Journal of Crop Breeding

fa ارزیابی سازگاری و پایداری ژنوتیپ‎ های عدس پائیزه با استفاده از شاخص‎ های مدل AMMI Evaluation of the Adaptability and Stability of Autumn Lentil Genotypes Using AMMI Model Indices اصلاح نباتات General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف:  عدس (MedikusLens culinaris ) یکی از محصولات غذایی اصلی است. این گیاه منبع غنی از پروتئین (20 تا 36٪) است و حاوی ریزمغذی‌ها و ویتامین‌های ضروری با قابلیت دسترسی زیستی بالا برای انسان است. علاوه بر ارزش غذایی، عدس به &lrm;دلیل اندازه دانه کوچکتر و پوشش نازک دانه، عموماً دارای زمان پخت سریع تر نسبت به سایر حبوبات است. عدس در 5675756  هکتار با تولید 7068621 تن در سراسر جهان کشت می &lrm;شود. گیاه عدس یک گیاه بسیار سازگار است که تحت شرایط آب و هوایی و خاک متفاوت معمولاً در مناطق خشک مدیترانه و نیمه &lrm;گرمسیری کشت می&lrm;شود. با این&lrm; حال، گزارش شده است که تولید جهانی عدس در دهه‌های گذشته به&lrm; دلیل نوسانات آب و هوایی مانند دمای شدید، سیل، خشکسالی، افزایش شیوع آفات و بیماری‌ها کاهش یافته است. تنش&lrm;های متعدد، مانند دمای بالا و خشکی در مرحله پرشدن دانه، بر تولید گیاه عدس تأثیر منفی می&lrm;گذارند. از سوی دیگر، افزایش شدت گرما و کمبود آب تأثیر قابل توجهی بر تولید عدس دارند. محتوای پروتئین در دانه&lrm;ها تحت تأثیر شدت خشکی و دمای بالا قرار می&lrm;گیرد. برای دستیابی به امنیت&lrm; غذایی جهانی تحت شرایط آب و هوایی متغیر، به&lrm; نژادگران گیاه عدس با  چالش افزایش همزمان عملکرد و کیفیت تغذیه روبرو هستند. برهمکنش‌های ژنوتیپ × محیط نقش مهمی در انتخاب ژرم &lrm;پلاسم مناسب در برنامه‌های اصلاحی دارند. در آزمایش&lrm;های چندمحیطی، عملکرد عدس تحت تأثیر ساختار ژنتیکی، محیط و برهمکنش ژنوتیپ × محیط قرار می&lrm;گیرد. برای تفسیر بهتر برهمکنش ژنوتیپ × محیط، مدل اثرات اصلی افزایشی و برهمکنش ضرب&lrm;پذیر (AMMI) یکی از متداول‌ترین روش‌ها در مطالعه آزمایش‌های چندمحیطی است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی برهمکنش ژنوتیپ × محیط بر ژنوتیپ&lrm;های عدس و شناسایی ژنوتیپ&lrm;های پایدار، پرمحصول و سازگار با شرایط آب و هوایی مناطق دیم معتدل کشور بود. مواد و روش&lrm;ها: در این پژوهش، 10 ژنوتیپ امیدبخش عدس به &lrm;همراه ارقام شاهد (توده محلی، کیمیا و بیله&lrm;سوار) در قالب طرح بلوک&lrm;های کامل تصادفی به &lrm;مدت سه سال زراعی متوالی (401-1398) در لرستان (خرم آباد)، ایلام (چرداول) و کرمانشاه (سرارود) کشت شدند. در مزرعه، هر کرت شامل چهار خط کاشت 4 متری با فاصله 25 سانتی&rlm; متر و تراکم 200 دانه در متر مربع بود. تجزیه پایداری با استفاده از روش چندمتغیره امی و شاخص برتری انجام شد. تجزیه&lrm;های آماری با استفاده از بسته تجزیه آزمایش&lrm;های چندمحیطی با نام Metan و GGE در نرم&lrm;افزار R انجام شدند. یافته&lrm;ها: تجزیه واریانس AMMI نشان داد که اثرات محیط، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ × محیط و سه مؤلفه اصلی اول معنی&lrm;دار بودند. بنابر این، با توجه به معنی&lrm;دار بودن برهمکنش ژنوتیپ × محیط، امکان انجام تجزیه پایداری روی این داده&lrm;ها وجود دارد. بر اساس تجزیه AMMI، اولین و دومین مؤلفه اصلی برهمکنش ژنوتیپ × محیط، به&lrm;ترتیب 33/3 و 3/27 درصد از تغییرات برهمکنش ژنوتیپ × محیط را توجیه کردند. اثر سه مؤلفه اصلی اول، معنی&lrm;دار بود و در مجموع 77/2 درصد از تغییرات برهمکنش ژنوتیپ × محیط را توجیه کردند. سهم &lrm;های محیط، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ × محیط در مجموع مربعات کل، به &lrm;ترتیب 64/04، 4/286 و 31/67 درصد بودند. در بین ژنوتیپ&lrm;های مطالعه شده، بیشترین عملکرد دانه در ژنوتیپ G12 (715 کیلوگرم در هکتار) و در پی آن در ژنوتیپ&lrm;های شماره G6 و G4 دیده شد. بر اساس شاخص پایداری ASV، ژنوتیپ&lrm;های G2، G3 وG5 ، بر اساس شاخص SIPC، ژنوتیپ&lrm;های (بیله&lrm; سوار) G13، G2، G3 وG5 ، بر اساس شاخص EV، ژنوتیپ&lrm;های G2، G3 و G5، بر اساس شاخص&rlm; Za، ژنوتیپ&lrm;های شماره G13،G2 ، G3 و G5 و بر اساس شاخص WAAS ژنوتیپ&lrm;های G5، G6، G7 و G9  پایدارترین ژنوتیپ&lrm;ها بودند. بر مبنای شاخص انتخاب همزمان SSIASV، ژنوتیپ&lrm;های G3، G6، G5 و G2، بر مبنای شاخص SSISIPC، ژنوتیپ&lrm;های شماره G3، G6، G5 و G2، بر مبنای شاخص SSIEV ژنوتیپ&lrm;های G3، G6، G5 و G2، بر مبنای شاخص SSIZA، ژنوتیپ&lrm;های شماره G3، G6، G5 و G2 و بر مبنای شاخص SSIWAAS، ژنوتیپ&lrm;های G6، G5، G7 و G9 برترین ژنوتیپ &rlm;&lrm;ها از نظر عملکرد و پایداری بودند. بر اساس بای&lrm;پلات AMMI1، ژنوتیپ &rlm;های شماره G2، G7، G3 و G6 با عملکرد دانه بیشتر از عملکرد میانگین کل و کمترین مقادیر IPCA1، به &lrm;عنوان ژنوتیپ&lrm;های پایدار با سازگاری عمومی بالا شناسایی شدند. در بای&lrm;پلات AMMI2، ژنوتیپ&lrm;های G3 ، G5 و G7 علاوه بر پایداری عمومی بالا، دارای عملکرد دانه بالاتر از میانگین کل بودند. علاوه بر شاخص&lrm;های AMMI، بر اساس شاخص برتری لین و بینز ژنوتیپ&lrm;های شماره G12، G4، G6 و G3، برترین ژنوتیپ&lrm;ها در محیط&lrm;های مطالعه شده بودند. با استفاده از پارامتر فاصله امی، ژنوتیپ&lrm;های شماره G2، G3، G5 و G7 به عنوان ژنوتیپ&lrm;های دارای عملکرد پایدار شناخته شدند. نتیجه&lrm;گیری: در مجموع و بر اساس شاخص&lrm;های مختلف، ژنوتیپ&lrm;های شماره (FLIP2012-172L)G6 ، (FLIP2012-86L)G4 ، (FLIP2012-48L)G3 ، (FLIP2012-149L) G5 و (FLIP2012-176L)G7  در بسیاری از محیط&lrm;ها، دارای عملکرد بالا و در بیشتر روش&lrm;ها، دارای پایداری مطلوبی بودند و می&lrm;توانند گزینه معرفی ارقام جدید باشند.  </div> Extended Abstract Background: Lentil (Lens culinaris Medikus) is an important staple food crop. It is a rich source of protein (20– 36%) and contains essential micronutrients and vitamins in a highly bioavailable form to human body. In addition to its nutritional value, lentils generally have a fast cooking time compared to other legumes due to their smaller seed size and thin seed coat. Lentil is grown on 5675756 ha with a production over 7068621 tonnes worldwide. Lentil is a highly adaptable plant that grows under varying climate and soil conditions. It is commonly cultivated in the Mediterranean and subtropical dryland regions, where synthetic fertilizers are typically not needed for cultivation due to their ability to fix atmospheric nitrogen (N2) by the lentil crop. However, global lentil productivity has been reported to decline over the last decades due to fluctuations in the climate, such as extreme temperatures, flooding, droughts, and a rise in the prevalence of pests and diseases. Multiple stresses, such as high temperatures and drought during the seed filling stage, adversely affect lentil productivity. On the other hand, increased heat intensity and water deficits have a substantial impact on lentil nutritional quality. Several studies have reported that iron and zinc concentrations in lentil seed were reduced due to high temperature and drought conditions. Protein content in the seeds was also affected. To attain global food security under changing climate, lentil breeders face a significant challenge of simultaneously enhancing both yield and nutritional quality. Genotype × environment interactions (GEIs) play an important role in the selection of suitable germplasm in breeding programs. In multi-environment experiments, lentil yield is influenced by the genetic structure, environment, and genotype × environment interaction. To better interpret the genotype × environment interaction, the additive main effects and the multiplicative interaction (AMMI) model is one of the most common methods in the study of multi-environment experiments. The current study aimed to investigate the genotype and environment interaction on lentil genotypes and to identify stable, high-yielding genotypes compatible with the climatic conditions of temperate rainfed regions of Iran. Methods: In this study, 10 promising lentil genotypes, along with “local”, “Kimia”, and “Bilesavar” cultivars, were cultivated in a randomized complete block design for three consecutive cropping years (2019-2022) in Lorestan/Khoramabad, Ilam/chardavel, and Kermanshah/sararood. In the field, each plot consisted of 4-meter planting rows with a distance of 25 cm and a density of 200 seeds per square meter. Stability analysis was performed using the AMMI multivariate method and the superiority index. Statistical analyses were performed using Metan and GGE packages of multi-environment experiments in R software. Results: The AMMI analysis of variance showed that the effects of environment, genotype, the genotype × environment, and the first three main components were significant. Therefore, due to the significance of the genotype × environment interaction, it was possible to perform stability analysis on these data. According to AMMI analysis, the first and second main components of the genotype-environment interaction accounted for 33.3 and 27.3% of genotype × environment interaction variations, respectively. The effect of the first seven main components was significant and in total explained 99.5% of the genotype × environment interaction variations. The shares of the environment, genotype, and genotype × environment interaction in the sum of total squares were 64.04, 4.286, and 31.67 percent, respectively. Among the studied genotypes, Genotype G12 with 715 kg/ha, followed by genotypes G6 and G4 produced the highest grain yield. Based on the ASV stability index, genotypes G2, G3 and G5, based on the SIPC index, genotypes G13, G2, G3, and G5, based on the EV index, genotypes G2, G3, and G5, based on the Za index, genotypes G3, G6, G5, and G2, and based on the WAAS index, genotypes G6, G5, G7, and G9 were the most stable genotypes. Based on the simultaneous selection index of SSIASV, genotypes G3, G6, G5, and G2, based on the SSISIPC index, genotypes G3, G6, G5, and G2, based on the SSIEV index, genotypes G3, G6, G5, and G2, based on the SSIZA index, genotypes G3, G6, G5, and G2, and based on the SSIWAAS index, genotypes G6, G5, G7, and G9 were the best genotypes in terms of yield and stability. Based on the AMMI1 biplot, genotypes G2, G7, G3, and G6 with mean grain yield higher than the overall average and lowest values of IPCA1 were identified as stable genotypes with high general compatibility. In the AMMI2 biplot, genotypes G3, G5, and G7, in addition to high general stability, produced higher grain yield than the overall average. In addition to the AMMI indices, Lin and Binn's superiority index was also used to identify the best genotypes, and based on this, genotypes G12, G4, G6, and G3 were the most stable genotypes in the studied environments. Using AMMI distance parameter, genotypes G2, G3, G5, and G7 were recognized as genotypes with stable yields. Conclusion: In general, genotypes 6 (FLIP2012-172L), 4 (FLIP2012-86L), 3 (FLIP2012-48L), 5 (FLIP2012-149L), and 7 (FLIP2012-176L) produced high yields in most of the environments based on different indices and showed good stability in most methods. Therefore, they could be candidates for the introduction of new cultivars.   بای‎ پلات, پایداری عملکرد, سازگاری, شاخص برتری, عدس Adaptability, Biplot, Lentil, Priority indexYield stability 106 117 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1311-1&slc_lang=fa&sid=1 Amir Mirzaei امیر میرزایی amir.mirzaei53@gmail.com 100319475328460027092 100319475328460027092 Yes Crop and Horticultural Science Research Department, Ilam Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ilam, Iran بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایلام، ایران Payam Pezeshkpour پیام پزشکپور papezeshkpour@yahoo.com 100319475328460027093 100319475328460027093 No Crop and Horticultural Science Research Department, Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Khorramabad, Iran بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم ‎آباد، ایران Reza Amiri رضا امیری karami343@yahoo.com 100319475328460027094 100319475328460027094 No Crop and Horticultural Science Research Department, Lorestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Khorramabad, Iran بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خرم ‎آباد، ایران Iraj Karami ایرج کرمی rezaamiri20002007@yahoo.com 100319475328460027095 100319475328460027095 No Dryland Agricultural Research Institute, Sararood Branch, Agricultural Research, Education and Extension (AREEO), Kermanshah, Iran مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، معاونت سرارود، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران