SUPERVISOR
Mohammad Mehdi Majedi,Aghafakhr Mirlohi
محمد مهدی مجیدی (استاد راهنما) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما)
STUDENT
Fatemeh alsadat Mostafavi froshani
فاطمه السادات مصطفوی فروشانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
TITLE
Genetic Diversity of Agronomic and Morphological Tratis in Cultivated and Wild Barley Species under Normal and Drought Stress Conditions
Two separate studies were conducted to determine the genetic diversity of Hordeum species in different water environments. In the first study, 90 genotypes from both cultivated ( Hordeum vulgare) and wild barley ( H. vulgar spontaneum) species and in the second study, 64 genotypes from 15 other wild species of barley were evaluated for yield and morphological traits at three water environments (non-stress, mild stress and severe stress) in the field. In both studies, the results showed high genetic variation among genotypes for different traits. In the first study, mild drought stress reduced the mean values of most traits. Days to heading, number of fertile spike, plant height and number of seeds per plant did not change significantly under mild drought stress condition. Under severe drought stress, the mean values of all traits were significantly reduced, except for number of fertile spike.The heritability of traits had a wide range in this study. The highest heritability was observed for days to heading and the lowest heritability was observed for biological yield. The highest significant correlation was observed between grain yield and number of grains per spike. Based on the biplot of principle component analysis (PCA) in the first study in term of non stress environment, genotypes 51, 77, 76 and 82 of the cultivated species, in term of mild stress genotypes 28, 22, 25, 35 and 50 of H. vulgare Spontaneum and in term of severe stress genotypes 9, 12 and 36 of H. vulgare Spontaneum had higher potential for grain yield. In the second study, the mean values for the number of fertile spike, number of grains per plant, grain yield and biological yield were greater in mild stress condition. This maybe because the wild genotypes are more adapted to dry environments. The mean values for the grain yield and grains per plant did not change in severe drought stress, indicating that wild genotypes are resistant to drought stress and the mean values of the number of fertile spike and biological yield were greater in this condition. The heritability of traits had a wide range in the second study as well. The highest heritability were observed for plant height and spike length and the lowest one was observed for biological yield. Significant correlation was observed between grain yield and number of hundred seed weight in the three moisture environments. Based on the biplot of the PCA in the non stress condition, genotypes 54, and 55 of H. cordobense , in medium stress genotypes 63 and 64 of of H. bulbosum and in severe stress genotypes 34 and 39 of H. marinum were superior for the component related to the potential for grain yield. In comparing the average grain yield of species H. vulgare . spontaneum , H. vulgare , H.murinum and H.marinum it was revealed that the grain yield of H. vulgare was greater than H. vulgare . spontaneum and the average grain yield of H. vulgare . spontaneum was greater than both H.murinum and H.marinum in all three moisture environments. Based on cluster analysis the wild barley H. vulgare . spontaneum was grouped with H. vulgare in a same cluster and the other wild barley species were grouped in other clusters.
این پژوهش در دو مطالعه جداگانه با هدف بررسی تنوع ژنتیکی گونه های جنس جو در سه محیط رطوبتی مختلف انجام گرفت. در مطالعه اول 90 ژنوتیپ جو زراعی ( Hordeum vulgare ) و جو وحشی اسپانتانئوم ( H. vulgare . Spontaneum ) و در مطالعه دوم 64 ژنوتیپ از 15 گونه وحشی جو در سال زراعی 92-93 در سه محیط عدم تنش، تنش خشکی متوسط و تنش خشکی شدید از نظر عملکرد و صفات مورفولوژیک ارزیابی شدند. در هر دو مطالعه نتایج حاکی از تنوع ژنتیکی بالا بین ژنوتیپ ها از نظر صفات مختلف بود. در مطالعه اول تنش خشکی متوسط مقادیر اکثر صفات را کاهش داد. در این شرایط روز تا سنبله دهی به علت تفاوت ارقام از نظر نیاز حرارتی برای کامل نمودن رشد رویشی، تعداد پنجه به علت شروع اعمال تنش بعد از رشد رویشی، ارتفاع بوته و تعداد دانه در بوته به علت مقاومت ژنوتیپ ها به تنش کاهش نیافتند. در شرایط تنش خشکی شدید مقادیر همه صفات به جز تعداد پنجه کاهش یافت. وراثت پذیری عمومی صفات دامنه وسیعی را شامل شد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی گسترده در میان ژنوتیپ های جو زراعی و اسپانتانئوم است. بیشترین و کمترین مقدار وراثت پذیری به ترتیب مربوط به صفات روز تا سنبله دهی و عملکرد بیولوژیک بود. در هر سه محیط رطوبتی بیشترین همبستگی معنی دار بین عملکرد دانه با صفت تعداد دانه در سنبله مشاهده شد. بر اساس نمودار بای پلات مولفه های اصلی در این مطالعه در شرایط شاهد ژنوتیپ های 51، 77، 76 و 82 از زیر گونه زراعی، در تنش متوسط ژنوتیپ های 28، 33 و36 از زیر گونه اسپانتانئوم و در تنش شدید ژنوتیپ های 9، 12، 22، 25، 35 و50 از زیر گونه اسپانتانئوم از نظر مولفه اول که پتانسیل تولید عملکرد دانه نامیده شد، بهتر بودند. در مطالعه دوم مقادیر صفات تعداد پنجه، تعداد دانه در بوته، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک در شرایط تنش خشکی متوسط بیشتر از شاهد بود بود که می تواند به علت سازگاری ژنوتیپ های وحشی به محیط خشک باشد. در شرایط تنش خشکی شدید تعداد دانه در بوته و عملکرد دانه نسبت به شرایط شاهد تغییر معنی داری نداشت که می تواند ناشی از افزایش تعداد پنجه و عملکرد بیولوژیک باشد. در این مطالعه نیز وراثت پذیری عمومی صفات دامنه وسیعی را شامل شد که نشان دهنده تنوع ژنتیکی گسترده در میان ژنوتیپ های وحشی مورد بررسی است. بیشترین مقدار وراثت پذیری مربوط به صفات ارتفاع بوته و طول سنبله بود و کمترین مقدار آن مربوط به صفت عملکرد بیولوژیک بود. در این مطالعه بیشترین همبستگی معنی دار در هر سه محیط رطوبتی بین عملکرد و وزن صد دانه مشاهده شد. بر اساس نمودار بای پلات مولفه های اصلی در شاهد ژنوتیپ های 55 و 54 از زیر گونه H. cordobense ، در تنش متوسط ژنوتیپ های63 و 64 از زیر گونه H. bulbosum و در تنش شدید ژنوتیپ های 34 و 39 از زیر گونه H. marinum نیز از نظر مولفه مربوط به پتانسیل تولید عملکرد، بهتر بودند. با بررسی مقایسه میانگین عملکرد دانه گونه های H. vulgare . spontaneum ، H. vulgare ، H. murinum و H. marinum نشان داده شد که در هر سه محیط رطوبتی میانگین عملکرد جو زراعی بیشتر از جو اسپانتانئوم و میانگین جو اسپانتانئوم بیشتر از دو گونه H . murinum و H. marinum بود. بر اساس تجزیه خوشه ای گونه ها در هر سه محیط رطوبتی دو گونه اسپانتانئوم و زراعی در یک گروه و سایر گونه های وحشی جو در گروهی مجزا قرار گرفتند. واژه های کلیدی: تنش خشکی، تنوع ژنتیکی، جو زراعی، جو وحشی