تجزیه پایداری ژنوتیپ‎ های گندم نان (.Triticum aestivum L) با استفاده از روش GGE-biplot

 تولید ارقام دارای عملکرد بالا و پایدار مهم‎ترین هدف برنامه‎های اصلاحی محصولات زراعی از جمله گندم نان می‎باشد. امروزه گندم یکی از مهمترین محصولاتی است که در ایران کشت می‎شود. عملکرد نهایی هر محصول بوسیله پتانسیل ژنوتیپ، محیط و اثر متقابل ژنوتپ×محیط تعیین می‎شود. مطالعات اثر متقابل ژنوتیپ×محیط می‎تواند به تعیین انتخاب یک یا چند ژنوتیپ پایدار با عملکرد بالا در طیف وسیعی از محیط ها کمک کند. روش های مختلفی (تک متغییره و چند متغییره) برای ارزیابی اثرات متقابل معرفی شده است که هریک ماهیت اثر متقابل را از دیدگاه مشخصی بررسی می کند. نتایج روش های مختلف ممکن است با هم یکسان نباشند، اما بهترین نتیجه زمانی حاصل می شود که یک ژنوتیپ با روش های مختلف ارزیابی، نتیجه مشابهی از نظر پایداری نشان دهد. روش‎های تک متغییره تصویر کاملی از ماهیت پیچیده و چند بعدی اثر متقابل ژنوتیپ×محیط ارائه نمی‎کنند، از این‎رو استفاده از روش‎های چند متغییره برای رفع این مشکل پیشنهاد شده است. در بین روش‎های چند متغییره، روش ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط از اهمیت بیشتری برخوردار می‎باشد. بنابراین، این مطالعه به‎منظور شناسایی بهترین لاین‎های امیدبخش گندم نان پایدار برای اقلیم گرم و خشک توسط روش بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط انجام شد.

مواد و روش‎ ها:

 سازگاری و پایداری 37 لاین امیدبخش گندم نان به ‎همراه 3 شاهد (چمران 2، مهرگان و سارنگ) در 10 محیط مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش با استفاده از طرح بلوک‎های کامل تصادفی با سه تکرار در دو فصل زراعی (1399-1400 و 1401-1400) در پنج ایستگاه تحقیقاتی (داراب، اهواز، دزفول، خرم‎آباد و زابل) اجرا شد. در مزرعه هر کرت با تراکم چهارصد و پنجاه بذر در مترمربع کشت شد. هریک از ژنوتیپ‎ها در کرت‎هایی با شش خط پنج متری با فاصله خطوط 20 سانتی‎متر کاشته شد. در پایان فصل محصول سنبله های شش ردیف پنج متری از هر کرت به‎وسیله کمباین وینتراشتایگر برداشت شد و وزن دانه های به ‎دست آمده توسط ترازوی دیجیتال اندازه گیری و در هکتار گزارش شد. برای عملکرد دانه، داده‎ها مورد تجزیه واریانس مرکب قرار گرفتند. از روش آماری بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط با مدل اثر ژنوتیپ + برهم‎کنش ژنوتیپ × محیط برای ارزیابی پایداری و سازگاری ژنوتیپ‎ها درمحیط‎های مورد بررسی استفاده شد. از نرم‎افزار SPSSv22 برای تجزیه مرکب و از نرم‎افزار GGE-Biplot برای تجزیه داده‎های آزمایشی به‎روش گرافیکی ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط استفاده شد.

یافته‎ ها:

 آزمون کولموگراف اسمیرنوف جهت بررسی آزمون خطای باقیمانده‎ها در هر محیط انجام گرفت. نتایج آن در مورد هر محیط، به‎طور جداگانه نشان داد که باقیمانده داده‎ها در کلیه محیط‎ها نرمال بودند. نتیجه آزمون بارتلت برای محیط‎ها، همگن بودن واریانس خطاها را نشان داد، از این‎رو می‎توان تجزیه مرکب را انجام داد. تجزیه واریانس مرکب داده‎ها نشان داد که اثرات اصلی محیط، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ×محیط بر عملکرد دانه معنی‎دار بود. 70/12 درصد تغییرات مربوط به اثر محیط، 1/24 درصد مربوط به اثر ژنوتیپ و 9/57 درصد تغییرات مربوط به برهم‎کنش ژنوتیپ×محیط بود. معنی دار شدن اثرات متقابل در این مطالعه نشان داد که ژنوتیپ ها در محیط های متفاوت پاسخ های متفاوتی نشان داده و به عبارت دیگر اختلاف بین ژنوتیپ ها از محیطی به محیطی دیگر یکسان نیست و در این شرایط پایداری عملکرد دانه می تواند مورد ارزیابی قرار گیرد. نتایج نشان داد که دو مولفه ‎ی اول در مجموع 54 درصد از کل تنوع زراعی موجود بین داده ‎ها را توجیه کردند. مولفه اصلی اول 29 درصد و مولفه اصلی دوم 25 درصد از واریانس موجود بین داده ‎ها را توجیه کردند. بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط به‎دست آمده در آزمایشات چند محیطی منجر به شناسایی 4 ابر محیط و 5 ژنوتیپ برتر شد. نمودار چندضلعی حاصل، نشان داد که ژنوتیپ‎ های G31،G21 ، G29، G27 و G32 که در رئوس چندضلعی قرار داشتند، ژنوتیپ ‎های برتر بودند. نتایج بای‎پلات مختصات محیط متوسط در این تحقیق نشان داد که ژنوتیپ‎های G29، G28 و G16 دارای عملکرد دانه و پایداری عملکرد بالا بودند. بررسی بای‎پلات همبستگی بین محیط‎ها نشان داد که بردارهای محیطی مناطق اهواز و زابل دارای زاویه نزدیک به 90 درجه بود که نشان‎دهنده عدم تشابه این دو منطقه است. همچنین نتایج نشان داد که کلیه محیط‎ها دارای قابلیت تمایز بالایی بوده و توانستند تفاوت‎های بین ژنوتیپ‎ها را به‎خوبی آشکار کنند. بر اساس نتایج حاصله، می‎توان محیط زابل را به‎عنوان محیط مطلوب جهت انتخاب ژنوتیپ‎های برتر گندم نان معرفی کرد.

نتیجه‎ گیری کلی: 

در مجموع با توجه به تغییرات اقلیمی در کشور به‎خصوص در مناطق گرم و خشک جنوب کشور، لزوم استفاده از ارقام پایدار با پتاسیل عملکرد بالا همواره مطرح است. این مطالعه به‎وضوح و به‎راحتی به شناسایی ژنوتیپ‎های پایدار و برتر به‎صورت گرافیکی کمک کرده است. اصلاح‎گرهای گندم در سراسر جهان ارقام اصلاحی برای مناطق مختلف جغرافیایی و اقلیمی کشاورزی در نظر می‎گیرند. سازگاری عمومی ارقام برای چندین منطقه در این مطالعه شناسایی شد. در این بررسی، محیط زابل را می‎توان به‎عنوان محیط مطلوب جهت انتخاب ژنوتیپ‎های برتر گندم نان معرفی کرد. در نهایت توصیه می‎شود ژنوتیپ‎های G29، G28 و G16 پس از تکثیر بذر و انتخاب برترین آنها در شرایط مزرعه، وارد آزمایشات تحقیقی و ترویجی گردد و در نهایت وارد فرایند معرفی ارقام جدید گندم نان نمود. همچنین نتایج به دست آمده در این مطالعه کارایی روش بای‎پلات ژنوتیپ×ژنوتیپ-محیط را برای انتخاب ارقام پرمحصول و پایدار نشان داد.