دوره 16، شماره 3 - ( پاییز 1403 )                   جلد 16 شماره 3 صفحات 24-13 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Esmaeilzadeh Moghadam M, Dastfal M, Tabib Ghaffary S M, Anderzian S B A, Sayyahfar M, Miri K, et al . (2024). Stability Analysis of Bread Wheat (Triticum aestivum L.) Genotypes by the Genotype × Genotype-Environment Biplot. J Crop Breed. 16(3), 13-24. doi:10.61186/jcb.16.3.13
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1475-fa.html
اسماعیل زاده مقدم محسن، دست فال منوچهر، طبیب غفاری سید محمود، اندرزیان سید بهرام، سیاح فر منوچهر، میری خالد، و همکاران..(1403). تجزیه پایداری ژنوتیپ‎ های گندم نان (.Triticum aestivum L ) با استفاده از روش GGE-biplot پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 16 (3) :24-13 10.61186/jcb.16.3.13

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1475-fa.html


1- مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات و آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
2- تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، داراب، ایران
3- بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی‎آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران
4- بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران
5- بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم‎آباد، ایران
6- بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی بلوچستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایرانشهر، ایران
7- بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی سیستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، زابل، ایران
چکیده:   (3824 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: تولید ارقام دارای عملکرد بالا و پایدار مهم‎ترین هدف برنامه‎های اصلاحی محصولات زراعی از جمله گندم نان می‎باشد. امروزه گندم یکی از مهمترین محصولاتی است که در ایران کشت می‎شود. عملکرد نهایی هر محصول بوسیله پتانسیل ژنوتیپ، محیط و اثر متقابل ژنوتپ×محیط تعیین می‎شود. مطالعات اثر متقابل ژنوتیپ×محیط می‎تواند به تعیین انتخاب یک یا چند ژنوتیپ پایدار با عملکرد بالا در طیف وسیعی از محیط‌ها کمک کند. روش‌های مختلفی (تک متغییره و چند متغییره) برای ارزیابی اثرات متقابل معرفی شده است که هریک ماهیت اثر متقابل را از دیدگاه مشخصی بررسی می‌کند. نتایج روش‌های مختلف ممکن است با هم یکسان نباشند، اما بهترین نتیجه زمانی حاصل می‌شود که یک ژنوتیپ بـا روش‌های مختلف ارزیابی، نتیجه مشابهی از نظر پایداری نشان دهد. روش‎های تک متغییره تصویر کاملی از ماهیت پیچیده و چند بعدی اثر متقابل ژنوتیپ×محیط ارائه نمی‎کنند، از این‎رو استفاده از روش‎های چند متغییره برای رفع این مشکل پیشنهاد شده است. در بین روش‎های چند متغییره، روش ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط از اهمیت بیشتری برخوردار می‎باشد. بنابراین، این مطالعه به‎منظور شناسایی بهترین لاین‎های امیدبخش گندم نان پایدار برای اقلیم گرم و خشک توسط روش بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط انجام شد.
مواد و روش‎ها: سازگاری و پایداری 37 لاین امیدبخش گندم نان به‎همراه 3 شاهد (چمران 2، مهرگان و سارنگ) در 10 محیط مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش با استفاده از طرح بلوک‎های کامل تصادفی با سه تکرار در دو فصل زراعی (1399-1400 و 1401-1400) در پنج ایستگاه تحقیقاتی (داراب، اهواز، دزفول، خرم‎آباد و زابل) اجرا شد. در مزرعه هر کرت با تراکم چهارصد و پنجاه بذر در مترمربع کشت شد. هریک از ژنوتیپ‎ها در کرت‎هایی با شش خط پنج متری با فاصله خطوط 20 سانتی‎متر کاشته شد. در پایان فصل محصول سنبله‌های شش ردیف پنج ‌متری از هر کرت به‎وسیله کمباین وینتراشتایگر برداشت شد و وزن دانه‌های به‎دست آمده توسط ترازوی دیجیتال اندازه‌گیری و در هکتار گزارش شد. برای عملکرد دانه، داده‎ها مورد تجزیه واریانس مرکب قرار گرفتند. از روش آماری بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط با مدل اثر ژنوتیپ + برهم‎کنش ژنوتیپ × محیط برای ارزیابی پایداری و سـازگاری ژنوتیپ‎ها درمحیط‎های مورد بررسی استفاده شد. از نرم‎افزار SPSSv22 برای تجزیه مرکب و از نرم‎افزار GGE-Biplot برای تجزیه داده‎های آزمایشی به‎روش گرافیکی ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط استفاده شد.
یافته‎ها: آزمون کولموگراف اسمیرنوف جهت بررسی آزمون خطای باقیمانده‎ها در هر محیط انجام گرفت. نتایج آن در مورد هر محیط، به‎طور جداگانه نشان داد که باقیمانده داده‎ها در کلیه محیط‎ها نرمال بودند. نتیجه آزمون بارتلت برای محیط‎ها، همگن بودن واریانس خطاها را نشان داد، از این‎رو می‎توان تجزیه مرکب را انجام داد. تجزیه واریانس مرکب داده‎ها نشان داد که اثرات اصلی محیط، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ×محیط بر عملکرد دانه معنی‎دار بود. 70/12 درصد تغییرات مربوط به اثر محیط، 1/24 درصد مربوط به اثر ژنوتیپ و 9/57 درصد تغییرات مربوط به برهم‎کنش ژنوتیپ×محیط بود. معنی‌دار شدن اثرات متقابل در این مطالعه نشان‌ داد که ژنوتیپ‌ها در محیط‌های متفاوت پاسخ‌های متفاوتی نشان داده و به‌عبارت ‌دیگر اختلاف بین ژنوتیپ‌ها از محیطی به محیطی دیگر یکسان نیست و در این شرایط پایداری عملکرد دانه می‌تواند مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان داد که دو مؤلفه‌‎ی اول در مجموع 54 درصد از کل تنوع زراعی موجود بین داده‌‎ها را توجیه کردند. مؤلفه اصلی اول 29 درصد و مؤلفه اصلی دوم 25 درصد از واریانس موجود بین داده‌‎ها را توجیه کردند. بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط به‎دست آمده در آزمایشات چند محیطی منجر به شناسایی 4 ابر محیط و 5 ژنوتیپ برتر شد. نمودار چندضلعی حاصل، نشان داد که ژنوتیپ‎‌های G31،G21 ، G29، G27 و G32 که در رئوس چندضلعی قرار داشتند، ژنوتیپ‌‎های برتر بودند. نتایج بای‎پلات مختصات محیط متوسط در این تحقیق نشان داد که ژنوتیپ‎های G29، G28 و G16 دارای عملکرد دانه و پایداری عملکرد بالا بودند. بررسی بای‎پلات همبستگی بین محیط‎ها نشان داد که بردارهای محیطی مناطق اهواز و زابل دارای زاویه نزدیک به 90 درجه بود که نشان‎دهنده عدم تشابه این دو منطقه است. همچنین نتایج نشان داد که کلیه محیط‎ها دارای قابلیت تمایز بالایی بوده و توانستند تفاوت‎های بین ژنوتیپ‎ها را به‎خوبی آشکار کنند. بر اساس نتایج حاصله، می‎توان محیط زابل را به‎عنوان محیط مطلوب جهت انتخاب ژنوتیپ‎های برتر گندم نان معرفی کرد.
نتیجه‎گیری کلی: در مجموع با توجه به تغییرات اقلیمی در کشور به‎خصوص در مناطق گرم و خشک جنوب کشور، لزوم استفاده از ارقام پایدار با پتاسیل عملکرد بالا همواره مطرح است. این مطالعه به‎وضوح و به‎راحتی به شناسایی ژنوتیپ‎های پایدار و برتر به‎صورت گرافیکی کمک کرده است. اصلاح‎گرهای گندم در سراسر جهان ارقام اصلاحی برای مناطق مختلف جغرافیایی و اقلیمی کشاورزی در نظر می‎گیرند. سازگاری عمومی ارقام برای چندین منطقه در این مطالعه شناسایی شد. در این بررسی، محیط زابل را می‎توان به‎عنوان محیط مطلوب جهت انتخاب ژنوتیپ‎های برتر گندم نان معرفی کرد. در نهایت توصیه می‎شود ژنوتیپ‎های G29، G28 و G16 پس از تکثیر بذر و انتخاب برترین آنها در شرایط مزرعه، وارد آزمایشات تحقیقی و ترویجی گردد و در نهایت وارد فرایند معرفی ارقام جدید گندم نان نمود. همچنین نتایج به‌دست‌آمده در این مطالعه کارایی روش بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط را برای انتخاب ارقام پرمحصول و پایدار نشان داد.

 
متن کامل [PDF 1087 kb]   (1059 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1402/11/22 | پذیرش: 1403/3/25

فهرست منابع
1. Abyar, S., Navabpour, S., Karimizadeh, R., Gholizadeh, A., Nasrollahnejad Ghomi, A. A., & Kiani, G. (2023). Graphic analysis of genotype, environment and genotype× environment interaction of seed yield trait in bread wheat (Triticum aestivum L.) under dryland conditions. Environmental Stresses in Crop Sciences, 16(1), 155-168. [In Persian]
2. Adjebeng-Danquah, J., Manu-Aduening, J., Gracen, V. E., Asante, I. K., & Offei, S. K. (2017). AMMI stability analysis and estimation of genetic parameters for growth and yield components in cassava in the forest and Guinea savannah ecologies of Ghana. International journal of agronomy, 2017(1), 8075846. [DOI:10.1155/2017/8075846]
3. Altieri, M. A., Nicholls, C. I., Henao, A., & Lana, M. A. (2015). Agroecology and the design of climate change-resilient farming systems. Agronomy for sustainable development, 35(3), 869-890. [DOI:10.1007/s13593-015-0285-2]
4. Bayissa, T., Mengistu, G., Gerema, G., Balcha, U., Feyisa, H., Kedir, A., Legese, Z., Asegid, D., Leta, T., & Jobe, T. (2023). Genotype× environment interaction of lowland bread wheat varieties for irrigation in different areas of Oromia. Plant‐Environment Interactions, 4(1), 2-10. [DOI:10.1002/pei3.10097]
5. Begna, T. (2020). The role of genotype by environmental interaction in plant breeding. International Journal of Research Studies in Agricultural Sciences, 8(2), 1-12.
6. Bilgrami, S. S., Ramandi, H. D., Shariati, V., Razavi, K., Tavakol, E., Fakheri, B. A., Mahdi Nezhad, N., & Ghaderian, M. (2020). Detection of genomic regions associated with tiller number in Iranian bread wheat under different water regimes using genome-wide association study. Scientific Reports, 10(1), 14034. [DOI:10.1038/s41598-020-69442-9]
7. Bishwas, K., Poudel, M. R., & Regmi, D. (2021). AMMI and GGE biplot analysis of yield of different elite wheat line under terminal heat stress and irrigated environments. Heliyon, 7(6). [DOI:10.1016/j.heliyon.2021.e07206]
8. Bocci, R., Bussi, B., Petitti, M., Franciolini, R., Altavilla, V., Galluzzi, G., Di Luzio, P., Migliorini, P., Spagnolo, S., & Floriddia, R. (2020). Yield, yield stability and farmers' preferences of evolutionary populations of bread wheat: A dynamic solution to climate change. European Journal of Agronomy, 121, 126156. [DOI:10.1016/j.eja.2020.126156]
9. Bosi, S., Negri, L., Fakaros, A., Oliveti, G., Whittaker, A., & Dinelli, G. (2022). GGE biplot analysis to explore the adaption potential of Italian common wheat genotypes. Sustainability, 14(2), 897. [DOI:10.3390/su14020897]
10. Ceccarelli, S., Grando, S., & Booth, R. H. (1996). International breeding programmes and resource-poor farmers: Crop improvement in difficult environments.
11. Crespo-Herrera, L., Crossa, J., Huerta-Espino, J., Vargas, M., Mondal, S., Velu, G., Payne, T., Braun, H., & Singh, R. (2018). Genetic gains for grain yield in CIMMYT's semi‐arid wheat yield trials grown in suboptimal environments. Crop Science, 58(5), 1890-1898. [DOI:10.2135/cropsci2018.01.0017]
12. Ebem, E. C., Afuape, S. O., Chukwu, S. C., & Ubi, B. E. (2021). Genotype× environment interaction and stability analysis for root yield in sweet potato [Ipomoea batatas (L.) Lam]. Frontiers in Agronomy, 3, 665564. [DOI:10.3389/fagro.2021.665564]
13. Gauch Jr, H. G., & Zobel, R. W. (1997). Identifying mega‐environments and targeting genotypes. Crop Science, 37(2), 311-326. [DOI:10.2135/cropsci1997.0011183X003700020002x]
14. Güngör, H., Çakır, M. F., & Dumlupınar, Z. (2022). Evaluation of wheat genotypes: genotype× environment interaction and gge biplot analysis. Turkish Journal of Field Crops, 27(1), 149-157. [DOI:10.17557/tjfc.1081513]
15. Jafari, T., & Farshadfar, E. (2018). Stability analysis of bread wheat genotypes (Triticum aestivum L.) by GGE biplot. Cereal Research, 8(2), 199-208.
16. Jandong, E., Uguru, M., & Oyiga, B. (2011). Determination of yield stability of seven soybean (Glycine max) genotypes across diverse soil pH levels using GGE biplot analysis.
17. Kahiluoto, H., Kaseva, J., Balek, J., Olesen, J. E., Ruiz-Ramos, M., Gobin, A., Kersebaum, K. C., Takáč, J., Ruget, F., & Ferrise, R. (2019). Decline in climate resilience of European wheat. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(1), 123-128. [DOI:10.1073/pnas.1804387115]
18. Karimizadeh, R., Hosseinpour, T., Sharifi, P., Alt Jafarby, J., Shahbazi Homonlo, K., & Keshavarzi, K. (2020). Grain yield stability of durum wheat genotypes in semi-warm rainfed regions. Cereal Research, 10(2), 135-147. [In Persian]
19. Kaya, Y., Akçura, M., & Taner, S. (2006). GGE-biplot analysis of multi-environment yield trials in bread wheat. Turkish journal of agriculture and forestry, 30(5), 325-337.
20. Khare, V., Shukla, R. S., Pandey, S., Singh, S. K., & Singh, C. (2024). Exploring the genotype-environment interaction of bread wheat in ambient and high-temperature planting conditions: a rigorous investigation. Scientific Reports, 14(1), 2402. [DOI:10.1038/s41598-024-53052-w]
21. Lin, C.-S., Binns, M. R., & Lefkovitch, L. P. (1986). Stability analysis: where do we stand? 1. Crop Science, 26(5), 894-900. [DOI:10.2135/cropsci1986.0011183X002600050012x]
22. Melkamu Temesgen, M. T., Sentayehu Alamerew, S. A., Firdissa Eticha, F. E., & Muez Mehari, M. M. (2015). Genotype× environment interaction and yield stability of bread wheat genotypes in South East Ethiopia. World Journal of Agricultural Sciences, 11(3), 121-127.
23. Mohammadi, R., Farshadfar, E., & Amri, A. (2015). Interpreting genotype× environment interactions for grain yield of rainfed durum wheat in Iran. The Crop Journal, 3(6), 526-535. [DOI:10.1016/j.cj.2015.08.003]
24. Saeidnia, F., Taherian, M., & Nazeri, S. M. (2023). Graphical analysis of multi-environmental trials for wheat grain yield based on GGE-biplot analysis under diverse sowing dates. BMC Plant Biology, 23(1), 198. [DOI:10.1186/s12870-023-04197-9]
25. Saleem, R., Ashraf, M., Khalil, I., Anees, M., Javed, H., & Saleem, A. (2016). GGE Bi-plot Analysis: Windows Based Graphical Analysis of Yield Stability and Adaptability of Millet Cultivars Across Pakistan. Academia Journal of Biotechnology, 4, 186-193.
26. Segherloo, A. E., Sabaghpour, S., Dehghani, H., & Kamrani, M. (2010). Screening of superior chickpea genotypes for various environments of Iran using genotype plus genotype? environment (GGE) biplot analysis. Journal of Plant Breeding and Crop Science.
27. Setimela, P., Vivek, B., Bänziger, M., Crossa, J., & Maideni, F. (2007). Evaluation of early to medium maturing open pollinated maize varieties in SADC region using GGE biplot based on the SREG model. Field Crops Research, 103(3), 161-169. [DOI:10.1016/j.fcr.2007.05.010]
28. Shiri, M. R., & Bahrampour, T. (2015). Genotype× environment interaction analysis using GGE biplot in grain maize (Zea mays L.) hybrids under different irrigation conditions. Cereal Research, 5(1), 83-94. [In Persian]
29. Semakula, G., & Dixon, A. (2007). Genotype X environment interaction, stability and agronomic performance of carotenoid-rich cassava clones. Scientific Research and Essays.
30. Tadesse, T., Tekalign, A., Sefera, G., & Muligeta, B. (2017). AMMI model for yield stability analysis of linseed genotypes for the highlands of Bale, Ethiopia. Plant, 5(6), 93-98. [DOI:10.11648/j.plant.20170506.12]
31. Tanin, M. J., Sharma, A., Saini, D. K., Singh, S., Kashyap, L., Srivastava, P., Mavi, G., Kaur, S., Kumar, V., & Kumar, V. (2022). Ascertaining yield and grain protein content stability in wheat genotypes having the Gpc-B1 gene using univariate, multivariate, and correlation analysis. Frontiers in Genetics, 13, 1001904. [DOI:10.3389/fgene.2022.1001904]
32. Teodoro, P., Almeida Filho, J., Daher, R., de Menezes, C., Cardoso, M., Godinho, V., Torres, F., & Tardin, F. (2016). Identification of sorghum hybrids with high phenotypic stability using GGE biplot methodology. [DOI:10.4238/gmr.15027914]
33. Vaezi, B., Pour-Aboughadareh, A., Mohammadi, R., Armion, M., Mehraban, A., Hossein-Pour, T., & Dorii, M. (2017). GGE biplot and AMMI analysis of barley yield performance in Iran. Cereal Research Communications, 45(3), 500-511. [DOI:10.1556/0806.45.2017.019]
34. Yan, W. (2001). GGEbiplot-A Windows application for graphical analysis of multienvironment trial data and other types of two‐way data. Agronomy journal, 93(5), 1111-1118. [DOI:10.2134/agronj2001.9351111x]
35. Yan, W., & Kang, M. S. (2002). GGE biplot analysis: A graphical tool for breeders, geneticists, and agronomists. CRC press. [DOI:10.1201/9781420040371]
36. Yan, W., & Rajcan, I. (2002). Biplot analysis of test sites and trait relations of soybean in Ontario. Crop Science, 42(1), 11-20. [DOI:10.2135/cropsci2002.1100]
37. Yan, W., Hunt, L. A., Sheng, Q., & Szlavnics, Z. (2000). Cultivar evaluation and mega‐environment investigation based on the GGE biplot. Crop Science, 40(3), 597-605. [DOI:10.2135/cropsci2000.403597x]
38. Yan, W., Kang, M. S., Ma, B., Woods, S., & Cornelius, P. L. (2007). GGE biplot vs. AMMI analysis of genotype‐by‐environment data. Crop Science, 47(2), 643-653. [DOI:10.2135/cropsci2006.06.0374]
39. Ye, X., Li, J., Cheng, Y., Yao, F., Long, L., Wang, Y., Wu, Y., Li, J., Wang, J., & Jiang, Q. (2019). Genome-wide association study reveals new loci for yield-related traits in Sichuan wheat germplasm under stripe rust stress. BMC genomics, 20(1), 1-17. [DOI:10.1186/s12864-019-6005-6]
40. Zhang, P. P., Hui, S., Ke, X. W., Jin, X. J., Yin, L. H., Yang, L., ... & Feng, B. L. (2016). GGE biplot analysis of yield stability and test location representativeness in proso millet (Panicum miliaceum L.) genotypes. Journal of Integrative Agriculture, 15(6), 1218-1227. [DOI:10.1016/S2095-3119(15)61157-1]
41. Zobel, R. W., Wright, M. J., & Gauch Jr, H. G. (1988). Statistical analysis of a yield trial. Agronomy journal, 80(3), 388-393. [DOI:10.2134/agronj1988.00021962008000030002x]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2026 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb