مطالعه تنوع ژنتیکی برخی لاین‌های فلفل (Capsicum annuum L.) با استفاده از تجزیه‌های آماری چند متغیره

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی سابق دکتری، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 محقق، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

3 استاد، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج

چکیده

به­منظور بررسی تنوع ژنتیکی 65 لاین فلفل، که از مناطق مختلف کشور و همچنین از کشور چین و مرکز تحقیقات بین­المللی سبزیجات (AVRDC) جمع­آوری شده بودند؛ آزمایشی به­صورت طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار برای ارزیابی 13 صفت مرفولوژیک اجرا شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس حاکی از تفاوت معنی­دار بین ژنوتیپ­ها در سطح احتمال یک درصد از لحاظ تمامی صفات بود. بر اساس مقایسه میانگین صفات مختلف که به­روش توکی در سطح احتمال 5 درصد انجام شد، ژنوتیپ­های 3095 و 0013 و 26-6 از لحاظ عملکرد و خصوصیات مرتبط با بازارپسندی محصول وضعیت بهتری داشتند. برای تعیین فاصله ژنتیکی و گروه­بندی ژنوتیپ­ها، تجزیه به عامل­ها و تجزیه خوشه­ای انجام شد. جهت درک بهتر از روابط داخلی صفات و تعیین گروهی متغیرهای با بیشترین همبستگی، از تجزیه به عامل­ها با استفاده از تجزیه به مؤلفه­های اصلی و چرخش عامل­ها به روش وریماکس استفاده شد. در این تجزیه چهار عامل مستقل از هم، مجموعاً 07/74 درصد از تغییرات را توجیه نمودند. تجزیه خوشه­ای به­روش وارد، لاین­های ارزیابی­شده را در شش گروه متفاوت قرار داد؛ به­طوری­که این نتایج تا حد زیادی با مناطق جغرافیایی پراکنش لاین­ها و همچنین با صفاتی همچون عملکرد و خصوصیات مورفولوژیک مرتبط با بازارپسندی محصول هم­خوانی داشتند. نتایج حاصل از رگرسیون گام­به­گام نشان داد که سه صفت قطر ساقه، طول ساقه و تعداد میوه در بوته بیشترین تأثیر را بر روی عملکرد میوه داشتند. جهت ارزیابی اثرات مستقیم و غیرمستقیم صفات وارد­شده در مدل رگرسیونی بر عملکرد میوه، تجزیه علیت انجام شد. نتیجه حاصل از این تجزیه موید تأثیر مستقیم سه صفت یاد­شده بر روی عملکرد بود و تأثیر غیر­مستقیم این صفات چندان قابل­توجه نبود. با توجه به این‌که در این آزمایش لاین­های مورد مطالعه از لحاظ تنوع ژنتیکی تفاوت­های قابل­توجهی در صفات مورد بررسی نشان دادند نتیجه‌گیری شد که با انتخاب ژنوتیپ­های برتر در هر خوشه که فاصله ژنتیکی بیشتری با یکدیگر دارند می­توان در تولید ارقام هیبرید فلفل به‌منظور بهره­جستن از هتروزیس استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Morphological variation of some capsicum (Capsicum annuum L.) lines using multivariate statistical analysis

نویسندگان [English]

  • Sasan Keshavarz 1 2
  • Seyedali Peighambari 3
  • Hassan Zeinali Khanghah 3
  • Mohammadreza Bihamta 3
  • Mohammadreza Hassandokht 3
1 Former Ph. D. Student, College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran | Researcher, Seed and Plant Improvement Research Institute, Agricultural Research and Education Organization, Karaj, Iran
2 Former Ph. D. Student, College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran | Researcher, Seed and Plant Improvement Research Institute, Agricultural Research and Education Organization, Karaj, Iran
3 Professor, College of Agriculture & Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the genetic diversity of 65 lines of pepper, collected from different regions of the country and also from China and the International Research Center for Vegetables (AVRDC), a randomized complete block design with 3 replications was done. Results of analysis of variance showed a significant difference among genotypes at 1% probability level for all traits. Based on the mean comparison of different traits using Tukey's method at 5% probability level, genotypes 3095, 0013 and 26-6 were better in terms of yield and characteristics associated with marketable products. To determine the genetic distance and grouping of genotypes, factor and cluster analysis performed. To understand the internal relations of traits and to determine the group of variables with the highest correlation, factor analysis performed using principal component analysis were through varimax rotation. In these analysis, four independent factors justified 74.7% of the variation. Cluster analysis was done using Ward method, and the lines were gathered into six different groups. So that, this grouping was associated with geographic distribution of lines and some of morphological traits that associated with marketability. Results of stepwise regression showed that three traits of stem diameter, stem length and number of fruits per plant had the greatest effect on fruit yield. To evaluate the direct and indirect effects of these traits on fruit yield, Path analysis performed. Results showed that the three mentioned traits had direct effect and indirect effect of these traits was very low. Given that in this experiment lines under study showed significant differences in terms of genetic variability for traits under evaluation. It was concluded in order to benefit from heterosis, selection of superior genotypes with greater genetic distance from each other can be useful in pepper hybrid variety production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster Analysis
  • factor analysis
  • Principal Component Analysis
  • Stepwise regression
  1. Ahmadi, A., Hossenipour, T. & Soltani, M. (2014).The effect of plant density on yield and its components in three rain fed barley cultivars. Agronomy Journal (Pajouhesh & Sazandegi), 102, 131-140. (in Farsi)
  2. Bagheri, G., Zahedi, B., Darvishzadeh, R. & Hajiali, A. (2017). Study of morphological and physiological diversity of some sweet peppers (Capsicum annuum L.). Journal of Horticultural Science, 31(1), 140-157. (in Farsi)
  3. Everett, T. H. (1984). Encyclopedia of Horticulture. The New York Botanical Garden Illustrated. Vol. 1-10. Garland Publishing, Inc. New York, U.S.A. 704P.
  4. Falconer, D. & Mackay, F. C. (1996). Introduction to quantitative genetics. Longman Group Ltd, 464P.
  5. FAOSTATE. (2017). Food and Agriculture Organization of the United Nations.  http://faostat.fao.org/site/
  6. Geleta, L. F., Labuschage, M. T. & Viljoen, C. D. (2004). Genetic variability in pepper (capsicum annuum L.) estimated by morphological data and amplified fragment length polymorphism markers. Department of plant sciences, University of the Free State. South Africa, 2361-2375.
  7. Ghazizadeh, S., Hasani, M. A., Mohammadi, A. & Bahramirad, M. (2010). Genetic variation in pepper genotypes (Capsicum spp.) using morphological traits. Iranian Journal of Horticultural Science, 41(1), 71-82. (in Farsi)
  8. Keshavarz, S., Bagheri, M., Ghanbari, A. A. & Mousavi, S. H. (2015). Comparison of pure lines selected from local landraces of pepper (Capsicum annuum L.). Seed and Plant Improvement Journal, 31-1 (3), 403-419. (in Farsi)
  9. Madoşă, E., Sasu, L., Ciulca, S., Velicevici, G., Ciulca, E. A. & Avadanei, C. (2010). Possibility of use of Romanian bell pepper (Capsicum annuum L. var grossum) local landraces in breeding process. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 38 (2), 56-60.
  10. McPherson, M. A., Good, A. G., Topinka, A. K. C. & Hall, L. M. (2004). Theoretical hybridization potential of transgenic safflower (Carthamus tinctorius L.) weedy relatives in the New World. Canadian Journal of Plant Science, 84, 923-934.
  11. Mohammadi, S. A. & Prasanna, B. M. (2003). Analysis of genetic diversity in crop plants- Salient statistical tools and considerations. Crop Science, 43, 1235-1248.
  12. Munchi, A. D., Behera, T. K. & Singh, G. (2000).Correlation and path coefficient analysis in chilli. Indian Journal of Horticulture, 11, 93-97.
  13. Peyvast, G. H. (2005). Vegetables. (3rd ed.). Daneshpazir Pub. Rasht. 487P. (in Farsi).
  14. Rego, E. R., Rego, M. M., Finger, F. L., Cruz, C. D. & Casali, D. A. (2009). Diallel study of yield components and fruit quality in chilli pepper (Capsicum baccatum). Euphytica, 168 (2), 275-287.
  15. Rice, R. P., Rice, L.W. & Tindall, H. D. (1994). Fruit and vegetable production in warm climates. The Macmillan Prees Ltd. London, England.
  16. Sasu, L., Madoşă, E., Velicevici, G., Ciulca, S., Avadanei, C. & Gorinoiu, G. (2013). Studies regarding correlations between the main morphological traits in a collection of bell pepper (Capsicum annuum var grossum) local landraces. Journal of Horticulture, Forestry and Biotechnology, 17 (2), 285-289.
  17. Shumbulo, A., Nigussie, M. & Alamerew, S. (2017). Correlation and Path Coefficient Analysis of Hot Pepper (Capsicum annuum L.) Genotypes for Yield and its Components in Ethiopia. Advances in Crop Science and Technology. Advances in Crop Science and Technology. 5: 3.
  18. Singh, V., Pande, P. C. & Jain, D. K. (1997). A textbook of botany, angiosperms. Rastogi publications, India.
  19. Testoni, A., Eccher Zerbini, P. & Sozzi, A. (1983). Objective quality evaluation of fruit of some sweet pepper varieties for fresh consumption. In P. Belletti, M.O. Nassi and L. Quagliotti (Eds.) Capsicum newsletter Num2. Turin. Institute of Plant Breeding and Seed Production. 73-74.
  20. Walsh, B. M. & Hoot, S. B. (2001). Phylogenetic relationships of Capsicum (Solanaceae) using DNA sequences from two noncoding regions: the chloroplast atpB -rbcl spacer region and nuclear waxy introns. International Journal of Plant Sciences, 162, 1409-1418.
  21. Zatyko, L. (1992). Changes in the sweet pepper varietal assortment caused by the incorporation of new characters. Plant Breeding Abstracts, 62, 39-44.
  22. Zewdiel, Y. & Zeven, A. C. (1997). Variation in Yugoslavian hot pepper (Capsicum annuum L.) accessions. Euphutica, 97, 81-89.