فهرست مطالب

پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی - پیاپی 41 (بهار 1401)

پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی
پیاپی 41 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/11
  • تعداد عناوین: 20
|
  • سعید باقری کیا*، حبیب الله سوقی، منوچهر خدارحمی صفحات 1-9
    مقدمه و هدف

    با آزمون نتاج حاصل از تلاقی های دای آلل می توان عمل ژن ها و توارث صفات کمی را برآورد نمود این کار باعث افزایش توانایی گزینش لاین های والدی جهت شرکت در تلاقی ها می شود و نحوه مدیریت نسل ها در جمعیت های در حال تفرق تعیین می کند.

    مواد و روش ها

    به منظور شناخت ساختار ژنتیکی عملکرد دانه و اجزای عملکرد، هفت رقم گندم نان شامل بولانی، فلات، مهرگان، معراج، کلاته، فرونتانا و MV17 در یک بلوک تلاقی کشت شدند و تلاقی های مستقیم بین هفت رقم مذکور به منظور تولید نسل F1 انجام شد. نتاج حاصل تلاقی به همراه والدین آن ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی عراقی محله گرگان در سال زراعی 1400-1399 بررسی شدند.

    یافته ها

    نتایج این آزمایش نشان داد که اختلاف ژنوتیپ ها در همه صفات مورد بررسی معنی دار بود. برآورد پارامترهای ژنتیکی با استفاده از روش هیمن نشان داد که مقادیر واریانس غالبیت در صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، وزن صد دانه، تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله و طول پدانکل به طور قابل توجهی بیشتر از واریانس افزایشی بود. در صفات ارتفاع بوته و تعداد روز تا گلدهی هم مقادیر واریانس غالبیت واریانس افزایشی اختلاف چندانی نداشتند. در صفات عملکرد بیولوژیک، وزن صد دانه و روز تا گلدهی نسبت آلل های غالب بیشتر از آلل های مغلوب بود در حالی که در سایر صفات نسبت آلل های غالب و مغلوب برابر بود. وراثت پذیری عمومی بالای عملکرد دانه (89 درصد)، عملکرد بیولوژیک (93 درصد) و وزن دانه در سنبله (74 درصد) و وراثت پذیری خصوصی پایین آن ها (به ترتیب 10، 10 و 13 درصد) نشان دهنده سهم بیشتر اثر غالبیت در کنترل این صفات بود. نتایج تجزیه و تحلیل گرافیکی نشان داد که صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و وزن صد دانه تحت کنترل عمل فوق غالبیت ژن ها و صفات تعداد دانه در سنبله، طول پدانکل و ارتفاع بوته تحت کنترل عمل غالبیت ناقص ژن ها بودند. پراکنش والدها در اطراف خط رگرسیون نشان داد که ارقام فلات و مهرگان حامل بیشترین ژن های غالب و ارقام MV17 و فرونتانا حامل بیشترین ژن های مغلوب در کنترل صفات عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک بودند.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد با توجه به سهم بیشتر اثرات غیر افزایشی ژن ها در صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و اجزای عملکرد بهتر است گزینش در بین نتاج حاصل از این تلاقی ها به نسل های پیشرفته تر موکول گردد؛ در حالی که می توان نسبت به بهبود ژنتیکی صفات ارتفاع بوته و تعداد روز تا گلدهی در نسل های مقدماتی اقدام کرد.

    کلیدواژگان: تلاقی، درجه غالبیت، رگرسیون، عمل ژن، کوواریانس
  • زهرا صارمی، مریم شهبازی*، مهرشاد زین العابدینی، اسلام مجیدی هروان، رضا عزیزی نژاد صفحات 10-18
    مقدمه و هدف

    تنش خشکی از مهمترین عوامل کاهش عملکرد و تولید جو در دیمزارهای مناطق خشک بوده و مقابله و یا کاهش اثر تنش ها به عنوان راهکاری مفید برای افزایش عملکرد جو است. لذا  اصلاح ارقام جو  متحمل به تنش و مناسب برای مناطق خشک و نیمه خشک امری ضروری است.

    مواد و روش ها

    به منظور  بررسی  تحمل  به خشکی 121 ژنوتیپ، لاین و ارقام جو و شناسایی  ژنوتیپ های متحمل و حساس براساس عملکرد دانه و شاخص های تحمل به خشکی، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار طی سا ل های زراعی 94-1393 و 95-1394 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم مراغه در شرایط دیم و آبی انجام شد. صفات ارزیابی شده شامل تعداد سنبله، تعداد دانه، وزن هزار دانه، روز تا سنبله دهی، روز تا رسیدگی و عملکرد دانه بود.

    یافته ها

    نتایج همبستگی بین شاخص های  تحمل به خشکی و عملکرد دانه در شرایط دیم و آبی نشان داد که شاخص  تحمل (STI)، میانگین بهره وری (MP)، میانگین هارمونیک (HM) و  میانگین هندسی بهره وری (GMP) همبستگی مثبت و معنی داری با صفات عملکرد دانه در هر دو شرایط محیطی داشتند و شاخص های مناسبی جهت گزینش ارقام  پرمحصول در هر دو محیط  دیم و آبی دارند. همچنین صفات تعداد سنبله بارور و وزن هزار دانه همبستگی معنی داری با شاخص هایSTI، GMP، MP و HM در هر دو شرایط داشتند. در تجزیه به مولفه های  اصلی براساس  شاخص تحمل به خشکی  و عملکرد دانه در شرایط  آبی، سه مولفه در مجموع 81  درصد از تنوع داده های اولیه را توجیه کرد. در شرایط  دیم نیز، سه مولفه در حدود 88 درصد از کل تنوع را توصیف نمودند.

    نتیجه گیری

    در شرایط این تحقیق، ژنوتیپ های 10 (71557)، 100 (Tokak/Demir-2) و  38 (72480)  در دو  محیط دیم و آبی، پتانسیل تولید دانه بالاتری نسبت به سایر ژنوتیپ ها از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه اصلی، تجزیه همبستگی، جو، شاخص های تحمل
  • مهدی قنواتی*، سعدالله هوشمند، سباستین آلبرشت، لارس گارنت اوتوو صفحات 19-28
    مقدمه و هدف

    گیاهان دارویی کاربرد فراوانی در درمان انسان ها داشته و دارند، در این میان بابونه یکی از با ارزش ترین و پرکاربردترین گیاهان دارویی در جهان است. یکی از مهمترین برنامه های اصلاحی، شناخت تنوع ژنتیکی برای ارزیابی اولیه توده های گیاهی است به این منظور بررسی تنوع ژنتیکی و طبقه بندی اکوتیپ های بابونه آزمایشی طراحی و اجرا گردید.

    مواد و روش ها

    25 اکوتیپ ایرانی و خارجی بابونه در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی شرکت فارماپلنت آلمان مورد ارزیابی قرار گرفت. برخی از این اکوتیپ ها از مناطق طبیعی رشد آن ها جمع آوری شد و برخی نیز نمونه های زراعی بابونه بودند. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی آنها برخی صفات مورفولوژیک، فنولوژیک و اسانس مورد ارزیابی قرار گرفتند.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف اکوتیپ ها از لحاظ تمام صفات در سطح احتمال 1% معنی دار بوده و تنوع ژنتیکی زیادی را بین اکوتیپ ها نشان داد. نتایج همبستگی های فنوتیپی صفات مورد بررسی نشان داد که صفات درصد اسانس، قطر گل، تعداد گل و وزن اندام هوایی از جمله صفات مهم و تاثیرگذار بر عملکرد اسانس بودند. بیشترین میزان وزن تر و خشک اندام هوایی، قطر گل و عملکرد اسانس را سه اکوتیپ اسلواکی، ایذه (2) و لهستان به خود اختصاص دادند، ولی بیشترین درصد اسانس را اکوتیپ ایذه (1) و دره شهر دارا بودند. با توجه به نتایج تجزیه به عامل ها، سه عامل انتخاب شدند که 85/79 درصد از تغییرات را توجیه کردند. عامل اول که بیشترین درصد تغییرات داده ها را توجیه کرد، که پس از ترسیم بای پلات بر اساس دو مولفه، اکوتیپ های ایذه (2) و لهستان به عنوان اکوتیپ های برتر شناسایی شدند. تجزیه خوشه ای هم اکوتیپ های مورد نظر را در چهار گروه طبقه بندی کرد که در تمایز اکوتیپ ها بر اساس صفات مورد نظر به صورت مطلوب عمل کرد و پراکنش اکوتیپ ها بر اساس نمودار بای پلات را تایید کرد.

    نتیجه گیری

     نتایج نشان داد که صفات درصد اسانس، قطر گل، تعداد گل و وزن اندام هوایی از جمله صفات مهم و تاثیرگذار بر عملکرد اسانس بودند. با توجه به اینکه تنوع برای این صفات در بین اکوتیپ های مورد بررسی مشاهده شد، بنابراین غربالگری به منظور افزایش این صفات می تواند باعث افزایش عملکرد شود. بیشترین میزان وزن تر و خشک اندام هوایی، قطر گل و عملکرد اسانس را سه اکوتیپ اسلواکی، ایذه (2) و لهستان به خود اختصاص دادند ولی بیشترین درصد اسانس را اکوتیپ ایذه (1) و دره شهر دارا بودند.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، تجزیه خوشه ای، تجزیه به مولفه های اصلی، عملکرد و درصد اسانس
  • مریم جباری، احمدرضا گل پرور*، بهزاد سرخی لله لو، مجید شمس صفحات 29-41
    مقدمه و هدف

    خویشاوندان وحشی گندم یکی از مهم ترین ذخایر ژنتیکی برای استفاده در برنامه های اصلاحی گندم می باشند. بنابراین شناسایی خویشاوندان وحشی گندم و آگاهی از تنوع موجود در آن ها و همچنین حفاظت از این گونه ها به صورت انکارناپذیری در گسترش غنای خزانه ژنی و پایه ژنتیکی ارقام جدید موثر بوده و می تواند ابزار مناسبی برای اصلاحگران در آینده باشد.

    مواد و روش ها

    مطالعه حاضر به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی و بررسی روابط بین صفات در 49 ژنوتیپ از خویشاوندان وحشی گندم شامل 15 گونه در قالب طرح آگمنت در پنج بلوک در مزرعه بخش تحقیقات ژنتیک و بانک ژن گیاهی ملی ایران موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر در سال زراعی 99-1398 اجرا گردید.

    یافته ها

    بر اساس نتایج تجزیه واریانس بین گونه های مختلف خویشاوند وحشی گندم مورد مطالعه از لحاظ صفات ارتفاع، طول بیرون آمدگی پدانکل، طول پدانکل و طول و عرض دانه اختلاف معنی داری در سطح احتمال 0/01 وجود داشت. مقادیر ضرایب تنوع نیز بیانگر تنوع بالا بین گونه های مختلف خویشاوند وحشی از لحاظ صفات مورفولوژی به غیر از طول برگ پرچم بود. بیشترین میزان ضریب تغییرات ژنتیکی و بیشترین میزان وراثت پذیری، مربوط به صفت طول پدانکل بود. بر اساس نتایج برآورد ضرایب همبستگی بین صفات، رابطه مثبت و معنی داری بین عملکرد و اجزای عملکرد وجود داشت. براساس نتایج تجزیه رگرسیون پنج صفت وزن سنبله، شاخص برداشت، ارتفاع، طول دانه و تعداد دانه در سنبله به عنوان صفات موثر بر عملکرد دانه تعیین شدند که در بین این صفات وزن سنبله عمدتا به صورت مستقیم و تعداد دانه در سنبله به طور غیر مستقیم عملکرد دانه را تحت تاثیر قرار دادند. نتایج تجزیه عاملی نیز منجر به شناسایی سه عامل موثر بر عملکرد شد که در مجموع توانستند 84/39 درصد از واریانس بین داده ها را توجیه کنند. دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه ای، ارقام و گونه های مورد بررسی را بر اساس کلیه صفات به سه گروه کلی تفکیک کرد. از  ژنوتیپ های قرار گرفته در گروه چهارم و پنجم به دلیل داشتن انحراف از میانگین کل مثبت برای صفات ارتفاع، طول برگ پرچم و طول دانه می توان برای کارهای اصلاحی و تولید ارقام جدید با بهبود عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه، بهره برد و از ژنوتیپ های گروه اول می توان برای اصلاح صفت شاخص برداشت استفاده کرد.

     نتیجه گیری

    بین خویشاوندان وحشی گندم مورد مطالعه از لحاظ صفات مورفولوژی تنوع قابل توجهی مشاهده شد که از این تنوع می توان برای برنامه های اصلاح ذخایر ژنتیکی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تجزیه عاملی، تنوع ژنتیکی، خویشاوندان وحشی، گندم
  • مژگان ارکان، ندا میرآخورلی*، لیلا شبانی، عبدالفتاح عامر دبابت صفحات 42-52
    مقدمه و هدف

    در شرایط مزرعه غلات دانه ریز از جمله گندم تحت تاثیر انواع عوامل محیطی مخرب نظیر تنش های غیر زیستی و زیستی قرار می گیرند که باعث  کاهش شدید در عملکرد محصول می شود. در مواجه گیاه با این شرایط، فاکتورهای رونویسی از طریق فعال یا سرکوب کردن بیان ژن های درگیر در پاسخ های مقاومتی سبب ایجاد مقاومت گیاه در برابر انواع تنش ها می شوند. هدف از مطالعه ی حاضر بررسی الگوی بیان ژن فاکتور رونویسی NAC69-3 در گیاه گندم در پاسخ به تنش های زیستی و غیر زیستی بود.

    مواد و روش ها

    جهت تعیین و انتخاب ژن های مرتبط با مقاومت در برابر انواع تنش های زیستی و غیر زیستی، داده های ریزآرایه ی Triticum aestivum در سایت  NCBI GEO بررسی و فاکتور رونویسی  NAC69-3برای تایید آزمایشگاهی انتخاب گردید. به منظور بررسی الگوی بیان این ژن تنش های خشکی، قارچ Fusarium culmorum و نماتد Heterodera filipjevi و ترکیبات دوتایی و سه تایی آنها به صورت طرح آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دو رقم گندمSBP-CL16  (مقاوم به قارچ) و Silverstar (مقاوم به نماتد) اعمال گردید و نمونه برداری در سه زمان 24 ساعت، 48 ساعت و 7 روز پس از اعمال تنش ها از بافت ریشه بود. پس ازاستخراج RNA وساخت cDNA، واکنشReal-time PCR  جهت بررسی الگوی بیان با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن NAC69-3 انجام شد.

    یافته ها

    دراین مطالعه افزایش معنی داری در میزان بیان نسبی ژنNAC69-3 ، در هر دو رقم گندم، در اکثر تیمارها نسبت به شاهد مشاهده شد. رقم مقاوم به قارچ (SBP-CL16) تحت تنش قارچ، افزایش بیان بیشتری نسبت به تنش نماتد نشان داد و در رقم مقاوم به نماتد (Silverstar) در تنش نماتد، افزایش بیان بیشتری مشاهده گردید. همچنین با اعمال همزمان تنش ها، ژن NAC69-3 افزایش بیان بالاتری نسبت به اعمال هر تنش به صورت جداگانه داشت.

    نتیجه گیری

    فاکتورهای رونویسی NAC در اثر تنش های چندگانه القا می شوند، انتظار می رود دستکاری ژن های پاسخ دهنده به تنش چندگانه، بتواند فرصتی مناسب برای تولید گیاهانی متحمل به تنش های چندگانه با بازده بالا ایجاد کند.

    کلیدواژگان: عوامل مخرب غیرزیستی، عوامل بیماریزا، واکنش Real-time PCR
  • زهرا ابراهیمی*، عباس بیابانی، رحمت الله محمدی، حسین صبوری، علی راحمی کاریزکی صفحات 53-62
    مقدمه و هدف

    با توجه به کمبود عناصر ریزمغذی و نیاز مبرم به غنی سازی در گیاهان مهم و راهبردی در تغذیه جامعه انسانی همچون گندم، ضرورت ایجاب می کند تا هر گونه راهکاری برای بهینه کردن کیفیت و تولید این محصول مورد ارزیابی قرار گیرد. همین امر سبب روی آوری پژوهشگران به بررسی تاثیر محلول پاشی عناصر روی و آهن در مراحل مختلف رشدی جهت ارزیابی عملکرد دانه و صفات کیفی گندم شده است.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تاثیر محلول پاشی عناصر روی و آهن بر صفات غلظت روی، آهن، درصد نیتروژن در برگ پرچم، شاخص کلروفیل، دمای کانوپی، پایداری غشای سیتوپلاسمی، درصد نیتروژن دانه، عملکرد پروتیین دانه و عملکرد دانه گندم دیم آسمان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 4 تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گنبدکاوس در سال زراعی 99-1398 انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل محلول پاشی در چهارسطح (محلول پاشی عنصر روی، محلول پاشی آهن، مصرف همزمان روی و آهن و محلول پاشی آب خالص به عنوان شاهد)  و فاکتور دوم در سه سطح زمان محلول پاشی (پنجه دهی، ساقه دهی و پرشدن دانه) در نظر گرفته شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که محلول پاشی با آهن، روی و مصرف همزمان آهن و روی اثر معنی داری روی صفات مورد بررسی داشت. همچنین محلول پاشی در مراحل مختلف رشد اثر معنی داری بر صفات مورد ارزیابی به جز شاخص کلروفیل و عملکرد دانه داشت. اثر متقابل محلول پاشی در زمان محلول پاشی نیز نشان داد، حداکثر مقدار روی در برگ پرچم مربوط به محلول پاشی روی (در زمان پرشدن دانه) و بالاترین میزان آهن در برگ پرچم نیز مربوط به محلول پاشی توام روی و آهن (در مرحله پرشدن دانه) و محلول پاشی آهن (در مرحله ساقه دهی) به دست آمد. بیشترین درصد نیتروژن دانه در تیمار محلول پاشی آهن (2/06 درصد) و محلول پاشی توام روی و آهن (2/04 درصد) در زمان محلول پاشی ساقه دهی بدست آمد. که از لحاظ آماری دریک گروه قرار داشتند. به علاوه عملکرد پروتیین دانه در شرایط محلول پاشی همزمان روی و آهن در زمان ساقه دهی نسبت به سایر تیمارها دارای بالاترین مقدار بود. در نهایت بیشترین عملکرد دانه نیز با مصرف همزمان آهن و روی در زمان پرشدن دانه و ساقه دهی بدست آمد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی، محلول پاشی با عناصر ریزمغذی روی و آهن، باعث بهبود صفات کیفی گندم شد و عملکرد دانه گندم را در مقایسه با تیمار شاهد افزایش داد.  همچنین محلول پاشی عناصر آهن و روی به تنهایی و یا در ترکیب با یکدیگر سبب افزایش عملکرد دانه و صفات کیفی گندم دیم در شرایط اقلیمی منطقه گردید.

    کلیدواژگان: آهن، روی، غنی سازی، کلروفیل، گندم
  • حسن زالی*، منوچهر دست فال، سید هادی هاشمی، فتانه فرسوده، منوچهر کریمی، مریم جعفری، زیبا مهدوی نیا صفحات 63-74
    مقدمه و هدف

    جو (Hordeum vulgare L.) گیاه زراعی مهمی مانند گندم و برنج است. جو منبع غذایی بسیار خوبی برای انسان است و از آن برای تغذیه دام نیز استفاده می شود. هدف نهایی برنامه های به نژادی جو افزایش راندمان و پایداری تولید در مزارع کشاورزان است که از طریق جایگزینی ارقام پربازده تر با ارقام کم بازده و قدیمی تر میسر می گردد. انتخاب مشارکتی ارقام در زمین کشاورزان با همین اهداف طراحی شده است، در واقع مکمل و پشتوانه آزمایشات به نژادی می باشد که امکان مشارکت مستقیم بهره برداران و لحاظ شدن دیدگاه های آنها در انتخاب ارقام مناسب تر را  فراهم می کند. این بررسی به منظور مقایسه عملکرد ارقام و لاین های امید بخش جو در خارج از ایستگاه های تحقیقات کشاورزی و هم چنین آشنایی بیش تر کشاورزان، کارشناسان و مروجین با خصوصیات این ارقام و لاین ها انجام شد.

    مواد و روش ها

    به منظور ارزیابی تعدادی از ارقام و لاین های جو از اقلیم های مختلف (اقلیم های گرم، سرد و معتدل و مناطق شور) در شهرستان های جنوبی استان فارس از لحاظ صفات زراعی و به ویژه عملکرد دانه، در شرایط زراعی بهره برداران، چهار آزمایش مجزا در قالب آزمایشات بدون تکرار طی دو سال در چهار شهرستان استان فارس انجام شد. طرح انتخاب مشارکتی ارقام در سال زراعی 98-1397 در دو شهرستان لارستان (شهر جویم) و فسا (بخش شیبکوه) و در سال زراعی 99-1398 در دو شهرستان جهرم و استهبان (روستای انجیرک شهر ایج) انجام شد. به منظور انتخاب ارقام و لاین های مناسب برای هر منطقه از شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) استفاده شد.

    یافته ها

    شاخص SIIG بر مبنای صفات عملکرد دانه، وزن هزار دانه و تعداد روز تا رسیدگی محاسبه شد. نتایج شاخص SIIG  نشان داد تعداد 5، 2، 5 و 9 لاین و رقم
    به ترتیب در شهرستان های لارستان، فسا، جهرم و استهبان با مقدار شاخص SIIG بالا (SIIG ≥ 0/600) جزء لاین های برتر بودند. در شهرستان های لارستان، فسا و جهرم عملکرد تمام ارقام و لاین های اصلاحی از ارقام محلی بالاتر بود. به طوری که متوسط عملکرد ارقام و لاین های امیدبخش در شهرستان لارستان 1138 کیلوگرم در هکتار، در شهرستان فسا 2047 کیلوگرم در هکتار و در شهرستان جهرم 2193 کیلوگرم در هکتار از شاهد محلی هر شهرستان بالاتر بودند.

    نتیجه گیری

    در مجموع ارقام مناسب کشت در شهرستان استهبان شامل جلگه (رقم اقلیم سرد)، نانیوس (رقم خارجی)، گلشن (رقم مناطق شور)، ریحان 03 و به رخ (ارقام مناطق معتدل) و نوروز (رقم اقلیم گرم) بود. ارقام مناسب برای کشت در شهرستان فسا شامل نوروز و ریحان 03، در شهرستان جهرم شامل لاین های WB-95-3 و WB-94-4 و در شهرستان لارستان، ارقام گلچین و اکسین بود.

    کلیدواژگان: اقلیم گرم، انتخاب مشارکتی ارقام، شاخص SIIG
  • بهروز امین زاده، بهزاد ثانی، بهرام علیزاده*، حمید مظفری صفحات 75-84
    مقدمه و هدف

    تنش خشکی به عنوان یکی از مهم ترین تنش های غیرزیستی عامل محدودکننده اصلی کشت کلزا در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود. بنابراین، شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی، یکی از برنامه های ضروری در این مناطق به شمار می رود. یکی از روش های مناسب به منظور شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی استفاده از شاخص های تحمل به تنش می باشد. در این راستا، مطالعه پیش رو برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی از بین 38 ژنوتیپ کلزای زمستانه با استفاده از شاخص های تحمل به خشکی طراحی شد.

    مواد و روش ها

    این آزمایش براساس طرح بلوک های کامل تصادفی (RCBD) با سه تکرار تحت شرایط نرمال و تنش خشکی در سال زراعی 1396-1395 انجام شد. در آزمایش نرمال، آبیاری در پنج مرحله انجام شد، درحالی که در شرایط تنش خشکی، آبیاری قبل از شروع گل دهی، متوقف شد. عملکرد ژنوتیپ ها تحت شرایط نرمال و خشکی با استفاده از شاخص تحمل خشکی شامل TOL، MP، GMP، HM، STI، YSI، SSI، YR، K1STI و RDI برای شناسایی ژنوتیپ های حساس و متحمل به خشکی مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    تجزیه واریانس اختلاف معنی داری بین ژنوتیپ های ارزیابی شده برای تمام شاخص های تحمل به خشکی نشان داد. بیشترین ضریب تغییرپذیری ژنوتیپ برای شاخص های TOL و SSI، YR و K2ST1 مشاهده گردید. تحلیل همبستگی، ارتباط مثبت و معنی داری بین Yp و TOL، SSI و YR و همچنین ارتباط منفی و معنی داری با Ys را نشان داد. بر اساس تجزیه به مولفه های اصلی  دو مولفه اول 99/64 درصد کل تغییرات مشاهده شده را به خود اختصاص دادند. 65/36 و 34/28 درصد تغییرات به ترتیب توسط مولفه های اول و دوم پوشش داده شدند. مولفه اول، ژنوتیپ های متحمل را تشخیص داد، درحالی که مولفه دوم ژنوتیپ های حساس به خشکی را شناسایی نمود. تجزیه خوشه ای، ضمن تایید نتایج حاصل از تجزیه به مولفه های اصلی، ژنوتیپ ها را در سه دسته طبقه بندی نمود. همچنین با استفاده از تجزیه خوشه ای نتایج  تجزیه به مولفه های اصلی را تایید کرد و ژنوتیپ های متحمل به خشکی را از ژنوتیپ های حساس تفکیک نمود.

    نتیجه گیری

    درنهایت، این تحقیق پنج ژنوتیپ برتر را شناسایی نمود، ازجمله G6، G10، G18، G23 و G33 که متحمل ترین ژنوتیپ ها درمقابل خشکی بوده و عملکرد آنها تحت شرایط نرمال و تنش خشکی تفاوت معنی داری تداشت.

    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه اصلی، تنش، شاخص های تحمل به خشکی، کانولا و Brassica
  • فرشته خورسندی*، سید حسن مرعشی، مسعود احمدی، فرج الله شهریاری احمدی صفحات 85-96
    مقدمه و هدف

    چغندرقند یکی از محصولات مهم زراعی در دنیا است و بخش عمده ای از شکر مصرفی در کشور ما از این گیاه تامین می شود. برنامه های اصلاح نباتات براساس ایجاد تنوع و انتخاب صفات کمی و کیفی بررسی تنوع ژنتیکی اولین گام برنامه های اصلاحی محسوب می شود. 

    مواد و روش ها

    در این مطالعه به منظور بررسی تنوع ژنتیکی از 30 ژنوتیپ (لاین اوتایپ) که دارای صفات فنوتیپی متفاوت بودند استفاده شد. این آزمایش به صورت طرح آزمایشی بلوک کامل تصادفی در سطح مزرعه ای به اجرا در آمد. این 30 ژنوتیپ از نظر صفات مرفولوژیکی «نمره رشد، رنگ برگ، یکنواختی ریشه، بیماری ریزومانیا ریشه، درصد قند، عملکرد (وزن)، عملکرد قند» موردبررسی قرار گرفت. 

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس آماری صفات موردمطالعه نشان داد ژنوتیپ ها از نظر همه صفات اندازه گیری شده دارای اختلاف و تنوع معنی داری می باشند. همچنین ژنوتیپ ها به وسیله 10 جفت آغازگر SSR موردبررسی قرار گرفتند که از 10 آغازگر SSR، 3 آغازگر چند شکلی را نشان دادند. این 3 آغازگر از نظر الگوی باندی موردبررسی قرار گرفتند و باندها براساس وجود یا عدم وجود (صفر و یک) نمرده دهی شدند و برای درک بهتر شباهت ها و تفاوت ها از ماتریس تشابه استفاده شد. که نتایج نشان داد از بین 3 آغازگر موردمطالعه ، آغازگر SB06 ، 100% چند شکلی را نشان داده که می توان نتیجه گرفت این نشانگر تنوع را بهتر نشان می دهد. علاوه بر ارزیابی صفات و تنوع ژنتیکی با استفاده از نشانگر مولکولی SSR، به منظور تعیین ارتباط بین صفات مورفولوژیکی و داده های مولکولی و شناسایی نشانگرهایی که پیوستگی با این صفات را دارند نیز از روش رگرسیون گام به گام انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه وتحلیل رگرسیون گام به گام نشان داد که ارتباط معنی داری بین صفات و برخی از مکان های ژنی آغازگرهای موردمطالعه وجود دارند. مکان ژنی آغازگر SB06-1 با بیشترین تعداد صفت مرتبط بود. بالاترین همبستگی بین مکان ژنی آغازگر SB06-1 , SB06-3 و صفت یکنواختی ریشه (r=0.40**) در سطح 1% را نشان دادند.   

    نتیجه گیری

    با نتایج بدست آمده از تجزیه ارتباط می توان نتیجه گرفت که مکان ژنی آغازگر SB06-1 برای آغازگر SSR بالاترین ارتباط با صفات را نشان دادند. بنابراین، این نشانگرها می توانند برای مطالعه تنوع ژنتیکی و تجزیه ارتباط در مطالعه برنامه های اصلاحی چغندرقند مورداستفاده قرار بگیرند و از آن ها در انتخاب به کمک نشانگر استفاده نمود.نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که نشانگرهای SSR می توانند ژنوتیپ های چغندرقند را از هم تفکیک کرده و تنوع ژنتیکی را به خوبی نشان دهند. بنابراین از این نشانگرها می توان در برنامه های اصلاحی استفاده نمود.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، چغندرقند، صفات مرفولوژیکی، نشانگر SSR
  • الهه شادان، حمید نجفی زرینی*، بهرام علیزاده، غلامعلی رنجبر، غفار کیانی صفحات 97-107
    مقدمه و هدف

    کلزا یکی از مهمترین گونه های گیاهی دانه روغنی در مناطق با شرایط معتدل آب و هوایی است. در اکثر برنامه های به نژادی مخصوصا در مقایسه ژنوتیپ ها در محیط های مختلف، به دلیل وجود اثر متقابل ژنوتیپ × محیط تظاهر ژنوتیپ ها در محیط های مختلف، متفاوت است. بنابراین برای برآورد دقیق میزان عملکرد دانه، بایستی آزمایشات تکرار دار منطقه ای توسط به نژادگران انجام گیرد.

    مواد و روش ها

    به منظور مطالعه برهمکنش ژنوتیپ × محیط و شناسایی ژنوتیپ‎های پایدار، تعداد 16 ژنوتیپ کلزا طی آزمایشی در پنج منطقه کرج، کرمانشاه، اصفهان، مشهد و همدان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و به مدت دو سال زراعی 95-96 و 96-97 مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور تجزیه و تحلیل برهمکنش ژنوتیپ با محیط از مدل اثرات اصلی افزایشی و اثرات متقابل ضرب پذیر (AMMI) و مدلGGE بای پلات (ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط) استفاده شد. برای بررسی پایداری ژنوتیپ ها از آماره ارزش پایداری امی (ASV) استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که به ترتیب 40/59 ، 26/01 و 33/39 درصد از کل تغییرات مربوط به اثر محیط، اثر ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط بود. نتایج نشان داد که چهار مولفه اصلی مدل AMMI معنی دار بودند و 88/5 درصد از مجموع مربعات اثر متقابل ژنوتیپ×محیط را توجیه کردند. ژنوتیپ های شماره 7 و 2 با داشتن کم ترین میزان ASV و عملکردی بالاتر از میانگین کل به عنوان ژنوتیپ هایی با پایداری عمومی خوب شناخته شدند. بررسی بای پلات چند ضلعی منجر به شناسایی چهار ژنوتیپ برتر و دو محیط بزرگ شده و ژنوتیپ های مناسب در هر محیط بزرگ نیز مشخص گردید. پنج ژنوتیپ دیگر در نواحی قرار گرفتند که هیچ محیطی در آن قرار نداشت و ارقامی ضعیف در اکثر محیط ها بودند. بررسی همزمان پایداری و عملکرد ژنوتیپ ها با استفاده از بای پلات مختصات محیط متوسط نیز نشان داد که ژنوتیپ های 13 و 15 با عملکرد بالا جزء ناپایدارترین ژنوتیپ ها بودند. ژنوتیپ 9 با بالاترین عملکرد دانه و پایداری عملکرد نسبی گزینش شد. همچنین دو ژنوتیپ 9 و 7 نزدیکترین ژنوتیپ به ژنوتیپ ایده آل بودند.

    نتیجه گیری

    تجزیه AMMI و شاخص پایداری امی (ASV) در مقایسه با نتایج GGE بای پلات نشان داد تمام این شاخص ها از پتانسیل خوبی برای ارزیابی پایداری عملکرد ژنوتیپ ها برخوردار بودند، اما GGE بای پلات بسیار کاربردی تر بوده و می تواند به صورت گسترده ای در بررسی پایداری و سازگاری ژنوتیپ ها در مناطق و سال های متعدد در برنامه های اصلاح کلزای زمستانه بکار گرفته شود. بر اساس نتایج حاصل از این شاخص ها ژنوتیپ های شماره 7 و 2 پایدارترین ژنوتیپ ها با سازگاری عمومی بالا بودند.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ×محیط، آزمایش های چندمحیطی، پایداری عمومی، ژنوتیپ ایده آل، محیط ایده آل
  • علی قربانی پور*، بابک ربیعی صفحات 108-118
    مقدمه و هدف

    ارزش اقتصادی یک رقم به صفات مختلف آن بستگی دارد و از این رو اطلاع دقیق از رفتار ژنتیکی و شناسایی مکان های ژنومی دخیل در کنترل این صفات
    می تواند به به نژادگر در اصلاح ارقام کمک کند.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق، ارتباط و پیوستگی بین نشانگرهای ریزماهواره با برخی از صفات مهم زراعی و مورفولوژیک در 130 ژنوتیپ مختلف سویا از طریق مدل های ارتباطی شامل مدل خطی عمومی (GLM) و مدل خطی مختلط (MLM) در سال 1394 مورد ارزیابی قرار گرفت. صفات مورد مطالعه شامل ارتفاع بوته، طول غلاف، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، تعداد دانه در بوته، وزن غلاف، وزن دانه، وزن صد دانه و عملکرد دانه بودند.

    یافته ها

    در تجزیه تنوع مولکولی ژنوتیپ های مورد مطالعه بر اساس نشانگرهای ریز ماهواره، 87 آلل توسط نشانگرهای مورد استفاده تکثیر شد که از این تعداد 85 آلل (97/7 درصد) چند شکل بودند. بر اساس نتایج تجزیه تنوع ژنتیکی میانگین تعداد آلل  موثر، شاخص شانون، محتوی اطلاعات چند شکل و تنوع ژنی نیی به ترتیب 1/7، 0/52، 0/62 و 0/48 برآورد شد. بر اساس نتایج تجزیه ساختار، سه زیر جمعیت احتمالی (3=K) در ژرم پلاسم مورد مطالعه شناسایی شد که 34 ژنوتیپ (26/15 درصد) به ساختار اول، 43 ژنوتیپ (33/07 درصد) به ساختار دوم و 44 ژنوتیپ (33/84 درصد) به ساختار سوم تعلق داشتند و 9 ژنوتیپ (6/92 درصد) نیز ساختار مخلوط داشتند که نتایج حاصل از رسم بار پلات نیز آن را تایید کرد. در تجزیه ارتباطی با دو روش GLM و MLM به ترتیب 33 و 35 نشانگر، ارتباط معنی داری را با صفات مورد مطالعه نشان دادند. تعدادی از نشانگرهای ریز ماهواره دارای ارتباط معنی داری با چند صفت بودند (مانند ارتباط نشانگر Satt460 با صفات ارتفاع بوته، طول غلاف، تعداد دانه در غلاف و وزن صد دانه) که می تواند ناشی از آثار پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل این صفات باشد. ارتباط چند نشانگر با یک صفت خاص (مانند ارتباط نشانگرهای Satt359، Satt361، Sct_028 و Sat_124 با صفت عملکرد دانه) نیز نشان دهنده توارث کمی و پلی ژنیک این صفت باشد که هر کدام از آن ها سهمی مشخص از تنوع صفت را کنترل می کنند.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج نشان داد که ضمن استفاده از نشانگرهایی به عنوان نشانگرهای مفید در ارزیابی تنوع ژنتیکی در سویا، نشانگرهایی نیز که پیوستگی بیشتری با نواحی ژنومی کنترل کننده این صفات داشتند، جهت اصلاح جمعیت از طریق انتخاب به کمک نشانگر معرفی می شوند.

    کلیدواژگان: تجزیه ساختار، ژنوتیپ، عدم تعادل لینکاژی، عملکرد و اجزای عملکرد
  • سید محسن سیدی*، بهروز اسدی صفحات 119-128
    مقدمه و هدف

    با توجه به محدودیت منابع آبی مورد نیاز کشاورزی در ایران، ارایه روش های موثر در کاهش آثار منفی خشکی بر عملکرد گیاهان زراعی از مهم مطالعات مهم به نژادی می باشد. تحمل به تنش خشکی در گیاهان زراعی دارای اهمیت ویژه ای است. با استفاده از ارقام مختلف گیاهان زراعی که در در تنش خشکی قادر به تولید عملکرد نسبتا مناسب باشند، می توان با اطمینان بیشتری آن ها را در ناحیه های خشک و نیمه خشک کشت نمود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی و مقایسه عملکرد ژنوتیپ های لوبیا چیتی بر اساس شاخص های تحمل و حساسیت، آزمایشی در دو محیط بدون تنش و تنش خشکی در سال زراعی 96-1395 در مزرعه تحقیقاتی پردیس تحقیقات و آموزش لوبیا خمین اجرا گردید. 24 ژنوتیپ لوبیا چیتی به همراه رقم شاهد غفار (در مجموع 25 ژنوتیپ) در قالب طرح لاتیس با دو تکرار مورد مقایسه قرار گرفتند. در این مطالعه شاخص بهره وری متوسط، شاخص میانگین هندسی بهره وری، شاخص تحمل به تنش، شاخص حساسیت به تنش و شاخص تحمل ارزیابی شدند.

    یافته ها

    تنش خشکی منجر به کاهش معنی دار صفات مورد بررسی شد. از بین ژنوتیپ های بررسی شده در شرایط آبیاری معمول و تنش خشکی، ژنوتیپ KS21578
    به ترتیب با 2805 و 1719 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد دانه را دارا بود. کمترین عملکرد دانه در ژنوتیپ KS21591 و ژنوتیپ KS21596 به ترتیب در شرایط آبیاری معمول و تنش خشکی بدست آمد. بر اثر تنش خشکی، عملکرد دانه ژنوتیپ های بررسی شده 49 درصد کاهش نشان داد.تنش خشکی باعث افزایش دوره گلدهی و رسیدگی در ژنوتیپ ها شد. بیشترین مقدار شاخص تحمل به تنش (1086/6)، شاخص بهره وری متوسط (2124/8) و  شاخص میانگین هندسی بهره وری (2054/2) به ژنوتیپ KS21578 تعلق گرفت. همچنین، بیشترین  و کمترین مقدار شاخص تحمل (به ترتیب 1288/6 و 126/4) به ترتیب در رقم غفار (شاهد) و لاین KS21591 مشاهده شد. کمترین مقدار شاخص حساسیت به تنش (0/2) نیز در ژنوتیپ KS21585 بدست آمد.

    نتیجه گیری

    بطور کلی، بر اساس عملکرد دانه لوبیا در دو شرایط آبیاری معمول و تنش خشکی و ارزیابی شاخص های تحمل تنش و نیز نمودار دو طرفه شاخص های میانگین هندسی تولید و شاخص حساسیت به تنش و با در نظر گرفتن دوره رسیدگی، فرم بوته و بازارپسندی دانه در مجموع تعداد 8 ژنوتیپ لوبیا چیتی جهت آزمایش گزینش گردیدند.

    کلیدواژگان: انتخاب، بهره وری متوسط، حساسیت به تنش، شاخص تحمل، میانگین هندسی بهره وری
  • محمود حسن زاده، نورالدین حسین پورآزاد*، فرهاد ذوالفقارپور صفحات 129-137
    مقدمه و هدف

    در تحقیق حاضر به بررسی اثرات پرتوهای حاصل از پسماندهای مواد رادیو اکتیو در یک معدن متروکه اورانیوم در تغییر کمیت و کیفیت محتویات متابولیتی اسانس درمنه کوهی پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

    جهت دسترسی کامل به اطلاعات آلودگی تابشی منطقه مورد مطالعه نقشه تشعشعات رادونی نقطه به نقطه در 10 نقطه با استفاده از دستگاه تابش سنج طی دو سال متمادی مورد سنجش قرار گرفت. این اندازه گیری مشتمل بر نقاط هم ارتفاع در دو کوه مقابل هم (کوه دارای نقاط حاوی مواد راداکیتو A و کوه نقاط فاقد مواد رادیواکتیو B) بود. نمونه برداری از سرشاخه های گیاه درمنه کوهی (Artemisia absinthium) بصورت سیستماتیک و در سه تکرار مختلف انجام پذیرفت. اسانس موجود در سرشاخه ها به روش تقطیر با بخار آب استخراج گردیده و با استفاده از کروماتوگرافی گازی مجهز به طیف سنجی جرمی (GC- Mass) متابولیت های تشکیل دهنده اسانس جداسازی و شناسایی شدند.

    یافته ها

    آزمون مقایسات میانگین (P<0.01) با استفاده از نرم افزار آماری GenStat12.1 به روش فیشر حفاظت شده، تغییرات معنی داری را در مقادیر متابولیت ها در هر دو نقطه مورد مطالعه نشان داد. به طوری که در ارتفاع 930 متر با بالاترین میزان شدت رادیو اکتیو 1.8 میلی سیوورت (A930/R1.8)، در مقایسه با نقطه شاهد (B930/R0.16) تغییرات افزایشی در مقادیر متابولیت های گاما ترپینن، اکالیپتول، توژون و کامفور مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    قرار گرفتن طولانی مدت گیاهان چند ساله در معرض تابش های محیطی منجر به تغییرات بیوشیمیایی شده که ممکن است در نتیجه جهش زایی عناصر پرتوزا در ژن های دخیل در مسیرهای بیوسنتزی متابولیت های ثانویه باشد.

    کلیدواژگان: تانشیون ها، درمنه، طیف سنجی جرمی، متابولیت های ثانویه، مواد رادیواکتیو
  • نوشین محمودی، غلامرضا شریفی سیرچی*، کیانوش چقامیرزا صفحات 138-149
    مقدمه و هدف

    کاپاریس اسپینوزا متعلق به جنس Capparis و خانواده Capparidaceae دارای 350 گونه است. این گیاه با نام تجاری کبر دارای گونه های متعددی در ایران است. کبر دارای پتانسیل های عظیمی برای کشاورزی و بهره برداری، به دلیل بازار بین المللی متنوع نشان می دهد. امروزه تمرکز بر انتخاب و اصلاح این گونه در بسیاری از کشورها انجام شده است. انواع تکنیک های تحلیلی مختلف ژنتیکی در زمینه ژنتیک مولکولی به همراه چندین نشانگر ژنتیکی مبتنی بر PCR برای ارایه اطلاعات تغییرات ژنتیکی در گونه های گیاهی استفاده می شوند. نشانگرهای ISSR و SCoT نشانگرهای غالبی هستند که می توانند برای ارزیابی تنوع ژنتیکی در ژرم پلاسم گیاهان استفاده شوند.

    مواد و روش ها

    برای ارزیابی ساختار جمعیت Capparis spinosa که به طور طبیعی در مناطق غرب ایران رشد می کنند، 80 ژنوتیپ از 12 مکان مختلف جمع آوری شد.

    یافته ها

    خوشه بندی با استفاده از دو نشانگر ISSR و SCoT، 80 ژنوتیپ را در دو گروه توزیع کرد. طبق نتایج تجزیه ارتباط صفات مورفولوژیکی بر اساس دو نشانگر ISSR و SCoT، همه نشانگرهای گزارش شده معنی دار بودند. در مجموع بر اساس نتایج، 966 نشانگر SCoT و 571 نشانگر ISSR که ارتباط معنی داری (در سطح احتمال 5 درصد) با صفات مورد مطالعه داشتند شناسایی شدند.

    نتیجه گیری

    طبق گروه بندی استراکچر با استفاده از نشانگر SCoT، نمونه های مربوط به جمعیت های جمع آوری شده از کرمانشاه، چارمله، ایلام، سرپل ذهاب، قصرشیرین، گورسفید، گیلان، خسروی، نفت شهر، و سومار در یک گروه و نمونه های مربوط به جمعیت های جمع آوری شده از کرند و ایوان در یک گروه طبقه بندی شدند. طبق گروه بندی استراکچر با استفاده از نشانگر ISSR، نمونه های مربوط به جمعیت های جمع آوری شده از کرند، خسروی، نفت شهر، و بیشتر نمونه های جمع آوری شده از سومار در یک گروه، و نمونه های مربوط به جمعیت های جمع آوری شده از کرمانشاه، چارمله، ایلام، ایوان، سرپل ذهاب، قصرشیرین، گورسفید، گیلان و بخشی از نمونه های سومار در یک گروه طبقه بندی شدند. به طور کلی نشانگرهای ISSR و SCoT تنوع ژنتیکی بالایی در نمونه های جمع آوری شده از غرب ایران را نشان دادند، و نتایج تجزیه ارتباط نشان داد که استفاده از روش GLM همراه با ترکیبی از نشانگرهای مختلف می تواند در شناسایی نشانگرهای مرتبط با صفات مورفولوژیک در کبر موثر باشد.

    کلیدواژگان: تجزیه ارتباط، ژنوتیپ های کوه های زاگرس، ساختار جمعیت، کپر، نشانگر
  • بهنام بخشی*، حسن امیری اوغان، محمد کشت گر خواجه داد صفحات 150-162
    مقدمه و هدف

    به منظور افزایش ترغیب کشاورزان برای کشت ارقام آزادگرده افشان کلزا، باید ارقام جدید با عملکرد مطلوب معرفی شوند. همچنین با توجه به اثرات ناشی از تغییر اقلیم، افزایش دما، فرا رسیدن زودهنگام گرما و تشدید تنش خشکی انتهای فصل در مناطق گرم و خشک، ضرورت دارد تا علاوه بر عملکرد بالا به صفاتی چون زودرسی در شناسایی ژنوتیپ های مطلوب کلزا توجه شود. بر همین اساس، هدف این تحقیق شناسایی لاین های مطلوب پرمحصول و سازگار با اقلیم گرم و خشک می باشد.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی خصوصیات زراعی لاین های امیدبخش بهاره کلزا، آزمایشی با 21 لاین بهاره در منطقه سیستان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1400-1399 انجام پذیرفت.

    یافته ها

    بررسی تجزیه واریانس، اختلاف معنی داری را از نظر صفات روز تا پایان گلدهی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه در بوته، تعداد خورجین در شاخه های فرعی، تعداد خورجین در ساقه اصلی، تعداد کل خورجین در بوته، طول ساقه اصلی، عملکرد و عملکرد بیولوژیک در بین لاین های مورد بررسی نشان داد. بررسی وراثت پذیری عمومی نشان داد که صفات فنولوژیک بیشتر تحت تاثیر عوامل محیطی بوده اند؛ در حالی که صفات کمی عملکرد و اجزای آن بیشتر تحت تاثیر عوامل ژنتیکی بوده اند. همچنین، صفات تعداد شاخه در بوته، تعداد خورجین در ساقه اصلی و عملکرد دانه به ترتیب بیشترین مقادیر ضرایب تنوع ژنتیکی را داشتند. علاوه بر این، صفات تعداد خورجین در ساقه اصلی، ارتفاع بوته، طول ساقه اصلی، تعداد خورجین در بوته، تعداد شاخه در بوته، عملکرد دانه، روز تا پایان گلدهی و عملکرد بیولوژیک به ترتیب بیشترین وراثت پذیری عمومی را در بین صفات مورد بررسی داشتند. از نظر عملکرد دانه، لاین G9 (SRL-99-1) دارای بیشترین عمکرد با مقدار 2992 کیلوگرم در هکتار بود. این لاین با رقم شاهد RGS003 اختلاف معنی داری را نشان داد. همچنین لاین های  G11 (SRL-99-9)، G2 (SRL-99-2)، G1 (SRL-99-1)، رقم دلگان،  G18(SRL-99-16)، G20 (SRL-99-18)، G21  SRL-99-19)) و G13 (SRL-99-11)  به ترتیب در رتبه های بعدی از نظر عملکرد بودند. همچنین در این مطالعه با استفاده از روش های مختلف آماری از جمله تجزیه به مولفه های اصلی و تجزیه خوشه ای، لاین ها بر اساس صفات مورد بررسی گروه بندی شدند.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه تعداد 8 لاین با خصوصیات مطلوب شناسایی شد. لاین های برتر شناسایی شده از نظرعملکرد و اجزای آن در این مطالعه در صورت ادامه روند برتری در آزمایشات سازگاری می توانند به عنوان لاین های جدید سازگار با مناطق گرم معرفی شوند.

    کلیدواژگان: عملکرد، کلزا، لاین های امید بخش، منطقه سیستان
  • امیر قنبری، مسعود سلطانی نجف آبادی*، علیرضا عباسی، محمدرضا بی همتا صفحات 163-173
    مقدمه و هدف

    گلرنگ گیاهی روغنی مناسب مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. اصلاح گلرنگ برای عملکرد مستلزم شناسایی مولفه های مهم تاثیر گذار بر عملکرد می باشد. استفاده موثر از تجزیه و تحلیل روابط بین عملکرد و اجزای آن در اصلاح نباتات مستلزم تلفیق نتایج تجزیه های چند متغیره با واقعیت های فیزیولوژیکی گیاه است.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق آزمایش در چارچوب طرح آگمنت بر روی 106نمونه گلرنگ دریافت شده از بانک ژن گیاهی آلمان  با شمول تعداد پنج شاهد تجاری انجام گردید. تجزیه های چند متغیره بر روی صفات مختلف مربوط به عملکرد دانه و فنولوژی گیاه انجام گرفت.

    یافته ها

    نتایج تجزیه همبستگی ساده مبین همبستگی های بالا بین صفات مهم دخیل در عملکرد دانه و قطر ساقه بود. تجزیه رگرسیون گام به گام عملکرد دانه تک بوته  بر روی صفات مورد بررسی منجر به برازش مدلی شامل صفات تعداد دانه در گیاه، وزن هزار دانه، تعداد قوزه در بوته، تعداد  دانه در قوزه با اثرات مثبت و تعداد شاخه فرعی ثالثیه با اثر منفی گردید. تجزیه عاملی قادر به استخراج پنج عامل بود که مجموعا 74درصد واریانس داده های اولیه را توضیح می دادند. عامل اول عمدتا بر صفات دخیل در شکل گیری عملکرد و عامل دوم عمدتا بر صفات فنولوژیک تاثیرگذار بود. عامل های سوم، چهارم و پنجم به ترتیب بر صفات تعداد دانه در قوزه، ارتفاع شاخه دهی و تعداد  روز تا خروج از روزت موثر بودند. بر اساس نتایج تجزیه های چند متغیره، تمرکز بر تعداد شاخه فرعی اولیه و ثانویه بیشتر، قطر بیشتر ساقه، اجزای عملکرد و ارتفاع بیشتر می تواند برنامه های اصلاحی  در جهت  افزایش عملکرد را بهبود بخشد.

    نتیجه گیری

    استفاده موثر از نتایج تجزیه های آماری چند متغیره مستلزم تلفیق خروجی های نرم افزار های آماری با اطلاعات فیزیولوژیکی می باشد. این موضوع به عنوان تجزیه های عملگرا در این مقاله مطرح شده است.

    کلیدواژگان: برنامه های اصلاحی، تجزیه عاملی عملگرا، تجزیه های چند متغیره، سیستم کنترل درونی گلرنگ
  • سیدحبیب شجاعی، خداداد مصطفوی*، محمود خسروشاهلی، محمدرضا بی همتا، حسین رامشینی صفحات 174-183
    مقدمه و هدف

    انتخاب هیبریدهای مطلوب نسبت به سایر هیبرید های ذرت (Zea mays L.) یکی از روش هایی است که به منظور دستیابی عملکرد دانه بالا در ذرت استفاده نمود. همچنین از مهمترین ویژگی های مورفولوژیک موثر بر عملکرد دانه می توان در انتخاب و معرفی ژنوتیپ ها استفاده نمود.

    مواد و روش ها

    این پژوهش به منظور بررسی ارتباط صفات مختلف با عملکرد دانه و انتخاب مهمترین ویژگی های مورفولوژیکی موثر بر عملکرد دانه هیبریدهای ذرت جهت انتخاب ژنوتیپ ها انجام گرفت. آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی (RCBD) با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج در سال های زراعی 98-1397 بر روی 12 هیبرید تجاری سینگل کراس ذرت اجرا گردید.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس مرکب حاکی از آن بود که ژنوتیپ ها دارای اختلاف معنی داری در سطح احتمال 0/01 از نظر صفات زراعی بودند. اثر ژنوتیپ × سال نیز در صفات طول بلال، عرض دانه، طول دانه، ضخامت دانه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه معنی دار شد. بر اساس نتایج مقایسه میانگین به روش دانکن نیز ژنوتیپ های KSC704 و KSC707 به عنوان هیبرید های با رتبه برتر انتخاب شدند. در مقایسه میانگین انجام گرفته بر روی اثر ژنوتیپ × سال از نظر صفت عملکرد دانه، هیبرید SC302 و هیبریدهای KSC701 و KSC706 در سال دوم زراعی به عنوان ژنوتیپ های با رتبه برتر شناسایی شدند.  تجزیه عامل ها و دوران با روش وریماکس چهار عامل را معرفی کرد که این چهار عامل 73 درصد از واریانس داده ها را توجیه نمودند و به نام های مشخصات دانه، مشخصات بلال، ارتفاع بوته و طول بلال نامگذاری شدند. نتایج تجزیه همبستگی بین صفات نیز همبستگی مثبت و معنی داری را بین صفت طول بلال با صفات تعداد ردیف در بلال و عملکرد دانه نشان داد. همچنین صفت تعداد ردیف در بلال دارای همبستگی مثبت و معنی داری با صفات عرض دانه و طول دانه بود. تجزیه گرافیکی انجام گرفته بر اساس نمای چند ضلعی ژنوتیپ های KSC707، KSC706، KSC260، KSC705 و SC604 نسبت به سایر هیبریدهای مورد بررسی از برتری بیشتری برخوردار بودند. در نمودار رتبه بندی ژنوتیپ ها، هیبرید KSC707 به عنوان ژنوتیپ ایده آل شناسایی شد که از نظر صفات مورد بررسی مطلوب تر از سایر ژنوتیپ ها بود. نمودار همبستگی بین صفات نیز، همبستگی مثبت و معنی دار اکثر صفات را با صفت عملکرد نشان داد که بر این اساس صفات عرض دانه، وزن هزار دانه، طول دانه، طول بلال، تعداد ردیف در بلال و عملکرد دانه دارای همبستگی مثبت و معنی داری با هم بودند. بر اساس نمودار گروهبندی ژنوتیپ ها از نظر صفات مورد مطالعه، ژنوتیپ ها به چهار بخش، گروهبندی شدند.

    نتیجه گیری

    به طور کلی ژنوتیپ KSC707 به عنوان ژنوتیپ مطلوب از نظر صفات مورد مطالعه شناسایی شد. نتایج بدست آمده از این تحقیق که در دو سال زراعی مورد ارزیابی قرار گرفت حاکی از آن است که می توان از این ژنوتیپ ها در برنامه های اصلاحی برای افزایش عملکرد استفاده نمود.

    کلیدواژگان: اثر سال × ژنوتیپ، تجزیه عامل ها، تجزیه گرافیکی، ذرت، وریماکس
  • فاطمه حسن زاده، رسول اصغری زکریا*، رضا درویش زاده، نورالدین حسین پور آزاد صفحات 184-193
    مقدمه و هدف

    پلی پلوییدی یکی از عوامل اصلی سازگاری در گیاهان است که می تواند تولید متابولیت های ثانویه را در گیاهان افزایش دهد. مریم گلی (Salvia officinalis L.) گیاهی چند ساله از خانواده Lamiaceae با سابقه طولانی استفاده در صنایع دارویی است و تانشینون ها از ترکیبات فعال حیاتی هستند که در این گیاه تولید می شوند. این مطالعه با هدف تجزیه و تحلیل بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها در گیاهان دیپلویید و تتراپلویید مریم گلی و مقایسه بین آنها انجام شد.

    مواد و روش ها

    پلی پلوییدی در مریم گلی از طریق تیمار بذور آن با کلشی‏سین 0/5 درصد به مدت 24 ساعت القاء شد و گیاهان تترا پلویید با استفاده از فلوسیتومتری، مشاهدات کروموزومی، خصوصیات مورفولوژیکی و تعداد روزنه انتخاب و تایید شدند. استخراج RNA از برگ نمونه های گیاهی دیپلویید و تتراپلویید مریم‏گلی، سنتز cDNA و سپس بررسی بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها شاملKSL ،IPPI ، CMK  و DXR با استفاده از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی (Real time PCR) انجام شد. به منظور بررسی بیان ژن های مورد نظر با روش RT-PCR در نمونه های برگی مریم گلی، از ژن 18srRNA به عنوان ژن مرجع برای نرمال سازی داده ها استفاده شد. برنامه حرارتی برای تکثیر ژن های مورد نظر توسط روش Real time PCR، شامل فعال سازی اولیه آنزیم، مرحله واسرشت سازی و اتصال آغازگرها بود. صحت تکثیر محصول مربوط به هر یک از ژ ن ها توسط منحنی ذوبی مربوط به هر ژن تایید و درستی تکثیر توسط الکتروفورز ژل مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    بررسی کیفیت RNAهای استخراج شده با ژل آگارز یک درصد نشان دهنده کیفیت نسبتا خوب RNAهای استخراج شده بود.  منحنی های ذوب به دست آمده از واکنش PCR در زمان واقعی با استفاده از آغازگرهای مستقیم و معکوس برای ژن‏های هدف نشان داد که آغازگرها در دمای مشخص شده به درستی به جایگاه‏های هدف متصل شده و باعث تکثیر اختصاصی آنها می‏شوند. نتایج واکنش زنجیره ای پلیمراز در زمان واقعی نشان داد که بیان ژن های درگیر در مسیر بیوسنتز تانشینون ها شاملKSL ،IPPI ،CMK  و DXR در گیاهان تتراپلویید به طور قابل توجه و معنی‏داری در مقایسه با گیاهان دیپلویید افزایش می یابد.

    نتیجه گیری

    در گیاهان تتراپلویید بیان ژن های درگیر در بیوسنتز تانشینون ها افزایش یافت و این می تواند تولید این متابولیت های ثانویه را  افزایش دهد. تجزیه و تحلیل بیان ژن در سری ‏های مختلف پلی پلوییدی می تواند شناخت ما را از سازوکار مولکولی بیوسنتز متابولیت های ثانویه و بهبود تولید آن ها از طریق القای پلی‏پلوییدی افزایش دهد.

    کلیدواژگان: القای پلی پلوئیدی، کلشی سین، متابولیت های ثانویه، مریم گلی، RT-PCR
  • امیر قلی زاده، مهدی غفاری*، حمید جباری، مراد چشمه نور، فتح الله نادعلی، کمال پیغام زاده، فرناز شریعتی، شهریار کیا صفحات 194-204
    مقدمه و هدف

    آفتابگردان یکی از مهم ترین گیاهان دانه روغنی در جهان محسوب می شود که روغن آن ارزش غذایی و اقتصادی بالایی دارد. شناسایی و گزینش ژنوتیپ های پرمحصول با خصوصیات مطلوب در این گیاه از اهمیت زیادی برخوردار است. ارزیابی ژنوتیپ های آفتابگردان در شرایط محیطی مختلف، می تواند در شناسایی ژنوتیپ های پایدار و با پتانسیل عملکرد بالا مفید باشد. بنابراین هدف از این مطالعه، انتخاب بهترین هیبریدهای آفتابگردان بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، تعداد 24 هیبرید جدید آفتابگردان به همراه رقم گلسا در چهار ایستگاه تحقیقاتی (کرج، بروجرد، شاهرود و گرگان) در قالب طرح لاتیس ساده (5×5) با دو تکرار در سال زراعی 1399 مورد ارزیابی قرار گرفتند. از روش آماری GGE بای پلات با مدل اثر ژنوتیپ + برهمکنش ژنوتیپ × محیط برای ارزیابی پایداری و سازگاری ژنوتیپ ها در محیط های مورد بررسی استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه مرکب عملکرد دانه نشان داد که اثر محیط، اثر ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط معنی دار بود. معنی دار بودن اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، بیانگر واکنش متفاوت ژنوتیپ ها در محیط های مختلف بود و از اینرو، امکان تجزیه پایداری ژنوتیپ ها وجود داشت. نتایج تجزیه پایداری ژنوتیپ ها با روش GGE بای پلات نشان داد که دو مولفه اول و دوم GGE بای پلات، 67/7 درصد از تغییرات کل عملکرد دانه را توجیه کردند. بر اساس نمایش چندضلعی بای پلات، ژنوتیپ G13 در محیط شاهرود، ژنوتیپ G6 در محیط های کرج و بروجرد و ژنوتیپ های G5 و G19 در محیط گرگان، ژنوتیپ های برتر و با سازگاری خصوصی بالا بودند. بر اساس بای پلات ژنوتیپ فرضی ایده آل، ژنوتیپ های G6، G14، G3 و G4 از نظر هر دو عامل پایداری و میانگین عملکرد دانه، بهتر از سایر ژنوتیپ ها بودند و سازگاری عمومی بالایی در همه محیط های مورد بررسی داشتند. همچنین نتایج نشان داد که کلیه محیط ها دارای قابلیت تمایز بالایی بوده و توانستند تفاوت های بین ژنوتیپ ها را به خوبی آشکار کنند. محیط بروجرد نزدیک ترین محیط به محیط ایده آل بود و بیشترین تمایز و بیانگری را نشان داد.

    نتیجه گیری

    در مجموع، ژنوتیپ های G6، G14، G3 و G4 از نظر هر دو عامل پایداری و میانگین عملکرد دانه، بهتر از سایر ژنوتیپ ها بودند و می توان از آن ها برای انجام آزمایشات بیشتر از جمله آزمایشات سازگاری استفاده نمود.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، آفتابگردان، پایداری، ژنوتیپ ایده آل، عملکرد دانه
  • نوشین فلاحی، زهرا طهماسبی*، علیرضا زبرجدی صفحات 205-214
    مقدمه و هدف

    کنجد یک گیاه دانه روغنی قدیمی است که به دلیل داشتن لیگنان های مهم دارویی و همچنین روغن خوراکی با کیفیت شهرت دارد. در اکثر موارد بهینه سازی کشت بافت به منظور دست یافتن  به میزان بالایی از باززایی، اولین گام برای انتقال ژن است. کنجد نسبت به کشت بافت بسیار سرسخت بوده و استفاده از روش های بیوتکنولوژی جدید برای بهبود ژنتیکی آن محدود شده است. بنابراین کنجد یکی از گیاهانی است که برای کشت بافت و باززایی موثر به پروتکل مناسب نیاز دارد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش میزان کالوس زایی و باززایی مستقیم سه ریز نمونه (کوتیلدون1، کوتیلدون2 و هیپوکتیل) دو رقم کنجد (دشتشتان و داراب) در
    تنظیم کننده های رشدی متفاوت شامل BAP در پنج سطح (صفر، 5/4، 5/5، 6/5 و 7/5 میلی‎ گرم در لیتر)، IAA در 4 سطح (صفر، 0/5، 1 و 2 میلی‎گرم در لیتر) و Agno3 در غلظت 5 میلی‎گرم در لیتر مورد بررسی قرار گرفت. شاخساره ها در محیط ریشه زایی کشت شدند. طرح آزمایشی مورد استفاده در این پژوهش، به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا" تصادفی و در سه تکرار بود.

    یافته ها

    طبق نتایج بدست آمده باززایی در ریزنمونه هیپوکتیل و کالوس زایی در ریزنمونه کوتیلدون 1 و کوتیلدون2 در هیچ یک از ژنوتیپ ها مشاهده نشد. نتایج نشان داد برای صفت وزن تر کالوس تیمار 5/5 میلی‎گرم در لیتر BAP با 1 میلی‎گرم در لیتر IAA ، صفت وزن خشک کالوس تیمار 5/6 میلی گرم در لیتر BAP  با 1 میلی گرم در لیتر IAA رقم دشتستان، صفت قطر کالوس تیمار 5/5 و 6/5 میلی‎ گرم در لیتر BAP  با 1 میلی گرم در لیتر IAA رقم دشتستان و صفت کالوس زایی تیمار 5/5 میلی گرم در لیتر BAP با 5/0 و 1 میلی گرم در لیتر IAA رقم دشتستان دارای مقادیر بالاتر بودند.

    نتیجه گیری

    بیشترین میزان باززایی در ریزنمونه کوتیلدون 1 با 6/5 میلی‎ گرم در لیتر BAP و 1 میلی گرم در لیتر IAA رخ داد. در نهایت، این محیط به عنوان یک محیط کارآمد برای باززایی این ارقام کنجد توصیه شد. پس از گذشت 15 روز، تمامی شاخساره ها ریشه دادند و گیاهچه ها به گلدانی با بستر پرلیت و کوکوپیت منتقل شدند.

    کلیدواژگان: کالوس، کشت بافت، کوتیلدون، هیپوکتیل، BAP، IAA
|
  • Saeed Bagherikia*, Habiballah Soughi, Manouchehr Khodarahmi Pages 1-9
    Introduction and Objective

    By progeny trial after a diallel crossing, the function of genes and inheritance of quantitative traits can be estimated. This increases the ability to select parental lines, to participate in crosses, and determines the management of generations in the segregating populations.

    Material and Methods

    In order to understand the genetic structure of grain yield and yield components, seven bread wheat cultivars including Bolani, Falat, Mehrgan, Meraj, Kalateh, Frontana and MV17 were planted in the crossing block and direct crosses were performed among the seven cultivars to produce F1 generation. The progenies of the crosses with their parents were evaluated based on a randomized complete block design (RCBD) with three replications in Gorgan agricultural research station in 2020-2021 cropping season.

    Results

    The results of this experiment showed a significant difference among the genotyps in all the studied traits. Estimation of genetic parameters using Heiman's method showed that the values of dominance variance were significantly greater than the additive variance in grain yield, biological yield, 100-kernel weight, number of grains per spike, grain weight per spike and peduncle length. There was a small difference between the values of dominance and additive variance in the plant height and days to anthesis. In biological yield, 100-kernel weight and days to anthesis, the proportion of dominant alleles and was greater than the recessive alleles in parents, while the proportion of dominant and recessive alleles was equal in the other traits. High broad-sense heritability in grain yield (89%) and biological yield (93%) and grain weight per spike (74%) and their low narrow-sense heritability (10%, 10% and 13, respectively) showed a greater share of the dominance effect in controlling these traits. The results of graphical analysis showed that grain yield, biological yield and 100-kernel weight were controlled with dominance gene action and number of grains per spike, peduncle length and plant height were controlled with incomplete dominance gene action. The distribution of parents around the regression line showed that Falat and Mehregan cultivars carried the most dominant genes and MV17 and Frontana cultivars carried the most recessive genes in controlling grain yield and biological yield.

    Conclusion

    The results of this study indicated that due to the greater share of non-additive effects of genes in grain yield, biological yield and yield components, it is better to select among the progenies of the crosses be postponed to more advanced generations. While, genetic improvement in plant height and days to anthesis can be achieved in the early generations.

    Keywords: Covariance, Cross, Degree of dominance, Gene action, Regression
  • Zhahra Saremi, Maryam Shahbazi*, Mehrshad Zeinalabedini, Eslam Majidi Haravan, Reza Azizinezhad Pages 10-18
    Introduction and Objective

    Drought stress is one of the most important factors in reducing yield and barley production in rainfed arid regions, and counteracting or reducing the effect of stresses as a useful solution to increase barley yield. Therefore, improvement of stress-tolerant and suitable barley cultivars for arid and semi-arid regions is essential.

    Material and Methods

    In order to evaluate drought tolerance of 121 genotypes, lines and barley cultivars and identify tolerant and susceptible genotypes based on grain yield and drought tolerance indices, an experiment in a randomized complete block design with two replications in Maragheh rainfed agricultural research station was carried out in rainfed and irrigated conditions during the cropping years of 1394-94 and 1394-95. Evaluated traits included spikes number, seeds numder, 1000-seed weight, days to heading, days to maturity and grain yield.

    Results

    The results of correlation between drought tolerance indices and grain yield in rainfed and irrigated conditions showed that tolerance index (STI), mean productivity (MP), harmonic mean (HM) and geometric mean productivity (GMP) were positively correlated, and had significance with grain yield traits in both environmental conditions. So, they were suitable indicators for selecting high yielding cultivars in both rainfed and irrigated environments. Also, the number of fertile spikes and 1000-seed weight had a significant correlation with STI, GMP, MP and HM indices in both conditions. In the principal components analysis based on drought tolerance index and grain yield under water conditions, the three components together accounted for 81% of the diversity of the initial data. In rainfed conditions, the three components described about 88% of the total diversity.

    Conclusion

    In this study, genotypes 10 (71557), 100 (Tokak / Demir-2) and 38 (72480) in both rainfed and irrigated environments showed higher grain production potential than other genotypes.

    Keywords: Barley, Correlation Analysis, Principle Components Analysis, Tolerance Indices
  • Mehdi Ghanavati*, Sadollah Hoshmand, Sebastian Albrecht, Lars-Gernot Otto Pages 19-28
    Introduction and Objective

    Medicinal plants have many applications in the treatment of humans, among which chamomile is one of the most valuable and widely used medicinal plants in the world. One of the most important breeding programs is the recognition of genetic diversity for the initial evaluation of plant masses. For this purpose, a study of genetic diversity and classification of experimental chamomile ecotypes was designed and implemented.

    Material and Methods

    25 native and foreign ecotypes of chamomile were evaluated in a randomized complete block design with four replications in the research farm of German Pharmaplant. Some of these ecotypes were collected from their natural growing areas and some were chamomile cultivars. For this purpose, some morphological, phenological and essential traits were evaluated.

    Results

    The results of analysis of variance showed that the difference between ecotypes in terms of all traits was significant at the level of 1% probability and showed great genetic diversity between traits. The results of phenotypic correlations and comparison of the mean of the studied traits showed that the traits of essential oil percentage, flower diameter, number of flowers and shoot weight were among the important and effective traits on essential oil yield. Slovakia, Izeh (2) and Poland had the highest fresh and dry shoot weight, flower diameter and essential oil yield, but Izeh (1) and Darrehshahr had the highest percentage of essential oil. According to the results of factor analysis, three factors were selected that explained 85.79% of the changes. The first factor, which justified the highest percentage of data changes, was named as the essential oil yield factor, which after drawing a biplot based on two components, Izeh (2) and Poland ecotypes were identified as superior ecotypes. Cluster analysis also classified the ecotypes into four groups, which performed well in differentiating the ecotypes based on the desired traits, and confirmed the distribution of the ecotypes based on the biplot diagram.

    Keywords: Genetic diversity, Cluster analysis, Principal component analysis, Yield, percentage of essential oil
  • Maryam Jabbari, Ahmad Reza Golparvar*, Behzad Sorkhilalehloo Pages 29-41
    Introduction and Objective

    Wild relatives of wheat are one of the most important genetic resources for use in wheat breeding programs. Therefore, identifying wheat wild relatives and Awareness of the diversity in them, also protecting these species is undeniably effective in expanding the richness of the gene pool and the genetic base of new cultivars and can be a good tool for future breeders.

    Material and Methods

    The present study was conducted to evaluate the genetic diversity and to investigate the relationships between traits in 49 species of wild wheat relatives in augmented design in five blocks in the Genetic Research and National Plant Gene Bank of Iran of Seed and Plant Breeding Research Institute in 2019-2020 crop year.

    Results

    Based on the results of analysis of variance, there was a significant difference in the probability level of 0.01 between different wild relatives of wheat in terms of height, peduncle extrusion length, peduncle length and grain length and grain width. The values ​​of diversity coefficients also indicated high diversity between different species of wild relatives in terms of morphological traits other than flag leaf length. The highest coefficient of genetic variation and the highest heritability was related to peduncle length trait. Based on the results of estimating the correlation coefficients between traits, there was a positive and significant relationship between yield and yield components. Based on the results of regression analysis, five traits of spike weight, harvest index, height, grain length and number of grains per spike were determined as traits affecting grain yield. Among these traits, spike weight was mainly direct and number of grains per spike was indirectly, affected grain yield. The results of factor analysis led to the identification of three factors that explained 84.39% of the differences between the data. The dendrogram obtained from the cluster analysis divided cultivars and species into three general groups based on all traits. The genotypes in the fourth and fifth groups can be used for breeding and production of new cultivars by improving biological yield and grain yield, due to positive deviation from the total mean for height, flag leaf length and grain length traits, and the first group genotypes can be used to harvest index improvement. 

    Conclusion

    There was a significant variation in morphological traits among the studied wheat wild relatives, which can be used for breeding programs of genetic resource.

    Keywords: Cluster analysis, Genetic diversity, Factor analysis, Wheat, Wild relatives
  • Mozhgan Arkan, Neda Mirakhorli*, Leila Shabani, Abdelfatah Amer Dababat Pages 42-52
    Introduction and Objective

    Small grain cereals such as wheat, are affected by types of destructive environmental factors such as abiotic and biotic stresses that severely reduce crop yields. To cope with these conditions, transcription factors cause plant resistance to these stresses by activating or suppressing the expression of genes involved in the resistance responses. In the present study, the transcription factor NAC69-3 gene expression pattern was investigated.

    Material and Methods

     To determine and select resistance genes to biotic and abiotic stresses, Triticum aestivum microarray data at the NCBI GEO site were reviewed and the NAC69-3 transcription factor was selected for laboratory confirmation. two wheat cultivars SBP-CL16 (resistant to fungus) and Silverstar (resistant to nematode)  were under drought, Fusarium culmorum, and Heterodera filipjevi, and their simultaneous stress conditions. sampling was performed three times 24 h, 48 h, and 7 days after stress. Real-time PCR reactions were performed using specific primers of the NAC69-3 gene to investigate the expression pattern.

    Results

    This study showed a significant increase in the NAC69-3 gene relative expression at most treatments compared to the control in both wheat cultivars. Fungus-resistant cultivar (SBP-CL16) under fungus stress showed a higher increase in expression than nematode stress, while in nematode-resistant cultivar (Silverstar)  high expression was observed under nematode stress conditions. Also, under simultaneous stresses conditions, the C69-3 gene has a higher expression level than the application of each stress separately.

    Conclusion

     NAC transcription factors are usually induced by multiple stresses, so maybe manipulation of these multiple stress-responsive genes will provide the opportunity to produce the multiple stress tolerance plants with high yields.

    Keywords: Destructive abiotic factors, Pathogens, Real-time PCR reaction
  • Zahra Ebrahimi*, Abbas Biabani, Rahmat Allah Mohammadi, Hosein Sabouri, Ali Rahemi Karizaki Pages 53-62
    Introduction and Objective

    Due to the lack of micronutrient elements and the urgent need for biofortification in important and strategic plants in the nutrition of human society such as wheat, it is necessary to evaluate any strategy to optimize the quality and production of this product. This has led researchers to investigate the effect of foliar application of zinc and iron at different stages of growth to evaluate grain yield and quality traits of wheat.

    Material and Methods

    In order to investigate the effect of foliar application of zinc and iron on the traits zinc and iron concentration and leaf chlorophyll content, nitrogen content in flag leaf, chlorophyll index, canopy temperature, Cytoplasmic membrane stability, grain nitrogen percentage, grain protein yield and grain yield of dryland wheat of Aseman cultivar, the experimental was carried out as a factorial based on randomized complete block design with 4 replications at the Agricultural Research Station And natural resources of Gonbad Kavous was done in 2019-2020 crop year. Experimental factors include foliar application at four levels (foliar application of zinc, foliar application of iron, simultaneous application of zinc and iron and foliar application of pure water as a control) and the second factor at three levels of foliar application time (tillering, shoot elongation and grain filling) Was considered.

    Results

    The results showed that foliar spraying with iron, foliar application of zinc and mixed use of iron + zinc had a significant effect on the studied traits. Also, foliar application at different stages of growth had a significant effect on the evaluated traits except chlorophyll index and grain yield. The interaction effect of foliar application at the time of foliar application also showed that the maximum amount of zinc in the flag leaf was related to the foliar application of zinc (at grain filling time) and the highest amount of iron in the flag leaf was related to the combined foliar application of zinc and iron (in Grain filling stage) and foliar application of iron (at the shoot elongation stage) were obtained. The highest percentage of grain nitrogen was obtained in foliar application of iron (2.06%) and foliar application simultaneous of zinc and iron (2.04%) at the time of shoot elongation foliar application. Who were statistically in a group. In addition, the grain protein yield in the simultaneous foliar application of zinc and iron at the time of shoot elongation had the highest amount compared to other treatments. Finally, the highest grain yield was obtained by simultaneous application of iron and zinc at grain filling time and shoot elongation.

    Conclusion

    In general, foliar application of zinc and iron micronutrients improved the quality traits of wheat and increased wheat grain yield compared to the control treatment. Also, foliar application of iron and zinc elements alone or in combination with each other increased grain yield and qualitative traits of dryland wheat in the climatic conditions of the region.

    Keywords: Biofortification, Chlorophyll, Iron, Wheat, Zinc
  • Hassan Zali*, Manoochehr Dastfal, Syed Hadi Hashemi, Fataneh Farsode, Manoochehr Karimi, Maryam Jafari, Ziba Mahdavi Nia Pages 63-74
    Introduction and Objective

    Barley (Hordeum vulgare L.) is an important crop plant similar to wheat and rice. Barley is a great source of food  for human, and it is also used for feeding livestock. The ultimate goal of barley breeding programs is to increase production efficiency and stability on farmers' farms, which is made possible by replacing more productive cultivars with less productive and older cultivars. Participatory variety selection in farmers' lands is designed with the same objectives, in fact, it complements and supports breeding experiments that allow the direct participation of farmers and their views in the selection of more suitable cultivars. This study was conducted to compare the performance of barley cultivars and promising lines outside Agricultural Research Stations and make farmers, experts, and promoters more familiar with these lines' characteristics.

    Material and Methods

    In order to evaluate a number of cultivars and barley lines from different climates (warm, cold and temperate climates and saline regions) in the southern cities of Fars province in terms of agronomic traits and especially grain yield, in the agronomic conditions of farmers, four separate experiments were performed in the form of non-repetitive experiments over two years in four cities of Fars province. Participatory variety selection was carried out in the cropping year of 2018-2019 in two County of Larestan (Joyem city) and Fasa (Shibkuh section) and in the cropping year of 2019-2020 in two cities of Jahrom and Estahban (Abanjirak village of Eij city). In order to select the appropriate cultivars and lines for each region, the selection index of ideal genotype (SIIG) was used.

    Results

    SIIG index was calculated based on seed yield, 1000-kernel weight and number of days to ripening. The results of SIIG index showed that 5, 2, 5 and 9 lines and cultivars in Larestan, Fasa, Jahrom and Estahban with high SIIG index values (SIIG ≥ 0.600) were among the top lines, respectively. In Larestan, Fasa and Jahrom counties, the yield of all barley cultivars and promising lines was higher than the local check. The average yield of barley cultivars and promising lines in Larestan was 1138 kg ha-1, in Fasa was 2047 kg ha-1 and in Jahrom was 2193 kg ha-1 higher than the local check of each city.

    Conclusion

    In total, the proposed cultivars for cultivation in Estahban included Jolgeh (cold climate cultivar), Nanius (foreign cultivar), Golshan (saline regions cultivar), Ryhan03 and Beh Rokh (temperate cultivars) and Norooze (warm climate cultivar). Suitable cultivars for cultivation in Fasa included Norooze and Reyhan03, in Jahrom included WB-95-3 and WB-94-4 lines and in Larestan included Golchin and Auxin cultivars.

    Keywords: Participatory variety selection (PVS), SIIG index, Warm climate
  • Behroz Aminzadeh, Behzad Sani, Bahram Alizadeh*, Hamid Mozaffari Pages 75-84
    Introduction and Objective

     Drought stress as one of the most important abiotic stress is the main limiting factor of oilseed rape cultivation in arid and semi-arid climates. Therefore, the identification of drought tolerant genotypes is the essential programs in these regions. One of the appropriate methods to identify drought tolerant genotypes is the use of stress tolerance indices. To this end, the present study was designed to detect drought tolerant among 38 winter genotypes using drought tolerance indices.

    Material and Methods

     The experiment was based on randomized complete block design (RCBD) with three replications under both normal and drought conditions during 2016 to 2017 cropping season. In the well-watered experiment, irrigation was performed in five stages, while in drought treatment, irrigation was stopped before flower initiation. The yield of genotypes under normal and drought conditions using drought tolerant indices, including; TOL, MP, GMP, HM, STI, YSI, SSI, YR, K1STI, K2STI and RDI were investigated to identify drought tolerant and susceptible genotypes.

    Results

     Analysis of variance showed a significant difference among evaluated genotypes for all drought tolerance indices. The highest coefficient of genotype variability was observed for TOL and SSI, YR and K2ST1 indices. Correlation analysis showed a significant positive correlation between Yp and TOL, SSI and YR, while a negative correlation was observed for Ys. The principal component analysis showed that the two first components covered 99.64% of all data variations. 65.36 and 34.28% of the variation were covered by the first and second components, respectively.  The first component detected tolerant genotypes, but the second component identified drought sensitive genotypes. Cluster analysis, while confirming the results of principal component analysis, classified genotypes into three categories. Cluster analysis confirmed the PCA results, which separated drought tolerant genotypes (Class 3) from sensitive genotypes (Class 1).

    Conclusion

     Finally, this research detected five superior genotypes, including; G6, G10, G18, G23 and G33, which were the most drought tolerant genotypes and their yields were not significantly changed under normal and drought stress conditions.

    Keywords: Brassica, Canola, Drought Tolerant Indices, Principal Component Analysis, Stress
  • Fereshte Khorsandi*, Seyed Hassan Marashi, Masoud Ahmadi, Farajolah Shahriari Ahmadi Pages 85-96
    Introduction and Objective

    Sugar beet is one of the most important agricultural products in the world and most of the sugar consumed in our country is prepared from this plant. Plant breeding programs are based on creating variety and selection of quantitative and qualitative traits. Examining genetic diversity is the first step in breeding programs.

    Material and Methods

    In this study, in order to investigate genetic diversity, 30 genotypes of (O-Type lines) with different phenotypic traits were used. This experiment was performed as a randomized complete block design on a farm level. 30 genotypes were examined for morphological traits (growth score, leaf color, root uniformity, root rhizomania, sugar percentage, yield (weight), sugar yield).

    Results

    The results of statistical analysis of variance of the studied traits showed that genotypes have meaningful differences and variation in terms of all measured traits. Also, Genotypes were examined by 10 pairs of SSR primers, which showed 3 polymorphic primers out of 10 SSR primers. These three primers were examined in terms of band pattern and bands were scored based on the presence or absence (zero and one) and the similarity matrix was used to better understand the similarities and differences. The results showed that among the 3 primers studied, SB06 primer showed 100% polymorphism, which can be concluded that this marker shows diversity better. In addition to evaluating traits and genetic diversity using SSR molecular markers, in order to determine the relationship between morphological traits and molecular data and identify markers that are associated with these traits, stepwise regression was performed. The results of stepwise regression analysis showed that there is a significant relationship between traits and some gene loci of the studied primers. The gene locus of SB06-1 primer was associated with the highest number of traits. They showed the highest correlation between SB06-1, SB06-3 primer gene loci and root uniformity trait (r = 0.40**) at 1% level.

    Conclusion

    With the results of correlation analysis, it can be concluded that the gene locus of SB06-1 primer for SSR primer showed the highest correlation with traits. Therefore, these markers can be used to study genetic diversity and relationship analysis in the study of sugar beet breeding programs and use them in marker selection. The results of this study showed that SSR markers can differentiate sugar beet genotypes and show genetic diversity well. Therefore, these markers can be used in correction programs. The results of this study showed that SSR markers can differentiate sugar beet genotypes and show genetic diversity well, so these markers can be used in breeding programs.

    Keywords: Genetic diversity, Morphological traits, Sugar beet, SSR marker
  • Elahe Shadan, Hamid Najafizarrini*, Bahram Alizadeh, Gholamali Ranjbar, Ghaffar Kiani Pages 97-107
    Introduction and Objective

    Brassica napus (L.) one of the most important oilseeds in temprate climates. In the most breeding programs, especially when comparing several genotypes in different environments, due to the interaction of genotype×environment, genotypes show different performances in different environments. Therefore, to accurately estimate grain yield, multi-environment tests should be performed by breeders.

    Material and Methods

    In order to study the interaction between genotype × environment and identify stable genotypes, 16 rapeseed genotypes were tested in five regions of Karaj, Kermanshah, Isfahan, Mashhad and Hamedan in a randomized complete block design with three replications for two cropping years (2016-2017 and 2017-2018). In order to analyze the interactions of genotype with the environment, the model of additive main effects and multiplicative interactions (AMMI) and the GGE biplot model (genotype and genotype interaction in the environment) were used. AMMI stability value (ASV) was used to evaluate the stability of genotypes.

    Results

    The Results of combined analysis of variance showed that 40.59, 26.01 and 33.39 percent of total variation were related to the effect of environment, genotype effect and genotype×environment interaction, respectively. The results showed that the first four main components of AMMI were significant and explained 85.5% of the total sum of squares of genotype×environment interaction. Stability assessment using ASV parameter showed that genotypes No. 7 and 2 had the highest stability, respectively. These genotypes with the lowest ASV rate and higher overall performance were known as genotypes with good general stability. The study of polygonal biplot of GGE recognized four superior genotypes and two mega-environments and the best genotypes within each environment were determined. The other five genotypes were located in sectors that no environment was present and these genotypes were weak in the most environments. Simultaneous study of the stability and yield of genotypes using average environment coordinate biplot showed that genotypes No. 13 and 15 were the most unstable genotype for grain yield. Genotype No. 9 was selected as highest grain yield and relative yield stability. The two genotypes No. 9 and 7 were the closest genotypes to the ideal genotype.

    Conclusion

    Analysis of AMMI and AMMI stability value (ASV) compared to GGE biplot showed that all of these indices had good potential for evaluating the stability of genotypes, but GGE biplot could be more widely used and more useful and can be applied extensively in the study of yield adaptability and stability of winter rapeseed genotypes in multi-envirnmental trials in breeding programs. Finally, genotypes No. 7 and 2 are recognized as most stable genotypes with the lowest interaction effect and mean yields higher than the mean average.

    Keywords: Broad adaptability, Genotype × environment interaction, ideal genotype, Ideal environment, Multi-environment trial
  • Ali Ghorbanipour*, Babak Rabiei Pages 108-118
    Introduction and Objective

    The economic value of a genotype depends on its various traits and therefore the accurate knowledge of genetic behavior and identification of genomic locus involved in controlling these traits can help the breeder to improve genotypes.

    Material and Methods

    In this study, the relationship between microsatellite markers with some important agronomic and morphological traits in 130 different soybean genotypes through communication models, including the general linear model (GLM) and the mixed linear model (MLM) in 2015 was evaluated. The studied traits were including plant height, pod length, number of pod per plant, number of grain per pod, number of grain per plant, pod weight, grain weight, 100-grain weight and grain yield.

    Results

    According to the molecular diversity among the 130 studied genotypes on the basis of microsatellite markers, 87 alleles were amplified by markers, of which 85 alleles (97.7%) were polymorph. Results of allelic diversity revealed averace number of effective alleles, shannonsʹs index, polymorphic information content and gene diversity Nei equal to 1.7, 0.52, 0.62 and 0.48 respectively. The results of structural analysis showed that there were three sub-populations (k=3) in the studied germplasm, so that from the 130 soybean genotypes, 34 (26.15%) belonged to first structure, 43 (33.07%) to second structure, 44 (33.84%) to third structure and nine genotypes (6.92%) to mixed structure, which were confirmed by the results of the bar plot. The association analysis of microsatellite markers with traits under a mixed linear model (MLM) indicated that 33 and 35 markers had significant relationships with the evaluated characteristics. Some microsatellite markers had significant relationships with the several traits (e.g. the relationships between Satt460 marker with plant height, pod length, number of grain per pod, and 100-grain weight), which can be due to either the pleiotropic effects or the tight linkage of genomic regions controlling these traits. The relationship between several markers with a specific trait (for example relationship between Sct_028, Sat_124, Satt359 and Satt361 markers with trait of grain yield) indicating the quantitative and polygenic inherentance of the evaluated traits.

    Conclusion

    The results of this research showed that in addition to using markers as useful markers in assessing genetic diversity in soybeans, markers that were more closely related to the genomic regions controlling these traits, to modify the population by marker assisted selection.

    Keywords: Genetic structure, Genotype, Linkage disequilibrium, Yield, components yield
  • Seyed Mohsen Seyedi*, Behroz Asadi Pages 119-128
    Introduction and Objective

    Due to the water resources limitation required for agriculture in Iran, providing effective methods to reduce the negative effects of drought on crop yield is one of the important studies to plant breeding. Drought tolerance in crops is very important. By using different cultivars of crops that are able to produce relatively good yield in drought stress, they can be grown with more confidence in arid and semi-arid regions.

    Material and Methods

    In order to evaluation genotypes of chitti bean based on tolerance and susceptibility indices, experiments were conducted in two environments without stress and drought stress in 2016-17 at research farm of Bean Research and education, Khomein. 24 genotypes of chitti beans along with Ghaffar cultivar as control (25 genotypes in total) were compared in Latis design with two replications. In this study, mean productivity index, geometric mean productivity index, stress tolerance index, stress susceptibility index and tolerance index were evaluated.

    Results

    Drought stress reduced evaluated properties, significantly. Among the genotypes of chitti beans in optimal irrigation and drought stress conditions, KS21578 genotype had the highest grain yield with 2805 and 1719 kg ha-1, respectively. The lowest grain yield were achieved at KS21591 and KS21596 genotypes in optimal irrigation and drought stress conditions, respectively. Due to drought stress, grain yield of evaluated genotypes decreased by 49.1%. Drought stress has increased flowering and maturity periods in genotypes. The highest mean productivity index (1086.6), geometric mean productivity index (2124.8) and stress tolerance index (2054.2) belonged to KS21578 genotype. Also, the highest and lowest tolerance index (respectively, 1288.6 and 126.4)  was observed in Ghaffar cultivar (control) and KS21591 genotype, respectively. Also, the lowest stress susceptibility index (0.2) was obtained in KS21585 genotype.

    Conclusion

    Totally, based on chitti bean grain yield under normal irrigation and drought stress conditions and evaluation of stress tolerance indices as well as two-way diagram of geometric mean production indices and stress susceptibility index and considering maturity period, plant form and grain marketing 8 chitti bean genotypes were selected for advanced testing.

    Keywords: Geometric mean productivity, Mean productivity, Selection, Stress susceptibility, Tolerance index
  • Mahmoud Hassanzadeh, Noraddin Hosseinpour Azad*, Farhad Zoulfagharpour Pages 129-137
    Introduction and Purpose

    In the present study, the effects of radiation from radioactive waste in an obsolete uranium mine on the change in the quantity and quality of the metabolic content in the essential oil of Artemisia absinthium were investigated.

    Material and Methods

    In order to have full access to the radiation exposure information of the study areas, a point-to-point radon map was measured at 10 points with a radiometer for two consecutive years. This measurement included points at the same level in two neighboring mountains (the mountain had points that contained radioactive material A and the mountain had points that did not contain radioactive material B). Sampling of Artemisia absinthium branches was performed systematically in three different replications. The essential oil in the branches was extracted by steam distillation methods, and the essential oil of metabolites was identified using Gas chromatography equipped with a mass spectrometer (GC-Mass).

    Results

    Mean comparisons (P <0.01) with protected fisher by the statistical software GenStat12.1 showed significant changes in the values of the metabolites in both study points. At an altitude of 930 m with the highest radioactivity of 1.8 mSv (A930 / R1.8), in comparison with the control point (B930 / R0.16), increasing changes in the levels of Gamma-terpinene, Eucalyptol, Thujon, and Camphor were observed.

    Conclusion

    Prolonged exposure of perennial plants to environmental radiation has led to biochemical changes that may be the result of the mutagenicity of radioactive elements in genes involved in the biosynthetic pathways of secondary metabolites.

    Keywords: Artemisia absinthium, Mass spectrometry, Radioactive elements, Secondary metabolites, Tanshinone
  • Noshin Mahmudi, Gholam-Reza Sharifi-Sirchi*, Kianosh Cheghamirza Pages 138-149
    Introduction

    Capparis spinose is from Capparis genus, and Capparidaceae family includes 350 species. It is originated from Mediterranean region. Human as food uses entire parts of C. spinose as young stems, flower buds, fruit, and seed. Caper, trade name, has several species in Iran. C. spinose has a high capacity in international agriculture markets. Today, focused on Caper selection and breeding programmes in many countries in the world. Kinds of genetics analysis techniques accompanied by genetic markers based on PCR are presented to evaluate genetic variation on plant species. ISSR and Scot are dominant markers used for genetic variation evaluation in plant germplasm.

    Materials and Methods

    To evaluate C. spinosa population structure, which grows naturally in western Iran, collected 80 genotypes from 12 different locations.

    Results

    Neutral statistical clustering of genotypes without previous knowledge of populations, using two ISSR and SCoT markers, distributed 80 genotypes in the two groups. According to the results of morphological analysis of morphological traits based on ISSR and SCoT markers, all reported markers were significant. Based on the results, 966 SCoT markers and 571 ISSR markers were identified with a significant relationship (with a probability level of 5%) with the studied traits.

    Conclusion

    Based on structure analysis, using SCot markers, collected genotypes from Kermanshah, Charmeleh, Ilam, Sarpolzohab, Ghasr Shirin, Gor Safid, Gilan, Khosravi, Naft Shahr, Somar classified in group one, and collected genotypes from Karand and Ivan classified in group two. Based on structure analysis, using ISSR markers, collected genotypes from Karand, Khosravi, Naft Shahr, and most of genotypes from Somar were classified in group one and collected genotypes from Kermanshah, Chaemeleh, Ilam, Ivan, Sapolzohab, Ghasr Shirin, Gor Safid, Gilan and little Somar genotypes classified in group two. Generally, ISSR and SCoT markers showed high genetic diversity in samples collected from western Iran. The results of correlation analysis showed that using GLM method with a combination of different markers can identify markers related to morphological traits in C. spinose.

    Keywords: Caper, Marker, Population structure, Relation analysis, Zagros mountain genotypes
  • Behnam Bakhshi*, Hassan Amiri Oghan, Mohammad Keshtgar Khajedad Pages 150-162
    Introduction and Objective

    In order to increase the motivation of farmers to cultivate open pollinated oilseed rape cultivars, new cultivars with appropriate yields should be introduced. Also, due to the effects of climate change, increase in temperature, early arrival of heat and intensification of drought stress at the end of the season in the warm and dry regions, it is also necessary to pay attention to traits such as early maturity in identifying oilseed rape genotypes. Accordingly, the purpose of this study is to identify the most desirable lines compatible with warm and dry climates.

    Materials and Methods

    In order to investigate agronomic characteristics of the promising oilseed rape spring lines, an experiment was conducted with 21 spring genotypes in the Sistan region in a randomized complete block design with three replications during cropping season 2020-2021.

    Results

    Analysis of variance showed that there are significant differences for traits including day to end of flowering, plant height, number of branches per plant, number of pods in sub-branches, number of pods per main stem, total number of pods per plant, main stem length, yield and biological yield among the studied genotypes. The study of broad sence heritability showed that phenological traits were more influenced by environmental factors; while quantitative traits of yield and its components were more influenced by genetic factors. Also, the number of branches per plant, the number of pods per main stem and grain yield had the highest values of genetic coefficients of variance, respectively. In addition, the number of pods per main stem, plant height, length of main stem, number of pods per plant, number of branches per plant, seed yield, day to end of flowering and biological yield, had the highest broad sense heritability among the studied traits, respectively. In terms of grain yield, G9 line (SRL-99-1) had the highest yield with a value of 2992 kg/ha. This genotype showed a significant difference with the control cultivar RGS003. Also, G11 (SRL-99-9), G2 (SRL-99-2), G1 (SRL-99-1), Dalgan,G18 ( SRL-99-16),  G20 (SRL-99-18), G21 (SRL-99-19)  and  G13 (SRL-99-11) lines were in the next ranks in terms of yield, respectively. Additionally, using various statistical methods such as mean comparison, principal component analysis and cluster analysis, lines were grouped based on the studied traits in this study.

    Conclusion

      In this study, 8 lines with desirable characteristics were identified. The superior lines which were identified in terms of yield and its components in this study, could be introduced as new lines compatible with the warm regions if the trend of superiority continues in adaptability tests.

    Keywords: Oilseed rape, Promising lines, Sistan region, Yield
  • Amir Ghanbari, Masood Soltani Najafabadi*, Ali Reza Abbasi, Mohammad Reza Bi Hamta Pages 163-173
    Introduction and Objective

    Medicinal plants have many applications in the treatment of humans, among which chamomile is one of the most valuable and widely used medicinal plants in the world. One of the most important breeding programs is the recognition of genetic diversity for the initial evaluation of plant masses. For this purpose, a study of genetic diversity and classification of experimental chamomile ecotypes was designed and implemented.

    Material and Methods

    25 native and foreign ecotypes of chamomile were evaluated in a randomized complete block design with four replications in the research farm of German Pharmaplant. Some of these ecotypes were collected from their natural growing areas and some were chamomile cultivars. For this purpose, some morphological, phenological and essential traits were evaluated.

    Results

    The results of analysis of variance showed that the difference between ecotypes in terms of all traits was significant at the level of 1% probability and showed great genetic diversity between traits. The results of phenotypic correlations and comparison of the mean of the studied traits showed that the traits of essential oil percentage, flower diameter, number of flowers and shoot weight were among the important and effective traits on essential oil yield. Slovakia, Izeh (2) and Poland had the highest fresh and dry shoot weight, flower diameter and essential oil yield, but Izeh (1) and Darrehshahr had the highest percentage of essential oil. According to the results of factor analysis, three factors were selected that explained 85.79% of the changes. The first factor, which justified the highest percentage of data changes, was named as the essential oil yield factor, which after drawing a biplot based on two components, Izeh (2) and Poland ecotypes were identified as superior ecotypes. Cluster analysis also classified the ecotypes into four groups, which performed well in differentiating the ecotypes based on the desired traits, and confirmed the distribution of the ecotypes based on the biplot diagram.

    Conclusion

    The results showed that the essential oil percentage, flower diameter, number of flowers and shoot weight were important and effective traits on essential oil yield. Due to the fact that diversity for these traits was observed among the studied ecotypes, so screening to increase these traits can increase yield. Slovakia, Izeh (2) and Poland had the highest fresh and dry shoot weight, flower diameter and essential oil yield, but Izeh (1) and Darrehshahr ecotypes had the highest percentage of essential oil.

    Keywords: Breeding Programs, Functional Factor Analysis, Multivariate Analysis, Internal Control System of Safflower
  • Seyed Habib Shojaei, Khodadad Mostafavi*, Mahmoud Khosroshahli, Mohammad Reza Bihamta, Hossein Ramshini Pages 174-183
    Introduction an Objective

    Selection of desirable hybrids compared to other maize hybrids (Zea mays L.) is one of the methods used to achieve high grain yield in maize. Also, the most important morphological features affecting grain yield can be used in the selection and introduction of genotypes.

    Material and Methods

    This study was conducted to investigate the relationship between different traits with grain yield and the selection of the most important morphological characteristics affecting the grain yield of corn hybrids for genotype selection. The experiment was conducted as a randomized complete block design (RCBD) with three replications in the research farm of Islamic Azad University, Karaj Branch in the cropping years of 2018-2019 on 12 commercial single cross corn hybrids.

    Results

    The results of combined analysis of variance showed that the genotypes had a significant difference in the probability level of 0.01 in terms of agronomic traits. The effect of  year × genotype was also significant in ear length, grain width, grain length, grain thickness, 1000-grain weight and grain yield. Based on the results of Duncan method comparison, KSC704 and KSC707 genotypes were selected as the highest ranked hybrids. In comparison with the mean of genotype × year in terms of grain yield, SC302 hybrid and KSC701 and KSC706 hybrids in the second crop year were identified as top-ranked genotypes. Factor analysis by Verimex method introduced four factors that explained 73% of the variance of the data and were named as grain characteristics, ear characteristics, plant height and ear length. The results of correlation analysis between traits also showed a positive and significant correlation between ear length trait with number of rows per ear and grain yield. Also, the number of rows per ear had a positive and significant correlation with grain width and grain length. Graphic analysis based on polygonal view of KSC707, KSC706, KSC260, KSC705 and SC604 genotypes were more superior to other hybrids studied. In the genotype ranking chart, KSC707 hybrid was identified as the ideal genotype, which was more favorable than other genotypes in terms of studied traits. The correlation diagram between the traits showed a positive and significant correlation of most of the traits with the yield trait, based on which the traits of grain width, 1000-grain weight, grain length, ear length, number of rows per ear and grain yield had a positive and significant correlation. They were together. Based on the grouping diagram of genotypes according to the studied traits, genotypes were grouped into four parts.

    Conclusion

    In general, KSC707 genotype was identified as the optimal genotype in terms of the studied traits. The results of this study, which was evaluated in two cropping years, indicate that these genotypes can be used in breeding programs to increase yield.

    Keywords: Factor analysis, Graphical Analysis, Maize, Varimax, Year Genotype Interaction
  • Fatemeh Hassanzadeh, Rasool Asghari Zakaria*, Reza Darvishzadeh, Nooralddin Hosseinpour Azad Pages 184-193
    Introduction and Objective

    Polyploidy is one of the main factors in plant adaptation that can increase secondary metabolites production in plants. Salvia officinalis L. is a perennial plant from the Lamiaceae family with a long history of use in the medicinal industry. Tanshinones are crucial active compounds biosynthesized in Salvia. This study was aimed to analyze the expression of genes involved in the tanshinones biosynthesis pathway in diploid and tetraploid sage plants and compare between them.

    Material and Methods

    polyploidy in S. officinalis was induced by seed treatment with 0.5% colchicine for 24 h, and tetraploid plants were selected and confirmed by flow cytometry, chromosomal observations, morphological characteristics, and the number of stomata. RNA was extracted from the leaves samples of diploid and tetraploid plants of sage and then cDNA synthesis and the gene expression analysis of genes involved in the biosynthesis of tanshinones including KSL, IPPI, CMK, and DXR genes was performed using real-time PCR. In order to investigate the expression of genes by RT-PCR in sage leaf samples, the 18srRNA gene was used as a reference gene to normalize the data. The thermal program for amplification of the target genes by the RT-PCR method included the initial activation of the enzyme, the steps of denaturation, and binding of primers. The amplification accuracy of the genes product was confirmed by the melting curve of each gene and the amplification validity was checked by gel electrophoresis.

    Results

    Evaluation of the quality of extracted RNAs with 1% agarose gel showed a relatively good quality of the extracted RNAs. The melting curves obtained from the RT-PCR reaction using forward and reverse primers for the target genes showed that the primers bind correctly to the target sites at the specified temperature and cause their specific amplification. The results of RT-PCR showed that the expression of the genes involved in the biosynthesis pathway of tanshinones including KSL, IPPI, CMK, and DXR genes in tetraploid plants was significantly increased compared with diploids.

    Conclusion

    In tetraploid plants, the expression of genes involved in the biosynthesis of tanshinones increased and this could increase the production of these secondary metabolites. Analysis of gene expression in different polyploidy series can increase our knowledge of the molecular mechanisms of biosynthesis of secondary metabolites and improve their production through polyploidy induction.

    Keywords: Colchicine, Polyploidy induction, RT-PCR, Sage, Secondary metabolites
  • Amir Gholizadeh, Mehdi Ghaffari*, Hamid Jabbari, Morad Cheshmehnoor, Fathollah Nadali, Kamal Payghamzadeh, Farnaz Shariati, Shahriar Kia Pages 194-204
    Introduction and Objective

    The sunflower is one of the most important oilseed plants in the world and its oil has nutritional and high economic value. Identification and selection of high-yielding genotypes with desirable characteristics are especially important in this plant. Evaluating sunflower genotypes under different environmental conditions would be useful to identify genotypes with high stability and yield potential. Therefore, this study was conducted to the selection of the best sunflower hybrids.

    Material and Methods

    In this study, 24 new sunflower hybrids along with Golsa cultivar were evaluated in a simple lattice design with two replications in four experimental field stations (Karaj, Boroujerd, Shahroud, and Gorgan) during the 2020 cropping season. GGE biplot statistical method (genotype effect + genotype × environment interaction) was used to study the stability of genotypes in the studied environments.

    Results

    Results of combined analysis of variance indicated that the effects of environments, genotypes, and genotype × environment interaction were significant, suggesting that the genotypes responded differently in the studied environment conditions. So, there was the possibility of stability analysis. Results of stability analysis using the GGE biplot method indicated that the two first and second principal components of the GGE biplot explained 67.7% of the total seed yield variation. Based on the polygon view of biplot, the genotype G13 in shahroud environment, the genotype G6 in Karaj and boroujerd environments, and genotypes G5 and G19 in Gorgan environment were superior genotypes with the high specific adaptation. Based on the hypothetical ideal genotype biplot, the genotypes G6, G14, G3, and G4 were better than the other genotypes for seed yield and stability and had the high general adaptation to all environments. Also, the results showed that all environments had high discriminating ability so that could able to show differences between genotypes. The Boroujerd environment was the nearest environment to the ideal environment that had the highest discriminating ability and representativeness.

    Conclusion

    Consequently, the genotypes G6, G14, G3, and G4 were better than the other genotypes for seed yield and stability. Therefore, these genotypes can be used for further testing, including adaptation tests.

    Keywords: Genotype × environment interaction, Ideal genotype, Sunflower, Stability, Seed yield
  • Noosheen Falahi, Zahra Tahmasebi*, Alireza Zebarjadi Pages 205-214
    Introduction and Objective

    Sesame is an ancient oilseed plant known for its medicinally important lignans and its high quality edible oil. ptimization of tissue culture in order to achieve high frequency regeneration is the first step for genetic transformation. the plant recalcitrant to plant tissue culture thus limiting the use of modern biotechnology for its genetic improvement. Therefore, sesame is one of the plants that need a suitable protocol for its Tissue culture and effective regeneration.

    Material and Methods

    In this study, the rate of callus induction and regeneration three explants (cotyledon1, cotyledon2, hypocotyls) two sesame cultivars (Darab, Dashtestan) tested in different hormones including BAP in five levels (0, 4.5, 5.5, 6.5 and 7.5 mg/l), IAA in four levels (0, 0.5, 1 and 2 mg/l), Agno3 (5 mg/l). The shoots transferred to rooting media after regeneration. The experiment was conducted as a completely randomized design )CRD( with factorial arrangement and 3 replications.

    Results

    According to the results, regeneration induction in hypocotyls explants and callus induction in cotyledon 1 and cotyledon 2 explants were not observed in any of the genotypes. Results of means comparison revealed best result for traits (fresh weight, dry weight, diameter callus and callus induction) In MS medium containing supplement of 5.5 mg/l BAP and 1 mg/l IAA, 6.5 mg/l BAP and 1 mg/l IAA cultivar Dashtestan, 5.5 and 6.5 mg/l BAP in 1 mg/l IAA cultivar Dashtestan, 5.5 mg/l BAP in 0.5 and 1 mg/l IAA cultivar Dashtestan.

    Conclusion

    the highest rate of regeneration occurred in cotyledon1 explants with 6.5 mg / l BAP and 1 mg / l IAA. Finally, this medium is an efficient medium for the regeneration of these cultivars of sesame. All shoots formed roots after 15 days and Plantlets were transferred into pot with perlite and Cocopeat bed.

    Keywords: BAP, Callus, Cotyledon, Hypocotyls, IAA, Tissue culture