Journal of Crop Breeding

fa بررسی پایداری عملکرد ژنوتیپ‎ های آفتابگردان دانه روغنی تحت تنش خشکی A Study on the Yield Stability of Oilseed Sunflower Genotypes under Drought Stress اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: فرآیند انتخاب و معرفی ژنوتیپ&lrm;های سازگار با پتانسیل عملکرد بالا، نیازمند ارزیابی در سال&lrm;ها و مکان&lrm;های مختلف می&lrm;باشد. با توجه به تغییرات شدید و سریع اقلیمی، که محصولات زراعی را با انواع تنش&lrm;ها بخصوص تنش خشکی مواجه می&lrm;سازد؛ پیش‌بینی می&lrm;‌شود سطح زیرکشت محصولاتی مانند آفتابگردان، که به&lrm;دلیل دارا بودن ویژگی&lrm;های خاصی از مقبولیت بالایی جهت کشت برخوردار است کاهش یابد. بی&lrm;شک بهبود توان مقاومت به خشکی و توسعه ارقام پرمحصول از مهم&lrm;ترین اهداف در برنامه&lrm;های به&lrm;نژادی گیاه است. از سوی دیگر در گزینش و معرفی ژنوتیپ، عملکرد مهم&lrm;ترین صفت برنامه اصلاحی است؛ که به&lrm;دلیل طبیعت پلی&lrm;ژنیکی که دارد، شدیداً متأثر از تنش&lrm;های زیستی و غیرزیستی است. بنابراین با در نظر گرفتن کمّی بودن کنترل آن، و اثرات محیط و برهمکنش ژنوتیپ در محیط، گزینش برای این صفت پیچیده، پرهزینه و زمان&lrm;بر می&lrm;باشد؛ بنابراین درک برهمکنش ژنوتیپ در محیط جهت توسعه ژنوتیپ&lrm;های پرمحصول و پایدار حیاتی است. پایداری محصول در مفهوم زراعی به&lrm;معنی عدم انحراف از پاسخ پیش&lrm;بینی شده برای محصول می&lrm;باشد. بر این اساس روش&lrm;های متعددی جهت انتخاب ژنوتیپ&lrm;های پایدار با صحت بالا ارایه شده&lrm;اند. این روش&lrm;ها به دو گروه عمده شاخص&lrm;های پایداری پارامتری و ناپارامتریک تفکیک می&lrm;شوند. هریک از این دو گروه دارای مزایا و معایبی هستند. به&lrm;طوری&lrm;که اگر روش&lrm;های پارامتری در ارزیابی اثرات متقابل ژنوتیپ × محیط و تجزیه پایداری توانمندتر هستند، روش&lrm;های ناپارامتریک قابلیت بالاتری در تجزیه برهمکنش&lrm;های غیر&lrm;متقاطع دارند. اما به&lrm;نظر بیشتر هدف اصلاح&lrm;گر و همچنین اندازه نمونه مورد مطالعه است که در برتریت این آمار&lrm;ه&lrm;ها نسبت به&lrm;هم تعیین کننده می&lrm;باشد. چنانچه هدف اصلاح&lrm;گر فقط رتبه‌بندی ژنوتیپ&lrm;ها در بین محیط‌&lrm;ها باشد، آمار&lrm;ه&lrm;های ناپارامتریک مناسب&lrm;تر هستند. در صورت کوچک بودن اندازه نمونه، استفاده از آماره&lrm;های پارامتری در مقایسه با ناپارامتری مناسب&lrm;تر خواهند بود، اما در صورت بزرگ بودن اندازه نمونه کارایی هر دو نوع آماره برابر خواهد بود. به&lrm;نظر می&lrm;رسد استفاده از مجموع هر دو شاخص&lrm;های پایداری کمک شایانی در انتخاب ژنوتیپ&lrm;های با عملکرد پایدار می&lrm;نماید. در این پژوهش سعی گردیده است با استفاده از هر دو گروه شاخص&lrm;ها به اطلاعات جامع از پایداری ژنوتیپ&lrm;های مورد مطالعه دست یافت. مواد و روش&lrm;ها: تعداد 100 ژنوتیپ آفتابگردان دانه روغنی در قالب طرح لاتیس ساده 10 × 10 تحت دو شرایط نرمال و تنش خشکی (محدودیت آبیاری) طی دو سال 1392و 1393 (چهار محیط) از نظر صفت عملکرد دانه ارزیابی شدند. این پژوهش در روستای قِزِلجه در آذربایجان غربی انجام گرفت. به این&lrm;منظور کشت در خطوط به&lrm;طول 5 متر انجام گرفت. فاصله بین خطوط کشت 60 سانتی&lrm;متر و بین بوته&lrm;ها در روی خطوط کشت 50 سانتی&lrm;متر در نظر گرفته شد. معیار اعمال تیمار میزان تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A در نظر گرفته شد. در هر دو سال، تا مرحله 8 برگی آبیاری مزرعه در هر دو آزمایش آبیاری معمول و آبیاری محدود بعد از 90 میلی&lrm;متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A انجام گرفت. از مرحله 8 برگی به بعد در آزمایش آبیاری معمول آبیاری تا انتهای فصل رشد به&lrm;همین منوال ادامه یافت. اما در آبیاری محدود، آبیاری بعد از 180 میلی&lrm;متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A انجام گرفت. جهت گزینش ژنوتیپ&lrm;های با عملکرد بالا و پایدار از آماره&lrm;های پایداری پارامتری و ناپارامتری استفاده گردید. در این راستا ابتدا تجزیه واریانس با مدل خطی مخلوط و رویه mixed با در نظر گرفتن محیط و ژنوتیپ به&lrm;عنوان اثر ثابت و سال و تکرار به&lrm;عنوان اثر تصادفی انجام گرفت. از نرم&lrm;افزار SAS نسخه 9/4 برای تجزیه واریانس و برنامه STABILITYSOFT تحت محیط R برای تجزیه پایداری استفاده شد. تجزیه پایداری با 7 روش مختلف پارامتریک (مبتنی بر تجزیه واریانس و مبتنی بر تجزیه رگرسیون) و 11 روش ناپارامتریک انجام گرفت. همچنین ارتباط میان آماره&lrm;های مختلف پایداری در قالب یک Heat map plot با استفاده از برنامه STABILITYSOFT ارایه گردید. یافته&lrm;ها: بر اساس نتایج تجزیه واریانس مرکب، اثرات ژنوتیپ و ژنوتیپ × محیط معنی&lrm;دار بود. با توجه به تنوع مشاهده شده بین ژنوتیپ&lrm;ها و واکنش متفاوت ژنوتیپ&lrm;ها از محیطی به محیطی دیگر، به&lrm;منظور انتخاب ژنوتیپ&lrm;های پایدار، تجزیه پایداری با روش&lrm;های مختلف پارامتری و ناپارامتری انجام گرفت. بر اساس نتایج همبستگی، میانگین عملکرد (MY) با آمارهS(3)  در سطح احتمال پنج درصد، با آماره&lrm;های S(6)، NP(2)،NP(3) ، NP(4)، (θ(i)) GE و Kang در سطح احتمال یک درصد همبستگی منفی و با آماره&lrm;های NP(1)، Wi2، σi2، Reg، (θi) MV و Sdi2 در سطح یک درصد همبستگی مثبت و معنی&lrm;دار نشان داد. سه شاخص آماره شوکلا (σi2)، اکووالانس ریک (Wi2) و (θi) MV با عملکرد همبستگی مثبت نشان دادند. به&lrm;طوری&lrm;که استفاده از آنها به&lrm;جای هم امکان&lrm;پذیر بوده و کارایی دارد. بر اساس جمیع شاخص&lrm;های پارامتری و ناپارامتری ژنوتیپ AS613 به&lrm;عنوان ژنوتیپ با عملکرد بالا و پایداری مطلوب معرفی شد. نتیجه&lrm;گیری: معرفی و استفاد از شاخص&lrm;های پایداری، به&lrm;واسطه ارزیابی پایداری مواد ژنتیکی تا حد زیادی می&lrm;تواند در گزینش هدفمند ژنوتیپ&lrm;ها در راستای انتخاب ژنوتیپ&lrm;های مطلوب و کارآمد و توسعه ارقام پُرمحصول و متحمل به تنش سودمند باشد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: The process of selecting and introducing compatible genotypes with high yield potential requires evaluation in different years and places. Due to the severe and rapid changes in climate, which confront crops with all kinds of stress, especially drought stress, it is expected that the cultivated area of crops, such as sunflower, which is highly desirable for planting due to its special characteristics, will decrease. Undoubtedly, improving drought tolerance and developing high-yielding cultivars is one of the most important goals in breeding programs. On the other hand, in the selection and introduction of varieties, performance, the most important feature of the breeding program, due to its polygenic nature, is strongly affected by biotic and abiotic stresses. Therefore, taking into account the quantitative control, and the effects of the environment and the interaction of the genotype × environment, selection for this trait is complex, costly, and time-consuming. Therefore, understanding the genotype × environment interaction is essential for the development of high-yielding and stable genotypes. Crop stability in the agricultural concept means no deviation from the expected product response. Based on this, several methods have been introduced for selection with optimal efficiency and high accuracy. Stability indices are divided into two main groups: parametric and non-parametric stability indices. Each of these two groups has advantages and disadvantages. Thus, if parametric methods are more capable of evaluating the interaction effects of the genotype × environment and analysis of stability, non-parametric methods have a higher ability to analyze non-crossed interactions. However, it seems that the purpose of the plant breeder and the size of the studied sample are decisive in the superiority of these statistics. If the purpose of the plant breeder is only to rank genotypes among environments, non-parametric statistics are more suitable. If the sample size is small, the use of parametric statistics will be more appropriate than non-parametric ones, but if the sample size is large, the efficiency of both types of stability indices will be equal. It seems that using both stability indices helps in selecting genotypes with stable performance. In this research, it was tried to obtain comprehensive information about the studied genotypes using both groups of stability indices. Methods: One hundred oilseed sunflower genotypes were evaluated in a 10 × 10 simple lattice design under two normal and drought stress (irrigation limitation) conditions during 2012 and 2013 (four environments) in terms of seed yield in Qezeljeh village in West Azerbaijan, Iran. For this purpose, cultivation was done in lines with 5-meter long. The distance between the lines was 60 cm, and the distance between the plants on the lines was 50 cm. The criterion for applying the treatment was the rate of evaporation from the class A evaporation pan. In both years, the field was irrigated up to the 8-leaf stage in both normal and limited irrigation experiments after 90 mm of evaporation from the Class A evaporation pan. From the 8-leaf stage onwards in the normal irrigation experiment, irrigation continued in the same way until the end of the growing season. In limited irrigation, irrigation was done after 180 mm of evaporation from the Class A evaporation pan. Parametric and non-parametric stability indices were used to select genotypes with high and stable performance. In this regard, the analysis of variance (ANOVA) was done with a mixed linear model, considering the environment and genotype as fixed effects and the year and replication as random effects. SAS software version 4.9 was used for ANOVA, and the STABILITYSOFT program under the R environment was used for stability analysis. Stability analysis was done with seven different parametric methods (based on ANOVA and regression analysis) and 11 non-parametric methods. Moreover, the STABILITYSOFT program was used to show the relationship between different stability indices in the form of a heat map plot. Results: Based on the results of combined ANOVA, the effects of the genotype and genotype × environment were significant. Considering the variability observed among genotypes and the different reactions of genotypes from one environment to another, stability analysis was done with different parametric and non-parametric methods to select stable genotypes. Based on the correlation results, the average yield (MY) with S(3) statistics at the 5% probability level and with S(6), NP(2), NP(3), NP(4), GE (θ(i)), and Kang statistics at the 1% probability level showed a negative correlation and with NP(1), Wi2, σi2, Reg, MV (θi) and Sdi2 statistics at the 1% level showed positive and significant correlations. In particular, the three Shukla's statistics (σi2), Wick's equivalence (Wi2), and MV (θi) parameters showed a positive correlation with yield. Based on all parametric and non-parametric stability parameters, the AS613 genotype was introduced as a genotype with high yield and stability. Conclusion: The stability indices, which evaluate the stability of genetic materials, can be beneficial to a large extent in the optimal and efficient selection of parental genotypes for developing high-yielding and stress-tolerant cultivars.</div> <div style="text-align: justify;"> </div> آفتابگردان, تنش کمبود آب, تجزیه پایداری, سازگاری, عملکرد Compatibility, Stability analysis, Sunflower, Water deficit stress, Yield 129 141 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-313-20&slc_lang=fa&sid=1 Nasrin Akbari نسرین اکبری nasrinakbari93@gmail.com 100319475328460025099 100319475328460025099 No Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه،ایران Reza Darvishzadeh رضا درویش زاده r.darvishzadeh@urmia.ac.ir 100319475328460025100 100319475328460025100 Yes Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, , Iran, استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران