بررسی تنوع ژنتیکی و روابط صفات زراعی ,و عملکردی ارقام توتون با استفاده از روش های آماری چند متغیره

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استان مازندران - بهشهر- کیلومتر 15 جاده بهشهر به گرگان- مرکز تحقیقات و آموزش توتون تیرتاش.

10.22034/plant.2026.145897.1203

چکیده

مقدمه: توتون (Nicotiana tabacum L.)، یکی از محصولات با ارزش کشاورزی و صنعتی است که اطلاعات کمی درباره تنوع آن وجود دارد. بررسی تنوع ژنتیکی و آگاهی از روابط خویشاوندی ژنوتیپ‌ها، یک عامل مهم در اجرای برنامه‌های به‌نژادی است که امکان گروه‌بندی و توصیف دقیق نمونه‌ها را فراهم می‌کند. تولید بذر هیبرید، یکی از مهم‌ترین برنامه‌های به‌نژادی می‌باشد. تولید ارقام جدید را می‌توان با منابع جدید تنوع ژنتیکی افزایش داد. به دلیل نیاز به‌نژادگران به منابع وسیع خزانه ژنتیکی برای انجام فعالیت‌های اصلاحی روی گیاهان زراعی، شناسایی عوامل و خصوصیات زراعی مؤثر بر افزایش عملکرد و بررسی تنوع و روابط ژنتیکی بین آن‌ها، امری ضروری به نظر می‌رسد. در این راستا، این تحقیق با هدف بررسی تنوع ژنتیکی، گروه‌بندی و روابط صفات مهم زراعی و عملکردی توتون با استفاده از همبستگی، تجزیه خوشه‌ای و تجزیه به عامل‌ها اجرا گردید.
مواد و روش‌ها : در این تحقیق، تعداد 26 رقم توتون تیپ گرمخانه‌ای، شامل (10 لاین و 16 هیبرید F1)، در تابستان سال زراعی 1404 در مزرعه مرکز تحقیقات و آموزش توتون تیرتاش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار کشت و بررسی شدند. صفات زراعی و عملکردی مورد مطالعه، شامل طول و عرض برگ (سانتی‌متر)، تعداد برگ، ارتفاع بوته (سانتی‌متر)، قطر ساقه (میلی-متر)، شاخص کلروفیل، تعداد روز تا گل‌دهی، ضریب سطح برگ، شاخص شکل برگ، وزن سبز، عملکرد برگ خشک، متوسط قیمت ودرآمد در هکتار بودند. تجزیه واریانس داده‌ها برای کلیه صفات مورد مطالعه، بر اساس مدل آماری طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار بر اساس میانگین داده‌ها، صورت گرفت. سپس، تجزیه‌های آماری چندمتغیره برای داده‌های بدست آمده مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور ارزیابی میزان ارتباط بین صفات مورد مطالعه، ضرایب همبستگی ساده پیرسون بین آن‌ها برآورد گردید. تجزیه خوشه‌ای با استفاده از مربع فاصله اقلیدسی و روش Ward انجام شد. برای درک روابط علت و معلولی بین صفات، شناسایی عامل‌های مشترک بر صفات و مشخص شدن روابط گروهی بین متغیرها از تجزیه به عامل‌ها به روش مؤلفه‌های اصلی و چرخش وریماکس استفاده شد. کلیه محاسبات آماری با استفاده از نرم افزارهای Excel، SAS 9.1 و XLSTAT 2016 انجام شد.
یافته‌ها : نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها از نظر صفات تعداد برگ و وزن برگ سبز در سطح احتمال 5 درصد و از نظر صفات ارتفاع بوته، کلروفیل، تعداد روز تا گلدهی، عملکرد خشک، متوسط قیمت و درآمد، اختلاف معنی‌دار آماری در سطح احتمال 1 درصد وجود داشت. به عبارت دیگر بین ارقام از نظر این صفات، تنوع وجود دارد. با توجه به اینکه صفت عملکرد برگ خشک، به عنوان عملکرد کل گیاه توتون محسوب شده و سایر صفات زراعی با آن رابطه دارند، لذا وجود تنوع از لحاظ این صفت حائز اهمیت بوده و می-تواند در برنامه‌های اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد. با بررسی تجزیه همبستگی بین صفات مورد مطالعه، صفات ارتفاع بوته و درآمد، همبستگی مثبت و معنی‌دار با عملکرد خشک نشان دادند. تجزیه خوشه‌ای، موجب طبقه‌بندی ارقام توتون مورد مطالعه، به سه گروه مختلف به ترتیب با 16 ، 5 و 5 ژنوتیپ گردید. نتایج تجزیه به عامل‌ها بر اساس تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که پنج عامل اول، در مجموع، 9/78 درصد از تغییرات داده‌های کل صفات بین ارقام را توجیه کردند.
نتیجه‌گیری : به طور کلی، تنوع ژنتیکی قابل‌توجهی بین ژنوتیپ‌های مختلف مورد مطالعه از نظر صفات زراعی و عملکردی مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluating genetic diversity and relationships among agronomic and yield traits in tobacco cultivars using multivariate analysis

نویسنده [English]

  • Marziyeh Shazdehahmadi
Mazandaran Province - Behshahr - 15th kilometer of Behshahr-Gorgan road - Tirtash Tobacco Research and Education Center.
چکیده [English]

Introduction: Tobacco (Nicotiana tabacum L.) is one of the valuable agricultural and industrial crops that little information is available about its diversity. Investigating genetic diversity and knowing the relationships of genotypes is an important factor in implementing breeding programs. Hybrid seed production is one of the most important breeding programs. The production of new varieties can be increased with new sources of genetic diversity. Due to the need for breeders to have large genetic pool of resources to do breeding activities on crops, it seems necessary to identify factors and agronomic traits that affect yield increase and to investigate the genetic diversity and relationships between them. In this regard, this study was conducted with the aim of investigating the genetic diversity, grouping, and relationships of important agronomic and functional traits of tobacco using correlation, cluster analysis, and factor analysis.
Materials and Methods: In this study, 26 Flue-cured tobacco cultivars, including (10 lines and 16 F1 hybrids), were cultivated and studied in the summer of 2025 year in the Tirtash Tobacco Research and Education Center farm in RCBD plan with 3 replications. The agronomic and functional traits studied included: leaf length and width (cm), Leaf numbers, plant height (cm), stem diameter (mm), chlorophyll index, number of days to flowering, leaf area coefficient, leaf shape index, green weight, dry leaf yield, average price and income per hectare. Data variance analysis for all studied traits was performed based on the statistical model of a randomized complete block design in three replications based on the mean of the data. Then, multivariate statistical analyses were used for the obtained data. In order to evaluate association analysis between the studied traits, Pearson's simple correlation coefficients were estimated. Cluster analysis was performed using the square of Euclidean distance and Ward's method. In order to understand relationships between traits, identify common factors on traits, and determine group relationships between variables, factor analysis using the Principal Component Analysis (PCA) and Varimax rotation was used. All statistical calculations were performed using Excel, SAS 9.1, and XLSTAT 2016 software.
Results: The results of the analysis of variance showed that there was a statistically significant difference between genotypes in leaf number and green leaf weight at 5% probability level, and for plant height, chlorophyll, number of days to flowering, dry yield, average price and income, there was a statistically significant difference at a 1% probability level. In other words, there is diversity between cultivars in terms of these traits. Considering that the dry leaf yield trait is considered as the total yield of the tobacco plant and other agronomic traits are related to it, therefore, the existence of diversity in terms of this trait is important and can be used in breeding programs. By examining the correlation analysis between the studied traits, the traits plant height and yield showed a positive and significant correlation with dry yield. Cluster analysis led to the classification of the studied tobacco cultivars into three different groups with 16, 5 and 5 genotypes, respectively. The results of factor analysis based on principal component analysis showed that the first five factors, in total, explained 78.9% of the variation in the total trait data between cultivars.
Conclusion: In general, significant genetic diversity was observed among the different genotypes studied in terms of agronomic and performance traits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Breeding
  • Flue-cured tobacco
  • multivariate analysis
  • varimax rotation
  • yield