Evaluation of Stability of FAO 600 Corn Hybrids by Grain Yield and its Components

Document Type : Research Paper

Authors

1 Crop and Horticultural Science Research Department, Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Moghan, Iran

2 Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran.

3 Agricultural Engineering Research Department, Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Moghan, Iran.

Abstract

To study 38 corn hybrids, an experiment based on randomized complete blocks design with three replications at the Moghan and Karj was carried out during the 2020 cropping season. The results showed that there was a significant difference between corn hybrids for grain yield, grains per ear, ear length, rows per ear, 1000-grain weight, ear diameter, and grain depth. Hybrid No. 26 (KLM81027 × K47/3) with the highest yield and ear length was identified as the best hybrid. The correlation between grain yield with grain depth and 1000-grain weight was significant. The heritability value was between 19.01% (grain yield) and 87.59% (row per ear). The regression analysis indicated that rows per ear and ear diameter had positively related to grain yield. Cluster analysis with grain yield, grains per ear, ear length, rows per ear, 1000-grain weight, ear diameter, and grain depth of 38 corn hybrids classified into four different groups, one of which has a hybrid of No. 26 (KLM81027 × K47/3), and No. 37 (TWC647) was the most desirable groups. In addition, hybrids No. 4, 9, 13, 15, 19, 20, 23, 25, 32, 37, and 38 were identified as superior and stable hybrids for cropping in warm dry climates. As a result, it seems that corn hybrids of FAO 600 can be suitable for cropping in warm dry climates, alsothe K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3 hybrid was identified as superior and stable.

Keywords


مقدمه

گیاهان زراعی از مهمترین منابع تأمین مواد غذایی هستند و زندگی انسان­ها و آینده آن­ها همچنان به­گیاهان زراعی و محصولات زراعی وابسته است. هنوز هم در کشور­های در حال توسعه انسان­های زیادی از سوء تغذیه رنج می­برند. همچنین، رشد روز افزون جمعیت جهان نیاز فزاینده به مواد غذایی را افزایش داده و افزایش تولیدات گیاهان زراعی و محصولات زراعی را از اهمیت زیادی برخوردار کرده است. از آنجایی که افزایش سطح زیر کشت محدود بوده و به­ آرامی صورت می­گیرد، هدف اصلی همه برنامه­های زراعی و به­نژادی افزایش عملکرد می­باشد، در پنج دهه اخیر عملکرد بیشتر گیاهان زراعی با اهمیت، افزایش خیلی زیادی داشته است (وانگ و هو 2021). بالا بودن عملکرد اقتصادی و بهبود صفات اجزای عملکرد از مهمترین خصوصیات مورد توجه به­نژادگران در راستای شناسایی هیبریدهای برتر می­باشد (اویکونلیب و همکاران 2015). پیدا کردن هیبریدهای برتر براساس صفات زراعی از جمله عملکرد و اجزای عملکرد دانه به­دلیل سهولت اندازه­گیری این صفات، روشی سریع برای بهبود عملکرد دانه می­باشد (اختر و همکاران 2019). از این نظر، بررسی صفات اجزای عملکرد دانه می­تواند در راستای شناسایی هیبریدهای با کارایی بالا در کنار صفات زراعی نقش بسیار مهمی داشته باشد (استادر و همکاران 2017). موفقیت هیبریدهای تجاری ذرت به­عوامل گوناگون از جمله خصوصیات والدین (لاین­های اینبرد) که برای تولید یک هیبرید ساده و پرمحصول ذرت مناسب هستند، بستگی دارد. شناسایی والدین هیبرید در ذرت و  ارتباط بین والدین و ژنوتیپ­های تولیدی کمک زیادی در دستیابی به هیبریدهای مناسب ذرت می­نماید. هر یک از صفات اجزای عملکرد و سایر صفات مهم مرفولوژیکی سهم زیادی در پایداری و تولید یک هیبرید ذرت دارد. برای تولید یک هیبرید ذرت، روش تولید و حفظ بذر والدینی و بررسی عملکرد و اجزای عملکرد دانه لاین­ها اهمیت زیادی دارد (پینگ و همکاران 2011). اندازه­گیری مستقیم عملکرد بررسی صفاتی که به­صورت مستقیم یا غیر مستقیم بر عملکرد تأثیر دارند می­تواند روی بهبود عملکرد اثر بگذارد. از آن جمله صفات می­توان به­وزن دانه در بلال، وزن صد دانه، قطر بلال، طول بلال اشاره کرد. اصلاح­گران زیادی به­اهمیت اثر افزایشی در توارث عملکرد دانه، قطر بلال، طول بلال و وزن دانه در بلال در تحقیقات خود اشاره کرده اند (محرم­نژاد و همکاران 2018 و رکاندیو-ردرگیوز و همکاران 2020). طبق گزارش چوکان و همکاران (2014) از میان صفات مرتبط با عملکرد، صفات طول بلال، قطر بلال و تعداد دانه در ردیف بلال بیشترین ضریب همبستگی را با عملکرد دانه داشته­اند. شیری و همکاران (2016) با بررسی پنج هیبرید ذرت، گزارش کردند که بیشترین همبستگی را بین تعداد دانه در بلال و تعداد ردیف در بلال داشتند. کنترل مطلوب اثرات محیطی در برنامه­های اصلاحی برای بهبود عملکرد می­تواند از طریق گزینش غیر مستقیم برای صفاتی که همبستگی بالایی با عملکرد دارند و کمتر در معرض تغییرات محیطی هستند انجام گیرد (نیلیمور و همکاران 2020). همبستگی بین عملکرد و اجزای عملکرد دانه و همچنین تعیین روابط علّت و معلولی بین آن­ها و شناسایی و تعیین اثر مستقیم و غیر مستقیم صفات روی عملکرد و دانه از راه­های شناسایی صفات مهم و تأثیر گذار بر عملکرد دانه می­باشد (ساندهو و دهیلون 2021). همبستگی مثبت و بالایی بین عملکرد دانه و صفات تعداد دانه در ردیف بلال، وزن هزار دانه و عمق دانه در گیاه ذرت گزارش شده­است (شیری و همکاران 2016 و شیری و همکاران 2019). درصورتی که تنوع در عملکرد و اجزای آن تعیین و شناخته شود، ممکن است راه­هایی برای بهبود ظرفیت عملکرد از طریق اصلاح گیاهان زراعی شناسایی و اجرایی کرد (ساندهو و دهیلون 2021). بکاواک و همکاران (2008) گزارش کردند که بین اینبرد لاین­ها و ظرفیت تولید هیبرید­های حاصل از آن­ها همبستگی معنی­داری وجود دارد. رفیق و همکاران (2010) گزارش کردند که با بررسی روی 10 لاین و هیبرید­های حاصل به­روش تست کراس همبستگی معنی­داری بین صفات وزن 100 دانه و عملکرد دانه مشاهده کردند. بابیک و همکاران (2008) روی 45 اینبردلاین ذرت براساس 30 صفت فنوتیپی آزمایشی انجام دادند که با بکار­گیری تجزیه خوشه­ای، لاین­های اینبرد به­ دو گروه بزرگ با دو زیر گروه تقسیم شدند. پایداری عملکرد یک گیاه زراعی در واقع عبارت از توانایی تولید موفقیت آمیز آن در محیط­های متفاوت می­باشد، به‌طوری­که یک گیاه بایستی بتواند سرما، گرما، کمبود یا اضافه بودن آب، تغییرات طول روز، شدت نور و دامنه وسیعی از شرایط شیمیایی و فیزیکی خاک را در جهت رشد و نمو موفقیت آمیز خود تحمل نماید (اختر و همکاران 2019). این سازگاری در واقع توسط ژن‌های اصلی و فرعی پیچیده کنترل می‌شود و سازگاری ممکن است ناشی از یک واکنش اختصاصی ژنتیکی جهت تحمل سرما، یخبندان، خشکی و غیره باشد یا ممکن است واکنش یک ژنوتیب خاص به دامنه وسیعی از شرایط مختلف محیطی جهت تولید خوب باشد (مومنی و همکاران 2022). روش­های مختلفی برای ارزیابی پایداری ارقام در محیط­های مختلف وجود دارد که هر کدام ازآن­ها برای انتخاب افراد برتر و سازگار برای تمام محیط می­باشد. در این راستا پژوهش حاضر با هدف ارزیابی پایداری عملکرد و اجرای عملکرد دانه هیبریدهای امیدبخش ذرت گروه متوسط رس، تعیین میزان وراثت­پذیری و ارتباط بین عملکرد و اجرای عملکرد دانه بود.

مواد و روش ها

این آزمایش طی سال زراعی 1399 در دو منطقه شامل ایستگاه تحقیقات کشاورزی مغان مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل و ایستگاه تحقیقات کشاورزی کرج موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج انجام گرفت. آزمایش به­صورت طرح پایه بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. مواد گیاهی ارزیابی شده شامل 36 هیبرید امید بخش ذرت از نوع سینگل کراس به­همراه دو رقم SC704 و TWC647 بود که از بخش تحقیقات ذرت و گیاهان علوفه­ای موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج تهیه شدند (جدول 1).

 

 

جدول 1- هیبرید­های امید بخش و دو رقم ذرت مورد مطالعه

هیبرید

شماره

هیبرید

شماره

K74/1×K1264/5-1

20

K3653/2×K1264/5-1

1

KLM76002/3-1-1-1-1-1-1-3×K1264/5-1

21

4-CHTSEY,2002/90/1-2×K1264/5-1

2

KLM82010 × K166B

22

KLM77002/10-1-1-1-1-3-2 × K1264/5-1

3

KLM76004/3-5-1-2-2-1-1-1×K1264/5-1

23

K18X2-CHTHIY,2002/90/77-3×K1264/5-1

4

KLM76021/1-3-1-1-1-2-1-1×K1264/5-1

24

K18x2-CHTHIY,2002/90/77-1×K1264/5-1

5

KLM76021/1-3-1-1-1-2-1-1×K1264/5-1

25

K18x2-CHTHIY,2002/90/77-2×K1264/5-1

6

KLM81027 × K47/3

26

20-CHTSY, 2002/90/61-2 × K3640/3

7

KLM77002/3-1-1-1-1-1-1-3 × K47/3

27

K3547/4×K1264/5-1

8

KLM78012/6-1-1-1-1-3 × K47/3

28

K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3

9

C4-97-5×C4-97-25

29

K3640/3×K1264/5-1

10

C4-97-16×SD-97-6

30

K47/2-2-1-2-1-1-1-1×K1264/5-1

11

C4-97-23×C4-97-14

31

K47/2-2-1-2-2-1-1-1×K1264/5-1

12

C5-97-2×C4-97-12

32

K74/2-2-1-3-3-1-1-1 × K166B

13

C5-97-2×C4-97-23

33

K47/2-2-1-3-3-1-1-1×K1264/5-1

14

C4-97-25×C4-97-13

34

K47/2-2-1-4-1-1-1×K1264/5-1

15

C8-97-7×SD-97-1

35

K47/2-2-1-2-2-1-1-1×K1264/5-1

16

SD-97-6×C8-97-2

36

K47/2-2-1-4-1-1-1×K1264/5-1

17

TWC647

37

K47/2-2-1-4-1-1-1-1×K1264/5-1

18

SC704

38

K47/2-2-1-4-2-1-1-1×K1264/5-1

19

 

 

آماده ­سازی بستر بذر شامل رتیواتور، شخم برگردان، تسطیح بهاره و دیسک بود. قبل از این­که کاشت صورت گیرد، 300 کیلوگرم در هکتار فسفات آمونیوم و 150 کیلوگرم در هکتار اوره در زمین توزیع گردید و 150 کیلوگرم در هکتار اوره در مراحل مختلف رشدی گیاه ذرت به­صورت سرک استفاده شد. هر کرت آزمایشی شامل دو خط به ­فاصله 75 سانتی­متر و به ­طول 6/5 متر با فاصله بین بوته 35 سانتی­متر و با تراکم حدود 76 هزار بوته در هکتار کشت شد. برای اطمینان از سبز شدن بذور در هر کپه به­صورت دستی چهار بذر کاشته شد و پس از تنک کردن در مرحله 4-3 برگی فقط دو بوته مناسب در هر کپه نگه داشته شد. همچنین، وجین علف­های هرز به­صورت دستی در همه مراحل انجام گرفت.

 

صفات مورد ارزیابی

بعد از خشک­ شدن کامل بوته­ها، سه بلال به­طور تصادفی از هر کرت به­صورت دستی نمونه­برداری شد و تعداد دانه در ردیف بلال و تعداد ردیف دانه در بلال در آزمایشگاه شمارش گردید. طول بلال­های برداشت شده توسط خط کش و قطر آن­ها توسط کولیس مدل (DC102) اندازه­گیری شد. سپس دانه­ها از بلال جدا و قطر چوب بلال توسط کولیس (DC102) اندازه­گیری شد که در نهایت از نصف اختلاف قطر بلال به­قطر چوب بلال میزان عمق دانه محاسبه گردید. بعد از جدا کردن دانه­ها از بلال، تعداد 1000 دانه توسط دستگاه بذرشمار (Numigral) شمارش و توسط ترازوی حساس وزن آن­ها اندازه­گیری شد. در نهایت در مرحله رسیدگی زراعی، پس از حذف 25 سانتی­متر از ابتدا و انتهای هر خط کاشت به­عنوان حاشیه، از دو خط کاشت هر کرت بلال­های ذرت برداشت و بعد از جدا کردن دانه­ها از بلال توسط ترازو میزان عملکرد دانه بلال­ها اندازه­گیری شد.

تجزیه­های آماری

تجزیه پایداری به­همراه گزینش عملکرد دانه افراد برتر به روش کانگ (1988) انجام گرفت. نرمال بودن خطا­های آزمایشی توسط آزمون کرلمرگروف - اسمیرنوف محاسبه شد و سپس تجزیه واریانس داده­ها و مقایسه میانگین­ها توسط آزمون حداقل اختلافات معنی­دار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد انجام گرفت. برای برآورد وراثت­پذیری عمومی صفات مورد مطالعه از امید ریاضی میانگین مربعات استفاده شد. ضرایب همبستگی صفات مورد مطالعه، با استفاده از میانگین 38 هیبرید امید بخش ذرت محاسبه گردید. تجزیه رگرسیون گام به گام و خوشه­ای هیبریدها با استفاده از نرم افزار SPSS و JMP استفاده شد.

 

نتایج و بحث

تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که بین هیبرید­های مختلف ذرت در همه صفات اندازه­گیری شده اختلاف معنی­داری وجود داشت (جدول 2). مقایسه میانگین عملکرد دانه هیبرید­های ذرت نشان داد که هیبرید شماره نه (K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3) با 16/11 تن در هکتار بیشترین عملکرد را بین هیبرید­های مورد مطالعه داشت (جدول 3). وراثت­پذیری عمومی برای صفت عملکرد دانه 01/19 درصد و ضریب تغییرات فنوتیپی  95/15 درصد برآورد شد. محرم­نژاد و شیری (2020) با بررسی هیبرید امید بخش ذرت بیان داشتند که هیبریدها با تلاقی والد پدری متفاوت دارای اختلاف قابل توجهی از لحاظ میزان عملکرد بلال داشتند به­طوریکه هیبرید شماره هفت (KLM77021/4-1-2-1-2-4-1× K47/3) دارای بیشترین مقدار وزن بلال را داشت. چنین به­نظر می­رسد جمعیت­های مورد بررسی از تنوع قابل توجهی برخوردار هستند.

 

 

 

 

 

 

جدول 2- تجزیه واریانس عملکرد بلال و صفات فیزیولوژیکی در هیبرید­های ذرت

منابع تغییر

درجات آزادی

میانگین مربعات

 

عملکرد

دانه

تعداد

دانه در ردیف بلال

تعداد

ردیف دانه در بلال

طول

بلال

قطر

بلال

وزن

هزار دانه

عمق

دانه

 

محیط

1

53/968*

96/117ns

51/13ns

15/19ns

09/15ns

50/9692ns

91/1ns

 

محیط/تکرار

4

41/264

90/339

90/15

12/12

21/14

70/10581

94/0

 

هیبرید

37

72/21047*

56/86**

25/12**

14/10**

25/0**

43/1831**

04/0**

 

محیط×هیبرید

37

57/8*

43/16ns

64/1ns

19/14ns

25/2ns

54/619ns

94/0ns

 

خطا

148

48/5

41/14

52/1

39/13

05/2

89/528

89/0

 

ضریب تغییرات (%)

80/19

26/10

98/6

47/9

35/4

09/12

06/11

وراثت پذیری عمومی (%)

01/19

83/27

59/87

70/23

20/27

46/20

29/21

ns، * و ** به­ترتیب غیر معنی­دار و معنی­دار در سطح احتمال پنج و یک درصد می­باشد

                                 

   

 

 

مقایسه میانگین تعداد دانه در ردیف بلال و تعداد ردیف دانه در بلال در هیبرید­های ذرت نشان داد که هیبرید شماره 37 (TWC647) و هیبرید شماره 25 (KLM76021/1-3-1-1-1-2-1-1×K1264/5-1) به­ترتیب بیشترین تعداد دانه در ردیف بلال و تعداد ردیف دانه در بلال را داشتند (جدول 3). این صفات از صفات تعیین کننده عملکرد دانه هستند و اهمیت بسیار بالایی در اصلاح جمعیت و تولید هیبرید­های جدید ذرت دارند. اسمیت و همکاران (2021) با ارزیابی هیبریدهای ذرت اظهار کردند که هیبریدهای مختلف با خصوصیات پدری و مادری متفاوت دارای اختلاف و تنوع قابل توجهی از لحاظ تعداد ردیف دانه در بلال و تعداد دانه در ردیف بلال داشتند. که با نتایج این پژوهش مطابقت داشت.

پیشرفت­های ضعیف در گزینش برای عملکرد سبب شده­است که توجه به­نژادگران به­گزینش صفات ثانویه جلب شود (اسمیت و همکاران 2021). گونزالو و همکاران (2010) طبق بررسی­هایی که انجام دادند توصیه کردند که استفاده از لاین­هایی با طول بلال بیشتر یا تعداد دانه در ردیف در بلال و تعداد ردیف دانه در بلال بیشتر در اصلاح ذرت و تولید ترکیب­های مناسب مفید می­باشد به­طوریکه نقش مهمی در تعیین پایداری عملکرد هیبریدهای ذرت دارند.

مقایسه میانگین طول بلال و قطر بلال نشان داد که هیبرید­های شماره 26 (KLM81027 × K47/3) و 25 (KLM76021/1-3-1-1-1-2-1-1×K1264/5-1) به­ترتیب بیشترین طول و قطر بلال را داشتند (جدول3). هیبرید شماره 24 (KLM76021/1-3-1-1-1-2-1-1×K1264/5-1) کمترین طول بلال و هیبرید شماره 33 (C5-97-2×C4-97-23) کمترین قطر بلال را داشتند. رفیق و همکاران (2010) گزارش کردند که هیبریدهای مختلف از لحاظ طول بلال و قطر بلال پاسخ متفاوتی دادند ولی در کل هیبریدهای برتر طول بلال بیشتری داشتند.

 

 

جدول 3 - مقایسه میانگین صفات مختلف هیبرید­های ذرت

شماره

هیبرید

عملکرد دانه

(ton.ha-1)

تعداد دانه در ردیف بلال

تعداد ردیف دانه در بلال

طول بلال

(cm)

قطر بلال

(cm)

وزن هزار دانه

(g)

عمق دانه

(cm)

1

11/9

55/37

45/20

16/16

83/4

60/244

03/1

2

53/8

20/34

90/17

96/15

96/4

50/278

10/1

3

66/8

25/37

80/17

36/17

96/4

95/281

01/1

4

05/10

55/40

70/17

23/20

73/4

85/280

06/1

5

71/8

90/41

00/18

96/18

90/4

65/290

10/1

6

44/9

10/38

10/18

66/18

73/4

75/282

05/1

7

32/10

75/43

85/17

16/19

00/5

15/262

15/1

8

65/9

50/34

75/18

86/15

03/5

30/261

08/1

9

16/11

60/39

15/19

50/19

16/5

50/304

05/1

10

40/9

50/41

90/17

63/17

83/4

90/278

00/1

11

01/10

85/31

90/19

26/17

36/5

00/288

13/1

12

43/9

85/32

55/20

96/15

16/5

00/296

11/1

13

11/11

25/39

00/18

96/19

93/4

75/307

08/1

14

76/8

90/33

90/19

36/16

86/4

20/269

03/1

15

75/10

80/36

65/19

06/18

16/5

40/285

08/1

16

62/9

70/29

20/19

70/15

13/5

50/291

10/1

17

81/9

40/32

30/20

46/16

30/5

40/277

25/1

18

94/9

15/34

65/18

06/18

00/5

25/291

15/1

19

17/10

45/35

55/19

30/17

96/4

15/298

95/0

20

33/10

75/37

30/20

66/16

23/5

35/295

03/1

21

61/9

10/38

05/17

16/18

76/4

65/303

95/0

22

86/9

45/36

45/15

90/19

50/4

10/365

95/0

23

23/10

20/37

90/18

20/17

86/4

20/275

13/1

24

90/9

95/32

45/20

33/14

26/5

30/299

15/1

25

03/10

00/34

80/20

40/15

63/5

10/291

20/1

26

79/6

45/43

65/15

93/21

20/5

30/347

11/1

27

92/6

95/35

35/20

30/17

36/5

90/294

06/1

28

56/8

45/37

05/17

96/18

80/4

75/317

05/1

29

00/8

35/30

70/16

43/20

60/4

70/317

83/0

30

57/7

45/32

20/15

83/19

70/4

00/334

91/0

31

97/8

15/30

00/15

80/19

36/4

35/304

88/0

32

19/10

80/34

25/17

36/17

96/4

60/321

95/0

33

55/7

15/29

30/14

13/16

33/4

80/308

88/0

34

86/5

30/30

35/13

26/19

33/4

15/300

68/0

35

48/9

80/32

40/15

43/19

80/4

50/320

00/1

36

49/8

40/34

70/16

63/17

96/4

10/333

01/1

37

75/10

30/46

40/15

80/20

80/4

90/307

15/1

38

33/11

35/45

20/15

50/21

83/4

75/313

15/1

LSD5%

74/3

95/5

97/1

60/2

30/0

25/37

50/5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

وزن هزار دانه یکی از اجزای مهم تشکیل دهنده عملکرد دانه ذرت می­باشد. در این مطالعه وزن هزار دانه تحت تأثیر هیبرید­های ذرت قرار گرفت (جدول 1). هیبرید شماره 22 (KLM82010 × K166B) بالاترین وزن هزار دانه (10/365 گرم) را دارا بود و هیبرید شماره 1 (K3653/2×K1264/5-1) کمترین وزن هزار دانه (60/244 گرم) را داشت (جدول3). همان طور که مشاهده می­شود، وزن هزار دانه بین 255 و 356 گرم در نوسان بود. معمولاً ارقامی که دیررس هستند مشروط به­این­که با محدودیت­های محیطی از جمله دوره رشد، کمبود آب و مواد غذایی مواجه نشوند، دارای وزن هزار دانه بالایی هستند. چون دوره رشد طولانی دارند (بابیک و همکاران 2008). نوری اظهر و احسان زاده (2007) گزارش کردند که هیبرید­های ذرت مورد مطالعه از لحاظ وزن هزار دانه در سطح احتمال پنج درصد با یکدیگر اختلاف معنی­داری نشان دادند.

براساس مقایسه میانگین عمق دانه، هیبرید شماره 17 (K47/2-2-1-4-1-1-1×K1264/5-1) به­عمق (25/1سانتی­متر) بیشترین عمق دانه را دارا بود و هیبرید شماره 34 (C4-97-25×C4-97-13) با عمق (6833/0 سانتی­متر) کمترین عمق دانه را دارا بود.

نتایج حاصل از برآورد میزان وراثت­پذیری عمومی صفات مورد مطالعه در هیبرید­های ذرت براساس امید ریاضی میانگین مربعات نشان داد که میزان وراثت­پذیری عمومی صفات مورد مطالعه بین 01/19 و 59/87 درصد متغیر بود (جدول 2). قطر بلال و تعداد ردیف دانه در بلال با 59/87 درصد بیشترین و عملکرد دانه با 01/19 درصد کمترین وراثت­پذیری را به­خود اختصاص دادند. مطالعه تنوع ژنتیکی به­وسیله­ی پارامتر­های مناسب مثل ضریب تنوع ژنتیکی و وراثت­پذیری برای شروع یک برنامه اصلاحی با کارایی بالا بسیار ضروری است. از سوی دیگر گزینش مستقیم براساس پارامتر­های گوناگون می­تواند سخت و گمراه ­کننده باشد. در حالی که گزینش غیر مستقیم از طریق پارامتر­های مرتبط با وراثت­پذیری بالا ممکن است بهتر از گزینش مستقیم باشد (سیلوا-پیریز و همکاران 2020). چوکان و همکاران (2017) در لاین­های ذرت ایرانی میزان وراثت­پذیری عمومی را برای صفات مورد مطالعه بین 62 و 85 درصد بر آورد کردند. محرم­نژاد و شیری (2020) با ارزیابی 11 هیبرید ذرت طی یکسال زراعی میزان وراثت­پذیری عمومی عملکرد بلال را براساس امید ریاضی میانگین مربعات حدود 61 درصد گزارش کردند.

 

   

 

شکل 1 همبستگی بین صفات عملکرد و اجزای عملکرد دانه

 

 

تجزیه همبستگی بین برخی صفات زراعی و اجزای عملکرد در هیبرید­های امید بخش ذرت نشان داد (شکل 1) که بین عملکرد دانه با عمق دانه و وزن هزار دانه همبستگی مثبت و معنی­داری وجود داشت و عملکرد دانه با قطر بلال و طول بلال همبستگی معنی­داری دارد. همچنین عمق دانه با قطر بلال، تعداد ردیف در بلال و تعداد دانه در ردیف بلال همبستگی مثبت و معنی­داری داشت. وزن هزار دانه با طول بلال و تعداد دانه در ردیف بلال همبستگی مثبت معنی­داری داشت. همچنین قطر بلال با عمق دانه و تعداد ردیف دانه در بلال همبستگی مثبت و معنی­دار داشت. تعداد ردیف دانه در بلال با عمق دانه و قطر بلال همبستگی مثبتی نشان داد (شکل 1).

دیوی و همکاران (2001) طبق آزمایشی که روی 69 هیبرید دابل کراس و دابل تاب کراس ذرت گزارش کردند که بین صفات وزن هزار دانه، قطر بلال و تعداد دانه در ردیف بلال با عملکرد دانه همبستگی مثبت معنی­دار وجود داشت. که با نتایج این پژوهش مطابقت دارد.

تجزیه رگرسیون چند گانه با استفاده از روش گام به گام بین عملکرد دانه و صفات تعداد دانه، تعداد ردیف، طول و قطر بلال، عمق دانه، و وزن هزار دانه نشان از ارتباط دو صفت تعداد دانه و قطر بلال با عملکرد بود و مدل آماری حاصل به­صورت زیر بود:

عملکرد دانه)= -58/302 +53/11(تعداد دانه) +20/96(قطر بلال)   p=  01/0R2=74/0)

محمدی و همکاران (2013) با انجام تجزیه علّیت روی صفات زراعی در 14 هیبرید دیررس ذرت بیان داشتند که شاخص برداشت، عملکرد بیولوژیک و وزن هزار دانه رابطه مستقیم و ارتفاع بوته رابطه غیر مستقیم با عملکرد دانه داشت. جلیلی و همکاران (2009) مطالعه روابط بین صفات با استفاده از تجزیه علّیت صفات وزن هزار دانه، درصد چوب بلال، مساحت برگ و تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک را به­عنوان مهم­ترین صفات مؤثر بر عملکرد دانه ذرت گزارش نمودند.

از آنجایی که ارقام گوناگون دارای تنوع زیادی می­باشند تصمیم­گیری بر مبنای یک یا چندین صفت مورفولوژیک صحیح به­نظر نمی­رسد. به­همین جهت انتخاب بهترین ژنوتیپ­ها علاوه بر استفاده از روش محاسبه همبستگی از روش­های مختلف آماری استفاده کرده که یکی از این روش­ها تجزیه خوشه­ای می­باشد. تجزیه خوشه­ای از تکنیک­های آماری چند متغیره است، که هدف آن گروه­بندی افراد براساس صفات مختلف است. براساس نتایج حاصل از تجزیه خوشه­ای، با برش دندروگرام از محل­های مختلف چهار گروه ایجاد شد. به­طوری که هیبرید­های شماره 26 (KLM81027 × K47/3) و 37 (TWC647) با بیشترین عملکرد دانه، طول بلال و تعداد دانه در ردیف بلال در یک گروه قرار گرفتند (جدول 4).  سایر هیبرید­ها براساس خصوصیات یکسان در گروه­های مختلف تقسیم­بندی شدند (شکل 2).

 

 

جدول 4- مقایسه میانگین هیبرید­های چهار گروه کلاستر

 

گروه­ها

عملکرد

دانه

تعداد

دانه در ردیف بلال

تعداد

ردیف دانه در بلال

طول

بلال

قطر

بلال

وزن

هزار دانه

عمق

دانه

گروه1 (17ژنوتیپ)

80/589

54/35

16/19

67/16

09/5

41/284

09/1

گروه 2 (9ژنوتیپ)

37/590

87/36

70/16

31/18

85/4

11/306

00/1

گروه 3 (5ژنوتیپ)

00/474

40/29

13/15

09/19

46/4

00/310

84/0

گروه 4 (7ژنوتیپ)

57/708

16/46

95/16

44/20

95/4

71/305

10/1

میانگین کل

68/590

74/36

98/16

62/18

83/4

55/301

00/1

                 

 

 

 

آشفته و همکاران (2011) با استفاده از روش وارد (Ward) بررسی­هایی که روی چندین صفت کمی در هیبرید­های ذرت دانه­ای انجام دادند چهار خوشه جهت گروه­بندی بدست آوردند. بابیک و همکاران (2008) با بررسی­هایی که روی 45 اینبردلاین ذرت و براساس 30 صفت فنوتیپی انجام دادند 20 خوشه بزرگ که هر کدام دو زیر گروه داشت بدست آوردند. چوکان و همکاران (2014) با انجام تجزیه خوشه­ای بر روی 52 لاین ذرت براساس 52 صفت، لاین­ها را در چهار خوشه قرار دادند. پیران و همکاران (2021) با ارزیابی صفات عملکرد بلال و موفولوژیکی در هیبریدهای ذرت، 38 هیبرید ذرت براساس تجزیه خوشه­ای در دو گروه مختلف تقسیم­بندی کردند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2- نقشه دمایی همراه با تجزیه و تحلیل خوشه­ای سلسله مراتبی

 

 

نتایج حاصل از تجزیه پایداری هیبریدهای ذرت در دو منطقه مغان و کرج نشان داد که هیبریدهای شماره 4، 9، 13، 15، 19، 20، 23، 25، 32، 37 و 38 دارای بیشترین رتبه عملکرد و پایداری برای مناطق گرم و خشک بودند (جدول 5). با توجه به نمودار بای پلات هیبریدهای ذرت براساس عملکرد دانه (شکل 3)، هیبرید نه (K74/2-2-1-4-1-1-1 × K3640/3) و هیبرید 13 (K74/2-2-1-3-3-1-1-1 × K166B) جزء هیبریدهای با عملکرد دانه بالا جزء هیبریدهای سازگار برای مناطق مغان و کرج شناسایی شدند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 3- نمودار بای پلات عملکرد دانه هیبریدهای ذرت

 

 

 

 

 

جدول 5- محاسبه نمرات پایداری و عملکرد

گزینش

عملکرد-پایداری

نمرات پایداری

واریانس پایداری

رتبه تصحیح شده

عملکرد

تصحیح رتبه عملکرد

رتبه

عملکرد

شماره هیبرید

 

13

0

28/0

13

1-

14

11/9

1

 

7

0

94/4

7

1-

8

53/8

2

 

9

0

56/6

9

1-

10

66/8

3

+

29

0

11/4

29

1

28

05/10

4

 

10

0

20/6

10

1-

11

71/8

5

 

18

0

44/5

18

1

17

44/9

6

 

3

2-

30/7

33

1

32

32/10

7

 

18

4-

37/9

22

1

21

65/9

8

+

36

4-

16/12

40

2

38

16/11

9

 

16

0

76/5

16

1

15

40/9

10

 

23

4-

36/10

27

1

26

01/10

11

 

17

0

97/2

17

1

16

43/9

12

+

34

4-

94/8

38

2

36

11/11

13

 

11

0

52/4

11

1-

12

76/8

14

+

37

0

31/4

37

2

35

75/10

15

 

21

0

89/1

21

1

20

62/9

16

 

23

0

67/6

23

1

22

81/9

17

 

26

0

81/1

26

1

25

94/9

18

+

28

2-

57/7

30

1

29

17/10

19

+

34

0

22/4

34

1

33

33/10

20

 

18

2-

11/8

20

1

19

61/9

21

 

24

0

45/1

24

1

23

86/9

22

+

32

0

15/7

32

1

31

23/10

23

 

25

0

76/4

25

1

24

90/9

24

+

28

0

62/5

28

1

27

03/10

25

 

1-

0

55/2

1-

3-

2

79/6

26

 

2-

2-

36/7

0

3-

3

92/6

27

 

8

0

43/1

8

1-

9

56/8

28

 

4-

8-

86/30

4

2-

6

00/8

29

 

5-

8-

22/24

3

2-

5

57/7

30

 

4

8-

94/23

12

1-

13

97/8

31

+

31

0

91/2

31

1

30

19/10

32

 

6-

8-

03/23

2

2-

4

55/7

33

 

10-

8-

07/47

2-

3-

1

86/5

34

 

11

8-

22/13

19

1

18

48/9

35

 

2-

8-

49/13

6

1-

7

49/8

36

+

32

4-

42/9

36

2

34

75/10

37

+

37

2-

35/8

39

2

37

33/11

38

 

 

 

 

باصفا و طاهریان (1395) با ارزیابی پایداری و سازگاری عملکرد علوفه هیبریدهای ذرت براساس اکووالانس ریک دو هیبرید پایداری برای مناطق مختلف مورد ارزیابی گزارش کردند. جوکار و همکاران (1398) با ارزیابی پایداری عملکرد دانه هیبریدی­ها امیدبخش ذرت در مناطق مختلف کشور با استفاده از روش امی دو هیبرید ذرت شامل SC703 و SC715B به­ترتیب با عملکرد دانه 16/13 و 82/12 تن در هکتار که برای مناطق مختلف کشور سازگار و پایدار گزارش کردند. مومنی و همکاران (1400) با بررسی میزان سازگاری هیبریدهای امیدبخش ذرت دانه­ای به تغییرات محیطی در منطقه­های مختلف کشور اظهار کردند که هیبریدهای هیبریدهای SC704، KLM77002/3-1-1-1-1-1-1-3 × K18 و  KLM77029/8-1-1-1-2-2-2 × B73  به­عنوان هیبریدهایی با پایداری بالاتر با روش گرافیکی GGEbiplpot بودند.

 

نتیجه­گیری

براساس نتایج حاصل اثر هیبرید برای صفات عملکرد دانه، تعداد دانه در ردیف بلال، تعداد ردیف دانه در بلال، طول بلال، قطر بلال، وزن هزار دانه و عمق دانه معنی­دار بود و بین هیبرید­ها تنوع قابل توجهی مشاهده شد. میزان وراثت­پذیری صفات مورد مطالعه بین 01/19 و 59/87 درصد برآورد شد. نتایج حاصل از همبستگی ارتباط مثبت و معنی­دار بین عملکرد دانه با عمق دانه و وزن هزار دانه وجود داشت. تجزیه رگرسیون چندگانه نشان داد که تعداد دانه در ردیف بلال و قطر بلال رابطه مستقیم با عملکرد دانه داشتند. تجزیه خوشه­ای 38 هیبرید ذرت مورد مطالعه از لحاظ عملکرد و اجزای عملکرد دانه در چهار گروه مختلف طبقه­بندی شدند. براساس نتایج حاصل از تجزیه پایداری کانگ هیبریدهای ذرت، هیبریدهای شماره 4، 9، 13، 15، 19، 20، 23، 25، 32، 37 و 38 جزء پایدارترین هیبرید بودند.

 

سپاسگزاری

این مقاله مستخرج از پروژه مصوب به کد 990635-060-03-03-0 موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی می­باشد. در ادامه از رئیس بخش تحقیقات ذرت و گیاهان علوفه­ای، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر و مرکز تحقیقات و اموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل که در اجرای این پروژه کمک کردن نهایت تقدیر و تشکر به عمل می­آید.

 

Akhtar S, Li G, Nazir A, Razzaq A, Ullah R, Faisal M, RehmanNaseer MA and HaseebRaza M. 2019. Maize production under risk: The simultaneous adoption of off-farm income diversification and agricultural credit to manage risk. Journal of Integrative Agriculture, 18: 460-470.
Ashofteh Beiragi M, Ebrahimi M, Mostafavi Kh, Golbashy M and KhavariKhorasani S. 2011. A study of the morphological basis of corn (Zea mays L.) yield underdrought stress condition using correlation and path coefficient analysis. Cereal Chemistry, 2(2): 32-37.
Babic V, Babic M, Filipovic M, Delic N and Andelkovic V. 2008. Phenotypic characterization and relatedness of maize inbred lines. Genetica, 40(3): 227-236.
Bekavac G, Purar B and Jockovic D. 2008. Relationships between line per se and testcross performance for agronomic traits in two broad-based populations. Euphytica, 162: 363-369.
Basafa1 M and Taheriyan M. 2016. Analysis of stability and adoptability of forage yield among silage corn hybrids. Journal of Crop Breeding, 8(9): 185-191. (In Persian).
Choukan R, Estakhr A, Haddadi H, Shiri MR, Rafiei M, Anvari K, Khavari Khorasani S, Faizbakhsh MT, Afarinesh A, Darkhal R, Afsharmanesh GR, Ghasemi S and Moeini R. 2014. Evaluation of grain yield of promising maize hybrids in multi-location trails. Iranian Journal of Crop Sciences,15(4): 308-319. (In Persian).
Choukan R, Mostafavi K, Taeb M, Bihamta MR and Majidi Heravan E. 2017. Genetic potential evaluation of Iranian corn Inbred lines using griffing diallel and AMMI model. Journal of Plant Production Sciences, 6: 13-24. (In Persian).
Devi I, Muhammad S and Mohammed S. 2001. Character association andpath coefficient analysis of grain yield and yield components in double cross of maize (Zea mays L.). Crop Research Hisar, 21(3): 335-395.
Jalili M, Rashidi V and Shiri MR. 2009. Identification of characters association with grain yield in medium maturity corn hybrids using direction analysis. Journal of Agriculture Science, 3(9): 27-42 (In Persian).
Joekar M, Shiri MR, Khademian R and Aminian R. 2019. Grain yield stability of promising grain maize (Zea mays L.) hybrids in different regions of Iran. Cereal Research, 9(3): 249-259. (In Persian).
Kang MS. 1988. A rank-sum method for selecting high yielding stable corn genotypes. Cereal Research Communications, 16: 113-115.
Mohammadi S, Alivand L, Farahvash F, Hamzeh H, Anvari K and Arefi S. 2013. Grouping of late maturing corn hybrids in relation to some agronomic traits. Journal of Crop Ecophysiology, 7(1): 1-16 (In Persian).
Moharramnejad S, Valizadeh M and Emaratpardaz J. 2018. Generation mean analysis in maize (Zea mays L.) under drought stress. Fresenius Environmental Bulletin, 27(4): 2518-2522.
Moharramnejad S and Shiri MR. 2020. Study of genetic diversity in maize genotypes by ear yield and physiological traits. Journal of Crop Breeding, 12(35): 30-40. (In Persian).
Momeni H, Shiri MR, Majidi Hervan E and Khosroshahli M. 2022. The adaptability of promising maize hybrids to environmental changes in different regions of Iran. Environmental Sciences, 19(4): 15-32. (In Persian).
Nelimor C, Badu-Apraku B, Nguetta SPA, Tetteh AY and Garcia-Oliveira AL. 2020. Phenotypic characterization of maize landraces from Sahel and Coastal West Africa reveals marked diversity and potential for genetic improvement. Journal of Crop Improvement, 34(1): 122-138.
Noorieazhari J and Ehsanzadeh B. 2007. Assessmment of relationship some growth indexes and corn hybrids under irrigation in Esfahan. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 41: 38-49. (In Persian).
Oyekunleab M, Badu-Aprakua B, Hearnea S, Francoa J. 2015. Genetic diversity of tropical early-maturing maize inbreds and their performance in hybrid combinations under drought and optimum growing conditions. Field Crops Research, 170: 55-65.
Peng B, Li Y, Wang Y, Liu C, Liu Z, Tan W, Zhang Y, Wang D, Shi Y, Sun B, Song Y, Wang T and Li Y. 2011. QTL analysis for yield components and kernel-related traits in maize acrossmulti-environments. Theory Applied Genetic, 122: 1305-1320.
Piran M, Asghari A, Moharramnejad S and Mohammaddoust Chaman Abad H. 2021. Evaluation of diversity to selecting best maize hybrids. Journal of Crop Breeding, 13(39): 98-107. (In Persian).
Rafiq M, Rafique M, Hussain A and Altaf M. 2010. Studies on the heritability, correlation and path analysis in maize (Zea mays L.) Journal of Agricultural Research, 48: 35-38.
Rocandio-Rodríguez M, Santacruz-Varela A, Castillo-González R, Córdova-Téllez L, López-Sánchez H, Hernández-Bautista F, Lobato-Ortiz RJ, García-Zavala J and Pedro Antonio L. 2020. Estimation of genetic diversity in seven races of native maize from the highlands of Mexico. Agronomy, 10(2): 309.
Sandhu S and Dhillon BS. 2021. Breeding plant type for adaptation to high plant density in tropical maize-A step towards productivity enhancement. Plant Breeding, 140: 509-518.
Shiri MR, Moharramnejad S, Hanifezadeh M and Bandehhagh A. 2016. Evaluation of yield stability of maize (Zea mays L.) influenced by planting date in Moghan region. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 26 (2): 203-214. (In Persian).
Shiri MR, Moharramnejad S, Emartpardaz J and Zadehesfahlan MR. 2016. Assessment of different maize (Zea mays L.) hybrids under Moghan climate. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 29 (3): 59-71. (In Persian).
Silva-Pérez V, De Faveri J, Molero G, Deery DM, Condon AG, Reynolds MP, Evans JR and Furbank RT. 2020. Genetic variation for photosynthetic capacity and efficiency in spring wheat. Journal of Experimental Botany, 71: 2299-2311
Smith V, Wesseler JHH and Zilberman D. 2021. New plant breeding technologies: An assessment of the political economy of the regulatory environment and implications for sustainability. Sustainability, 13: 3687.
Studer AJ, Wang H and Doebley JF. 2017. Selection during maize domestication targeted a gene network controlling plant and inflorescence architecture. Journal of Genetics, 207: 755-765.