Journal of Crop Breeding

fa بررسی اجزای واریانس ژنتیکی و قابلیت ترکیب‌‎ پذیری لاین‌ها و تسترهای آفتابگردان (.Helianthus annuus L) برای بهبود درصد روغن، اجزای عملکرد و عملکرد دانه Analysis of Genetic Variance Components and Combining Ability in Sunflower (Helianthus annuus L.) Lines and Testers for Oil Content and Seed Yield Improvement اصلاح نباتات، بیومتری اصلاح نباتات، بیومتری پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: آفتابگردان (Helianthus annuus L.) به &lrm;عنوان یکی از مهمترین گیاهان روغنی جهان، به &lrm;دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی مانند مقاومت به خشکی، سازگاری با خاک‌های کم‌حاصلخیز و نیاز آبی نسبتاً کم، گزینه‌ای ایده‌آل برای کشت در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران محسوب می‌شود. با توجه به تغییرات اقلیمی و کاهش منابع آبی، توسعه ارقام پربازده و متحمل به تنش‌های محیطی از اولویت‌های تحقیقاتی در زمینه اصلاح نباتات است. در این راستا، ارزیابی توان ترکیبی لاین‌ها و تسترهای آفتابگردان می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در شناسایی ژنوتیپ‌های برتر داشته باشد. این مطالعه با هدف بررسی جامع توان ترکیبی عمومی (GCA) و خصوصی (SCA)  لاین‌ها و تسترهای آفتابگردان برای صفات مهم زراعی از جمله عملکرد دانه، درصد روغن و سایر صفات مرتبط با عملکرد با استفاده از روش تحلیل لاین × تستر انجام شد. در این تحقیق، 18 ترکیب مختلف از لاین‌ها و تسترها مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهند که برخی از ترکیب‌ها دارای توان ترکیبی بالایی در تولید دانه و کیفیت روغن هستند که می‌تواند به بهبود عملکرد در شرایط محیطی مختلف کمک کند. مواد و روش‌ها: این پژوهش در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه اصلاح نهال و بذر کرج (عرض جغرافیایی 35/84 شمالی، طول 50/93 شرقی، ارتفاع ۱۳۲۱ متر) طی 2 سال زراعی ۱۴۰۲-۱۴۰۳ انجام شد. از نه ژنوتیپ بازگرداننده باروری به &lrm;عنوان لاین و دو ژنوتیپ نر عقیم سیتوپلاسمی (CMS) به&lrm; عنوان تستر استفاده شد. در سال دوم، ۱۸ هیبرید و ۱۱ والد در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار کشت شدند. فاصله ردیف‌ها ۶۵ سانتی‌متر و فاصله بوته‌ها ۲۵ سانتی‌متر در نظر گرفته شد. صفات مورد اندازه‌گیری شامل روز تا گلدهی (DTF(، مدت گلدهی (FD)، روز تا رسیدگی (DTM)، دوره پر شدن دانه (SFP)، ارتفاع بوته (PH)، قطر طبق (HD)، وزن هزار دانه (TSW)، تعداد دانه در طبق (SPH)، درصد روغن(OC) ، عملکرد دانه (SYH) و عملکرد روغن (OY) بودند. تجزیه داده‌ها با روش لاین × تستر انجام و پارامترهای ژنتیکی شامل توان ترکیب‌پذیری عمومی (GCA)، توان ترکیب‌پذیری خصوصی (SCA)، واریانس افزایشی (σ²A) و واریانس غالبیت (σ²D) برآورد شدند. کلیه تحلیل‌های آماری با استفاده از بسته نرم‌افزاری agricolae در محیط R انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج تحلیل واریانس نشان دادند که اثرات لاین‌ها، تسترها و اثر متقابل لاین × تستر برای اکثر صفات معنادار بودند. اثر لاین‌ها برای صفات روز تا رسیدگی، دوره پر شدن دانه و وزن هزاردانه معنادار بود، در حالی&lrm;که اثر تسترها برای صفات ارتفاع بوته و عملکرد دانه در هکتار معنادار شد. توان ترکیب &lrm;پذیری خصوصی برای صفات کلیدی مانند تعداد روز تا گلدهی، عملکرد دانه و درصد روغن بسیار معنادار بود. ترکیب‌های خاصی مانند لاین ۶ و تستر ۱ بیشترین اثر مثبت را بر عملکرد دانه در هکتار و تعداد دانه در طبق داشتند. توان ترکیب &lrm;پذیری عمومی برای لاین‌ها و تسترها نشان داد که لاین ۲ و لاین ۸ به‌ترتیب بیشترین اثرات مثبت را بر تعداد روز تا گلدهی و دوره پرشدن دانه داشتند. واریانس &lrm;های افزایشی و غالبیت نشان دادند که صفات کلیدی مانند عملکرد دانه و درصد روغن تحت تأثیر اثرات غالبیت قوی&lrm; تری قرار داشتند. توان ترکیبی خصوصی نشان داد که برخی ترکیب‌های خاص لاین‌ها و تسترها اثرات متقابل قوی‌تری بر صفات داشتند. برای مثال، ترکیب لاین ۶ و تستر ۱ بیشترین اثر مثبت را بر عملکرد دانه در هکتار (726٫2) و تعداد دانه در طبق (156/6) داشت، در حالی&lrm; که ترکیب لاین ۱ و تستر ۲ بیشترین اثر منفی را بر این صفات نشان داد. این نتایج تأکید می‌کنند که انتخاب ترکیب‌های مناسب لاین و تستر می‌تواند تأثیر قابل &lrm;توجهی بر بهبود عملکرد و کیفیت محصولات زراعی داشته باشد. نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان می &lrm;دهد که انتخاب هوشمندانه ترکیب لاین‌ها و تسترها نقش کلیدی در بهبود عملکرد و کیفیت آفتابگردان دارد. لاین‌های ۲ و ۸ به‌ترتیب برای طول دوره رشد و افزایش مدت پر شدن دانه، و ترکیب برتر لاین ۶ × تستر ۱ با عملکرد ممتاز، گزینه‌های امیدبخشی برای برنامه‌های اصلاحی هستند. در مقابل، ترکیب نامناسب لاین ۱ × تستر ۲ نتایج ضعیفی را نشان داد که اهمیت ارزیابی دقیق روابط ژنتیکی را برجسته می‌سازد. یافته‌ها ثابت می&lrm; کنند که توان ترکیب‌پذیری خصوصی (SCA) تأثیر تعیین‌کننده‌ای بر صفات کلیدی مانند عملکرد دانه و درصد روغن دارد. این نتایج نه‌تنها راهنمای ارزشمندی برای انتخاب والدین و تولید هیبریدهای برتر است، بلکه لزوم انجام مطالعات تکمیلی مولکولی و ارزیابی‌های چندمحیطی را برای توسعه ارقام سازگار و پربازده تأیید می‌کند.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Sunflower (Helianthus annuus L.), as one of the most important oilseed crops worldwide, is considered an ideal candidate for cultivation in arid and semi-arid regions of Iran due to its unique characteristics, including drought tolerance, adaptability to low-fertility soils, and relatively low water requirements. Given ongoing climate change and diminishing water resources, the development of high-yielding varieties with enhanced environmental stress tolerance has become a top research priority in plant breeding programs. The evaluation of combining ability in sunflower lines and testers plays a pivotal role in identifying superior genotypes. This study was conducted to comprehensively assess both general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) of sunflower lines and testers for key agronomic traits such as seed yield, oil content, and other yield-related characteristics using the line × tester analysis method. This investigation evaluated 18 different line × tester combinations, with data collected through a randomized complete block design. Our results demonstrate that certain hybrid combinations exhibit superior combining ability for both seed production and oil quality, suggesting their potential for improved performance across diverse environmental conditions. These findings provide a solid scientific foundation for future breeding initiatives aimed at developing high-yielding, stable hybrid varieties suitable for various growing conditions. Moreover, this research offers practical guidance to farmers for selecting optimal cultivars for cultivation in areas with water and soil constraints, thereby contributing to enhanced oilseed production at the national level. Methods: This research was conducted at the research farm of the Seed and Plant Improvement Institute in Karaj, Iran (35.84 °N latitude, 50.93 °E longitude, 1321 m altitude) during two crop years (2022-2023 and 2023-2024). The study utilized nine fertility restorer lines and two cytoplasmic male sterile (CMS) lines as testers. In the second year, 18 hybrids and 11 parental lines were cultivated in a randomized complete block design with three replications, using 65 cm row spacing and 25 cm plant spacing. Measured traits included days to flowering (DTF), flowering duration (FD), days to maturity (DTM), seed filling period (SFP), plant height (PH), head diameter (HD), thousand seed weight (TSW), seeds per head (SPH), oil content (OC), seed yield (SYH), and oil yield (OY). Soil samples were collected from 0-30 cm depth before planting. Data were analyzed using the line × tester method to estimate genetic parameters, including GCA, SCA, additive variance (σ²A), and dominance variance (σ²D). All statistical analyses were conducted using the agricolae package in the R software environment. Results: The analysis of variance results showed that the effects of lines, testers, and the line × tester interaction were significant for most traits. The line effect was significant for DTM, SFP, and TSW, while the tester effect was significant for PH and SYH. The SCA was highly significant for key traits, including DTF, SYH, and OC. Specific combinations, such as Line 6 × Tester 1, had the most positive effects on SYH and SPH. The GCA for lines and testers revealed that Line 2 and Line 8 had the most positive effects on DTF and SFP, respectively. Additive and dominance variances also showed that key traits, such as SYH and OC, were more strongly influenced by dominance effects. The SCA analysis indicated that certain specific line × tester combinations had stronger interactive effects on the traits. For example, the Line 6 × Tester 1 combination showed the most positive effect on SYH (726.2) and SPH (156.6), while the Line 1 × Tester 2 combination showed the most negative effects on these traits. These results emphasize that selecting appropriate line × tester combinations can significantly impact the improvement of crop yield and quality. Conclusion: This study demonstrates that strategic selection of line × tester combinations plays a pivotal role in enhancing sunflower yield and quality. Line 2 (for extended growth duration) and Line 8 (for improved grain filling period) emerged as promising candidates, along with the superior-performing Line 6 × Tester 1 hybrid, for breeding programs. Conversely, the poor performance of the Line 1 × Tester 2 combination underscored the critical importance of thorough genetic compatibility assessments. Findings confirm that SCA exerts a decisive influence on key traits, such as grain yield and oil content. These results not only provide valuable guidance for parental selection and superior hybrid development but also highlight the necessity for complementary molecular studies and multi-environment trials to cultivate well-adapted, high-yielding cultivars.  </div> به‌نژادی گیاهی, واریانس ژنتیکی غالبیت, هتروزیس (برتری هیبرید), واریانس ژنتیکی افزایشی, صفات کمی Additive Genetic Variance, Genetic Variance of Dominance, Plant breeding, Heterosis (Hybrid Vigor), Quantitative traits 49 59 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-180-5&slc_lang=fa&sid=1 Elnaz Hajiebrahimi الناز حاجی ابراهیمی rozaelnaz@gmail.com 100319475328460027474 100319475328460027474 No Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Arash Fazeli آرش فاضلی a.fazeli@ilam.ac.ir 100319475328460027475 100319475328460027475 Yes Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Mehdi Ghaffari مهدی غفاری ghaffari@areeo.ac.ir 100319475328460027476 100319475328460027476 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