Journal of Crop Breeding

fa تجزیه الگوی برهمکنش ژنوتیپ × محیط برای عملکرد دانه در لاین‌های جهش‌یافته کلزای زمستانه با استفاده از روش چندمتغیره AMMI Pattern Analysis of the Genotype × Environment Interaction of Seed Yield in Winter Oilseed Rape (WOSR) Mutant Lines using the AMMI Multivariate Method اصلاح نباتات، بیومتری اصلاح نباتات، بیومتری پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: دانه‌های روغنی از جمله مهم‌ترین منابع تأمین انرژی در سراسر جهان می‌باشند. کلزا یک محصول مهم زراعی است که روغن آن ارزش غذایی و اقتصادی بالایی دارد. کلزا یکی از مهمترین منابع روغن گیاهی در جهان به&lrm;شمار می‌رود و دانه آن حاوی بیش از 40 درصد روغن و کنجاله حاصل از روغن‌کشی آن دارای بیش از 35 درصد پروتئین است و در حال حاضر در بین گیاهان روغنی بعد از سویا و نخل روغنی مکان سوم را در جهان داراست. با بهره‌گیری از ارقام جدید و پربازده، می‌توان عملکرد اقتصادی کلزا را افزایش داد. ارزیابی لاین‌های پیشرفته امیدبخش کلزا در شرایط محیطی مختلف، در شناسایی و انتخاب لاین‌های برتر با پتانسل عملکرد بالا و پایدار ضروری می‌باشد. اثر متقابل ژنوتیپ × محیط مسئله‌ای مهم در مطالعه صفات کمی می&lrm;باشد زیرا پایداری عملکرد در محیط‌های مختلف را کاهش می‌دهد و همچنین تفسیر آزمایش‌های ژنتیکی را دشوار و پیش‌بینی‌ها را با مشکل مواجه می‌سازد. لذا شناخت نوع و ماهیت اثر متقابل و دستیابی به ارقامی که کمترین واکنش را نسبت بـه اثرات متقابل نشان دهند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. روش‌های مختلفی برای ارزیابی اثرات متقابل معرفی شده است که هریک ماهیت اثر متقابل را از دیدگاه مشخصی بررسی می‌کنند. در این میان روش تجزیه برهمکنش ژنوتیپ × محیط از روش چندمتغیره اثرات اصلی جمع‌پذیر و برهمکنش ضرب‌پذیر (AMMI) روشی با کارایی مناسب برای بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط بوده و اطلاعات خوبی در مورد ژنوتیپ‌ها و محیط‌های مورد مطالعه در اختیار قرار می‌دهد. هدف از اجرای این مطالعه، بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط با استفاده از روش چندمتغیره اثرات اصلی جمع‌پذیر و برهمکنش ضرب‌پذیر به&lrm;منظور ارزیابی ژنوتیپ‌ها، محیط‌ها، روابط ژنوتیپ‌ها و محیط‌ها و در نهایت شناسایی ژنوتیپ‌های پایدار با عملکرد دانه بالا تحت شرایط محیطی مختلف در کلزا بود. مواد و روش‌ها: تعداد 9 لاین و 6 رقم کلزا در شش ایستگاه‌ تحقیقاتی (کرج، کرمانشاه، اصفهان، همدان، زرقان و قزوین) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار به&lrm;مدت دو سال زراعی مورد ارزیابی قرار گرفتند. به&lrm;منظور تجزیه برهمکنش ژنوتیپ × محیط از روش چندمتغیره اثرات اصلی جمع‌پذیر و برهمکنش ضرب‌پذیر (AMMI) استفاده شد. در زمان رسیدگی محصول عملکرد دانه برای هر ژنوتیپ در هر محیط اندازه‌گیری گردید. یافته‌ها: نتایج تجزیه مرکب عملکرد دانه نشان داد که اثر محیط، اثر ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط معنی‌دار بود. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که به ترتیب 77/66، 3/96 و 18/48 درصد از کل تغییرات مربوط به اثر محیط، اثر ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ × محیط بود. نتایج نشان داد که چهار مؤلفه اصلی مدل AMMI معنی‌دار بودند و 80/35 درصد از تغییرات برهمکنش ژنوتیپ × محیط را توجیه کردند. نتایج نشان داد که میانگین عملکرد ژنوتیپ‌های مورد بررسی در دامنه‌ای بین 2669 تا 3398 با میانگین کل 3065 کیلوگرم در هکتار بود و ژنوتیپ‌های G1 و G15 به&lrm;ترتیب کمترین و بیشترین عملکرد دانه را تولید کردند. همچنین میانگین عملکرد دانه ژنوتیپ‌های G3، G4، G6، G7، G8 و G9 نیز از میانگین عملکرد دانه کل بیشتر بود. بر اساس پارامتر میانگین رتبه (ASR)، ژنوتیپ‌های G2، G11، G6 و G9 با کم&lrm;ترین مقدار ASR پایدارترین و ژنوتیپ‌های G10، G12، G3 و G13 با بالاترین مقدار ASR ناپایدارترین ژنوتیپ‌ها بودند. در بین ژنوتیپ‌های پایدار، ژنوتیپ‌های G6 و G9 به&lrm;دلیل داشتن میانگین عملکرد دانه بالاتر از میانگین کل، به&lrm;عنوان ژنوتیپ‌ با عملکرد و سازگاری عمومی خوب شناخته شدند. همچنین مکان زرقان به دلیل داشتن برهمکنش بالا، به&lrm;عنوان ایده‌آل‌ترین محیط‌ جهت تمایز و جدا کردن ژنوتیپ‌های کلزا شناخته شد. تجزیه خوشه‌ای محیط‌های مورد مطالعه را به سه گروه تفکیک کرد. قرار گرفتن هر دو سال آزمایش مکان‌های اصفهان، همدان، زرقان و کرج در یک گروه نیز بیان‌گر قابلیت پیش‌بینی و تکرارپذیری بالای این مکان‌ها می‌باشد. نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج روش چندمتغیره اثرات اصلی جمع‌پذیر و برهمکنش ضرب‌پذیر (AMMI)، ژنوتیپ‌های G6 و G9 از نظر هر دو عامل پایداری و میانگین عملکرد دانه، بهتر از سایر ژنوتیپ‌ها بودند و سازگاری عمومی بالایی در همه محیط‌های مورد بررسی داشتند. همچنین نتایج نشان داد که مکان زرقان به&lrm;دلیل داشتن برهمکنش بالا، به&lrm;عنوان ایده‌آل‌ترین محیط‌ جهت تمایز و جدا کردن ژنوتیپ‌های کلزا شناخته شد. به&lrm;طور کلی نتایج نشان داد که روش چندمتغیره اثرات اصلی جمع‌پذیر و برهمکنش ضرب‌پذیر (AMMI)، روشی با کارایی مناسب برای بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط بوده و اطلاعات خوبی در مورد ژنوتیپ‌ها و محیط‌های مورد مطالعه در اختیار قرار می‌دهد.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Oilseeds are one of the most important sources of energy all over the world. As an important crop, rapeseed oil has high nutritional and economic value. Rapeseed is one of the most important sources of vegetable oil in the world, and its seed contains more than 40% oil. The meal obtained from oil extraction contains more than 35% protein, and currently it ranks third among oil plants after soybean and oil palm in the world. The economic yield of rapeseed can be increased by using new and high-yield varieties. Evaluating promising advanced lines of soybean under different environmental conditions is essential in identifying and selecting superior lines with high and stable yield potential. The genotype × environment interaction is a major challenge in the study of quantitative traits because it reduces yield stability in different environments, complicates the interpretation of genetic experiments, and makes predictions difficult. Therefore, it is very important to know the type and nature of the interaction effect and achieve verities that have the least role in creating interaction effects. Various methods have been introduced to evaluate the interaction effect, each of which examines the nature of the interaction effect from a specific point of view. The multivariate method of additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) is a method with suitable efficiency to investigate the genotype × environment interaction effect and provides good information about studied genotypes and environments. This study aimed to investigate the genotype × environment interaction effect using the AMMI method to evaluate genotypes, environments, and relationships between genotypes and environments. Finally, this study sought to identify stable rapeseed genotypes with high grain yields under different environmental conditions. Methods: Nine lines and six cultivars were evaluated in a randomized complete block design with three replications in six experimental field stations (Karaj, Kermanshah, Isfahan, Hamadan, Zarghan, and Qazvin) during two cropping seasons. The genotype × environment interaction was analyzed using the AMMI method. Plants were harvested at maturity, and then the seed yield was recorded for each genotype at each test environment. Results: Results of the combined analysis of variance (ANOVA) indicated that the effects of environments (E), genotypes (G), and the genotype × environment (G × E) interaction were significant on seed yield. The results of the ANOVA indicated that 77.56, 3.96, and 18.48% of total variation were related to the E, G, and G × E interaction effects, respectively. The results showed that the first four principal components of AMMI were significant and described 80.35% of the variance of the G × E interaction. The results showed that the average yield of the studied genotypes was in the range of 2669-3398 with a total average of 3065 kg.ha-1. Genotypes G1 and G15 produced the lowest and highest seed yields, respectively, and the average seed yields of genotypes G3, G4, G6, G7, G8, and G9 were higher than the total average seed yield. Based on the average of sum ranks (ASR), G2, G11, G6, and G9 genotypes with the lowest ASR values were the most stable, while G10, G12, G3, and G13 genotypes with the highest ASR values were the most unstable genotypes. Among the stable genotypes, G6 and G9 were recognized as genotypes with good seed yield and general compatibility due to their higher average seed yields. Furthermore, the Zarghan location was recognized as the most ideal environment for distinguishing and separating rapeseed genotypes due to its high interaction. The cluster analysis classified the studied environments into three groups. The Isfahan, Hamedan, Zarghan, and Karaj locations were placed in a group in both years, indicating that these locations had high predictability and repeatability power. Conclusion: Based on the results of the AMMI method, G6 and G9 were better than the other genotypes for seed yield and stability and showed high general adaptation to all environments. Additionally, the Zarghan location was recognized as the most ideal environment due to its high interaction for distinguishing and separating rapeseed genotypes. Generally, the results showed the efficiency of the AMMI method in investigating the G × E interaction effect and providing good information about the studied genotypes and environments.  </div> اثرات اصلی جمع‌پذیر و برهمکنش ضرب‌پذیر, برهمکنش ژنوتیپ × محیط, عملکرد دانه, کلزا Additive main effects and multiplicative interaction, Genotype × environment interaction, Grain yield, Rapeseed 25 36 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-999-6&slc_lang=fa&sid=1 Hossein Mehripour Azbarmi حسین مهری‌پور ازبرمی h.mehripour@znu.ac.ir 100319475328460025529 100319475328460025529 No Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Jalal Saba جلال صبا jsaba49@gmail.com 100319475328460025530 100319475328460025530 Yes Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Bahram Alizadeh بهرام علیزاده alizadeh.bahram@gmail.com 100319475328460025531 100319475328460025531 No Department of Oil Crops Research, Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran بخش تحقیقات دانه‌های روغنی، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Amir Gholizadeh امیر قلی زاده a.gholizadeh@areeo.ac.ir 100319475328460025532 100319475328460025532 No Department of Crop and Horticultural Science Research, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Gorgan, Iran بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران Farid Shekari فرید شکاری shekari@znu.ac.ir 100319475328460025533 100319475328460025533 No Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران