بررسی تنوع زیستی تعدادی از ژنوتیپ‌های برتر فندق (Corylus avellana L.) منطقه فندقلو بر اساس برخی از خصوصیات میوه و شرایط محیطی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، وزارت جهاد کشاورزی، کرج، ایران

3 جهاد دانشگاهی واحد استان اردبیل، اردبیل، ایران

چکیده

سابقه و هدف: زیستگاه فندقلو بزرگ‌ترین خزانه ژنی فندق در شمال غرب ایران است. تنوع آب‌وهوایی و تکثیر مداوم جنسی، تنوع ژنتیکی غنی را بین فندق‌های این ناحیه به وجود آورده است. هدف از این پژوهش، تجزیه‌وتحلیل تنوع زیستی ژنوتیپ‌های برتر فندق در زیستگاه فندقلو با استفاده از بررسی همبستگی بین صفات، روش‌های تجزیه به مؤلفه اصلی و تجزیه خوشه‌ای و همچنین بررسی رابطه صفات میوه و مغز هر یک از ژنوتیپ‌ها با شرایط محیطی محل رشد آنهاست.مواد و روش‌ها: در سال‌های 1393 و 1394 بیست ژنوتیپ برتر از نظر صفات مورفولوژیکی و فنولوژیکی از بین 70 ژنوتیپ اولیه انتخاب و علامت‌گذاری شدند. ده صفت مربوط به ابعاد میوه و مغز، ترکیبات فیتوشیمیایی (درصد روغن، پروتئین و کربوهیدرات در مغز و غلظت تاکسول در برگ‌های مسن) در این ژنوتیپ‌ها اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی اثرات احتمالی شرایط محیطی، پنج ویژگی میانگین بارندگی سالیانه، دمای سالیانه، ارتفاع از سطح دریا، تعداد روزهای یخبندان و اسیدیته خاک مربوط به مکان‌های نمونه‌برداری از ژنوتیپ‌ها ثبت شد. کل آنالیزهای آماری به کمک نرم‌افزار اس­پی­اس­اس 16 انجام شد.نتایج و بحث: بر اساس آماره‌های توصیفی بیشترین ضریب تغییرات به صفات ضخامت مغز (31/26%) و وزن مغز (41/24%) و کمترین آن به تعداد روزهای یخبندان (53/1%) و اسیدیتـه خـاک (83/1 %) تعلق داشت. بیشترین همبـستگی مثبت بین صفــات طول میوه و درصد مغـز (, P<0.01943/0=r) مشاهده شد. غلظت تاکسول همبستگی منفی در سطح 5% با صفات ضخامت مغز (519/0- =r) و درصد مغز (524/0- =r) نشـان داد. در ایـن پژوهــش بیـن ویژگی‌هـای محیطـی و جغرافیــایی ‌"اسیـدیته خـاک"‌ با "میزان بارنـدگی سالیانه" همبسـتگی منفــی (, P<0.01838/0- =r) و بین "ارتفاع از سطح دریا" با "میانگین بارندگی سالیانه" همبستگی مثبت (, P < 0.05481/0=r) دیده شد. "میانگین بارندگی سالیانه" با "درصد مغز" همبستگی منفی (, P<0.05495/0- =r) نشان داد. تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که 5 مؤلفه اول مسئول 85/70% کل تغییرات بود. تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های فندق را به دو گروه تقسیم کرد. گروه دوم شامل سه ژنوتیپ بود که زیستگاه آنها در ارتفاع بالاتر از 17 ژنوتیپ گروه اول بود. این پژوهش نشان داد که ژنوتیپ‌های بومی فندق زیستگاه فندقلو از تنوع ژنتیکی قابل‌توجهی برخوردارند که می‌توانند در اجرای برنامه‌های اصلاحی مورد استفاده قرار گیرند. هرچند در میان صفات محیطی بررسی‌شده تأثیر ارتفاع از سطح دریا روی ژنوتیپ‌ها نسبت به سایر عوامل محیطی بیشتر بود؛ با ‌وجود این تنوع مشاهده‌شده درون جمعیت فندق زیستگاه فندقلو بیشتر مربوط به تفاوت ژنتیکی بین ژنوتیپ‌ها است تا شرایط محیطی آنها.نتیجه‌گیری: محدود شدن در بین کوه‌های بلند و دارا بودن اقلیم سردسیری، زیستگاه فندقلو را به یکی از خزانه‌های ژنی منحصربه‌فرد فندق در مقایسه با سایر زیستگاه‌های کشور تبدیل کرده است. میوه ژنوتیپ‌های فندق بررسی‌شده در زیستگاه فندقلو در مقایسه با سایر زیستگاه‌های کشور عموماً کوچک‌تر، کروی­ ولی با درصد مغز نسبتاً بالاتر بود. هرچند هیچ­یک از ژنوتیپ‌های بررسی‌شده به‌تنهایی پتانسیل معرفی شدن به‌عنوان یک رقم جدید را نداشتند ولی می‌توان از آنها در تلاقی با ارقام تجاری برای اصلاح ارقام فندق سازگار با شرایط آب‌و‌هوایی خشن منطقه استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Abdi, H. and Williams, L. J., 2010. Principal component analysis. Wiley Interdisciplinary Reviews Computational Statistics Journal. 2, 433– 459.
  2. Amaral, J., Casal, S., Rui, M., Alves, M., Seabra, R. M. and Oliverira, B. P., 2006. Tocopherol and tocotrienol content of hazelnut cultivars grown in Portugal. Journal Agriculture Food Chemistery Journal. 54, 1329-1336.
  3. Bacchetta, L., Rovira, M., Tronci, C., Aramini, M., Drogoud,i P., Silva, A. P., Solar, A., Avanzato, D., Botta, R., Valentini, N. and Boccacci, P.A., 2015. Multidisciplinary approach to enhance the conservation and use of hazelnut Corylus avellana L. genetic resources. Genetic Resource and Crop Evolution Journal. 62, 649-663.
  4. Boccacci, P., Aramini, M., Valentini, N., Bacchetta, L., Rovira, M., Drogoudi, P., Silva, A.P., Solar, A., Calizzano, F., Erdogan, V., Cristofori, V., Ciarmiello, L.F., Contessa, C., Ferreira, J.J., Marra, F.P. and Botta, R., 2013. Moliecular and morphological diversity of on- farm hazelnut (Corylus avellana L.) landraces from southern Europe and their role in the origin and diffusion of cultivated germplasm. Tree Genetic and Genomics Journal. 9, 1465-1480.
  5. Boccacci, P. and Botta, R., 2009. Investigating the origin of hazelnut (Corylus avellana L.) cultivars using chloroplast microsatellites. Genetic Resources and Crop Evolution Journal. 56 (6), 851-859.
  6. Botta, R., Gianotti, C., Richardson, D., Suwanagul, A. and Sanz, C.L., 1994. Hazelnut variety organic acids sugars and total lipid fatty acids. Acta Horticulturae Journal. 351, 693–699.
  7. Cantini, C., Cimato, A. and Sani, G., 1999. Morphological evaluation of olive germplasm present in Tuscany region. Euphytica Journal. 109, 173-181.
  8. Ebrahimi, A., Khadivi-Khubb, A., Nosratic, Z. and Karim, R., 2015. Identification of superior walnut (Juglans regia) genotypes with late leafing and high kernel quality in Iran. Scientia Horticulture Journal. 193, 195–201.
  9. Emkani Nane Karan, H., Motaji, A., Akhavan, R. and Kiadaliri, H., 2013. Study the concomitant species of hazelnut and competitiveness of hazelnut species with their (Case Study: Ardabil province Fandogloo forests). International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 5, 2242-2246.
  10. FAO, 2014. FAOSTAT. Available online at: http://faostat.fao.org/site/567.
  11. بررسی تنوع زیستی تعدادی از ژنوتیپهای برتر فندق ...
  12. پاییز ،3 فصلنامه علوم محیطی، دوره چهاردهم، شماره 170
  13. Gallego Palacios, A., 2015. Corylus avellana a new biotechnological source of anticancer agents. Ph.D. Thesis. De la Salut University, Spain.
  14. Hoffman, A., 1999. Taxane and ABA production in yew under different soil water regimes. Hortscience. 5, 882–885.
  15. Hoffman, A., Khan, W., Worapong, J., Strobel, G., Griffin, D., Arbogast, B., Barofsky, D., Boone, R.B., Ning, L., Zheng, P. and Daley, L., 1998. Bioprospecting for taxol in angiosperm plant extracts. Spectroscopy Eugene Oregan Journal. 6, 22-32.
  16. Hoffman, A., Rose, M., Wiegandt, K., Gulati, H. and Wassem, K., 2001. Hazelnut. (Filbert) a new source of taxans. Hortscience. 5, 1121–1129.
  17. Hoffman, A. and Shahidi, F., 2009. Paclitaxel and other taxanes in hazelnut. Journal of Fundtional Foods. 1, 33 –37.
  18. Hossein Ava, S. and Pirkhezri, M., 2010. Evaluation of quantitative and quality characteristics in some Hazelnut (Corylus avellana L.) varieties in Karaj climatic conditions. Journal of Behzeraei Nahal va Bazr. 3, 329-340. (In Persian with English abstract).
  19. Kelsey, R.G. and Vance, N.C., 1992. Taxol and cephalomannine concentrations in the foliage and bark of shade-grown and sun-exposed Taxus brevifolia trees. Journal of Natural Products. 5, 912917.
  20. Ko¨ksal, I. A., Artik, N., Simsek, A. and Gu¨nes, N., 2006. Nutrient composition of hazelnut (Corylus avellana L) varieties cultivated in Turkey. Food Chemistry Journal. 9, 509–515.
  21. Mars, M. and Marrakchi, M., 1999. Diversity of pomegranate (Punica granatum L.) germplasm in Tunisia. Genetic Resources and Crop Evolution 46, 461–467.
  22. Mccready, R. M., Guggolz, J., Silviera, V. and Owens, H S., 1950. Determination of starch and amylose in vegetables. Analytical Chemistry Journal. 22, 1156-1164.
  23. Mehlenbacher, S.A., 1991. Hazelnuts (Corylus) genetic resources of temperate fruit and nut crops. Acta Horticulture. 290, 791–836.
  24. Mellena, E., Sandoval, P., Gonzalez, A., Galdames, B., Jequier, J., Contreras, M. and Azocar, G., 2014. Preliminary results of rupplimentary pollination on hazelnut in south Chille. Acta Horticulturae Journal. 1052- 1062.
  25. Menesattia, P., Corrado, C., Pagliaa, G., Pallottinoa, D., Andreab, S., Rimatoria, V. and Aguzzic, J., 2008. Postharvest technology shape-based methodology for multivariate discrimination among Italian hazelnut cultivars. Agricultural Engineering Research Unit of the Agriculture Research Journal. 16, 128-145.
  26. Miletić, R., Mirtović, M., Rakakićević, M. and Blagojević Žaklin, M., 2008. The study of populations of hazelnut C. avelana L. and Turkish hazelnut C. colurna L. and their selection Karaklajić- Stajić. Genetica Journal. 19, 13-22.
  27. Mohammadzadeh, M., Fattahi Moghaddam, M.R., Zamani, Z. and Kadivi-Khub, A., 2014. The study of molecular markers and important characteristics in hazelnut by Regressional analysis. Journal of Cellule va Baft. 3, 289-299. (In Persian with English abstract).
  28. Mosivand, M., Hassani, D., Payamnour, V. and JafarAghaei, M., 2012. Comparison of tree, nut, and kernel characteristics in several walnut species and inter-specific hybrids. Crop Breeding Journal. 3, 2529.
  29. Nejatian, M., Hosseinova, S. and Javadi, D., 2012. Collection and preliminary evaluation of some hazelnut genotypes of Iran. Journal of Behnejadi Nahal va Bazr. 28 (1), 115-132. (In Persian with English abstract).
  30. Ninic-Todorvic, J. and Cerivic, S., 1987. Upotrebna vrednost plodova mecje leske (Corylus colurna L.). Jugoslovensko Voćarstvo Journal. 79, 23-26.
  31. Ozdemir, F. and Akinci, I., 2004. Physical and nutritional properties of four major commercial Turkish hazelnut varieties. Journal of Food Enginering. 63, 341-347
  32. Parvaneh, V., 1998. Quality Control and the Chemical Analysis of Foods, 4th ed. Tehran University Publication, Tehran, Iran. .
  33. Qaderi, A., Omidi, M., Zebarjadi, A.R. and Hajiaghaee, R., 2013. Over- expression effect of gene encoding 3-hydroxy-3- Methylglutaryl-CoA reductase on production of taxol in Iranian hazel (Corylus avellana L.) Journal of Medicinal Plants. 12, 100-110.
  34. Rezaei, F., Bakhshi, D., Fotouhi Ghazvini, R., Javadi, D. and Pourghayoumi, M.R., 2014. Evaluation of fatty acid content and nutritional properties of selected native and imported hazelnut (Corylus avellana L.) varieties grown in Iran. Journal of Applied Botany and Food Quality. 84, 104-107.
  35. جواد فرخی و همکاران
  36. پاییز ،3 فصلنامه علوم محیطی، دوره چهاردهم، شماره 171
  37. Rushforth, K., 1999. Trees of Britain and Europe. Harper Collins Publishers, London, England.
  38. Sabeti, H., 1994. Forest Trees and Shrubs of Iran. Yazd University Publications, Yazd, Iran.
  39. Silva, A., Santoz, A., Cavalheiro, J., Riberio, C., Santoz, F. and Goncalves, B., 2007. Fruit chemical composition of hazelnut cultivars grown in Portugal. Journal Applied Horticulture. 9, 157-161.
  40. Solar, A. and Stampar, F., 2009. Inter-year variability of pomological traits evaluated in different hazelnut cultivars in Slivenia. Internationa Society Horticulture Science (ISHS) Acta Horticulturae. 845, 169-174.
  41. Srivastava, K., Khurseed, K., Zargar, A. and Shyma, R.S., 2010. Geneyic divergence among Corylus colurna genotypes based on morphological characters of hazelnut. Biodiversity Research Conservative Journal. 17, 13-17.
  42. Taiz, L. and Zeiger, E., 2006. Plant Physiology, Sunderland, Massachusetts. Sinauer Associates Inc. Sunderland, USA.
  43. Thompson, M.M., Lagersted, H.B., Mehlenbacher, S. A., Janick, J. and Moore, J., 1996. Fruit Breeding. Wageningen Press, Netherlands
  44. Valentini, N., Rolle, L., Stevigny, C. and Zeppa, A., 2006. Mechanical behaviour of hazelnuts used for table consumption under compression loading. Journal of Science Food Agriculture. 86, 1262-1257.
  45. Wolz, K., 2012. GIS for Planners. Instructor Troy Mix. In Processing and Distribution Facility Placement for Wisconsin’s Expanding Hazelnut Industry. University of Illinois at Urbana-Champaign, 25th April, Wisconsin, USA.
  46. Xu, X. Y. and Hanna, M. A., 2010. Evaluation of Nebraska hybrid hazelnuts. Nut, kernel characteristics, kernel proximate composition, and oil and protein properties. Industrial Crops and Products Journal. 31, 84–91.
  47. Yao, Q. and Mehlenbacher, S.A., 2000. Heritability, variance component and correlation of morphological and phonological traits in hazelnut. Plant Breeding Journal. 119, 369-381.
فصلنامه علوم محیطی
دوره 14، شماره 3
مهر 1395
صفحه 159-172

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار