Ramazani, S.H.R., and Abdipour, M. 2018. Statistical analysis of grain yield in Iranian cultivars of barley (Hordeum vulgare ). Journal of Agricultural Research 8: 239-246.
  20. Saeidnia, F., Majidi, M.M., and Mirlohi, A. 2023. Evaluation of genetic variation and simultaneous selection for seed and forage yield in selected genotypes of Dactylis glomerata and Bromus inermis. Journal of Crop Production and Processing 13(2): 33-56. (in Persian with English abstract).
  21. Saeidnia, F., and Najjar, H. 2024. Effect of different irrigation levels on yield and yield components of some promising lines of cotton. Journal of Soil and Plant Interactions 14 (4): 67-84. (in Persian with English abstract).
  22. SAS Institute. 2013. JUMP Ver. 11.0.0. SAS Institute, Inc, Cary
  23. Seddigh, S., Zabet, M., Ghanbari, M.G., and Samadzadeh, A.R. 2016. Identification of superior varieties of cotton (Gossypium hirsutum) under drought stress and normal conditions using GGE biplot and GBT biplot method in Birjand. Journal of Crop Breeding, 8 (19): 134-144. (in Persian with English Abstract).
  24. Sekloka, E., Sabi, A.K., Zinsou, V.A., Aboudou, A., Ndogbe, C.K., Afouda, L., and Baba-Moussa, L. 2018. Phenological, morphological and agronomic characterization of sixteen genotypes of cotton plant (Gossypium hirsutum L.) in rainfed condition in Benin. Journal of Plant Breeding and Crop Science 10(2): 33-40.
  25. Tabatabaei, S.A., Shakeri, E., and Hamidnejad, M.M. 2013. Comparison of the qualitative and quantitative traits of improved and native varieties of cotton in Yazd condition. Journal of agricultural Research 4 (2): 135-146. (in Persian).
  26. Vafaeitabar, T., and Talat, F. 2009. Quantitative and qualitative traits of some promising cotton cultivar in Varamins region. Journal of Agricultural Science 5: 245-256. (in Persian).
  27. Yan, W., and Rajcan, I. 2002. Biplot analysis of sites and trait relations of soybean in Ontario. Crop Science 42: 11-20.
پژوهش های پنبه ایران
دوره 11، شماره 2
شهریور 1403
صفحه 67-82

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار