Journal of Crop Breeding

fa تجزیه واریانس و میانگین نسل‌های حاصل از تلاقی ارقام گندم احسان و کویر تحت شرایط نرمال و تنش شوری Analysis of Variance Components and Generation Means in the Cross of Ehsan and Kavir Wheat Cultivars under Normal and Salinity Stress Conditions اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: گندم (L.Triticum aestivum ) یکی از مهمترین‌ محصولات زراعی در جهان است که نقشی کلیدی در تغذیه انسان و امنیت غذایی جهانی دارد. نحوه عملکرد ژن‌ها و وراثت‌پذیری صفات بر اثر تغییرات محیطی می‌تواند تغییر کند که به اثر متقابل پیچیده بین ژنوتیپ و محیط مربوط می‌شود. تجزیه میانگین‌ها و واریانس‌ها نسل‌ها یک ابزار مهم در مطالعات ژنتیکی و به‌نژادی گیاهی است. این تجزیه‌ها به به‌نژادگران امکان می‌دهد تا واکنش‌های ژنتیکی گیاهان را در شرایط مختلف، از جمله شرایط نرمال، شوری و خشکی بررسی و ارزیابی کنند. با انجام تجزیه میانگین نسل‌ها، می‌توان برآوردهایی از اثرات افزایشی و غالب و اثرات متقابل آن‌ها به‌دست آورد. این اطلاعات برای انتخاب والدین بهینه جهت انجام تلاقی‌هایی با هدف دستیابی به هتروزیس بالاتر و در نتیجه افزایش کارایی به‌نژادی ضروری است. هدف از این تحقیق، تحلیل و بررسی پارامترهای ژنتیکی مؤثر در کنترل صفات مهم زراعی از طریق تجزیه میانگین و واریانس نسل‌های به‌دست آمده از تلاقی ارقام گندم نان احسان و کویر در شرایط عادی و تنش شوری در مرحله زایشی بود. مواد و روش‌ها: برای ارزیابی کنترل ژنتیکی صفات زراعی کلیدی در گندم نان، لاین‌های والدی و نسل‌های مختلف حاصل از تلاقی احسان × کویر مورد مطالعه قرار گرفتند. در این مطالعه، رقم احسان به‌عنوان پایه مادری و رقم کویر به‌عنوان پایه پدری در تولید نسل F1 مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش به&lrm; صورت کرت‌های خرده شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی (RCBD) با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان در طی سال زراعی 1401-1402 اجرا شد. دو شرایط متفاوت برای آبیاری اجرا شد که شامل شرایط نرمال (آبیاری با آب معمولی) و شرایط تنش شوری (آبیاری با آب شور) بود. تنش شوری (10 دسی‌زیمنس بر متر) در دو مرحله رشد کلیدی گیاه، شامل مراحل ظهور کامل سنبله (زادوکس 60) و اوایل مرحله شیری دانه (زادوکس 73) اعمال شد. اندازه‌گیری صفات در لاین‌های والدینی و نسل F1 بر روی 10 بوته، در نسل F2 بر روی 30 بوته و در نسل‌های حاصل از بک‌کراس بر روی 15 بوته انجام شد. پس از رسیدگی، صفات مختلفی همچون ارتفاع بوته، طول سنبله، طول پدانکل، تعداد سنبله در بوته، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه و عملکرد دانه (در واحد بوته) در تمام بوته‌ها مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای انجام تجزیه واریانس، مقایسه میانگین نسل‌ها و برآورد اثرات ژنتیکی، از نرم‌افزار SAS9.4 استفاده گردید. همچنین، محاسبه وراثت‌پذیری و هتروزیس با استفاده از نرم‌افزار Excel انجام شد. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان دادند که اثرات تنش و اثر متقابل تنش با نسل‌ برای صفات وزن هزار دانه و عملکرد دانه معنی‌دار بودند. بنابر این، تجزیه ژنتیکی این صفات به &lrm;طور جداگانه در شرایط نرمال و تنش شوری انجام شد. تجزیه میانگین نسل‌ها نشان داد که مدل‌های ژنتیکی مؤثر بر صفات وزن هزار دانه و عملکرد دانه در شرایط نرمال و تنش شوری متفاوت بودند. برای سایر صفات، با توجه به عدم معنی‌دار بودن اثرات تنش و اثر متقابل تنش با نسل‌، داده‌ها از هر دو شرایط به &lrm;صورت ترکیبی تحلیل شدند که قابل تعمیم به هر دو شرایط محیطی باشد. تفاوت بین نسل‌ها برای تمامی صفاتی که مورد مطالعه قرار گرفتند، از نظر آماری معنی‌دار بود. آزمون کای اسکور نشان داد که طول پدانکل، ارتفاع گیاه و طول سنبله از نظر آماری معنی‌دار نبودند ولی برای سایر صفات معنی‌دار بود که نشان‌دهنده ناکارآمدی مدل ساده افزایشی-غالب است و احتمالاً اثرات اپیستازی، پیوستگی ژنتیکی و اثرات مادری در این صفات دخیل هستند. تجزیه میانگین‌های نسل‌ها نشان داد که اثرات ژنتیکی غیر افزایشی نقش بیشتری نسبت به اثرات افزایشی در کنترل اکثر صفات مورد مطالعه شامل طول سنبله، تعداد دانه‌ در سنبله، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد سنبله‌ در بوته، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در گیاه در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری دارند. علاوه بر این، اثرات اپیستازی برای اکثر صفات قابل مشاهده بود و این صفات دارای وراثت‌پذیری خصوصی پایینی بودند. تجزیه اجزای واریانس نشان داد که صفاتی مانند طول سنبله، تعداد دانه‌ در سنبله، تعداد سنبچله در سنبله، تعداد سنبله‌ها در بوته و عملکرد دانه عمدتاً تحت کنترل فوق غالبیت ژن‌ها هستند. در مقابل، برای ارتفاع بوته و طول پدانکل، اثرات ژنتیکی افزایشی بیشتر از اثرات غیر افزایشی بودند و اثرات اپیستازی مشاهده نشد. از سوی دیگر، وراثت‌پذیری خصوصی نسبتا بالایی برای ارتفاع بوته و طول پدانکل مشاهده شد. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان دادند که مدل‌های ژنتیکی مؤثر بر صفات وزن هزار دانه و عملکرد دانه در شرایط نرمال و تنش شوری متفاوت بودند. همچنین در هر دو شرایط محیطی، بهبود ژنتیکی می‌تواند به&lrm;طور مؤثر در ارتفاع بوته و طول پدانکل در نسل‌های اولیه صورت گیرد. اما برای سایر صفات، از جمله عملکرد دانه و اجزای آن، انتخاب باید به تاخیر افتد تا در نسل‌های پیشرفته‌تر، به دستاوردهای مطمئن‌تری دست یافت. نتاج حاصل از تلاقی ارقام احسان و کویر در برنامه به‌نژادی گندم نان در اقلیم گرم مرطوب شمال کشور به‌منظور تجمیع و ثبیت آلل‌های مطلوب در حال گزینش و ردیابی هستند.</div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most important crops in the world, playing a key role in human nutrition and global food security. The function of genes and the heritability of traits can change due to environmental changes, which is related to the complex interaction between the genotype and the environment. Analyzing means and variances across generations is essential in genetic and breeding studies as it helps plant breeders to evaluate the genetic responses of crops under different environmental conditions, such as normal, saline, and drought stress. By performing generational mean analysis, researchers can estimate the additive and dominance effects and their interactions. This information is crucial for selecting optimal parents to use in crosses, aiming to enhance heterosis and improve breeding efficiency. This study aims to investigate and analyze the genetic parameters that influence key agronomic traits through the analysis of means and variances across generations derived from the crosses between Ehsan and Kavir cultivars, specifically under normal and saline stress conditions during the reproductive stage. Methods: The parental lines and various generations from the Ehsan × Kavir cross were studied to evaluate the genetic control of key agronomic traits in bread wheat. In this study, the Ehsan cultivar as the maternal line and the Kavir cultivar as the paternal line played a role in producing the F1 generation. The experiment was set up as a split-plot arrangement within a randomized complete block design (RCBD), with three replications at the Gorgan Agricultural Research Station, during the 2022-2023 growing season. Two distinct irrigation conditions were applied: full irrigation and saline stress. Saline stress (10 dS m⁻¹) was introduced at two key growth stages: full spike emergence (Zadoks code 73) and early milk development (Zadoks code 60). Trait measurements were taken on 10 plants from the parent lines and the F1 generation, 30 plants for the F2 generation, and 15 plants from the backcross generations. After maturity, various agronomic traits, such as plant height, spike length, peduncle length, number of spikes per plant, number of spikelets per spike, number of grains per spike, thousand-kernel weight, and grain yield per plant, were assessed across all individuals. SAS9.4 software was used to perform the analysis of variance, compare means, and estimate genetic effects. Heritability and heterosis were calculated using Excel software. Results: Variance analysis revealed that both the effects of stress and the stress × generation interaction had a significant impact on traits such as thousand-kernel weight and grain yield per plant. As a result, genetic analyses were performed separately for these traits under normal and saline stress conditions. The generation mean analysis revealed that the genetic models influencing thousand-kernel weight and grain yield differed under normal and saline stress conditions. For other traits, where stress effects and stress × generation interactions were not significant, the data were combined and analyzed together, making the results applicable to both environmental scenarios. Differences among generations were statistically significant for all studied traits. The chi-square test indicated that peduncle length, plant height, and spike length showed no significant differences. On the other hand, the chi-square test revealed significant differences for the other traits, highlighting the inadequacy of the simple additive-dominance model and suggesting the involvement of epistatic effects, genetic linkage, and maternal influences in controlling these traits. The generation means analysis demonstrated that non-additive genetic effects played a more crucial role than additive effects in controlling the majority of traits, including spike length, the number of grains per spike, the number of spikelets per spike, the number of spikes per plant, thousand-kernel weight, and grain yield per plant, under both normal and saline stress conditions. Epistatic effects were particularly significant for most traits, and these traits exhibited low narrow-sense heritability. The variance analysis of generations revealed that traits, such as spike length, the number of grains per spike, the number of spikelets per spike, the number of spikes per plant, and grain yield per plant, were predominantly influenced by overdominance. In contrast, for plant height and peduncle length, additive genetic effects were more influential than non-additive effects, and no epistatic effects were detected. Moreover, relatively high narrow-sense heritability was observed for plant height and peduncle length. Conclusion: The results of this study showed that the genetic models effective on thousand-kernel weight and grain yield were different under normal and saline stress conditions. Additionally, under both environmental conditions, genetic improvement can be effectively achieved in plant height and peduncle length during the initial generations. However, for the other traits, including grain yield and its components, selection should be delayed until more advanced generations to achieve more reliable gains. The offspring of the cross between Ehsan and Kavir cultivars are being selected and tracked in the bread wheat breeding program in the northern warm and humid agro-climatic zone (Iran) to integrate desirable alleles.  </div> اثرات متقابل غیرآللی, گزینش, عمل ژن, وراثت‌پذیری, هتروزیس Gene Action, Heritability, Heterosis, Non-allelic Interactions, Selection 80 92 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-649-5&slc_lang=fa&sid=1 Saeed Bagherikia سعید باقری کیا s.bagherikia@gmail.com 100319475328460027081 100319475328460027081 Yes Horticulture Crops Research Department, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Gorgan, Iran بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران Manoochehr Khodarahmi منوچهر خدارحمی khodarahmi_m@yahoo.com 100319475328460027082 100319475328460027082 No Seed and Plant Improvement Institute, AREEO, Karaj, Iran موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران Habiballah Soughi حبیب اله سوقی hab3asog@gmail.com 100319475328460027083 100319475328460027083 No Horticulture Crops Research Department, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Gorgan, Iran. بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران