بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های تاتوره (Daturea stramonium L.) بر اساس صفات ریخت شناسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری علوم علف‌های هرز، کارشناس سازمان جهاد کشاورزی اردبیل، اردبیل، ایران

2 دانشجوی دکتری علوم علف‌های هرز، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانش‌آموخته دکتری علوم علف‌های هرز، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

4 استاد علوم علف‌های هرز، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

5 دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

مقدمه: بیوتیپ‌ها یا اکوتیپ‌های یک گونه معمولاً از نظر میزان رشد، مورفولوژی و حساسیت به علف‌کش‌ها با یکدیگر متفاوتند. هنگامی که ژنوتیپ‌های مختلف یک گونه در معرض تغییرات محیطی قرار می‌گیرند، درجات مختلفی از تنوع رشد و نمو را نشان می‌دهند. تاتوره گیاهی است یکساله، پهن‌برگ علفی که تکثیر آن فقط از طریق بذر صورت می‌گیرد و فقط به صورت بذر زمستان گذرانی می‌کند. آگاهی از تنوع ژنتیکی این علف‌هرز می‌تواند منجر به پیشرفت برنامه‌های مدیریتی به منظور کنترل این علف‌هرز گردد. با توجه به اینکه اطلاعات علمی زیادی در مورد بررسی تنوع ژنتیکی تاتوره بر اساس شاخص‌های مورفولوژیک که روشی مرسوم و اولین قدم در مطالعات ژنتیکی می‌باشد، وجود ندارد. در این تحقیق به بررسی تنوع ژنتیکی بین شش ژنوتیپ تاتوره جمع‌آوری شده از نقاط مختلف کشور بر اساس صفات مورفولوژیک پرداخته شده است.
مواد و روش: این مطالعه در گلخانه‌ی تحقیقاتی دانشکده‌ی کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1396 انجام گرفت. برای انجام این تحقیق بذر شش ژنوتیپ مختلف تاتوره از استان‌های تهران، مشهد، گیلان، اردبیل، همدان و شهرستان مغان از استان اردبیل جمع‌آوری گردید. آزمایش بر پایه طرح کاملاً تصادفی با شش ژنوتیپ و در سه تکرار اجرا شد. اندازه‌گیری صفات مربوط به اندام‌های رویشی در مرحله گلدهی و صفات مربوط به غوزه در مرحله غوزه‌دهی انجام شد.
یافته‌ها: بر اساس نتایج تجزیه واریانس اختلاف ژنوتیپ‌های مورد مطالعه برای صفات متوسط طول برگ، متوسط عرض برگ و تعداد بذر در غوزه در سطح احتمال یک درصد و برای صفات ارتفاع ساقه اصلی، طول میانگره، زاویه قرارگیری برگ و شاخص سطح برگ متوسط در سطح احتمال پنج درصد معنی‌دار بود. برآورد ضرایب همبستگی بین صفات نشان داد که بیشترین همبستگی مثبت و معنی‌دار بین وزن تر برگ‌ها با وزن تر کل گیاه (98/0 =r) و بیشترین همبستگی منفی و معنی‌دار بین وزن خشک ساقه با تعداد بذر (92/0- =r) وجود داشت. تجزیه به عامل‌ها برای کلیه صفات، پنج عامل اصلی را مشخص نمود که 98/99 درصد از تنوع موجود را توجیه نمودند. بر اساس تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های مورد مطالعه در دو گروه قرار گرفتند. گروه اول شامل ژنوتیپ‌های اردبیل، همدان، مشهد و مغان و گروه دوم شامل ژنوتیپ‌های گیلان و تهران بود.
نتیجه‌گیری کلی: نتایج گروه‌بندی بر اساس تجزیه خوشه‌ای، ژنوتیپ‌های مورد مطالعه را در دو گروه قرار داد. ژنوتیپ های تهران و گیلان در یک گروه و ژنوتیپ‌های اردبیل، همدان، مشهد و مغان در گروه دیگر قرار گرفتند که ژنوتیپ‌های هر گروه در یک سری خصوصیات مورفولوژیکی باهم شباهت داشتند. وجود تفاوت مورفولوژیکی بین این دو گروه ممکن است قدرت رقابتی آنها را تحت تأثیر قرار دهد و در واکنش به روشهای مدیریت شیمیایی و زراعی مؤثر باشد. هنگامی که یک علف کش در تماس با گیاهی قرار می گیرد عمل آن تحت تأثیر صفات مورفولوژی و ساختار گیاه و همچنین فرایندهای بیشمار فیزیولوژیک و بیو شیمیایی خواهد بود، که درون گیاه رخ می‌دهد. تنوع مورفولوژیکی ژنوتیپ‌های تاتوره می‌تواند قدرت سازگاری آنها را با شرایط محیطی و روش‌های مختلف مدیریت علف‌های هرز توجیه کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluating of genetic diversity of Datura (Daturea stramonium L.) genotypes on the basis of morphological characters

نویسندگان [English]

  • Roghayeh Majd 1
  • Seyedeh Asieh Khatami 2
  • rahman khakzad 3
  • Mohammad Taghi Alebrahim 4
  • Mehdi Mohebodini 5
1 Expert of Ardebil agricultural jahad organization
2 University of Mohaghegh Ardabili. Ph.D student. Ardabil
3 Mohaghegh ardebili university
4 Professor of Weed Science. Department of Agronomy and Plant Breeding. Faculty of Agricultural and Natural Resources. University of Mohaghegh Ardabili
5 Associat professor. University of Mohaghegh Ardabili
چکیده [English]

Background and objective: The biotypes or ecotypes of a species are usually different in terms of growth, morphology, and susceptibility to herbicides. When different genotypes of a species are exposed to environmental changes, they show different degrees of developmental diversity. Tatura is an annual plant, a broad leaf herbaceous plant that reproduces only through seeds and overwinters only as seeds. Awareness of the genetic diversity of this weed can lead to the development of management programs to control this weed. Since there is little scientific information on the study of genetic diversity of Daturea based on morphological method, which is a common and first step in genetic studies. In this study, genetic diversity was investigated among six genotypes of Daturea collected from different parts of the country based on morphological traits.
Materials and methods: This study was conducted in the research greenhouse of Agriculture Faculty of Mohaghegh Ardabili University in 2017. Seeds of six genotypes of Daturea were collected from Tehran, Mashhad, Gilan, Ardebil, Hamadan and Moghan . The experiment was performed based on a completely randomized design with six genotypes and three replications. Traits related to vegetative organs were measured at flowering stage and boll traits at boll stage.
Results: According to the results of analysis of variance difference between the genotypes studied traits has a significant effect on the average leaf length, the average leaf width and number of seeds per head at 1% probability and on the main stem height, internode length, angle and leaf area index average at 5% probability. The estimated correlation coefficients showed that the highest correlation there was between fresh weight with total plant fresh weight (r= 0.98) and least correlations between dry weight and number of seeds (r= -0.92). Factor analysis for all traits, showed five hidden factors that Justified 99.98% of the total variation. On the basis of cluster analysis, six studied populations were in two groups. The first group consists populations Ardebil, Hamedan, Mashhad and Moghan and the second group populations Gilan and Tehran.
Conclusion: On the basis of cluster analysis, six studied genotypes were in two groups. The first group consists genotypes Ardebil, Hamedan, Mashhad and Moghan and the second group genotypes Gilan and Tehran. The genotypes of each group were similar in some morphological traits. Morphological differences between two groups may affect their competitive power and may be effective in response to chemical and agronomic management method. When a herbicide comes into contact with the plant, its action will be affected by the morphological and anatomical traits of the plant as well as the numerous physiological and biochemical processes that occur within the plant. Morphological diversity of Daturea genotypes can justify their adaptability to different environmental conditions and different methods of weeds management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster analysis
  • correlation
  • factor analysis and Diversity

مراجع

  1.  Aghaie, P., Kazemeini, S.A., Majd, R., and Alebrahim, M.T. 2013. Role of phosphorus in maize (Zea mays ) competitiveness against velvetleaf (Abutilon theophrasti). Int J. Agron. Plant Prod. 4: 9. 2323-2329.

    1. Anchez, R.A., Eyherabide, G., and De Miguel, L.C. 1981. The influence of irradiance and water deficit during fruit development on seed dormancy in Datura ferox Weed Res. 21: 3-4. 127-132.
    2. Byrd, J.D., and Coble, H.D. 1991. Interference of selected weeds in cotton (Gossypium hirsutum). Weed Technol. 5: 2. 263-269.

    4.    Chawla, H.S. 2002. Introduction to plant biotechnology. Science Publishers, Pantnagar,India. 538p.

    1. Darvishzadeh, R.H., Maleki, H., and Sarrafi, A. 2011. Path analysis of the relationships between yield and some related traits in diallel population of sunflower (Helianthus annus ) Under well-watered and water-stressed conditions. Aust J. Crop Sci. 5: 674-680.
    2. Deng, F. 2005. Effects of glyphosate, chlorsulfuron and methyl jasmonate on growth and alkaloid biosynthesis of jimsonweed (Datura stramonium ). Pestic. Bichem. Phys. 82: 1. 16-26.
    3. Eftekhari, S.A., Hasandokht, M.R., Fatahi Moghadam, M.R., and Kashi, A.K. 2010. Genetic diversity of some iranian spinach (Spinacia oleracea) landraces using morphological traits. Iran J. of Hort. Sci. 41: 1. 83-93. (In Persian)
    4. Fenner, M. 2000. Seeds: the ecology of regeneration in plant communities. CABI. Wallingford. U.K. 410p.
    5. Foley, M.E. 2002. Introduction to the symposium on dormancy in seeds and vegetative propagules. Weed Sci. 2: 50. 214.
    6. Holm, L.R., Doll, J., Holm, E., Pancho, J., and Herberger, J. 1997. World weeds: natural histories and and distribution. John Wiley and Sons, New York, USA.
    7. Karimi, H. 2001. Weeds of Iran. Center of University Press (Iran). 419 p. (In Persian)
    8. Kropff, M.J., and Lotz, L.A.P. 1992. System approach to quantify crop weed interactions and their application to weed management. Agric Syst. 40: 1-3. 265-282.
    9. Lawley, D.N., and Maxwell, A.E. 1963. Factor analysis: as a statistical method. Buttterwoths. London. 453p.
    10. Mitich, L.W. 1989. Jimsonweed. Weed Technol. 3: 1. 208-210.
    11. Morrison, D.F. 1990. Multivariate statistical methods. McGrow- Hill. New York. 495p.
    12. Motten, A.F., and Antonovics, J. 1992. Determinants of outcrossing rate in a predominantly self-fertilizing weed, Datura stramonium (Solanaceae). Americ. J. of Bot. 79: 419-427
    13. Noldin, J.A., Chandler, J.M., and McCauley, G.N. 2006. Seed longevity of red rice ecotypes buried in soil. Planta Daninha. 24: 4. 611-620
    14. Oliver, L.R. 1979. Influence of soybean (Glycine max) planting date velvet leaf (Abutilon theophrasti) competition. Weed Sci. 183-188.‏
    15. Pahlevani, A.H. 2006. Biological study of Cynanchum acutum. M.Sc. Thesis, Fardowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
    16. Pokovai, K., Kovacs, G.J., and Dobos, A. 2004. Phyllochron dependence on solar radiation in maize. In: Proceedings of 8th ESA Congress. Copenhagen. Denmark.
    17. Rashed Mohasel, M.H., najafi, H., and Akbarzadeh, M.D. 2002. Weed biology and control. Publications Ferdowsi University of Mashhad. Iran.
    18. Sabet Zangeneh, H., Mohammaddust Chamanabad, H.R., Zand, E., Asghari, A., Alamisaeid, K.H., Travlos, L.S., and Alebrahim, M.T. 2016. Study of Fitness costin Three rigid rye grass populations susceptible and resistant to Acetyl CoACarboxylase inhibiting herbicides. Front. Ecol. Evol. 4: 142.
    19. Samdani, B., and Minbashi, M. 2004. Survey on the existence of ecotypes among the populations of field bindweed. Rostaniha. 5: 1. 25-35. (In Persian)
    20. Santos, B.M., Dusky, J.A., Stall, W.M., Shilling, D.J., and Bewick, T.A. 1997. Influence of smooth pigweed and common purslane on lettuce yields as affected by phosphorus fertility. Proc. Fla State Hortic. Soc. 110: 315-317.
    21. Scott, G.H., Askew, S.D., Wilcut, J.W., and Brownie, C. 2000. Datura stramonium interference and seed rain in Gossypium hirsutum. Weed Sci. 48: 5. 613-617.
    22. Soriano, A., Sanchez, R.A., and Eilberg, B.A. 2011. Factors and processes in the germination of Datura ferox. Canadian. J. of Bot. 42: 9. 1189-1203.
    23. Spitters, C.J.T., and Aert, R. 1983. Simulation of competition for light and water in cropweed association. Asp. of Appl. Biol. 4: 467-483.
    24. Taiz, L., and Zeiger, E. 2010. Plant Physiology. 5th Edition. Sinauer Associates Inc. Sunderland. 782 p.
    25. Yaghoubi, S.R., Aghaalikhani, , and Zand, E. 2012. Effect of the timing of emergence of seedling on morphological characteristics and seed production of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus L.) in competition with sunflower (Helianthus annus L.). Iran. J. Crop Sci. 13: 1. 32-48. (In Persian)
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 13، شماره 2
شهریور 1399
صفحه 51-68

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار