با همکاری انجمن علمی منظر ایران

مقایسه نسل‌های F₁ و F₂ برخی هیبریدهای گوجه‌فرنگی از نظر پسروی خویش‌آمیزی در صفات مورفولوژیک نشاء

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

10.22067/jhs.2026.98801.1514
چکیده
با وجود مطالعات متعدد در مورد گوجه فرنگی، اطلاعات محدودی درباره اثرات پسروی خویش‌آمیزی بر صفات مورفولوژیک نشاء این گیاه در شرایط گلخانه وجود دارد. این صفات نقش مهمی در استقرار بهتر گیاه و افزایش عملکرد دارند. هدف مطالعه حاضر بررسی صفات مورفولوژیک نشاء در نسل‌های F1 و F2 و محاسبه درصد پسروی خویش‌آمیزی در برخی هیبریدهای رایج گوجه‌فرنگی بود. این آزمایش در سال‌های ۱۴۰۲ و ۱۴۰۳ در مزرعه و گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا شد. در سال اول ۲۲ رقم در قالب طرح اسپلیت‌بلوک در دو تکرار ارزیابی و ۸ هیبرید F1 برتر انتخاب و بذور F2 تهیه گردید. در سال دوم نسل‌های F1 و F2 در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در دو تکرار در گلخانه کشت شدند و صفات قطر ساقه، ارتفاع بوته، طول برگ، عرض برگ و طول دمبرگ اندازه‌گیری شد. تحلیل‌های آماری شامل تجزیه واریانس، مقایسه میانگین‌ها با آزمون توکی در سطح احتمال 5 درصد و محاسبات پسروی خویش‌آمیزی با نرم‌افزار SPSS v26 انجام شد. اثر ژنوتیپ برای اغلب صفات معنی‌دار بود. مقایسه F1 و F2 اختلاف معنی‌داری نشان داد که بیانگر کاهش ارزش صفات از F1 به F2 است. هیبرید‌ها از نظر پسروی خویش‌آمیزی صفات رشدی اختلاف معنی‌داری داشتند؛ به‌طوری‌که بیشترین پسروی وزن تر گیاهچه در هیبرید BASSIMO (76/17 درصد)، قطر ساقه در FERGUSON (57/20 درصد)، ارتفاع گیاه در JENNIFER (80/30 درصد) و وزن تر ریشه در KAKI ( 44/23 درصد) مشاهده شد. در مقابل، هیبرید MARVEL برای وزن تر گیاهچه، قطر ساقه و طول ریشه به‌ترتیب با 33/0، 97/0 و 48/1 درصد کمترین پسروی را نشان داد، درحالی‌که پسروی منفی طول برگ در هیبرید BASSIMO (93/10- درصد) و طول دمبرگ در هیبرید BRIVIO (10/6- درصد) بیانگر برتری نسل F₂ نسبت به F₁ بود. پسروی خویش‌آمیزی بیشتر می‌تواند نشانگر هتروزیس بیشتر و سهم بالای اثر غالبیت باشد. میزان پسروی خویش‌آمیزی در صفات قطر ساقه، ارتفاع بوته و طول برگ در ۸ هیبرید مورد بررسی متفاوت بود. این نتایج می‌تواند در برنامه‌های اصلاح گوجه‌فرنگی در نسل‌های پیشرفته حاصل از خودباروری این ارقام استفاده شود. بدین صورت که در ارقام با پسروی خویش‌آمیزی کم، می‌توان بهترین لاین‌های اینبرد را به عنوان رقم معرفی نمود و در مواردی که پسروی زیاد است، استفاده از هتروزیس با تلاقی‌های دوجانبه ضروری است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Comparison of F₁ and F₂ generations of some tomato hybrids in terms of inbreeding depression for seedling morphological traits

نویسندگان English

shiva Rezazadeh Roghni 1
Jalal Saba 1
Mohamad Babaakbari Sari 2
1 Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده English

Introduction

Despite a large number of studies on tomato, there is still limited information on how inbreeding depression affects seedling morphological traits under greenhouse conditions. These traits are important because they influence early plant establishment in the field and, consequently, the expression of yield-related characteristics. In tomato, hybrids are preferred because of their superiority in yield and fruit quality compared to their parents. The productive capacity of the F1 hybrid is broken in the F2 and subsequent generations due to segregation of favorable genes. Inbreeding depression, which occurs due to increased homozygosity and the expression of deleterious recessive alleles, can lead to reduced vegetative vigor and weakened morphological traits in segregating generations such as F2. Therefore, the present study was conducted to evaluate seedling morphological traits in F1 and F2 generations and to calculate the percentage of inbreeding depression in some common tomato hybrids.

Materials and Methods

The experiment was carried out during 2023 and 2024 in the research field and greenhouse of the University of Zanjan, Iran. In the first year, 22 cultivars were evaluated using a split block design (based on randomized complete blocks) with two replications. Eight superior F1 hybrids (SUPESET, JENNIFER, KAKI, MARVEL, FERGUSON, 8320, BASSIMO, and BRIVIO) were selected based on yield and growth indices, and their F2 seeds were produced. Due to the self-pollinating nature of tomato and the very low outcrossing rate (0.0–5.2%), individual flower isolation was not performed in the first year. However, plots were spaced 2 meters apart in the field to reduce any possibility of cross-pollination. In the second year, the F1 and F2 generations of these hybrids were grown in the research greenhouse under a randomized complete block design with two replications. Seedling traits including stem diameter (using digital caliper with 0.01 mm accuracy), plant height, leaf length, leaf width, petiole length, root length, shoot fresh weight, and root fresh weight were measured. Inbreeding depression percentage was calculated using the formula: [(F1 mean - F2 mean) / F1 mean] × 100. Statistical analysis was performed using SPSS v26, and mean comparisons were done using Tukey's test. Independent t-test was used to compare F1 and F2 means.

Results and Discussion

The genotype effect was significant for most of the traits, indicating significant genetic diversity among the studied materials. A comparison of F1 and F2 revealed a considerable difference, indicating a decline in trait values from F1 to F2. The highest inbreeding depression was observed for plant height (21.28%), root fresh weight (21.08%), stem diameter (13.82%), and root length (13.56%), while the lowest was recorded for leaf length (5.90%) and petiole length (6.89%). A greater degree of inbreeding depression may point to higher heterosis as well as a greater contribution of dominance effects. The extent of inbreeding depression for stem diameter, plant height, and leaf length varied among the eight hybrids examined. For example, in stem diameter, the highest inbreeding depression was observed in Ferguson and Kaki hybrids (20.57% and 19.90%), while the lowest was in Marvel hybrid (0.98%). In plant height, Jennifer hybrid showed the highest inbreeding depression (32.80%), followed by Superset (27.87%). In root length, genotype 8320 showed the highest inbreeding depression (21.09%), while Marvel and Superset showed the lowest (1.48% and 3.60%, respectively). In shoot fresh weight, the highest inbreeding depression was observed in Bassimo (17.76%), while Marvel showed the lowest (0.33%). Some hybrids showed negative inbreeding depression, indicating the superiority of F2 over F1 for that trait, such as leaf length in Bassimo (-10.93%) and petiole length in Brivio (-6.10%). Independent t-test results showed that differences between F1 and F2 means were significant for all seedling morphological traits at the 5% probability level. The highest t-values were observed for stem diameter (5.822), root length (5.628), and leaf width (5.060).

Conclusion

These results can be applied in tomato breeding programs in advanced generations obtained from self-pollination of these cultivars. For cultivars with low inbreeding depression, the best derived inbred lines can be introduced as new varieties. When inbreeding depression is high, it is necessary to exploit heterosis through reciprocal crosses and selection of the best hybrid. The amount of inbreeding depression can be a practical indicator for evaluating the stability of seedling morphological traits and selecting the appropriate breeding strategy for improving tomato traits at the seedling stage. The findings of this study also highlight the importance of considering both shoot and root traits when evaluating inbreeding depression in tomato seedlings.

Acknowledgement

The authors thank the University of Zanjan for providing research facilities. Also, the supervisor and advisor are thanked for their valuable guidance.

کلیدواژه‌ها English

inbreeding depression
additive variance
dominance variance
seedling
heterosis
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 27 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 29 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 20 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 27 مهر 1405
  • تاریخ اولین انتشار 27 مهر 1405