بررسی نتایج حاصل از تلاقی دای‌آلل در گندم نان تحت شرایط تنش رطوبتی با استفاده از روش GGE-biplot

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد. گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، کرج، ایران

2 دانشیار. گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد کرج، کرج، ایران

3 استاد‌یار. موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

مقدمه
از تلاقی‌های دای‌آلل جهت بررسی عمل ژن و تعیین گروه‌ها و الگوهای هتروتیک می‌توان استفاده نمود. دردهه‌ی اخیر استفاده از روش گرافیکی یا روش  GGE biplot  در بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در برنامه‌های به‌نژادی متداول شده است. در این روش اثر ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ و محیط از هم تفکیک‌شده و گزینش ارقام پایدار بر اساس هر دو اثر مذکور صورت می‌گیرد. زمانی که GGE biplot برای داده‌های دای‌آلل استفاده شود هر ژنوتیپ هم به‌عنوان لاین و هم به‌عنوان تستر در نظر گرفته می‌شود. همچنین در این مواقع اصطلاحات میانگین عملکرد و پایداری ژنوتیپ‌ها به ترتیب با ترکیب‌پذیری عمومی و ترکیب‌پذیری خصوصی والدین معادل است. روش بای‌پلات ابزاری بسیار مفید جهت ارزیابی چشمی و تفسیر پاسخ الگوی ارقام، محیط‌ها و اثر متقابل آن‌ها است. هدف از این تحقیق ارائه اطلاعات زیر در رابطه با گندم به‌صورت گرافیکی بود: (1) تعیین ترکیب‌پذیری عمومی والدین؛ (2) برآورد ترکیب‌پذیری خصوصی هیبریدها؛ (3) تعیین تسترهای مناسب برای تحقیقات آینده؛ (4) تعیین بهترین هیبریدها؛ و (5) تعیین گروه‌ها و الگوهای هتروتیک در بین ژنوتیپ‌های مورد ارزیابی.
مواد و روش‌ها
در این تحقیق  هفت رقم گندم نان به نام‌های هامون، الموت، C-84-12، گاسپارد، قدس، مغان 1، ا‌فشار (به ‌عنوان والدین) مورداستفاده قرار گرفتند. این ارقام همراه با 21 ژنوتیپ نسل F1 حاصل از تلاقی دای‌آلل آن‌ها که به‌صورت نیمه دای‌آلل (فاقد تلاقی‌های معکوس) انجام گرفته بود، در سال زراعی 92-1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده‌ کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، در شرایط اعمال تنش رطوبتی، کشت گردیدند.طرح آماری مورداستفاده، بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار بود. تجزیه واریانس داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و تجزیه دای‌آلل توسط نرم‌افزار D2 انجام شد. آنالیزهای گرافیکی توسط نرم‌افزار GGE biplot طبق روش پیشنهادی یان و هانت صورت گرفت. به‌منظور بررسی نتایج حاصل از تلاقی دای‌آلل در گندم نان از روش بای‌پلات استفاده گردید. در این تحقیق دوازده صفت زراعی شامل عملکرد دانه، ارتفاع بوته، طول سنبله، وزن سنبله، قطر ساقه، طول ریشک، طول میانگره‌ دوم، طول پدانکل، بیرون آمدگی پدانکل، طول بذر، قطر بذر و وزن هزار دانه ارزیابی شدند.
نتایج و بحث
تجزیه واریانس تفاوت معنی‌داری بین ارقام از نظر اکثر صفات مورد بررسی نشان داد. میانگین مربعات ترکیب‌پذیری عمومی برای تمامی صفات به‌جز ارتفاع بوته، طول میانگره دوم و قطر ساقه معنی‌دار بود. میانگین مربعات ترکیب‌پذیری خصوصی برای تمامی صفات به‌جز قطر ساقه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار گردید. بیشترین و کمترین میزان میانگین عملکرد دانه به ترتیب برای والدها در ارقام هامون و افشار و برای تلاقی‌‌‌ها در هیبریدهای هامون×قدس و C-84-12×گاسپارد مشاهده گردید. بیشترین ترکیب‌پذیری عمومی مثبت و معنی‌دار برای صفت عملکرد دانه، مربوط به رقم هامون بود. بیشترینترکیب‌پذیریخصوصیمثبتومعنی‌داربرای صفتعملکرددانهدرمترمربع، مربوطبهتلاقی‌های هامون×قدسو C-84-12×مغان 1 بود. برایصفتوزن سنبله بیشترینمقادیرترکیب‌پذیریخصوصی معنی‌داربه ترتیبمربوطبه تلاقی‌های C-84-12×افشار و الموت×گاسپارد بود. برای صفت وزن هزاردانه بالاترین ترکیب‌پذیری خصوصی را تلاقی‌های الموت×قدس وC-84-12×افشار نشان دادند. برایصفتطولسنبله تلاقی‌های الموت × C-84-12و  C-84-12 × قدس، گاسپارد × افشار و قدس× مغان 1 دارای ترکیب‌پذیری خصوصیمثبتومعنی‌داربودند. بر اساس نتایج حاصل از بای‌پلات داده‌های دای‌آلل برای صفت عملکرد دانه، لاین‌های الموت و افشار به ترتیب بیشترین و کمترین میزان ترکیب‌پذیری ‌عمومی را دارا بودند. ارقامC-84-12 ، قدس و گاسپارد دارای ترکیب‌پذیری خصوصی بالاتری نسبت به بقیه‌ی لاین‌ها بودند. ارقام موردبررسی به دو گروه هتروتیک تقسیم‌بندی شدند. گروه اول شامل ارقام گاسپارد، C-84-12 و هامون و گروه دوم شامل ارقام الموت، قدس، مغان 1 و افشار بود. تستر‌های قدس، الموت،  C-84-12و گاسپارد از شباهت بیشتری نسبت به سایر تستر‌ها برای صفت عملکرد دانه، برخوردار بودند. ارقام قدس، C-84-12 و الموت نسبت به سایر ارقام قدرت تمیز بیشتری را دارا بودند.
نتیجه‌گیری
در مجموع، بین ارقام مورد بررسی تنوع ژنتیکی قابل‌توجهی وجود داشت که سبب وجود اثرهای افزایشی و غیرافزایشی برای صفات موردبررسی ازجمله عملکرد می‌شود. مقایسه نتایج تجزیه‌های عددی با نتایج گرافیکی نشان‌دهنده مطابقت خوب نتایج این دو روش بود. با توجه به برتری روش‌های گرافیکی ازنظر تفسیر سریع‌تر و ساده‌تر نتایج، استفاده از این روش‌ها، جهت سهولت در تحقیقات توصیه می‌شود.

کلیدواژه‌ها


Crossa, J., Cornelius, P. L., Yan, W., 2002. Bi-plots of linear-bilinear models for studying crossover genotype × environment interaction. Crop Science. 42, 136-144.

Farshadfar, A., 1996. Genetic analysis of drought resistance in plant breeding methods. Agronomy and Plant Breeding Congress Abstracts. University of Tehran. 16p. [In Persian].

Gabriel, K. R., 1971. The biplot graphic display of matrices with application toprincipal component analysis. Biometria. 58, 453-467.

Gauch, H. G., 2006. Statistical analysis of yield trials by AMMI and GGE. Crop Science. 46, 1488-1500.

Joshi, A. K., Mishra, B., Chatrath, R., Ortiz-Ferrara, G., Singh, R. P., 2007. Wheat improvement in India: Present status, emerging challenges and future prospects. Euphytica. 153, 135-151.

Letta, T., D’Egidio, M. G., Abinasa, M., 2008. Analysis of multi-environment yield trials in durum wheat based on GGE-biplot electronic resource. Journal ofFood, Agriculture and Environment. 6(2), 217-221.

Melani, M. D., Carena, M. J., 2005. Alternative maize heterotic patterns for the northern corn belt. Crop Science. 45, 2186-2194.

Miranda, G. V., Souza, L. V., Galvao, J. C. C., Guimaraes, L. J. M., Melo, A. V.,Santos, I. C., 2007. Genetic variability and heterotic groups of Brazilianpopcorn populations. Euphytica. 162, 431-440.

Mohammadi, R., Haghparast, R., Amri, A., Ceccarelli, S., 2010. Yieldstability of rainfed durum wheat and GGE biplot analysis of multi-environment trials. Crop and Pasture Science. 61, 92–101. [In Persian with English summary].

Mostafavi, K., Mirzaei, R., Bihamta, M. R., Changizi, M., Babaei, T., 2009. Genetic investigation of resistance to drought stress in bread wheat using graphical methods: GGE bi-plot and AMMI model. Environmental Stresses in Crop Sciences. 2(2), 170-180. [In Persian with English summary].

Mostafavi, K., Zabet, M., 2013. Genetic study of yield and some agronomic traits in bread wheat lines using biplot data. Seed and Plant improvement. 1-29, 503-518 [In Persian with English summary].

Mousavi, S. S., Yazdi Samadi, B., Zali, A., Bihamta, M. R., 2007. Genetic analysis of quantitative traits in bread wheat under normal and drought stress conditions. Seed and Plant improvement. 23(4), 587-601 [In Persian with English summary].

Riaz, R., Chowdhry, M. A., 2003. Genetic analysis of some economic traits of wheat under drought condition. Asian Journal of Plant Science. 2, 790-796.

Yan, W., Hunt, L. A., 2002. Biplot analysis of diallel data. Crop Science. 42, 21-30.