تحقیقات علوم زراعی در مناطق خشک

تحقیقات علوم زراعی در مناطق خشک

بررسی لاین های امیدبخش خلر (Lathyrus sativus) بر اساس عملکرد و صفات زراعی در محیطهای مختلف با روش های آماری چندمتغیره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران
2 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی استان کهگیلویه و بویر احمد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یاسوج، ایران
3 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایلام، ایران
4 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم آباد، ایران
چکیده
خلر (Lathyrus sativus) یک گیاه زراعی لگومینوز یکساله است که با برخورداری از رشد سریع در بهار، در تامین بخشی از علوفه مورد نیاز کشور بدون نیاز به آبیاری فراوان، می‌تواند نقش مهمی را در مناطق خشک و نیمه خشک ایفاء کند. به منظور بررسی شانزده لاین امیدبخش خلر، پژوهشی در چهار ایستگاه تحقیقاتی در قالب طرح RCB با سه تکرار و در سه سال متوالی 1396-1398 انجام گردید و نه صفت زراعی، ارزیابی شدند. تجزیه‌خوشه‌ای، ژنوتیپ‌ها را به سه گروه، خوشه‌بندی کرد. خوشه نخست از نظر همه صفات غیر از صفات تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در غلاف، ارزش بالاتر از میانگین کل داشت. بنابراین، ژنوتیپ‌های این گروه را می‌توان برای بهبود عملکرد دانه و علوفه مورد استفاده قرار داد. در مقابل خوشه دوم از نظر بیشتر صفات غیر از صفات تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و عملکرد دانه، ارزش پایین‌تر از میانگین کل داشت. از این رو، ژنوتیپ‌های این گروه را می‌توان برای بهبود عملکرد دانه بکار برد. در تجزیه به مولفه‌های اصلی، مولفه دوم، عملکرد علوفه نامگذاری گردید که از آن می‌توان در امر گزینش برای ژنوتیپ‌های برتر خلر استفاده کرد. ژنوتیپ‌های با بیشترین عملکرد، دارای بیشترین مقادیر مؤلفه در تجزیه به مؤلفه‌های اصلی بودند و همین ژنوتیپ‌ها در تجزیه خوشه‌ای در یک گروه قرار گرفتند. به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت که بین ژنوتیپ‌های خلر، تنوع قابل توجهی وجود داشت که از آن می‌توان در برنامه‌های به‌نژادی به منظور اصلاح عملکرد و سایر صفات از جمله تحمل به خشکی استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Study Of Promising Lines of Grass Pea (Lathyrus sativus) Based on Yield and Agronomic Traits in Different Environments Using Multivariate Statistical Methods

نویسندگان English

Alireza Pourmohammad 1
Behrouz Vaezi 2
Askar Jozeyan 3
Reza Pirooz 4
1 Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran
2 Kohgiluyeh and Boyer-Ahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yasuj, Iran
3 Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension, Ilam, Iran
4 Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension, Khorramabad, Iran
چکیده English

Introduction and Objective:

Grass pea (Lathyrus sativus) is an annual legume valued for its high yield, protein-rich seeds, rapid spring growth, and low irrigation requirements. Its tolerance to drought, salinity, and flooding, along with its nitrogen fixation ability, makes it important in crop rotation, soil improvement, and reducing weeds and diseases. In breeding programs, yield is a complex trait with low heritability, making indirect selection through associated traits more effective. Because breeders often deal with many correlated traits, multivariate statistical methods are valuable for simplifying data and identifying useful variation. Principal component analysis, cluster analysis, and discriminant analysis enable simultaneous evaluation of genotypes based on morphological, biochemical, or molecular traits. Cluster analysis, in particular, helps group genotypes by genetic similarity and select representative parents, increasing the chance of heterosis and superior offspring. This study applied multivariate methods to evaluate and classify grass pea genotypes for breeding advancement.

In plant breeding programs, selection is based on a large number of agronomic traits with positive and negative correlations, so statistical analysis methods that reduce the number of traits affecting yield are valuable for plant breeders. Analysis of genetic diversity in germplasm, especially with increasing number of variables and sample size, requires the use of multivariate statistical methods. The use of such tools allows for accurate classification of the samples under evaluation and helps the plant breeder in identifying the genetic material needed for subsequent programs and advancing breeding goals more quickly. Multivariate statistical methods that simultaneously evaluate genotypes in terms of several traits are widely used in the evaluation of genetic diversity regardless of the type of data, i.e. morphological, biochemical and molecular. Among the most important of these methods are principal component analysis, cluster analysis, and discriminant analysis.

Given that the foundation of plant breeding research is based on the evaluation, description, and introduction of suitable plant parents, this research was conducted with the aim of using multivariate analysis methods in grass pea genotypes.



Materials and Methods: To investigate sixteen promising lines of grass pea along with a control cultivar using multivariate statistical methods, a study was conducted at four research stations: Gachsaran, Kohdasht, Mehran, and Shirvan. The experiment was arranged in a randomized complete block design with three replications over three consecutive years (2017–2019). Nine traits were evaluated: 100-grain weight, grain yield, forage dry weight, forage fresh weight, grains per pod, pods per plant, plant height, days to seed maturity, and days to flowering.

Results: Cluster analysis using Ward's method and the Euclidean distance measure classified sixteen grass pea genotypes into three groups. The first cluster included eight genotypes (5, 6, 10, 11, 13, 14, 15, and 16). The second cluster consisted of genotypes 1, 2, 3, 4, 8, 9, and 12, while the third cluster contained a single genotype (7). In the principal component analysis, the first four components explained 77.54% of the total variation. The first component accounted for 23.18%, the second for 20.70%, the third for 17.46%, and the fourth for 16.19%. Days to flowering (0.893) had the highest positive loading in the first component; forage fresh yield (0.829) and 100-grain weight (0.733) in the second; days to grain maturity (0.642) in the third; and plant height (0.734) in the fourth. The second component, which can be regarded as the "forage yield component," may be used for selecting superior grass pea genotypes. Genotypes with the highest yield also had the highest factor scores in the principal component analysis, and these genotypes were grouped together in the cluster analysis.

Conclusion: The results of principal component and cluster analyses were generally consistent. These findings indicate significant variation among grass pea genotypes, which can be exploited in breeding programs to improve yield and other agronomic traits.

کلیدواژه‌ها English

Cluster analysis
Discriminant analysis
Principal components analysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 28 اردیبهشت 1405

  • تاریخ دریافت 08 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 12 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 20 آبان 1404