نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 ﻣﺆﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت اﺻﻼح و ﺗﻬﯿﻪ ﻧﻬﺎل و ﺑﺬر، ﺳﺎزﻣﺎن ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت، آﻣﻮزش و ﺗﺮوﯾﺞ ﮐﺸﺎورزی، کرج، ایران
2 ﺑﺨﺶ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت اﺻﻼح و ﺗﻬﯿﻪ ﻧﻬﺎل و ﺑﺬر، ﻣﺮﮐﺰ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت و آﻣﻮزش ﮐﺸﺎورزی و ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﯿﻌﯽ خراسان رضوی، ﺳـﺎزﻣﺎن ﺗﺤﻘﯿﻘـﺎت، آﻣﻮزش و ﺗﺮوﯾﺞ ﮐﺸﺎورزی، مشهد، اﯾﺮان
3 ﺑﺨﺶ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت اﺻﻼح و ﺗﻬﯿﻪ ﻧﻬﺎل و ﺑﺬر، ﻣﺮﮐﺰ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت و آﻣﻮزش ﮐﺸﺎورزی و ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﯿﻌﯽ کرمانشاه، ﺳﺎزﻣﺎن ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت، آﻣﻮزش و ﺗﺮوﯾﺞ ﮐﺸﺎورزی، کرمانشاه، اﯾﺮان
4 ﺑﺨﺶ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت اﺻﻼح و ﺗﻬﯿﻪ ﻧﻬﺎل و ﺑﺬر، ﻣﺮﮐﺰ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت و آﻣﻮزش ﮐﺸﺎورزی و ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻃﺒﯿﻌﯽ لرستان، ﺳﺎزﻣﺎن ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت، آﻣﻮزش و ﺗﺮوﯾﺞ ﮐﺸﺎورزی، خرم آباد، اﯾﺮان
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Background and Objective: This research was conducted in order to study Genotype × environment interaction effect and identify adaptable durum wheat genotypes with high yield stability in temperate agro-climate zone of Iran.
Materials and Methods: Nineteen elite durum genotypes along with a commercial bread wheat check, Mehrgan, were tested in 4 locations, i.e. Karaj, Kermanshah, Neishabour and khorramabad in temperate agro-climate zone of Iran in two years, 2017-18 and 2018-19. The experiments were conducted in a RCBD design with three replications. For grain yield, combined analyses of variance were performed. In order to precise evaluation of genotype by environment interactions and genotypes stability, stability analysis using AMMI method was undertaken.
Results: Based on two main components of AMMI analysis, genotypes 5, 11, 13, 15 and 20 had good stability and based on ASV index genotypes 5, 7,16 and 19 were more stable than check. Finally, genotypes 5, 16 and 19 with average grain yield of 7.497, 7.326 and 7.551 kgha-1, respectively and high yield stability were selected as superior durum wheat genotypes. These genotypes also were desirable based on the days to earing and maturity, plant height and thousands kernel weight.
Conclusion: Based on results, genotypes 5, 16 and 19 with high grain yield and low G×E interaction were selected as stable and adaptable durum wheat genotypes. Each of them is superior in on-farm condition, will be introduce as a new durum wheat cultivar for temperate zone of Iran.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
گندم دوروم (Triticum turgidum L.var durum) یا همان گندم ماکارونی گندم تتراپلوئیدی است که از نظر خصوصیات کیفی دانه تفاوتهایی زیادی با گندم نان (Triticum aestivum) دارد. مهمترین ویژگی های این گونه گندم سختی و رنگ زرد دانه، گلوتن سنگین و خمیر غیر چسبنده آن، درصد پروتئین و کیفیت پخت بالای آن می باشد (نیپ 2008) . سختی بافت اندوسپرم و وجود رنگ دانه های زرد در آن باعث افزایش کیفیت سمولینا و پاستای حاصل از آن می گردد (برنان و همکاران 2002). در سال زراعی 15-2014 میلادی تولید جهانی گندم از سطحی معادل 215 میلیون هکتار، حدود ۷۲۰ میلیون تن بود که سهم گندم دوروم از آن 33 میلیون تن بوده است. به عبارتی می توان گفت که حدود پنج درصد گندم تولید شده در جهان به گندم دوروم اختصاص دارد(رانیری 2015). در ایران نیز سطح زیر کشت گندم دوروم در سال ۱۳۹۷ حدود 147 هزار هکتار گزارش شده است که که با توجه به شروع طرح پیش خرید گندم دوروم توسط کارخانجات ماکارونی کشور در سال جاری انتظار می رود در سال های آتی سطح زیر کشت این محصول افزایش یابد (نامشخص 2019).
نظر به اهمیت گندم دوروم در صنعت و تغذیه، تولید و اصلاح ارقام جدید با پتانسیل عملکرد بالا و پایدار و دارای ویژگیهای زراعی مهم نظیر زودرسی، متحمل به خوابیدگی و مقاوم به بیماری های مهم ضرورت دارد. یک ژنوتیپ معمولا در محیطهای مختلف از لحاظ عملکرد واکنش‌های متفاوتی دارد بطوریکه رتبه آن از یک محیط به محیط دیگر تغییر می یابد. این تغییرات که در نتیجه کنش بین ژنوتیپ و محیط ایجاد می‌شود تحت عنوان اثرات متقابل ژنوتیپ و محیط شناخته شده است (نجفی میرک و همکاران 2018). ﯾﮑﯽ از اهداف اﺻﻼح و ﻣﻌﺮﻓﯽ ارﻗﺎم گندم در ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﺨﺘﻠﻒ کاهش اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ژﻧﻮﺗﯿﭗ × ﻣﺤﯿﻂ و پایداری تولید ﻣﯽﺑﺎﺷد (یان و راجکان 2002). اثر متقابل ژنوتیپ×محیط باعث می شود که عملکرد ارقام تحت تاثیر محیط قرار گرفته و ارزش واقعی هر ژنوتیپ را نتوان به درستی برآورد نمود، بعبارت دیگر باعث کاهش همبستگی ارزش ژنوتیپی و فنوتیپی میگردد و در نتیجه ژنوتیپهای موفق در یک محیط ممکن است در محیط دیگر تظاهر ضعیفی داشته باشد (بکر و لئون 1988). وجود این عامل درخصوصصفات مهم اقتصادیمانندعملکرددانهسبب کندی مراحل به نژادی و معرفی ارقام جدید می شود (کنگ 1988).
بررسی اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ژﻧﻮﺗﯿﭗ × ﻣﺤﯿﻂ، اﻃﻼﻋﺎت ﺑﺎ ارزﺷﯽ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎ ﻋﻤﻠﮑﺮد ارﻗﺎم در ﻣﺤﯿﻂﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ به به نژادگران ارائه داده و ﻧﻘﺶ ﻣﻬﻤﯽ در ارزﯾﺎﺑﯽ ﭘﺎﯾﺪاری ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻣﻮاد اﺻﻼﺣﯽ ایفا می کند(کاراداوت و همکاران 2010). در واقع یک رقم موفق علاوه بر عملکرد بالا و صفات مطلوب زراعی باید در دامنه وسیعی از شرایط محیطی بتواند عملکرد خود را حفظ نماید به همین منظور لاین ها و ارقام برای بررسی عملکرد و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط در مکان ها و سالهای مختلف کشت و مورد ارزیابی قرار می گیرند (بکر و لئون 1988).
برای ﺑﺮآورد ﭘﺎﯾﺪاری ژﻧﻮﺗﯿﭙﯽ و ﻧﯿﺰ ﺗﺤﻠﯿﻞ اﺛﺮ ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ژﻧﻮﺗﯿﭗ و ﻣﺤﯿﻂ روشﻫﺎی آماری ﭘﺎراﻣﺘﺮی و ﻧﺎﭘﺎراﻣﺘﺮی ﻣﺘﻌﺪدی توسط محققین ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه اﺳﺖ در تحقیق مقدم و پورداد (2009) استفاده از روشهای ناپارامتری هیون (1990) و تنارازو (1995) منجر به انتخاب ژنوتیپهایی با عملکرد پایین شدند. در حالی که ضریب رگرسیون فینلی و ویلکینسون (1963) و شاخص برتری لین و بینز (لین و همکاران 1986) روش های مناسبی برای گزینش همزمان عملکرد و پایداری تشخیص داده شد.
روش گرافیکی GGE[1] و روش اثرات اصلی جمع پذیر و اثرمتقابل ضرب پذیر [2]AMMI از ﻣﻬــﻢﺗــﺮﯾﻦ روشﻫـــﺎی ﭼﻨـــﺪ ﻣﺘﻐﯿـــﺮه تجریه پایداری به شمار می روند (گاچ و زوبل 1996 و یان و همکاران 2000). از روش تجزیه امی برای بررسی پایداری ژنوتیپ های مختلف محصولات زراعی گوناگون استفاده زیادی شده است. اسماعیل زاده مقدم و همکاران (2011) از بین روشهای مختلفی که برای ارزیابی پایداری ارقام گندم دوروم استفاده نمودند، روش AMMI و [3]SHMM را مناسبتر از بقیه معرفی کردند. آقائی سربرزه و همکاران (2012)، نجفیانو همکاران (2010)، تاری نژاد (2017) و نجفی میرک (2011) بااستفادهازروشAMMI ژنوتیپهای پایدار گندم را تعیین و اظهارداشته اند که روش فوق الذکر میتواند در تعیین ژنوتیپ های حائز سازگاری عمومی وخصوصی برای مکانهای مختلف مورداستفاده قرارگیرد.
علاوه برپایداریعملکرد، سازگاری ارقام نیز جنبه مهم دیگری استکه باید مورد توجه قرار گیرد. هر چند موضوع سازگاری مفهوم پیچیده ای دارد، اما بطور خلاصه میتوان گفت که سازگاری عبارت ازظرفیت ژنتیکی یک رقم برای ظهورعملکرد بالا و پایدار در محیطهای متفاوت است (فرشادفر 1998). اکبرپور و همکاران (2011) از روش AMMI برای بررسی پایداری عملکرد 11 لاین امید بخش جو استفاده کرده و بیان داشتند که با استفاده از این روش میتوان علاوه بر شناسائی ژنوتیپهای با سازگاری عمومی، ژنوتیپهائی با سازگاری خصوصی برای مناطق مختلف را نیز شناسائی کرد. براتی و همکاران (2019) نیز برای بررسی اثرات متقابل ژنوتیپ ×محیط بر عملکرد جو تحت تنش شوری، از آماره پایداری [4]ASV و فاصله AMMI استفاده کرده و لاین پایدار جو را در شرایط تنش معرفی کرده است.
با توجه به اینکه تولید ارقام اصلاح شده وسازگار با ظرفیت عملکرد بالابرای هرمحیط ازنظراقتصادی هزینه سنگین وصرف وقت زیادی را می طلبد، باید ژنوتیپ هائی را انتخاب نمود که دارای سازگاری عمومی بالایی بوده و برای چند منطقه متفاوت قابل توصیه بوده و در مناطق اقلیمی مشابه، عملکردقابل قبولی داشته باشند (آکورا و همکاران 2006).این بررسی نیز با هدف دستیابی به ژنوتیپ های پر محصول و مناسب گندم دوروم که دارای سازگاری وسیعی بوده و از لحاظ تولید محصول اقتصادی پایدار باشند، جهت کشت در مناطق مختلف اقلیم معتدل کشور انجام شد.
مواد و روش ها
در این پژوهش تعداد 19 لاین خالص انتخابی از آزمایشات مقایسه عملکرد گندم دوروم در اقلیم معتدل کشور به همراه یک رقم شاهد گندم نان (مهرگان) در چهار ایستگاه تحقیقاتی مناطق معتدل کشور شامل کرج، کرمانشاه، نیشابور و خرم آباد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار و طی دو سال زراعی متوالی 98-1397 و 97-1396 کشت و مورد مقایسه قرار گرفت. با توجه به اینکه در بین کشاورزان و برنامه ریزان کشاورزی گندم دوروم از نظر عملکرد و ارزش اقتصادی عمدتا با گندم نان مقایسه می شود لذا در این برنامه تحقیقاتی نیز از شاهد گندم نان استفاده گردید. تیپ رشد همه ژنوتیپ های مورد بررسی بهاره بوده و لیست و شجره آنها در جدول 1 آورده شده است. مشخصات فنی و زراعی اجرای طرح در کلیه مناطق یکسان و مشابه بود. بذور آزمایشی قبل از کاشت به منظور جلوگیری از سیاهک پنهان با قارچ کش کاربوکسین تیرام به نسبت دو در هزار ضد عفونی گردید. میزان بذر مصرفی بر اساس 450 بذر در متر مربع و با در نظر گرفتن وزن هزار دانه برای هر لاین تعیین گردید( نجفی میرک و همکاران 2019). کشت به صورت جوی و پشته و آبیاری بصورت نشتی انجام گرفت. نوع و میزان کود بر اساس آزمون خاک هر منطقه مصرف گردید. کود پتاس از منبع سولفات پتاس، کود فسفر از منبع فسفات آمونیوم بصورت پایه و کود ازته از منبع اوره بصورت پایه و سرک به مصرف رسید.
هر کرت آزمایشی شامل 6 خط 6 متری به فاصله20 سانتیمــتر (متر مربع2/7=2/1×6) بود که قبل از برداشت نیم متر از ابتدا و انتهای هر کرت حذف و بقیه (6 متر مربع ) برداشت شد. برای مبارزه با علفهای هرز پهن برگ و باریک برگ، مخلوطی از علف کشهای گرانستار و پوما سوپر به ترتیب به مقدار 20 گرم و یک لیتر در هکتار در مرحله پنجه زنی تا ساقه رفتن استفاده شد. در طول دوره رشد علاوه بر مراقبتهای زراعی، یادداشت برداریهایی ازکرتهای آزمایشی به عمل آمد که مهمترین آنها عبارتند از تاریخ جوانه زنی، تعداد روز تا ظهور سنبله، تعداد روز تا رسیدن فیزیولوژیکی، درصد خوابیدگی، عکس العمل به بیماریها، ارتفاع بوته و عملکرد دانه. پس از حصول داده ها تجزیه واریانس ساده و مرکب با در نظر گرفتن مکان و ژنوتیپ بعنوان فاکتور ثابت (FT و FL) و سال بعنوان فاکتور تصادفی(RY) برای عملکرد دانه انجام گرفت با توجه به معنی دار شدن اثر متقابل ژنوتیپ در محیط، تجزیه پایداری به روش چند متغیره AMMI انجام گردید (گاچ و زوبل 1997). لاین های سازگار به مناطق معتدل کشور که بالاترین و پایدارترین عملکرد دانه را نیز دارا بودند، انتخاب شدند. در این تحقیق برای تجزیه واریانس و تجزیه های پایداری از نرم افزار های R ADEL- و SAS و برای برای رسم نمودارها و محاسبه آماره پایداری ASV برای هر ژنوتیپ با فرمول زیر از نرم افزار Excel استفاده گردید:
در این فرمولIPC1 و IPC2 مولفه های اول و دوم و و مجموع مربعات مولفه های اول و دوم می باشد( گاچ و زوبل 1996).
جدول 1- اسامی/شجره ژنوتیپهای گندم دوروم مورد استفاده در آزمایش
|
Genotype no. |
Pedigree |
|
1 |
Hana |
|
2 |
Shabrang |
|
3 |
Mehragan(Check) |
|
4 |
SOOTY_9/RASCON_37//STORLOM/5/SOMAT_4/SILVER_1/3/FOCHA_1/ALAS//4*FOCHA_1/4/SOMAT_3/PHAX_1//TILO_1/LOTUS_4 |
|
5 |
SOOTY_9/RASCON_37//STORLOM/5/TOSKA_26/RASCON_37//SNITAN/4/ARMENT//SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1/6/RISSA/GAN// POHO_1/3/PLATA_3//CREX/ALLA*2/4/ARMENT//SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 |
|
6 |
SOOTY_9/RASCON_37//LLARETA INIA/10/ALTAR 84/CMH82A.1062//ALTAR 84/3/YAZI_10/4/SNITAN/9/USDA595/3/D67.3/RABI//CRA/4/ALO/5/HUI/YAV_1/6/ARDENTE/7/HUI/YAV79/8/POD_9/11/SILK_3/DIPPER_6 /3/ACO89/DUKEM_4// 5*ACO89/4/PLATA_7/ILBOR_1//SOMAT_3 |
|
7 |
EXELDUR/8/GEDIZ/FGO//GTA/3/SRN_1/4/TOTUS/5/ENTE/MEXI_2//HUI/4/YAV_1/3/LD357E/2*TC60//JO69/6/SOMBRA_20/7/JUPARE C 2001/9/SOMAT_3/PHAX_1//TILO_1/LOTUS_4/3/RASCON_22/RASCON_21//MOJO_2 |
|
8 |
ALTAR84/860137//YAZI_1/4/LIS_8/FILLO_6/3/FUUT//HORA/JOR/8/GEDIZ/FGO//GTA/3/SRN_1/4/TOTUS/5/ENTE/MEXI_2//HUI/4/YAV_1/3/LD357E/ 2*TC60// JO69/6/SOMBRA_20/7/JUPAREC2001/9/SOMAT_4/INTER_8/6/CHEN_1/TEZ/3/GUIL//CIT71/CII/4/SORA/PLATA_12/5/STOT//ALTAR 84/A |
|
9 |
WID22202/4/SORA/2*PLATA_12//SOMAT_3/3/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.ETHIO.135.85)//PLATA_13/5/CF4-JS 21//TECA96/TILO_1 |
|
10 |
SOOTY_9/RASCON_37//CAMAYO/5/RASCON_33/TISOMA_2/3/CANELO_8//SORA/2*PLATA_12/4/SOMAT_4/INTER_8/6/GUAYACAN INIA/KUCUK/4/ARMENT//SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 |
|
11 |
HD4530/3/SOOTY_9/RASCON_37//SOMAT_3.1/5/LYMNO_8/3/RASCON_37/TARRO_2//RASCON_37/4/JUPARE C 2001 |
|
12 |
1A.1D 5+1-06/3*MOJO//RCOL/4/ARMENT//SRN_3/NIGRIS_4/3/CANELO_9.1/5/CF4-JS 40//SOOTY_9/RASCON_37/4/CNDO/PRIMADUR//HAI-OU_17/3/ SNITAN/9/CBC509CHILE/6/ECO/CMH76A.722//BIT/3/ALTAR 84/4/AJAIA_2/5/KJOVE_1/7/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.ETHIO.135.85)//PLATA_13/8/S |
|
13 |
SOOTY_9/RASCON_37//STORLOM/8/RISSA/GAN//POHO_1/3/PLATA_3//CREX/ALLA*2/7/EUDO//CHEN_1/TEZ/3/TANTLO_1/5/CHEN/ALTAR 84/3/HUI/POC//BUB/RUFO/4/FNFOOT/6/MOJO/KITTI/11/SOOTY_9/RASCON_37//WODUCK/CHAM_3/10/PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ ALBA-D/5/AVO/HU |
|
14 |
ISLOM_1/DUKEM_2//TARRO_3/5/CREX//BOY/YAV_1/3/PLATA_6/4/PORRON_11/6/YAZI_1/AKAKI_4//SOMAT_3/3/AUK/GUIL//GREEN/7/DUKEM_1// PATKA_7/YAZI_1/3/PATKA_7/YAZI_1/8/CBC 514 CHILE/SOMAT_4/3/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.ETHIO.135.85)//PLATA_13/6/CHEN/ALTAR 84/3/HUI/POC// |
|
15 |
BCRIS/BICUM//LLARETA INIA/3/DUKEM_12/2*RASCON_21/5/RISSA/GAN//POHO_1/3/PLATA_3//CREX/ALLA*2/4/ARMENT//SRN_3/ NIGRIS_4/3/CANELO_9.1 |
|
16 |
STORLOM/3/RASCON_37/TARRO_2//RASCON_37/4/D00003A/5/1A.1D 5+1-06/3*MOJO/3/AJAIA_12/F3LOCAL(SEL.ETHIO.135.85)//PLATA_13/6/ SOOTY_9/ RASCON_37//WODUCK/CHAM_3/3/SOMAT_3/PHAX_1//TILO_1/ LOTUS_4 |
|
17 |
CBC 509 CHILE/YEBAS_8//DUKEM_12/2*RASCON_21/11/CANELO_9.1/SNITAN/10/PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/ALBA-D/5/AVO/HUI/7/PLATA_13/8/THKNEE_11/9/CHEN/ALTAR 84/3/HUI/POC//BUB/RUFO/4/FNFOOT |
|
18 |
MUSK_1//ACO89/FNFOOT_2/3/PATA_2/ARAM_9/10/PLATA_10/6/MQUE/4/USDA573//QFN/AA_7/3/… |
|
19 |
P91.272.3.1/3*MEXI75//2*JUPAREC2001/5/ARTICO/AJAIA-3//HUALITA/3/FULVOUS-1/… |
|
20 |
AMRIA/10/TARRO_1/2*YUAN_1//AJAIA_13/YAZI/9/USDA595/3/D67.3/RABI//CRA/4/ALO/5/HUI/… |
نتایج و بحث
تجزیه واریانس مرکب برای عملکرد دانه در چهار منطقه و دو سال انجام گرفت و نتایج نشان داد که اختلاف معنیداری بین مکان ها و سالهای مختلف وجود ندارد ولی اثر متقابل سال و مکان بر روی عملکرد دانه ژنوتیپ ها معنی دار بود که نشانگرتاثیر متفاوت مکان ها در سال های مختلف بر روی عملکرد دانه می باشد (جدول 2). اثر ژنوتیپ ها نیز بر روی عملکرد دانه معنی دار بود ولی با توجه به معنی دار شدن اثر متقابل دو گانه سال در ژنوتیپ و مکان در ژنوتیپ و اثر متقابل سه گانه سال در مکان در ژنوتیپ، مقایسه میانگین عملکرد ها به تنهایی نمی توانست منجر به انتخاب ژنوتیپ یا ژنوتیپ های برتر گردد، به همین دلیل برای شناسایی ژنوتیپ هایی که در کنار پتانسیل عملکرد دانه بالا از پایداری عملکرد و سازگاری عمومی بالایی برخوردار باشند، تجزیه اثر متقابل ژنوتیپ×محیط با استفاده از روش چند متغیره مدل AMMI استفاده گردید. همانطور که در بخش های قبلی نیز گفته شد این مدل روش بسیار مناسب برای تجزیه و تفسیر ماتریس های بزرگ ژنوتیپ در محیط است زیرا با ایجاد بای پلات در این روش، استنباط مناسبی در مورد اثر متقابل ژنوتیپ در محیط فراهم می شود و انتخاب ژنوتیپ های با سازگاری مناسب در محیط های خاص تسهیل می گردد (زوبل و همکاران 1988).
با توجه به معنی دار شدن اثر متقابل ژنوتیپ در محیط در تجزیه واریانس مرکب، در مدل AMMI اثر متقابل ژنوتیپ در محیط به مولفه های اصلی تشکیل دهنده آن تجزیه شد. در این بررسی مولفه اصلی اول معنیدار شد. این مولفه به تنهایی بیش از 61 درصد از تغییرات اثر متقابل ژنوتیپ درمحیط را توجیه نمود و به همراه مولفه دوم که اثر آن نیز در اثرات متقابل ژنوتیپ در محیط معنی دار شده بود، حدود 86 درصد تغییرات اثر متقابل را توجیه میکرد (جدول 3).
جدول 2- تجزیه واریانس مرکب عملکرد دانه ژنوتیپ های گندم دوروم در 2 سال و 4 منطقه
|
منابع تغییر
|
درجه آزادی
|
میانگین مربعات |
||
|
|
||||
|
Year (Y) |
سال |
1 |
112.50 |
|
|
Location (L) |
مکان |
3 |
72.71 |
|
|
YL |
سال×مکان |
3 |
164.09** |
|
|
R(LY) |
تکرار در سال و مکان |
16 |
1.45 |
|
|
Genotype (G) |
ژنوتیپ |
19 |
1.59* |
|
|
YG |
سال ×ژنوتیپ |
19 |
1.04 * |
|
|
LG |
مکان ×ژنوتیپ |
57 |
1.04* |
|
|
YLG |
سال×مکان×ژنوتیپ |
57 |
1.61** |
|
|
Error |
اشتباه 2 |
304 |
0.51 |
|
**,*,nsبه ترتیب غیر معنی دار، معنی دار در سطح احتمال 5% و 1% می باشد.
جدول 3- تجزیه واریانس مدل AMMI برای عملکرد دانه ژنوتیپ های گندم دوروم
|
واریانس تجمعی
|
میانگین مربعات
|
درجه آزادی
|
منابع تغییر |
|
|
- |
36.35** |
3 |
محیط |
ENV |
|
- |
0. 8** |
19 |
ژنوتیپ |
GEN |
|
- |
0.52** |
57 |
ژنوتیپ در محیط |
ENV*GEN |
|
61.2 |
0.86* |
21 |
مولفه اصلی اول |
IPCA1 |
|
85.6 |
0.38* |
19 |
مولفه اصلی دوم |
IPCA2 |
|
100 |
0.25ns |
17 |
مولفه اصلی سوم |
IPCA3 |
|
0 |
0.26 ns |
152 |
باقی مانده |
Residuals |
* و ** ، به ترتیب معنی دار در سطح احتمال5% و 1% می باشد.
برای بررسی پایداری عملکرد دانه و سازگاری خصوصی ژنوتیپ ها با مکان های مورد مطالعه از مدل AMMI2 که از پلات کردن 2 مولفه اصلی اول و دوم ایجاد می شود استفاده شد. در اینجا مولفه اول 2/61 و مولفه دوم 4/24 و جمعا" 6/85 درصد اثرمتقابل ژنوتیپ در محیط را توجیه می کند که بسیار قابل توجه می باشد. در این مدل هرچه ژنوتیپها به مرکز بای‌پلات AMMI نزدیکتر باشند، اثرمتقابل ژنوتیپ×محیط در عملکرد آنها کمتر بوده و از پایداری بیشتری برخوردار هستند. بنابراین ژنوتیپ هایی که در این موقعیت قرار می گیرند، بعنوان ژنوتیپ های پایدار قابل توصیه می‌باشند. در مقابل، ژنوتیپهایی که دور از مرکز بای پلات هستند بویژه آنهایی که در راس چند ضلعی این بای پلات قرار می گیرند، از پایداری عملکرد ضعیفی برخوردار بوده ولی دارای سازگاری خصوصی با مکانهایی هستند که کمترین زاویه را با بردار آنها در بای پلات دارند (گاچ و زوبل 1997). همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود ژنوتیپ های شماره ۵، ۱۱، 1۳، 1۵و 20 نزدیک ترین ژنوتیپ ها به مرکز بای‌پلات AMMI بودند در نتیجه می توان گفت که آنها کمترین تغییرات محیطی را نشان داده و به عنوان ژنوتیپ های گندم دوروم پایدار تر شناخته شدند. ژنوتیپ شماره 13 از نظرآماره پایداری (AVS) نیز که یکی از مهمترین شاخص های پایداری محسوب می شود، پایدار ترین ژنوتیپها شناخته شدند. بطوریکه این ژنوتیپ با آماره پایداری 106/0 کمترین میزان و بعد از آن ژنوتیپ های شماره ۵، 7، 16 و 19 بترتیب با آماره پایداری 204/0، 249/0، 145/0 و 288/0 کمترین تغییرات محیطی را نسبت به شاهد آزمایش (ژنوتیپ شماره 3) نشان دادند (جدول 4). رارابتی و همکاران (2003) نیز که از بین چندین روش تجزیه پایداری که برای بررسی اثر متقابل ژنوتیپ در محیط بر روی ژنوتیپ های گندم دوروم استفاده نموده بود، روش AMMI را روشی با کارایی بالاتر از روش های رگرسیونی معرفی کرده است.
|
Factor 1(61.2%) |
شکل 1- بای‌پلات دو مولفه اصلی اول و دوم مدل AMMI2 برای اثر متقابل ژنوتیپ و محیط. S1: کرج، S2: کرمانشاه،
S3: نیشابور، S4: خرم آباد
در بای پلات مدل AMMI2 ژنوتیپ های شماره 2، 1، ۴، ۱۷، ۷ ،۱۴ و ۱۹ که در راس چند ضلعی قرار گرفته اند پایداری عملکرد خوبی نداشته ولی دارای سازگاری خصوصی خوبی با برخی از مناطق خاص هستند. به عبارت دیگر بالا ترین عمکرد ها را در محیطهای خاص نشان می دهند. بطوری که ژنوتیپ های شماره ۱0 و ۸ با کرج، ۴ با خرم آباد، 3 و9 با نیشابور و 13 با کرمانشاه سازگاری خوبی نشان دادند (شکل 1). بنا براین می توانند به عنوان لاین های گندم دوروم منتخب برای آن مکانها تعیین شوند. نجفیان و همکاران (2010) نیز با استفاده از این روش جند متغیره توانستند مکانهای اجرای آزمایشات مقایسه عملکرد گندم نان در مناطق معتدل ایران را براساس تشابه و تفاوت آنها گروهبندی کرده و ژنوتیپ های گندم سازگار با آن مناطق را شناسایی و معرفی کنند.
با توجه به مدل AMMI1 در شکل شماره 2 که پراکنش ژنوتیپ ها را براساس میانگین عملکرد و آماره پایداری ASV نشان می دهد ، ژنوتیپ های شماره 5 ، 16 و 19 با داشتن کمترین میزان آماره پایداری در مقایسه با شاهد آزمایش و سایر ژنوتیپها و بیشترین عملکرد دانه، بعنوان ژنوتیپ هایی با عملکرد دانه و پایداری عملکرد بالا شناخته شدند، ژنوتیپ شماره 14
جدول 4- مولفه های اصلی اثر متقابل ژنوتیپ در محیط و ارزش پایداری(ASV) در ﻣﺪل AMMI
|
شماره لاین Lines No. |
میانگین عملکرد (t/ha)Myield |
مولفه اول DIM1 |
مولفه دوم DIM2 |
ارزش پایداری ASV |
|
1 |
7.196 |
0.293 |
-0.360 |
0.819 |
|
2 |
7.224 |
0.229 |
-0.348 |
0.415 |
|
3 |
6.948 |
0.037 |
0.523 |
0.366 |
|
4 |
7.452 |
0.529 |
-0.377 |
1.030 |
|
5 |
7.497 |
-0.035 |
-0.117 |
0.204 |
|
6 |
7.452 |
0.151 |
-0.153 |
1.582 |
|
7 |
7.086 |
0.295 |
0.745 |
0.249 |
|
8 |
6.845 |
-0.107 |
-0.103 |
1.297 |
|
9 |
6.683 |
0.040 |
0.379 |
1.556 |
|
10 |
6.967 |
-0.161 |
-0.101 |
0.633 |
|
11 |
7.341 |
0.134 |
0.146 |
1.921 |
|
12 |
7.039 |
-0.410 |
-0.024 |
0.672 |
|
13 |
7.111 |
-0.074 |
0.083 |
0.106 |
|
14 |
7.653 |
-0.630 |
0.028 |
0.532 |
|
15 |
7.190 |
0.097 |
0.051 |
1.380 |
|
16 |
7.326 |
-0.517 |
-0.034 |
0.145 |
|
17 |
6.851 |
0.620 |
0.037 |
0.408 |
|
18 |
7.111 |
0.232 |
-0.250 |
1.050 |
|
19 |
7.551 |
-0.762 |
-0.167 |
0.288 |
|
20 |
7.200 |
0.039 |
0.041 |
0.392 |
با اینکه از نظر میانگین عملکرد دانه وضعیت بهتری نسبت به آنها دارد ولی چون از نظر پایداری عملکرد ضعیف تر از شاهد و تعدادی از ژنوتیپهای دیگر بود بعنوان ژنوتیپ برتر انتخاب نگردید. پورکز و هاتینگ (2000) نیز از روش چند متغیره AMMI برای شناسایی ژنوتیپ های پایدار گندم زمستانه در آفریقای جنوبی استفاده کرده و آماره پایداری ASV را بعنوان مناسب ترین آماره برای تعیین ژنوتیپ های پایدار معرفی کرده است.
برای کمک به انتخاب نهایی ژنوتیپهای برتر در این مرحله، برخی از خصوصیات زراعی و فیزیولوژیکی آنها مورد توجه قرار گرفت میانگین این خصوصیات در جدول 5 ارائه شده است. از نظر صفت تعداد روز تا سنبله دهی ارقام و لاین ها در محدوده 170-165 روز قرارداشتند که کمترین آن مربوط به ژنوتیپ شماره 3 (شاهد) و بیشترین آن مربوط به ژنوتیپهای 1، 4، 5، 10، 12، 18 و 19 می باشد. از نظر تعداد روز تا رسیدن نیز تفاوت هفت روزه در محدوده 213-206 روز بین ژنوتیپـها دیده شد ژنوتیپ شماره 9 با کمترین زمان رسیدن (206 روز) زودرس ترین و ژنوتیپهای 8، 10 و 19 با تعداد 213روز دیررس ترین ژنوتیپها شناخته شدند. تغییرات ارتفاع بوته ارقام ولاین ها نیز در محدوده بین 88 تا 97 سانتی متر بود. با توجه به اینکه در برنامه های اصلاحی گندم دوروم، برای جلوگیری از خوابیدگی گیاه، ژنوتیپ هایی با ارتفاع 100-90 سانتی متر انتخاب می شوند لذا از این نظرتقریبا̏ همه ژنوتیپ های مورد بررسی در محدوده قابل قبولی بودند. بهبود وزن هزار دانه ارقام و لاین ها نیز یکی از اهداف برنامه های اصلاحی گندم دوروم است. ژنوتیپ های شماره های 5، 16 و 19 که براساس عملکرد دانه و پایداری عملکرد بعنوان ژنوتیپ های برتر انتخاب شده بودند به ترتیب با داشتن وزن هزاردانه 46، 43 و 42 در حد قابل قبول بودند. از نظر رنگ دانه هیچ تنوعی بین ژنوتیپها دیده نشد و همه آنها دارای رنگ دانه زرد کهربائی بودند (جدول 5).
شکل 2- بای‌پلات عملکرد و ارزش پایداری مدل AMMI1 ژنوتیپهای مورد مطالعه
جدول 5. میانگین برخی از خصوصیات مورفو- فیزیولوژیکی ژنوتیپهای گندم دوروم
|
شماره لاین Lines No. |
تعداد روز تا سنبله دهی DHE
|
تعداد روز تا رسیدگی DMA
|
ارتفاع گیاه PLH (cm) |
رنگ دانه K.C.
|
وزن هزار دانه TKW (gr) |
|
1 |
170 |
211 |
97 |
A |
43 |
|
2 |
169 |
212 |
88 |
A |
42 |
|
3 |
165 |
208 |
97 |
A |
44 |
|
4 |
170 |
212 |
97 |
A |
44 |
|
5 |
170 |
212 |
95 |
A |
46 |
|
6 |
168 |
211 |
95 |
A |
47 |
|
7 |
166 |
210 |
94 |
A |
47 |
|
8 |
169 |
213 |
94 |
A |
47 |
|
9 |
169 |
206 |
96 |
A |
41 |
|
10 |
170 |
213 |
91 |
A |
42 |
|
11 |
168 |
212 |
94 |
A |
46 |
|
12 |
170 |
212 |
93 |
A |
45 |
|
13 |
169 |
210 |
92 |
A |
46 |
|
14 |
169 |
209 |
91 |
A |
43 |
|
15 |
168 |
210 |
95 |
A |
43 |
|
16 |
169 |
212 |
94 |
A |
43 |
|
17 |
169 |
212 |
93 |
A |
44 |
|
18 |
170 |
212 |
94 |
A |
41 |
|
19 |
170 |
213 |
94 |
A |
42 |
|
20 |
166 |
208 |
93 |
A |
45 |
نتیجه گیری کلی
براساس دو مولفه اصلی اول و دوم تجزیه پایداری چند متغیره AMMI ژنوتیپ های شماره 5، 11، 13، 15 و 20 پایداری خوب و قابل قبولی داشتند. براساس آماره پایداری ASV نیزژنوتیپ های شماره 5، 7، 16 و 19 از پایداری بیشتری نسبت به شاهد آزمایش برخوردار بودند. از آنجایی که هدف برنامه های اصلاحی، انتخاب و معرفی ژنوتیپ هایی است که در کنار سایر خصوصیات زراعی، هم عملکرد خوب و هم پایداری عملکرد بالا یی داشته باشد، لذا با در نظر گرفتن عملکرد دانه در کنار پایداری عملکرد در روشAMMI ژنوتیپ های شماره 5 ، 16 و 19 بعنوان ژنوتیپ های برتر انتخاب شدند. این ژنوتیپها از نظر خصوصیات زراعی مهمی که در اصلاح و معرفی ارقام جدید بیشتر مورد توجه قرار می گیرند نظیر تعداد روز تا سنبله دهی، زمان رسیدن، ارتفاع بوته، رنگ دانه و وزن هزاردانه و کیفییت دانه، وضعیت مطلوبی داشتند لذا هرکدام از آنها از نظر شاخص های کیفیت دانه و ارزش غذایی در حد قابل قبول باشند و در شرایط زارعین نیز برتری خود را نسبت به ارقام رایج منطقه نشان دهد بعنوان رقم جدید گندم دوروم برای مناطق معتدل کشور معرفی خواهد شد.
سپاسگزاری
از کلیه همکاران موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال وبذر و مراکز تحقیقات کشاورزی خراسان رضوی، لرستان و کرمانشاه که به اجرای آزمایشات تحقیق حاضر کمک کرده اند تشکر و سپاسگزاری می گردد.
)