Using multi-variate statistical methods for evaluation of genetic diversity in tall fescue

Pourmohammad, Alireza

Using multi-variate statistical methods for evaluation of genetic diversity in tall fescue

Document Type : Original Research

Author

Alireza Pourmohammad

University of Maragheh

Abstract

This study was conducted to assess genetic diversity among the 32 tall fescue half-sib families using a randomized complete block design (RCBD) experiment in the four replicates. Based on analysis of variance, significant differences were observed among studied genotypes at the probability of 1% for plant height, canopy diameter, days to heading, days to pollination, crown diameter, fresh forage yield, dry forage yield, number of stem and seed yield in first harvest and in canopy diameter, crown diameter, fresh forage yield and dry forage yield in second harvest. Based on the results of mean comparisons, highest dry forage yield in the first harvest was obtained in genotype 32 by 758.5 grams. Principal component analysis by considering eigenvalues greater than one, caused to introduction of three components which determined 80.5% of the variation among the samples. In cluster analysis, the greatest of distinction between the groups was achieved with three clusters, and by cutting the dendrogram genotypes in three groups. According to the results, the third cluster was superior to other two clusters in terms of most traits. The genotypes of third cluster, according to the value of this cluster in terms of forage yield and seed yield will be of particular importance in breeding programs. In the breeding of cross-pollinated forage crops, success in selection depends on creating diversity by genetic recombination and achievement of heterosis. Due to the distance between groups 1 and 3, probably the most successful crosses will be achieved among genotypes of these two groups.

Keywords

tall fescue

Genetic diversity

principal components analysis

Cluster Analysis

20.1001.1.23222115.1398.11.1.2.7

Subjects

Agricultural Biotechnology

]1[ پیرنجم الدین، ف. (1393). بررسی ارتباط خصوصیات سیستم ریشه‌ای و فیزیولوژیک با تحمل به تنش خشکی در ژنوتیپ‌های فسکیوی بلند. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته اصلاح نباتات. دانشگاه صنعتی اصفهان.
[2] Gaute, B. S., Tredway, L. P., Kubic, C., Gaut, R. L. and Meyer, W. (2000). Phylogenetic relationships and genetic diversity among members of Festuca-Lolium complex (Poaceae) based on its sequenced data plant. Systematics and Evolution. 224, 33-53.
[3] Amini, F. (2016). Identification of potential salt tolerant in tall fescue (Lolium arundinaceum (Schreb) S. J. Darbysh.)). International Iranian Genetic Congress. 21-23 may.
[4] Sharifi Tehrani, M., Mardi, M., Sahebi, J., Catalán, P., and Díaz-Pérez, A. (2009). Genetic diversity and structure among Iranian tall fescue populations based on genomic-SSR and EST-SSR marker analysis. Plant Systematic and Evolution. 282: 57– 70.
[5] Ebrahimiyan, M., Majidi, M. M., and Mirlohi, A. (2012). Genotypic variation and selection of traits related to forage yield in tall fescue under irrigated and drought stress environments. Grass and Forage Science. 68: 59–71.
[6] Mohammadi, S. A., and Prasanna, B. M. (2003). Analysis of genetic diversity in crop plants: salient statistical tools and considerations. Crop Science. 43: 1235-1248.
]7[ افکار، س.، کریم‌زاده، ق.، و جعفری، ع. ا. (1388). بررسی تنوع مورفولوژیکی عملکرد بذر و اجزای آن در تعدادی از ژنوتیپ‌های فستوکا (Festuca arundinacea L.) با استفاده از روش‌های آماری چند متغیره. مجله علوم گیاهان زراعی ایران. 40(3): 151- 160.
]8[ جعفری، ع. ا. (1383). بررسی تنوع و تعیین فاصله ژنتیکی در 20 ژنوتیپ چچم یکساله (Lolium multiflorum) با استفاده از روش‌های آماری چند متغیره. پژوهش و سازندگی. 64: 78- 83.
]9[ کریم‌زاده، ج.، منیری‌فر، ح.، عبدی قاضی جهانی، ا.، و رزبان حقیقی، ا. (1391). گروه‌بندی جمعیت‌های Agropyron tauri براساس صفات مورفولوژیک. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران. 19(4): 693- 702.
]10[ محمدی، ر.، خیام نکویی، س. م.، و میرلوحی، آ. ف. (1387). تنوع ژنتیکی و برآورد وراثت‌پذیری برخی صفات کمی در ژنوتیپ‌های انتخابی فسکیوی بلند. تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. 16: 254- 272.
[11] Shirvani, H., Etminan, A. R., and Safari, H. (2014). Evaluation of variability and genetic parameters in morphological traits Agropyron trichophorum using multivariate statistical analysis. International Journal of Biosciences (IJB). 4(2): 125- 132.
]12[ کاکایی، م.، و مظاهری لقب، ح، ا. (1393). ارزیابی ژرم پلاسم یونجه (Medicago Sativa L.) با استفاده از تجزیه‌های آماری چندمتغیره. دو فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. 22(1): 125- 132.
[13] Jafari, A. A., and Rezaeifard, M. (2010). Effects of maturity on yield and quality traits in tall fescue (Festuca arundinace Schreb). American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences. 9(1): 98- 104.
[14] Katoch, R., Thakur, M., and Kumar, N. (2013). Effect of morphological stage and clipping intervals of tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) and Setaria (Setaria anceps Stapf.) on biochemical composition and in vitro dry matter digestibility in mid hill Himalayan region. African Journal of Agricultural Research. 8(19): 2183- 2188.
]15[ ابراهیمیان، م.، مجیدی، م.، و میرلوحی، آ. ف. (1391). ارزیابی کلونی و تخمین قرابت ژنتیکی ژنوتیپ‌های فستوکای بلند. مجله پژوهش‌های تولید گیاهی. 19: 91- 108.
]16[ مجیدی م، م.، میرلوحی، آ.، و ، محمدی. ر. (1388).ارزیابی تنوع، ارتباط صفات و تعیین فاصله ژنتیکی در جمعیت‌های فسکیوی بلند .(Festuca arundinacea Schreb.) مجله علوم کشاورزی ایران. 40: 89-984.
]17[ فراهانی، ا.، و ارزانی، ا. (1387). بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های گندم دوروم با تجزیه و تحلیل آماری چند متغیره. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی. 1(4): 51-64.
]18[ ناروئی راد، م. ر.، فرزانجو، م.، فنایی، ح. ر.، ارجمندی نژاد، ع. ر.، قاسمی، ا.، و پل شکن پهلوان، م. ر. (1385). بررسی تنوع ژنتیکی و تجزیه به عامل‌ها برای صفات مورفولوژیک توده‌های بومی گندم سیستان و بلوچستان. پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی. 73: 50-57.
]19[ شاه نظری، م.، سیاسر، ب.، خیام نکویی، س. م.، و محمدی، ر. (1389). ارزیابی پارامترهای ژنتیکی و ترکیب پذیری عمومی ژنوتیپ‌های فسکیوی بلند. دو فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران. 18(2): 249- 266.
[20] Hopkins, A. A., Saha, M. C., and Wang. Z. Y. (2009). Breeding, genetics, and cultivars. p. 339–366. In H.A. Fribourg, Hanaway, D.B. and West C.P., (Ed.) Tall fescue for the twenty-first century. Agronomy Monogrph. 53. ASA, CSSA, and SSSA, Madison, WI.
[21] Rahnemoun, B., Hatami Maleki H., and Mohammadi, R. (2018). Genetic Variability in Different Accessions of Agropyron Based on Morphological Traits. Biotechnology Tarbiat Modares University. 9 (4): 517-523.