Journal of Crop Breeding

fa تجزیه پایداری عملکرد دانه ژنوتیپ های ماشک با استفاده از روش‎ های چندمتغیره و شاخص برتری Stability Analysis of Grain Yields of Vetch Genotypes by Multivariate Methods and the Superiority Index اصلاح نباتات General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: ماشک معمولی (sativa L.ssp.  Vicia sativa) به&lrm; دلیل کاربردهای متعدد، ارزش غذایی بالا و توانایی رشد در شرایط محیطی مختلف، یکی از مهمترین حبوبات دامی در محیط وسیع مدیترانه است. افزایش نیازهای غذایی دام‌ها مستلزم معرفی لگوم علوفه &lrm;ای برای خوراک دام در تناوب‌های زراعی است. ماشک معمولی به عنوان یکی از بهترین گزینه‌ها برای قرار گرفتن در تناوب‌های زراعی، به ویژه در مناطق کم‌باران، و جایگزین خوبی برای کشت تک‌محصولی غلات در نظر گرفته می‌شود، زیرا در مقایسه با غلات  عملکرد دانه و پروتئین بالاتری تولید می‌کند. یکی دیگر از مزایای کشت ماشک، سازگاری آن با سیستم‌های کشاورزی ارگانیک و کم‌نهاده است. سودمندی آن بر اساس بهره‌برداری از نیتروژن اتمسفری است که در مناطق کشت معین رضایت‌بخش است. کشت‌های مخلوط ماشک و غلات، بدون نیاز به کودهای نیتروژنی، عملکرد پروتئین قابل توجه بالاتری در خاک تولید می‌کنند. کشت گونه‌های محلی یا مخلوط‌هایی از آنها، برای حفظ عملکرد در سیستم‌های کشاورزی کم‌نهاده که عمدتاً از دامداری پشتیبانی می‌کنند، یک رویکرد معمول است. کشت پاییزه ماشک از نظر افزایش راندمان بهره&lrm;وری از بارش، موجب افزایش عملکرد دانه نسبت به کشت بهاره در شرایط دیم می&lrm;شود. علاوه &rlm;بر این، برای به حداکثر رساندن عملکرد و کنترل بیان فنوتیپی، به&lrm;نژادگران باید ژنوتیپ‌های خاصی را انتخاب کنند که در یک محیط خاص پایدار یا سازگار با آن باشند. بنابر این، شناسایی ژنوتیپ&lrm;هایی با عملکرد بالا و سازگار به دامنه گسترده&lrm;ای از محیط&lrm;ها، یکی از هدف&lrm;های عمده در برنامه&lrm;های به&lrm;نژادی گیاهان زراعی است. در آزمایش&lrm;های چندمحیطی، عملکرد ماشک تحت تأثیر ساختار ژنتیکی، محیطی و اثر متقابل 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 و محیط بر ژنوتیپ&lrm;های ماشک 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، هشت ژنوتیپ امیدبخش ماشک به &lrm;همراه ارقام شاهد (مراغه و طلوع) در قالب طرح بلوک&lrm;های کامل تصادفی به &lrm;مدت پنج سال زراعی متوالی (403-1398) در کهگیلویه و بویر احمد (گچساران)، لرستان (خرم آباد) و ایلام (مهران و چرداول) کشت شدند. در مزرعه، هر کرت شامل چهار خط کاشت به طول 7 متر با فاصله 25 سانتی &rlm;متر و تراکم 150 دانه در متر مربع بود. تجزیه پایداری با استفاده از روش چندمتغیره امی 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 پنج 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 51/6 و 25/6 درصد از تغییرات برهمکنش ژنوتیپ × محیط را توجیه کردند. اثر پنج مؤلفه اصلی اول، معنی&lrm;دار بود و در مجموع 96/5 درصد از تغییرات برهمکنش ژنوتیپ در محیط را توجیه کردند. سهم محیط (مکان، سال و مکان در سال)، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ × محیط در مجموع مربعات کل، به ترتیب 35/45 ، 55/65 و 8/908 درصد بود. در بین ژنوتیپ&lrm;های مطالعه شده، بیشترین عملکرد دانه در ژنوتیپ شماره دو (1/541 تن در هکتار) و در پی آن در ژنوتیپ&lrm;های شماره 1، 5 و 3 دیده شد. بر اساس شاخص پایداری ASV، ژنوتیپ&lrm;های شماره 4، 6 و 5، بر اساس شاخص SIPC، ژنوتیپ&lrm;های 5، 1، 2 و 4، بر اساس شاخص EV، ژنوتیپ&lrm;های شماره 1، 4 ، 3 و 10 و بر اساس شاخص&rlm; Za ژنوتیپ&lrm;های 5، 7، 2 و 6 پایدارترین ژنوتیپ&lrm;ها بودند. بر مبنای شاخص انتخاب همزمان ssiASV، ژنوتیپ&lrm;های 2، 3، 8 و 1، بر مبنای شاخص ssiSIPC، ژنوتیپ&lrm;های شماره 2، 1، 5 و 3، بر مبنای شاخص ssiEV ژنوتیپ&lrm;های 1، 2، 3 و 4، بر مبنای شاخص ssiZA، ژنوتیپ&lrm;های شماره 2، 5 و 1 و بر مبنای شاخص ssiWAAS، ژنوتیپ&lrm;های 5، 1، 2 و 7 برترین ژنوتیپ&rlm;&lrm; ها از نظر عملکرد و پایداری بودند. بر اساس بای&lrm;پلات AMMI1، ژنوتیپ&rlm; های شماره 4، 7، 5، 1 و 6 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 4، 5 و 6 علاوه بر پایداری عمومی بالا، دارای عملکرد دانه بالاتر از میانگین کل بودند. علاوه بر شاخص&lrm;های AMMI، از شاخص برتری لین و بینز برای شناسایی ژنوتیپ&lrm;های برتر استفاده شد که بر این اساس ژنوتیپ&lrm;های شماره 1 ،3 ،5 و 2 برترین ژنوتیپ&lrm;ها در محیط&lrm;های مطالعه شده بودند. نتیجه&lrm;گیری: در مجموع و بر اساس شاخص&lrm;های مختلف، ژنوتیپ&lrm;های شماره 1(V.S.IVAT- 2003)، 2 (V.S.IVAT- 2556) و 5 (V.S.IVAT- 2709) در بسیاری از محیط&lrm;ها دارای عملکرد بالا و در بیشتر روش&lrm;ها، دارای پایداری مطلوبی بودند و می&lrm;توانند گزینه &lrm;های معرفی ارقام جدید باشند.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Common vetch (Vicia sativa ssp. sativa L.) is one of the most important livestock legumes in the Mediterranean mega-environment due to its multiple uses, its high nutritional value, and its ability to grow in different environmental conditions. Increased nutritional needs for livestock require the introduction of animal feed legumes in crop rotations. Common vetch is considered among the best options to be part of crop rotations, especially in lower rainfall areas, and a good alternative to cereal monoculture, as it produces higher seed and protein yields, in comparison. Another advantage of vetch cultivation is its compatibility with organic and low-input farming systems. Its usefulness is based on the exploitation of atmospheric nitrogen, which is satisfactory in certain cultivation areas. Vetch-cereal intercrops produce considerably higher protein yields on the soil without any need for N-fertilizers. It is a usual approach to cultivate local varieties or mixtures among them to maintain yield under low-input farming systems that support mainly livestock. Autumn vetch cultivation in terms of increasing the efficiency of rainfall increases grain yield compared to spring cultivation under rainfed conditions. In addition, to maximize yield and control phenotypic expression, breeders must select specific genotypes that are stable or adapted to a specific environment. Therefore, the identification of high-yield genotypes with adaptation to a wide range of environments is one of the major goals in crop breeding programs. In multi-environment experiments, vetch yield is influenced by the genetic structure, environment, and genotype × environment interaction. To better interpret the genotype × environment interaction, the additive main effects and 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 effect of the genotype × environment interaction on vetch genotypes and to identify stable, high-yielding genotypes that are compatible with the climatic conditions of temperate rainfed regions of Iran. Methods: In this study, eight promising vetch genotypes, along with “Maragheh” and “Tolo” cultivars, were cultivated in a randomized complete block design for five consecutive cropping years (2019-2024) in Kogiluyeh and Boyer Ahmad/Gachsaran, Lorestan/Khoramabad, Ilam/Chardavel, and Mehran. In the field, each plot consisted of four planting rows, 7 meters long, with a distance of 25 cm and a density of 150 seeds per square meter. Stability analysis was performed using the AMMI multivariate method. Statistical analyses were performed using the 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 five main components were significant. Therefore, due to the significance of the genotype × environment interaction, it is 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 51.6 and 25.6% of genotype × environment interaction variations, respectively. The effect of the first five main components was significant and in total explained 96.5% of the genotype × environment interaction variations. The shares of the environment, genotype, and genotype × environment interaction in the sum of total squares were 35.45, 8.908, and 55.65  percent, respectively. Among the studied genotypes, Genotype 2 with 1.451 ton/ha, followed by genotypes 1, 5, and 3, produced the highest grain yields. Based on the ASV stability index, genotypes 4, 6, and 5, based on the SIPC index, genotypes 5, 1, 2, and 4, based on the EV index, genotypes 1, 4, 3, and 10, and genotypes 5, 7, 2, and 6 based on the index Za were the most stable genotypes. Based on the simultaneous selection index of ssiASV, genotypes 1, 2, 3, and 4, based on the ssiSIPC index, genotypes 2, 1, 3, and 5, based on the ssiEV index, genotypes 1, 2, 3, and 4, based on the ssiZA index, genotypes 2, 5, and 1, and based on the ssiWAAS index, genotypes 5, 1, 2, and 7 were the best genotypes in terms of yield and stability. Based on the AMMI1 biplot, genotypes 4, 7, 5, 1, and 6 with mean grain yields higher than the overall average and lowest values of IPCA1 were identified as stable genotypes with high general compatibility. In the AMMI2 biplot, genotypes 4, 5, and 6, in addition to high general stability, produced higher grain yields 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 1, 3, 5, and 2 were the most stable genotypes in the studied environments. Conclusion: In general, genotypes 1 (V.S.IVAT- 2003), 2 (V.S.IVAT- 2556), and 5 (V.S.IVAT- 2709) 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.  </div> بای ‎پلات, پایداری, شاخص برتری, AMMI ,GGE Biplot, stability, Priority index, AMMI, GGE 43 58 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-624-8&slc_lang=fa&sid=1 Payam Pezeshkpour پیام پزشکپور papezeshkpour@yahoo.com 100319475328460027069 100319475328460027069 Yes 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، Behrouz Vaezi بهروز واعظی bvaezi2009@gmail.com 100319475328460027070 100319475328460027070 No Kohgiluyeh and Boyerahmad Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Yasuj, Iran مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کهگیلویه و بویراحمد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یاسوج، ایران Zainab Sabzi زینب سبزی Sabzi1359@gmail.com 100319475328460027071 100319475328460027071 No 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 Moslem Mahinkhah مسلم مهین خواه mmaihankhah@yahoo.com 100319475328460027072 100319475328460027072 No 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