بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه لاین‌های گندم دوروم تحت شرایط دیم با استفاده از GGE بای‌پلات و AMMI

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران.

2 موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، معاونت سرارود، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سرارود، ایران.

3 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سنندج، ایران.

4 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اردبیل، ایران.

5 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان شمالی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیروان، ایران.

چکیده

بررسی اثر متقابل ژنوتیپ در محیط قبل از معرفی ارقام جدید پایدار و سازگار ضروری است. به‌منظور ارزیابی کارایی استفاده از GGE بای‌پلات و AMMI در مطالعه پایداری و سازگاری عملکرد دانه لاین‌های گندم دوروم در مناطق دیم معتدل و سرد، تعداد 17 ژنوتیپ پیشرفته دوروم به همراه شاهدها (ساجی، زردک و سرداری) به مدت سه سال زراعی (93-1390) در مناطق مراغه، سرارود، قاملو، اردبیل و شیروان در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در 3 تکرار تحت شرایط دیم کشت شدند. بر اساس نتایج تجزیه واریانس مرکب، بین محیط‌ها، ژنوتیپ‌ها و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط اختلاف آماری معنی‌داری مشاهده گردید. بزرگی اثرات اصلی برای محیط، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط به ترتیب 80 درصد، 4 درصد و 9 درصد مجموع مربعات کل بود. میزان پوشش سبز، تیپ رشد زمستانه، شاخص زراعی و ارتفاع گیاه همبستگی مثبت با عملکرد دانه داشته، ولی همبستگی عملکرد با صفات تعداد روز تا خوشه‌دهی و رسیدگی منفی بود. بر اساس نتایج GGE بای‌پلات، محیط‌ها به سه گروه و ژنوتیپ‌ها به چهار گروه تفکیک شدند. ارزیابی پایداری ژنوتیپ‌ها با استفاده از آماره‌ پایداری امی (ASV) و GGE بای‌پلات نشان داد لاین‌هایی نظیر راسکون در مناطق سردی مثل مراغه، قاملو و اردبیل می‌توانند منبع ژنتیکی مطلوبی برای معرفی ارقام جدید دوروم باشند. نتایج AMMI و شاخص پایداری امی (ASV) در مقایسه با نتایج GGE بای‌پلات نشان داد تمامی این شاخص‌ها از پتانسیل خوب برای ارزیابی پایداری عملکرد ژنوتیپ‌ها برخوردار بوده ولی GGE بای‌پلات بسیار کاربردی‌تر بوده و می‌تواند به‌صورت گسترده‌ای در بررسی ژنوتیپ‌ها در مناطق و سال‌های متعدد در برنامه‌های اصلاح غلات بکار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها


Aggarwal, P., Sinha, S., 1987. Response of droughted wheat to mid-season water application: recovery in leaf area and its effect on grain yield. Functional Plant Biology. 14, 227-237.

Akcura, M., Kaya, Y., Taner, S., 2005. Genotype-environment interaction and phenotypic stability analysis for grain yield of durum wheat in the Central Anatolian region. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 29, 369-375.

Benli, B., Pala, M., Stockle, C., Oweis, T., 2007. Assessment of winter wheat production under early sowing with supplemental irrigation in a cold highland environment using CropSyst simulation model. Agricultural Water Management. 93, 45-53.

Blum, A., 1988. Plant Breeding for Stress Environments. CRC Press Inc., Boca Raton, Florida.

Cakmak, I., Pfeiffer, W.H., McClafferty, B., 2010. Review: biofortification of durum wheat with zinc and iron. Cereal Chemistry. 87, 10-20.

Chen, T., Xu, G., Wang, Z., Zhang, H., Yang, J., Zhang, J., 2015. Expression of proteins in superior and inferior spikelets of rice during grain filling under different irrigation regimes. Proteomics. 16, 102-121.

De Lacy, I.H., Basford, K.E., Cooper, M., Bull, J.K., Macclaren, C.G., 1996. Analysis of multi-environmental interaction and adaptation. In: Hayward, D., Bosemark, N.O., Romagosa, I., Eds. Plant Breeding, Principals and Prospects. Chapman and Hall. London UK.

Eberhart, S.A., Russell, W.A., 1966. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science. 6, 36-40.

Fan, X.-M., Kang, M.S., Chen, H., Zhang, Y., Tan, J., Xu, C., 2007. Yield stability of maize hybrids evaluated in multi-environment trials in Yunnan, China. Agronomy Journal. 99, 220-228.

Feizi, M., Sadeghzadeh, B., Ansari, Y., Dolatpanah, T., 2013. Genetic variation of soluble sugars and growth habit, and the relationship between these traits with cold tolerance in barley genotypes. Journal of Research in Crop Sciences. 6, 1-10. [In Persian with English Summary].

Finlay, K.W, Wilkinson, G.N., 1963. The analysis of adaptation in a plant-breeding programme. Crop and Pasture Science. 14(6(, 742-754.

Fowler, D.B., Gusta, L.V., Tyler, N.J., 1981. Selection for winter hardiness in wheat. III. Screening methods. Crop Science. 21, 896-901.

Francis, T., Kannenberg, L., 1978. Yield stability studies in short-season maize. I. A descriptive method for grouping genotypes. Canadian Journal of Plant Science. 58, 1029-1034.

Garcia del Moral, L.F., Rharrabti, Y., Villegas, D., Royo, C., 2003. Evaluation of grain yield and its components in durum wheat under Mediterranean conditions: An ontogenic approach. Agronomy Journal. 95, 266-274.

Gauch, H.G., 1992. Statistical Analysis of Regional Trials. AMMI Analysis of Factorial Designs. Elsevier, New York, USA.

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

Gauch, H.G., Zobel, R.W., 1996. AMMI analysis of yield trials. In: Kang, M.S., Gauch, H.G., (eds.), Genotype by Environment Interaction. CRC Press: Boca Raton, FL.

Giunta, F., Motzo, R., Deidda, M., 1993. Effect of drought on yield and yield components of durum wheat and triticale in a Mediterranean environment. Field Crops Research. 33, 399-409.

Heidari-Sharifabad, H., 2008. Drought mitigation strategies for the agriculture sector. The 10th Iranian Congress of Crop Sciences. Karaj, Iran. [In Persian with English Summary].

Ilbeyi, A., Ustun, H., Oweis, T., Pala, M., Benli, B., 2006. Wheat water productivity and yield in a cool highland environment: Effect of early sowing with supplemental irrigation. Agricultural Water Management. 82, 399-410.

Iranian Ministry of Agriculture, 2011. Agricultural Statisctic Booklet. Misitry of Jihad-e-Agriculture, Department of Planning and Economics. [In Persian with English Summary].

Kang, M.S., 1993. Simultaneous selection for yield and stability in crop performance trials: Consequences for growers. Agronomy Journal. 85, 754-757.

Nachit, M.M., 2002. Breeding for improved resistance to drought in durum wheat. ICARDA Caravan, ICARDA.

Nachit, M.M., Nachit, G., Ketata, H., Gauch, H., Zobel, R., 1992. Use of AMMI and linear regression models to analyze genotype-environment interaction in durum wheat. Theoretical and Applied Genetics. 83, 597-601.

Ortiz-Ferrara, G., Yau, S., Assad Moussa, M., 1991. Identification of agronomic traits associated with yield under stress conditions. In: Acevedo, E., Conesa, A.P., Monneveux, P., Eds. Physiology Breeding of Winter Cereals for Stressed Mediterranean Environments. Paris: INRA.

Oweis, T., Pala, M., Ryan, J., 1998. Stabilizing rainfed wheat yields with supplemental irrigation and nitrogen in a Mediterranean climate. Agronomy Journal. 90, 672-681.

Purchase, J., Hatting, H., Van Deventer, C., 2000. Genotype× environment interaction of winter wheat, Triticum aestivum L. in South Africa: II. Stability analysis of yield performance. South African Journal of Plant and Soil. 17, 101-107.

Rose IV, L.W., Das, M.K., Taliaferro, C.M., 2008. A comparison of dry matter yield stability assessment methods for small numbers of genotypes of bermudagrass. Euphytica. 164, 19-25.

Royo, C., Abaza, M., Blanco, R., del Moral, L.F.G., 2000. Triticale grain growth and morphometry as affected by drought stress, late sowing and simulated drought stress. Functional Plant Biology. 27, 1051-1059.

Sadeghzadeh, B., Abediasl, G., Sadeghzadeh-ahari, D., 2012. Evaluating agronomic traits related to grain yield of durum wheat landraces in drylands condition. Iranian Journal of Dryland Agricultural Science. 1, 40-62 [In Persian with English Summary].

Samonte, S.O.P., Wilson, L.T., McClung, A.M., Medley, J.C., 2005. Targeting cultivars onto rice growing environments using AMMI and SREG GGE biplot analyses. Crop Science 45, 2414-2424.

Shukla, G., 1972. Some statistical aspects of partitioning genotype-environmental components of variability. Heredity. 29, 237-245.

Tavakkoli, A.R., Oweis, T.Y., 2004. The role of supplemental irrigation and nitrogen in producing bread wheat in the highlands of Iran. Agricultural Water Management. 65, 225-236. [In Persian with English Summary].

Trethowan, R., Reynolds, M., 2007. Drought resistance: genetic approaches for improving productivity under stress. In: Trethowan, R.M., Reynolds, M. (eds.), Wheat Production in Stressed Environments. Springer Pub., The Netherlands.

Wricke, G., 1962. Evaluation method for recording ecological differences in field trials. Z. Pflanzenzücht. 47, 92-96.

Yan, W., 2001. GGEbiplot - A Windows application for graphical analysis of multienvironment trial data and other types of two-way data. Agronomy Journal. 93, 1111-1118.

Yan, W., 2002. Singular-value partitioning in biplot analysis of multienvironment trial data. Agronomy Journal. 94, 990-996.

Yan, W., Kang, M.S., 2003. GGE Biplot Analysis: A Graphical Tool for Breeders, Geneticists, and Agronomists. CRC Press, Boca Raton, FL.

Yan, W., Kang, M.S., Ma, B., Woods, S., Cornelius, P.L., 2007. GGE biplot vs. AMMI analysis of genotype-by-environment data. Crop Science. 47, 643-653.