پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی

چکیده مبسوط

مقدمه و هدف:  شناسایی ارقام و  ژنوتیپ‎هایی با عملکرد بالا و سازگاری به دامنه گسترده‎ای از محیط‎ها (تاریخ کاشت‎ها) یکی از هدف‎های عمده در برنامه‎های به نژادی گیاهان زراعی می باشد. ترکیب دو روش ارزیابی پایداری بهترین پیش‎بینی نااریب خطی (BLUP) و اثرات اصلی جمع پذیر و برهمکنش‎های ضرب پذیر (AMMI) در آزمایش‎های چند محیطی  و گزینش پایداری چند صفتی (MTSI) به ارزیابی بهتر ارقام و ژنوتیپ‎های گیاهی و دستیابی به نتایج دقیق‎تر کمک می کند. مدل‎های اثرات اصلی جمع پذیر و برهمکنش ضرب پذیر (AMMI) و بهترین پیش بینی نااریب خطی (BLUP)، از جمله روش‎های چند متغیره کاربردی در ارزیابی آزمایش‎های چند محیطی هستند. هدف از پژوهش حاضر، شناسایی ارقام و ژنوتیپ های کنجد با عملکرد بالا، پایدار از نظر عملکرد دانه و مطلوب از نظر سایر صفات با بهره گیری از شاخص‎های مدل اثرهای مختلط خطی (LMM)  و شاخص پایداری چند صفتی (MTSI) است.

مواد و روش‎ها: به منظور تعیین مناسب‎ترین تاریخ کاشت و ژنوتیپ پایدار در ارقام و ژنوتیپ‎های کنجد با استفاده از مدل‌ اثرهای‌ مختلط خطی (LMM) و شاخص پایداری چند صفتی (MTSI) و  ارزیابی برهمکنش ژنوتیپ × تاریخ کاشت  بر عملکرد دانه و تعیین پایداری عملکرد دانه چهار ژنوتیپ و رقم  کنجد با استفاده از مدل‎های AMMI و BLUP، این آزمایش  طی دو سال زراعی (400-1398) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بروجرد اجرا شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. عامل‌های آزمایش شامل چهار تاریخ کاشت ( 23 خرداد ،11 تیر ،30 تیر و 24 مرداد)، و چهار ژنوتیپ (داراب1، اولتان، هلیل و JL16)  بودند. هر محیط ترکیبی از سال و تاریخ کاشت بود. برای اندازه‌گیـری ارتفـاع بوتـه، تعداد کپسول در بوته و تعداد دانـه در هر کپسول، از ده بوتـه در هر کرت استفاده شد که پس از رسیدگی فیزیولوژیک، از هر کرت انتخاب شده بودند. میانگین داده‌های ده بوته در تجزیه واریانس داده‌ها استفاده شد. برای تجزیه‎های آماری، بسته تجزیه آزمایش‎های چند محیطی با نام Metan Ver.1.9.0 ، در محیط نرم افزار R به کار گرفته شد. یکنواختی خطاهای آزمایشی در محیط ها با روش بارتلت آزموده شد و سپس تجزیه واریانس مرکب داده‎ها با فرض ثابت بودن اثر ژنوتیپ و تصادفی بودن اثر سال و تاریخ کاشت با روش حدکثر درست نمایی محدود شده (REML) انجام شد. معنی داری اثرهای تصادفی با آزمون نسبت درست نمایی (LRT) و اثرهای ثابت با روش کمترین مربعات آزموده شدند.  برای برآورد کمیت‎های پایداری، تجزیه مقادیر منفرد (SVD) بر روی ماتریس بهترین پیش بینی های نااریب خطی (BLUP ها) به دست آمده از برهمکنش های ژنوتیپ × محیط با یک مدل اثر مختلط خطی (LMM) به کار برده شد. اجزای واریانس با روش حداکثر درست نمایی محدود شده (REML) برآورد شدند. پس از تجزیه واریانس داده ها ، برای برآورد پارامترهای پایداری WAASB و WAASBY (برای انتخاب همزمان بر اساس میانگین عملکرد و پایداری) ریشه های مشخصه حاصل از تجزیه AMMI بر روی BLUP ، به کار برده شدند  و بهترین ژنوتیپ ها با این دو شاخص گزینش شدند. شاخص پایداری چند صفتی (MTSI) نیز  برآورد شد. از شاخص میانگین هارمونیک ارزش های ژنوتیپی (HMGV) ، مقادیر پایداری ژنوتیپی به دست آمد. سازگاری ژنوتیپ ها بر پایه شاخص عملکرد نسبی ارزش‎های ژنوتیپی (RPGV) ارزیابی شد و شاخص میانگین هامونیک و عملکرد نسبی ارزش ژنوتیپی (HMRPGV)، برای ارزیابی همزمان پایداری، سازگاری و عملکرد دانه استفاده شد.

یافته‎ها:

اثر محیط (تاریخ کاشت)، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ در محیط بر صفات عملکرد زیست توده، تعداد دانه در کپسول و درصد روغن  معنی دار  بود. بر پایه تجزیه بای پلات، رقم اولتان  علاوه بر داشتن بیشترین عملکرد دانه، از پایداری عملکرد بیشتری هم برخوردار بودند. بر پایه مقادیر متفاوت برای عملکرد دانه و شاخص پایداری میانگین وزنی نمرات مطلق بهترین پیش بینی نااریب خطی (WAASB) ارقام داراب 1 و اولتان  پرمحصول و پایدار بودند و ژنوتیپ های برتر از نظر شاخص گزینش چند صفتی (MTSI) ، ژنوتیپ JL16 و رقم اولتان  بودند. شاخص میانگین هارمونیک و عملکرد نسبی ارزش ژنوتیپی (HMRPGV)، ارقام داراب 1 و اولتان را به عنوان ارقامی  معرفی کرد که علاوه بر عملکرد دانه، از پایداری و سازگاری بالایی نیز برخوردار بودند.

نتیجه‎گیری: نتایج نشان داد که برهمکنش ژنوتیپ در محیط (تاریخ کاشت) بر عملکرد دانه ، ارتفاع بوته، عملکرد زیست توده، تعداد کپسول در بوته، تعداد دانه در کپسول،  درصد روغن و عملکرد روغن معنی دار بود. بر اساس نمودار گرمائی، رقم اولتان  را می توان پایدار در نظر گرفت. بر اساس شاخص گزینش چند صفتی (MTSI) ژنوتیپ‎ JL16 و رقم اولتان نیز به عنوان ژنوتیپ های برتر انتخاب شد.