برآورد ترکیب‌پذیری عمومی و هتروزیس در اکوتیپ‌های یونجه ایرانی با هدف تولید ارقام ساختگی (Synthetics)

1. مقدمه

ایران به‌عنوان یکی از مناطق پیدایش یونجه در جهان شناخته شده و دارای تنوع وسیع ژنتیکی در ارتباط با این محصول است. به­طور کلی، از نظر ژنتیکی و به‌نژادی ارقام مورد کشت­و­کار در کشور و دنیا، توده یا جمعیت‌های [1] آزاد گرده‌افشان با میزان تنوع یا پایه ژنتیکی متفاوت می­باشند. روش‌های اصلاحی مورد استفاده در گیاهان دگرگشن در اصلاح یونجه هم مورد استفاده قرار
می‌گیرند. با این حال، به‌علت اتوتتراپلوئید بودن، یونجه اثرات سوء درون‌زادآوری [2] شدیدتری نسبت به گیاهان دیپلوئید از خود نشان می­دهد. گزینش توده‌ای و دوره‌های متوالی آن (گزینش دوره‌ای فنوتیپی) و همچنین روش تولید ارقام ساختگی یا سنتتیک از پرکاربردترین روش‌های اصلاحی مورد استفاده در یونجه می‌باشند(Hill et al., 1971; Fehr, 1987; Rumbaugh et al., 1988; Rotili et al., 2001). هدف اصلی از به‌نژادی یونجه، به­دست­آوردن رقمی است که عملکرد و کیفیت بالایی داشته و همچنین از پایداری مطلوبی در مناطق هدف برخوردار باشد (Brummer et al., 2000).

امروزه درک خوبی از ژنتیک اتوتتراپلوئیدها و پیامد آن در اصلاح یونجه و تولید ارقام ترکیبی یا سنتتیک وجود دارد
 (Rotili et al., 2001). بیشتر ارقام معرفی­شده یونجه در دهه‌های گذشته سنتتیک بوده و دارای پایه ژنتیکی گسترده‌ای هستند، به­طوری‌که می‌توانند به عنوان جمعیتی هتروژن از افراد هتروزیگوت در نظر گرفته شوند. این ناهمگنی موجب بهبود عملکرد و پایداری این جمعیت‌ها می‌شود ( Fehr, 1987). به‌طور مثال‌ واریته‌های‌ سنتتیک‌ تاهو و پاراد که‌ به‌عنوان‌ ارقام‌ سنتتیک‌ معرفی‌ شده‌اند به‌­ترتیب‌ از 782 و 634 والد گیاهی‌ به­دست‌ آمده‌اند (جمعیت­های طبیعی) که‌ هر یک‌ به‌ بیماری‌ها و آفات‌ مختلفی‌ نظیر پژمردگی‌ ورتیسلیومی، پوسیدگی‌ فیتوفترای‌ ریشه، انتراکنوز و شته‌ آبی‌ یونجه‌ مقاوم‌ بودند ‌(Cash et al., 1998). مفهوم ارزیابی پلی‌کراس به­وسیله فرندسن (Frandsen, 1940) که در مورد اصلاح گونه‌های علوفه‌ای در دانمارک تحقیق می­نمود و همچنین تیسدال و همکاران (Tysdal et al., 1942) بر اساس تحقیقات روی یونجه، ارائه شد.

آزمون‌ نتاج‌ پلی‌کراس‌ برای ‌برآورد قابلیت‌ ترکیب‌ عمومی [3] و انتخاب‌ اجزای یک رقم ترکیبی یا سنتتیک‌ مورد استفاده‌ قرار می­گیرد. برترین‌ ژنوتیپ‌ها از نظر قابلیت‌ ترکیب عمومی‌ برای‌ تولید علوفه‌ و دانه‌ انتخاب‌ و به‌عنوان‌ ژرم‌‌پلاسم‌ مناسب‌ برای‌ کارهای‌اصلاحی‌ آتی، تعیین می‌شوند. در آزمون نتاج پلی‌کراس جهت گزینش برای قابلیت ترکیب عمومی، استفاده از یک جمعیت هتروزیگوت با پایه ژنتیکی وسیع به عنوان تستر پیشنهاد می‌شود. تستر می­تواند جمعیت‌های والدی یا هر جمعیت غیرخویشاوند (ارقام سنتتیک یا آزاد گرده‌افشان) با پایه ژنتیکی وسیع باشد (Hallauer et al., 2010). گزارش­های متعددی مبنی بر استفاده از آزمون پلی‌کراس در اصلاح گیاهان مختلف وجود دارد (Maalouf, 1997; Casler et al., 1997; Amato et al., 1997;
Hapkins & Taliaferro, 1997). در یک بررسی مجموعه‌ای‌ از ژنوتیپ‌های‌ یونجه‌ از نظر 34 صفت‌ کمی‌ و کیفی‌ مورد ارزیابی‌ قرار گرفتند و 21 ژنوتیپ‌ برای‌ پلی‌کراس‌ انتخاب‌ شدند (Smolikova et al., 1991). در بررسی دیگری، دو مجموعه‌ نتاج پلی‌کراس‌ متشکل‌ از 30 و 9 کلون‌ یونجه‌ از نظر صفات‌ عملکرد علوفه‌تر و دانه‌ در چندین‌ منطقه‌ و به‌ مدت‌ چند سال‌ مورد ارزیابی ‌قرار گرفتند و بهترین‌ خانواده‌ها نسبت‌ به‌ واریته‌ شاهد پالاوا مشخص‌ شدند. همچنین گزارش‌ شدکه‌ در آزمون‌ پلی‌کراس‌ با اجزای‌ بیشتر، نتیجه‌ بهتری‌ حاصل‌ شد (Vachunkova et al., 1992).

دو رقم ترکیبی یا سنتتیک میرنا و پوساوینا با جمع‌‌آوری‌ جمعیت‌ها و اکوتیپ‌های‌ متعدد یونجه‌ از مناطق مختلف‌ و با استفاده از روش‌ اصلاحی‌ پلی‌کراس‌ و تعیین قابلیت ترکیب عمومی معرفی‌ شدند (Halgic et al., 1992). ارقام بلغاری پریستا 3 و 4 یونجه‌ که‌ با استفاده از روش آزمون نتاج‌ پلی‌کراس‌ اصلاح‌ شده‌اند، هر یک‌ به‌­ترتیب دارای‌ 9 و 6 والد هستند. پریستا 3 نسبت‌ به‌ شاهد از نظر عملکرد ماده‌ خشک‌ 7/ 18 درصد و از نظر عملکرد بذر 4/15 درصد برتر است‌ و این‌ برتری‌ در مورد پریستا 4 به­ترتیب‌ 7/13 درصد و 2/19 درصد است. این‌ دو واریته ‌از نظر عملکرد تر و پروتئین‌ خام‌ نیز نسبت‌ به‌ واریته‌ شاهد برتر هستند
(Petkova & Mirchev, 1994). در بررسی واریته‌های مختلف یونجه برای بهبود ارقام محلی، رقم مگنا بهترین ترکیب‌پذیری عمومی را با تمام ارقام داخلی برای عملکرد علوفه داشت و یک اهداکننده مناسب برای بهبود این صفت بود. رقم‌های انتگریتی و مگنا بهترین ترکیب‌پذیری عمومی را برای افزایش تعداد ساقه‌ها در بوته داشتند (Radović et al., 2009). در یک مطالعه، فاصله ژنتیکی بین 48 ژرم­پلاسم یونجه بررسی و هیبریدهایی با ترکیب‌های مختلف ایجاد شد. نتایج نشان داد که تلاقی­پذیری در ترکیب هیبریدی که هر دو والد تترالوئید هستند بیشتر از آن است که هر دو والد دیپلوئید بوده یا ترکیب هیبریدی با سطح پلوئیدی مختلف داشته باشند. همچنین میزان هتروزیس در ترکیب هیبریدی یونجه به‌صورت دیپلوئید به عنوان والد مادری با تترالوئید به عنوان والد پدری بیشتر از ترکیب هیبریدی دیپلوئید به عنوان والد پدری بود (Ruru et al., 2022). ولی‌زاده و همکاران
(Valizadeh et al., 2002)، 30 اکوتیپ یونجه را متشکل از 28 رقم بومی به همراه دو رقم اصلاح­شده جمع‌آوری و در دو ایستگاه تحقیقاتی کشت کردند. پس از ارزیابی والدها در دو خزانه اولیه و آزمون نتاج پلی‌کراس در دو ایستگاه، 12 ژنوتیپ را برتر از بقیه تشخیص داده و در پایان با تشکیل یک خزانه پلی‌کراس اصلی در قالب طرح آزمایشی مربع لاتین نسبت به تولید بذر سنتتیک یک اقدام نمودند. آوجی و همکاران (Avci et al., 2011) آزمایشی را جهت تولید ارقام سنتتیک پرمحصول در شرایط مدیترانه‌ای ترکیه طی 7 سال از سال 2002 آغاز نمودند. آنها جهت اطمینان از وجود تنوع ژنتیکی لازم و مناسب از منابع ژنتیکی متفاوتی همانند ارقام اصلاح­شده داخلی و خارجی و توده‌های بالک­شده استفاده کردند. از 32 بوته انتخابی، کلون تهیه شده و به خزانه تولید نتاج پلی‌کراس انتقال داده شد و 32 نتاج پلی‌کراس تولیدی طی دو سال از لحاظ صفات کمی و کیفی مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت 16 ژنوتیپ به عنوان والدین رقم سنتتیک انتخاب شدند. در پژوهش حاضر، با هدف انتخاب برترین اکوتیپ‌ها با قابلیت ترکیب‌پذیری عمومی مناسب جهت تولید جمعیت سنتتیک، ده نتاج پلی‌کراس یا خانواده‌های ناتنی تولید شده از تلاقی بین 10 اکوتیپ برتر داخلی یونجه، به همراه اکوتیپ‌های والدی، از لحاظ عملکرد و سایر صفات مهم مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتند.

2. روش­شناسی پژوهش

به منظور انتخاب برترین ژنوتیپ‌ها با ترکیب‌پذیری عمومی مناسب جهت تولید ارقام ساختگی و همچنین میزان هتروزیس در صفات مختلف در نتاج پلی‌کراس تولیدی، این آزمایش با 20 ژنوتیپ شامل 10 اکوتیپ/ رقم برتر داخلی (جدول 1) و نتاج پلی‌کراس (خانواده ناتنی) حاصل از آنها در خزانه تولید پلی‌کراس در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در شهریور 1399 به اجرا درآمد. هر ژنوتیپ در چهار خط دو ردیفه به طول پنج متر و فاصله خطوط 50 سانتیمتر کاشته شد. آماده‌سازی زمین و مراقبت‌های زراعی پس از کاشت مطابق عرف آزمایش­های یونجه انجام شد. میزان بذر مصرفی بر مبنای 25 کیلوگرم در هکتار محاسبه شد. آبیاری به صورت جوی و پشته و با فاصله 7 تا 10 روز یکبار صورت گرفت. سال اول (1399) به‌عنوان سال استقرار در نظر گرفته شده و یادداشت‌برداری‌ها از بهار 1400 به مدت دو سال انجام شد. صفات مورد بررسی شامل ارتفاع بوته در زمان برداشت (سانتیمتر)، تعداد ساقه در مترمربع، سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت (سانتیمتر)، نمره خواب پاییزی (Moghaddam et al., 2021)، عملکرد علوفه خشک و تر (تن در هکتار) بودند. جهت یادداشت‌برداری صفت خواب پاییزی از یک روش نمره‌دهی از 1 تا 11 با فواصل هر 5 سانتی­متر ارتفاع، 1 امتیاز استفاده می­شود. در این روش ارتفاع ارقام در فصل پاییز بعد از برداشت آخرین چین اندازه‌گیری شده و به ازای هر پنج سانتی­متر یک امتیاز تعلق می­گیرد. نمره 1 برای یک رقم با خواب زمستانه و نمره 11 برای ارقام بسیار فعال در زمستان می­باشد.

تجزیه واریانس و مقایسه میانگین صفات اندازه‌گیری­شده با نرم­افزار SPSS صورت گرفت. تجزیه واریانس دوساله داده‌های صفات مورد اندازه‌گیری بر مبنای آزمایش کرت‌های خرد شده در زمان انجام شد. عوامل ژنوتیپ و سال به عنوان عوامل ثابت و عامل تکرار تصادفی در نظر گرفته شد. مقایسه میانگین با روش استیودنت-نیومن-کویلز (SNK) صورت گرفت. ترکیب‌پذیری عمومی ارقام و اکوتیپ‌ها، از تفاوت میانگین دو ساله صفات مورد مطالعه هر یک از نتاج پلی‌کراس (خانواده ناتنی) از میانگین کل نتاج (خانواده‌های ناتنی) محاسبه شد (Wricke & Weber, 1986). جهت محاسبه میزان هتروزیس در خانواده‌های ناتنی حاصل از تلاقی پلی‌کراس (HMP)، از تفاوت میانگین دو ساله هر یک از نتاج پلی‌کراس (خانواده ناتنی) از والد مادری (MP) مربوطه استفاده شد (Al Lawati et al., 2010).

جدول 1. اطلاعات مربوط به 10 اکوتیپ/رقم مورد استفاده در آزمایش.

Table 1. Some information from 10 ecotype/ Cultivars in the experiment.

3. یافته­های پژوهش و بحث

نتایج تجزیه واریانس دوساله صفات مورد بررسی بر اساس طرح کرت‌های خرد شده در زمان برای کلیه ژنوتیپ‌های مورد بررسی شامل نتاج پلی‌کراس (خانواده‌های ناتنی) و والدها در جدول 2 آورده شده است. نتایج نشان داد که تفاوت میانگین ژنوتیپ‌ها برای صفات ارتفاع بوته، سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت و نمره خواب پاییزی در سطح احتمال یک درصد، برای تعداد ساقه در مترمربع در سطح احتمال پنج درصد و برای عملکرد علوفه خشک در سطح احتمال 10 درصد معنی‌دار بودند. تفاوت میانگین ژنوتیپ‌ها برای صفات عملکرد علوفه تر و درصد رطوبت معنی‌دار نشد.  ارقام و اکوتیپ‌های برتر انتخاب­شده جهت انجام این بررسی مهمترین دلیل مشاهده­نشدن تفاوت زیاد بین عملکرد ژنوتیپ‌های مورد بررسی بود. اگرچه وجود اکوتیپ‌هایی از یونجه بمی و یزدی موجب مشاهده تفاوت معنی‌دار به‌ویژه در دو صفت سرعت رشد مجدد و نمره خواب پاییزی شد؛ معنی‌دار نشدن صفت درصد رطوبت در زمان برداشت بیانگر این موضوع است که تقریبا زمان 10 درصد گلدهی جهت برداشت تیمارهای آزمایش رعایت شده است. عامل سال برای صفات سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت و نمره خواب پاییزی در سطح احتمال یک درصد، برای صفت تعداد ساقه در مترمربع در سطح احتمال پنج درصد و برای صفت ارتفاع بوته در سطح احتمال 10 درصد معنی‌دار بود. عامل سال برای صفات عملکرد علوفه تر و خشک و درصد رطوبت معنی‌دار نشد. اثر متقابل ژنوتیپ در سال تنها برای صفات سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت در سطح احتمال یک درصد و صفت تعداد ساقه در مترمربع در سطح احتمال 10 درصد معنی‌دار بود. عدم تفاوت معنی‌دار اثر متقابل ژنوتیپ در سال در برخی از صفات مورد بررسی به‌ویژه عملکرد علوفه خشک و تر، نشان­دهنده ثبات رتبه‌بندی ژنوتیپ‌ها در دو سال آزمایش بود.

مقایسه میانگین دو ساله ژنوتیپ‌ها برای کلیه صفات با استفاده از روش SNK در سطح احتمال پنج درصد در جدول 3 آورده شده است. همچنین، نتایج حاصل از محاسبه میزان هتروزیس در نتاج پلی‌کراس (خانواده‌های ناتنی) برای شش صفت مورد بررسی در جدول 4 درج شده است.

جدول 2. تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات اندازه­گیری­شده در خانواده­های ناتنی و والدین آنها طی دو سال 1401-1400.

Table 2. ANOVA (mean of square) of studied traits for half-sib families and their parents during two years (2021-22).

^*، ^** ، ⁺ و ^ns به­ترتیب بیانگر اختلاف معنی‌دار در سطح احتمال اشتباه 5 % ، 1% ، 10% و عدم اختلاف معنی‌دار می­باشد.

جدول 3. مقایسه میانگین صفات بررسی­شده در ژنوتیپ‌های آزمایشی.

Table 3. Mean comparisons of studied traits in tested genotypes.

در خصوص ارتفاع بوته (سانتیمتر)، نتاج پلی‌کراس Poly-KFA3 و Poly-Yazdi به­ترتیب با میانگین 6/78 و 4/77 سانتیمتر بیشترین و اکوتیپ والدی KFA11 با میانگین 1/66 سانتیمتر کمترین ارتفاع را داشتند. نتاج پلی‌کراس در حدود 4 سانتیمتر میانگین ارتفاع بیشتری نسبت به والدها نشان دادند. منیری­فر (Monirifar, 2010) نیز میانگین ارتفاع بوته 30 خانواده ناتنی (نتاج پلی‌کراس) تولیدی را بین 11/69 تا 59/80 سانتیمتر گزارش کرد. در بررسی حاضر، کلیه نتاج پلی‌کراس هتروزیس مثبت برای صفت ارتفاع بوته نشان دادند و بیشترین میزان هتروزیس مربوط به دو خانواده ناتنی Poly-KFA11 و Poly-KFA13 به­ترتیب با 25/13 و 85/11 درصد افزایش نسبت به والدهای مادری خود بود (جدول 4). در خصوص صفت تعداد ساقه در مترمربع، خانواده‌های ناتنی Poly-KFA13 و KFA11 به­ترتیب با میانگین 1/575 و 3/545 ساقه در مترمربع بیشترین و KFA15 با میانگین6/490 کمترین تعداد ساقه در مترمربع را داشتند. تفاوت چندانی بین میانگین تعداد ساقه در مترمربع نتاج پلی‌کراس و والدها مشاهده نشد. در ارتباط با این صفت، نتایج حاکی از دامنه بسیار وسیعی از هتروزیس‌های منفی و مثبت بود (جدول 4). بیشترین میزان هتروزیس مثبت مربوط به دو خانواده ناتنی Poly-KFA13 و Poly-KFA15 به­ترتیب با 94/7 و72/7 درصد افزایش نسبت والد مادری‌شان و بیشترین هتروزیس منفی نیز مربوط به دو خانواده  Poly-KFA11و Poly-Bami به­ترتیب با 79/5- و 7/4- درصد کاهش نسبت به والد مادری‌شان بود.

ژنوتیپ‌های Poly-Yazdi، Yazdi و Poly-KFA3 به­ترتیب با 2/44، 6/43 و 4/42 سانتی‌متر رشد مجدد 14 روز پس از برداشت بیشترین و KFA11، KFA3 و Ahang به­ترتیب با میانگین 8/24، 0/27 و 4/27 سانتیمتر کمترین میزان رشد مجدد 14 روز پس از برداشت را داشتند. در مجموع میانگین نتاج پلی‌کراس نشان از 7/3 سانتیمتر رشد مجدد بیشتر نسبت به والدین در طی 14 روز پس از برداشت داشت. برآورد هتروزیس برای صفت سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت در نتاج پلی‌کراس (خانواده‌های ناتنی) مورد بررسی تنوع خوبی از هتروزیس بین خانواده‌ها نشان داد. یکی از خصوصیات بارز یونجه‌های گرمسیری یا به عبارت دیگر یونجه‌های نیمه‌فعال و فعال در پاییز و زمستان همانند یونجه بمی، سرعت رشد مجدد بالا می‌باشد. تلاقی پلی‌کراس بین یونجه‌های بمی و یزدی با یونجه‌های مناطق سرد کشور و انتقال این خصوصیت به یونجه‌های سردسیری منجر به میزان هتروزیس بسیار بالایی برای این صفت در خانواده‌های ناتنی تولیدی یونجه‌های سردسیری شد. بیشترین میزان هتروزیس مثبت مربوط به خانواده‌های ناتنی Poly-KFA3،Poly-KFA11 و Poly-Ahang به­ترتیب با 03/32،57/32 و 23/30 درصد افزایش میزان رشد مجدد نسبت به والدهای مادری بود؛ در حالی­که بیشترین هتروزیس منفی مربوط به Poly-Bami و Poly-KFA15 به­ترتیب با 96/9- و 63/9- درصد کاهش میزان سرعت رشد مجدد نسبت به والدهای مادری‌شان بود (جدول4).

در خصوص صفت نمره خواب پاییزی، دو خانواده ناتنی Poly-Yazdi و Poly-KFA3 به­ترتیب با میانگین 7/8 و 6/8 بیشترین و سه ژنوتیپ والدینی KFA11 ، KFA3و Ahang به­ترتیب با میانگین 1/3، 4/3 و 4/3 کمترین نمره خواب پاییزی را دارا بودند. میانگین نمره خواب پاییزی نتاج پلی‌کراس (4/6) 20 درصد نسبت به میانگین والدین (1/5) افزایش نشان داد. بیشترین تغییر در نمره خواب پاییزی مربوط به ژنوتیپ‌های KFA3 و Ahang به­ترتیب با 2/5 و 7/2 واحد افزایش بود (جدول 3). افزایش نمرات خواب پاییزی در نتاج پلی‌کراس ژنوتیپ‌های مناطق سرد کشور، عمدتاً به‌واسطه اثرات ناشی از تلاقی به‌ویژه با اکوتیپ‌های بمی و یزدی می‌باشد. در این صفت، هرچه از سمت نمره 1 به نمره 11 می‌رویم، مقاومت گیاه به سرما کمتر، حساسیت به طول روز کمتر، طوقه­ها کوچکتر، تعداد ساقه در بوته کمتر، فاصله میانگره­ها بیشتر، میزان برگ کمتر و سرعت رشد مجدد بیشتر می­شود (Moghaddam et al., 2021). پوتنام و همکاران (Putnam et al., 2005) بیان داشتند که ارقام یونجه با نمرات 1 تا 4 برای مناطق سرد، نمرات 5 تا 7 برای مناطق معتدل، نمرات 7 تا 9 برای مناطق گرم و مدیترانه­ای و نمرات 8 تا 11 برای مناطق بیابانی گرم مناسب و سازگار می‌باشند. میانگین نمرات خواب پاییزی ژنوتیپ‌های والدی با نتایج گزارش­شده توسط مقدم و همکاران (Moghaddam et al., 2021) همخوانی دارد.

جدول 4. برآورد ترکیب‌پذیری عمومی و هتروزیس در خانواده‌های ناتنی برای صفات مورد بررسی.

Table 4. Estimation of general combing ability and heterosis in half-sib families (poly-cross progenies) for the studied traits. 

نتایج برآورد میزان هتروزیس در خصوص نمره خواب پاییزی نیز وضعیت کم و بیش مشابه با صفت سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت داشت. یونجه‌های گرمسیری و یا به عبارت دیگر یونجه‌های نیمه­فعال و فعال در پاییز و زمستان همانند یونجه بمی و یزدی در این بررسی، دارای نمرات خواب پاییزی بالایی هستند و برعکس آنها، یونجه­های سردسیری یا یونجه­های با خواب پاییزی و زمستانه دارای نمرات خواب پایینی می­باشند (جدول 3). تلاقی بین یونجه‌های سردسیری و گرمسیری و تولید خانواده‌های ناتنی و در ادامه برآورد میزان هتروزیس در خانواده‌های ناتنی تولیدی به‌طور کلی نشان داد که اکثر یونجه­های سردسیری هتروزیس مثبت نشان دادند که بیانگر انتقال ژن‌های مربوط به این صفت از یونجه‌های گرمسیری و همچنین هتروزیس ناشی از تلاقی بین خود یونجه‌های سردسیری می‌باشد. بیشترین میزان هتروزیس مثبت مربوط به خانواده­های ناتنی Poly-KFA3،Poly-Ahang و Poly-KFA11 به­ترتیب با 49/70،150/76 و 70/61 درصد افزایش نمره خواب پاییزی نسبت به والدهای مادری‌شان بود؛ در حالی‌که بیشترین هتروزیس منفی نیز مربوط به Poly-Bami با 93/20- درصد کاهش نمره خواب پاییزی نسبت به والد مادریش بود.

میانگین عملکرد علوفه تر و خشک ژنوتیپ‌های مورد بررسی تفاوت معنی‌داری نشان ندادند (جدول2). با این­حال، ژنوتیپ Poly-KFA3 به­ترتیب با میانگین 11/84 و 91/22 تن در هکتار بیشترین عملکرد علوفه تر و خشک را دارا بود. ژنوتیپ KFA15 با میانگین 39/69 تن در هکتار و ژنوتیپ Ahang با میانگین 03/19 تن در هکتار به­ترتیب کمترین عملکرد علوفه تر و خشک را داشتند. میانگین عملکرد علوفه تر و خشک نتاج پلی‌کراس به­ترتیب 7/3 و 7/0 تن در هکتار بیشتر از میانگین ژنوتیپ‌های والدینی بود. منیری‌فر (Monirifar, 2010) میانگین عملکرد علوفه خشک 30 خانواده ناتنی (نتاج پلی‌کراس) تولیدی را بین 1/7 تا 43/12 تن در هکتار گزارش کرد. در خصوص صفات عملکرد علوفه تر و خشک، با توجه به نتایج به­دست­آمده (جدول5)، حداکثر هتروزیس برآورد شده از 15 درصد فراتر نبود. بیشترین هتروزیس مشاهده­شده در صفت عملکرد علوفه تر مربوط به دو خانواده Poly-Ahang و Poly-KFA3 به­ترتیب با 92/10 و 39/10 درصد افزایش عملکرد علوفه تر نسبت به والد مادری‌شان بود. نکته قابل ذکر اینکه کلیه هتروزیس­های برآورد شده در خانواده ناتنی مقادیر مثبت بود. در خصوص عملکرد علوفه خشک دامنه‌ای از هتروزیس­های مثبت و منفی برآورد شذ (جدول4). بیشترین هتروزیس مثبت مربوط به دو خانواده ناتنی Poly-KFA3 و Poly-Ahang به­ترتیب با 25/14 و 27/9 درصد افزایش عملکرد علوفه خشک و بیشترین هتروزیس منفی مربوط به دو خانواده ناتنی Poly-Bami و
Poly-KFA4 به­ترتیب با 83/4- و70/1- درصد کاهش عملکرد علوفه خشک نسبت والد مادری‌شان بود. مادریل و همکاران
(Maderil et al., 2008) میزان هتروزیس برای صفت عملکرد ماده خشک در هیبریدهای مورد بررسی را بین 05/17-58/22 درصد گزارش کردند.

برآورد قابلیت ترکیب عمومی والدین مورد استفاده در ایجاد نتاج پلی‌کراس (خانواده‌های ناتنی) در جدول 4 درج شده است. در خصوص ارتفاع بوته، بیشترین و کمترین ترکیب‌پذیری عمومی به­ترتیب مربوط به والدین KFA3 و KFA15 با 2/3 و 76/2- سانتیمتر بود. منیری‌فر (Monirifar, 2010) ترکیب‌پذیری عمومی صفت ارتفاع بوته را در بین مواد ژنتیکی مورد بررسی را بین 95/3- 53/7 سانتیمتر گزارش کرد. میترا و ناتاراجان ( Mitra & Natarajan, 2002) میزان ترکیب‌پذیری عمومی 15 کلون انتخابی از یک توده محلی را 05/13- 56/13 سانتیمتر گزارش کردند. بیشترین و کمترین قابلیت ترکیب عمومی والدین در صفت تعداد ساقه در مترمربع به­ترتیب مربوط به والدین KFA13 و Bami با 43/33 و 14/21- ساقه در مترمربع بود. دامنه ترکیب‌پذیری عمومی محاسبه­شده بین والدین برای صفت سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت بین 82/7 و 83/3- سانتیمتر بود که به­ترتیب مربوط به والدهایYazdi  و KFA15 بود. در خصوص صفت نمره خواب پاییزی، بیشترین و کمترین ترکیب‌پذیری عمومی به­ترتیب مربوط به والد‌هایYazdi  و KFA11 با 29/2 و 34/1- بود. در خصوص صفات عملکرد علوفه تر و خشک، بیشترین ترکیب‌پذیری عمومی مربوط به والد KFA3 به­ترتیب با 33/6 و 99/1 تن در هکتار عملکرد علوفه تر و خشک بود؛ در حالی­که کمترین ترکیب‌پذیری عمومی مربوط به والد KFA15 به­ترتیب با 2/6- و 45/1- تن در هکتار عملکرد علوفه تر و خشک بود. میترا و ناتاراجان
(Mitra & Natarajan, 2002) میزان قابلیت ترکیب عمومی برای صفت عملکرد علوفه تر برای 15 کلون والدی را بین 67/20- 69/15 گرم در بوته و برای صفت عملکرد علوفه خشک را بین 75/4- 5/3 گرم در بوته گزارش کردند. منیری‌فر
(Monirifar, 2010) قابلیت ترکیب عمومی برای 30 والد مورد استفاده در تولید خانواده­های ناتنی مربوط به صفت عملکرد علوفه تر را بین 86/3- تا 68/6 تن در هکتار و برای صفت عملکرد علوفه خشک را بین 91/1- تا 41/3 تن در هکتار گزارش کرد. با توجه به نتایج حاصل از برآوردهای قابلیت ترکیب عمومی ژنوتیپ‌های والدی و همچنین منشأ و محدوده کشت‌و‌کار این ژنوتیپ‌ها، و از طرف دیگر جهت ایجاد تنوع حداکثری و به­حداقل­رساندن اثرات ناشی از تلاقی‌های خویشاوندی در نسل‌های آتی تولید بذر، پنج ژنوتیپ بمی، یزدی، KFA3، KFA13 و KFA16 جهت تولید رقم ترکیبی یا سنتتیک جدید انتخاب می‌شوند. به­علاوه، ایزوله دیگری با استفاده از خانواده‌های ناتنی انتخابی نیز ایجاد و جمعیت جدیدی از تلاقی این خانواده‌ها ایجاد خواهد شد.

4. نتیجه­گیری

بیشترین میزان هتروزیس با توجه به تلاقی پلی­کراس بین یونجه­های گرمسیری و سردسیری، برای صفات نمره خواب پاییزی و سرعت رشد مجدد 14 روز پس از برداشت به­ویژه در بین خانواده­های ناتنی یونجه­های سردسیری مشاهده شد. با توجه به نتایج حاصل از برآوردهای قابلیت ترکیب عمومی ژنوتیپ‌های والدی و همچنین منشأ و محدوده کشت‌و‌کار این ژنوتیپ‌ها، و از طرف دیگر جهت ایجاد تنوع حداکثری و به­حداقل­رساندن اثرات ناشی از تلاقی‌های خویشاوندی در نسل‌های آتی تولید بذر، پنج ژنوتیپ بمی، یزدی، KFA3، KFA13 و KFA16 جهت تولید رقم ترکیبی یا سنتتیک جدید انتخاب شدند. به­علاوه، ایزوله دیگری با استفاده از خانواده‌های ناتنی انتخابی نیز ایجاد، و جمعیت جدیدی از تلاقی این خانواده‌ها ایجاد خواهد شد.

5. منابع

Al Lawati, A.H., Pierce, C.A., Murray, L.W., & Ray, I.M. (2010). Combining ability and heterosis for forage yield among elite alfalfa core collection accessions with different fall dormancy responses. Crop Science, 50, 150–158. Doi: 10.2135/cropsci2008.09.0549.

Amato, G., Stringia, L., & Glamal, D. (1997). Evaluation of progenies of sulla (Hedgsarum coronarium L.) derived from Sicilian landraces. Rivista- di- Agronomia, 31, 166-769.

Avci, M., Aktas, A., Kilicalp, N., & Hatipoglu, R. (2011). Development of synthetic cultivar of alfalfa (Medicago sativa L.) on the basis of polycross progeny performance in the Southern Anatolia. Journal of Food, Agriculture & Environment, 9(2), 404-408.

Brummer, E.C., Naroofshah, M., & Luth, D. (2000). Re-examining the relationship between fall dormancy and winter hardiness in alfalfa. Crop Science, 40(4), 971-977.

Cash, S.D., Knipe, W.J., & Mc Caslin, M.H. (1998). Registration of ‘Tahoe’ alfalfa. Crop Science, 38, 536.

Casler, M.D., Berg, C.C., Carlson, T., & Sleper, D.A. (1997). Convergent-divergent selection for seed production and forage traits in orchardgrass.III. Correlated responses for forage traits. Crop Science, 37, 1059-1065.

Fehr, W.R. (1987). Principles of Cultivar Development. Vol II, Macmillan Pub. Co., New York.

Frandsen, H.N. (1940). Some breeding experiments with timothy. Imported Agricultural Bulletin Joint Publication3, 80-92.

Halgic, S., Gasperov, S., Kolic, B., & Lovrec, L. (1992). Trends in breeding perennial herbage crops. Sjemenarstvo, 9, 265-268.

Hallauer, A.R., Carena, M.J., & Miranda Filho, J.B. (2010). Quantitative genetics in maize breeding. Handbook of plant breeding 6, DOI 10.1007/978-1-4419-0766-0_8, Springer Science+Business Media, LLC.

Hill, R.R., Jr., M.W., Pederson, L.J., Elling, R.W., Cleveland, J.H., Graham, F.I., Frosheiser, & Starling, J.L. (1971). Comparison of expected genetic advance with selection on basis of clone and polycross progeny test performance in alfalfa. Crop Science, 11, 88-91.

Maalouf, F.S. (1997). Determination of the optimum strategy to predict yield in Vicia faba (L.) synthetic varieties, CIHEAM-IAMZ, Zaragoza.

Maderil, C.M., Pierce, C.A., & Ray, I.M. (2008). Heterosis among hybrids derived from genetically improved and unimproved alfalfa germplasm. Crop Science, 48, 1787–1792. Doi: 10.2135/cropsci2008.01.0050.

Mitra, J., & Natarajan, S. (2002). Polycross progeny test for fodder yield in alfalfa (Medicago sativa L.). Indian Journal of Genetics, 62(4), 371-372.

Moghaddam, A, Kharazmi, K, & Mofidian, S. (2021). Determination of fall dormancy score of Iranian alfalfa (Medicago sativa L.) ecotypes in cold and temperate climates. Iranian Journal of Crop Sciences, 23(3), 237-252. http://agrobreedjournal.ir/article-1-1173-en.html.

Monirifar, H. (2010). Half-sib progeny test for selection of best parents for development of a synthetic variety of alfalfa. Iranian Journal of Crop Sciences, 12(1), 66-75. (In Persian).

Petkova, D., & Mirchev, M. (1994). Use of polycross method in developing cv. Prista 3 alfalfa. Genetics and Breeding, 27, 118-122.

Radović, J., Sokolović, D., Lugić, Z., Anđelković, S., & Štrbanović, R. (2009). In: Huyghe C (ed), Ch 45: Genetic diversity within and among alfalfa varieties for some traits. Springer, Dordrecht/London, pp. 319–324.

Rotili, P., Gnochi, G., Scotti, C., & Zannone, L. (2001). Some aspects of breeding methodology in alfalfa. Institute sperimentale perle Colture foraggere-V.le .11 .Piacenza, 29-26900 Lodi, Italy.

Rumbaugh, M.D., Caddel, J.L., & Rowe, D.E. (1988). Breeding and quantitative genetics, pp. 770-808 . In Hanson, A.A., Barens, D.K., and Hill, Jr., R.R. (ed) Alfalfa and Alfalfa Improvement. Madison, Wisconsin, USA.

Ruru, S., Yang, J., Yang, Y., Yutong, Z., et al. (2022). Selection of alfalfa (Medicago sativa L.) hybrid parents and heterosis analysis of F1 hybrids. Turkish Journal of Field Crops, 27(2), 235-241. https://doi.org/10.17557/tjfc.1126296.

Smolikova, M., Nedbalkova, B., Pelikan, J., Ptackova, M., & Bystricka, A. (1991). Selection of lucerne genotypes for synthetic population. Scientific studies. OSE VA. Breeding Institute for Fodder Plants, 12, 31-39.

Tysdal, H.M., Kiesselbach, T.A., & Westover, H.L. (1942). Alfalfa breeding. Research Bulletin: Bulletin of the Agricultural Experiment Station of Nebraska No. 124- Vachunkova, A., Rod, J., Vagnerova, V., & Mrazek, O. (1992). Role of selection traits and environmental conditions in selecting components for synthetics in lucerne. Genetika a Slechteni, 28, 143-151.

Valizadeh, M., Moghaddam, M., Taleb Chaichi, P., Kazemi, M., Monirifar, H., & Hasanpanah, H. (2002). Breeding and introduction of most suitable of alfalfa (Medicago sativa L.) cultivars for Azarbayejan. Report of research project, Tabriz University, Iran.

Wricke, G., & Weber, W.E. (1986). Quantitative genetics and selection in plant breeding. Walter de Gruyter, New York, 406 p.

1. Population
2. 2. Inbreeding
3. 3. General Combining Ability