گزینش ژنوتیپ‎ های جو (.Hordeum vulgare L) با عملکرد دانه مطلوب و پایدار در شرایط تنش خشکی

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: افزایش تقاضا برای غلاتی که به مصرف انسان و دام می‎رسند را می‎توان از طریق توسعه کاشت ژنوتیپ‎های متحمل به خشکی برآورده کرد. به‎دلیل وجود اثر متقابل ژنوتیپ در محیط، بهترین ژنوتیپ در یک محیط ممکن است در سایر محیط‎ها بهترین نباشد و بنابراین، این اثر متقابل اطلاعات ارزشمندی در خصوص عملکرد هر یک از ژنوتیپ‎ها در محیط‎های مختلف ارائه داده و نقش مهمی در ارزیابی پایداری عملکرد دارد. اصلاح ژنتیکی تحمل به خشکی در گیاهان زراعی جزو پایدارترین و مقرون به صرفه‎ترین روش‎ها برای افزایش تولید و پایداری محصول است. بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه بر اساس آماره‎های مختلف پارامتری و ناپارامتری پایداری و ارزیابی تحمل به تنش خشکی بر اساس شاخص‎های تنش در ژنوتیپ‎های امیدبخش جو اقلیم معتدل کشور از اهداف این تحقیق هستند. مواد و روش‎ها: به‎منظور بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه و انتخاب ژنوتیپ‎های جو پرمحصول در شرایط تنش خشکی انتهای فصل در اقلیم معتدل کشور، تعداد ۱۶ ژنوتیپ جو طی دو سال زراعی ۱۴۰۲-۱۴۰۰ در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سه ایستگاه تحقیقاتی ورامین، بیرجند و یزد در دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی انتهای فصل (۱۲ محیط) کشت گردیدند. پس از تعیین عملکرد دانه، شاخص های تنش شامل MP، GMP، TOL، HARM، STI، YI، YSI، RSI و SSI و همبستگی هر یک از آن‎ها با عملکرد دانه محاسبه گردید. آماره‎های پایداری در این بررسی شامل آماره‎های پایداری نصار و هان (S(۱– ۶))، تنارزو (NP(۱–۴))، انحراف از خط رگرسیون (S²dᵢ)، شیب خط رگرسیون (b)، واریانس پایداری شوکلا (σ²ᵢ)، ضریب تغییرات محیطی (CV)، میانگین واریانس‎ها (θᵢ)، واریانس اثر متقابل ژنوتیپ و محیط (θ(i))، اکووالانس ریک (Wᵢ²) و مجموع رتبه کانگ (KR) و روابط بین این آماره‎ها بر اساس همبستگی پیرسون محاسبه شدند. تجزیه واریانس، مقایسه میانگین و همبستگی ساده با استفاده از برنامه SAS-۹.۰، آماره‎های پایداری با استفاده از برنامه STABILITYSOFT و تحلیل مولفه‎های اصلی، شاخص‎های تنش و همبستگی هریک از این شاخص‎ها با عملکرد دانه با استفاده از برنامه iPASTIC محاسبه شد. نمودار پراکنش سه بعدی ژنوتیپ‎ها در محدوده‎های A، B، C و D نیز با استفاده از نرم‎افزار Grapher ترسیم گردید. یافته‎ها: نتایج تجزیه واریانس مرکب حاکی از معنی‎داری برهمکنش ژنوتیپ در محیط بود. از نظر آماره‎های S(۱-۲) ژنوتیپ‎های G۱۱، G۱۰، G۷ و G۳ و بر اساس آماره‎های S(۳-۶) ژنوتیپ‎های G۳، G۷ و G۹ پایدارترین ژنوتیپ‎ها بودند. در بین معیارهای ناپارامتری تنارزو با توجه به معیار NP(۱) ژنوتیپ‎های G۳، G۹ و G۵، با توجه به معیار NP(۲) ژنوتیپ‎های G۳، G۵ و G۸ و با توجه به معیارهای NP(۳) و NP(۴) نیز ژنوتیپ‎های G۳، G۷ و G۹ به‎عنوان پایدارترین ژنوتیپ‎ها شناخته شدند. بر اساس آماره‎های پایداری اکووالانس ریک (W²) و شوکلا (σ²) ژنوتیپ‎های G۹، G۳ و G۱۳ پایدارترین ژنوتیپ‎ها بودند. بر اساس روش رگرسیونی ابرهارت و راسل نیز ژنوتیپ‎های G۷، G۹ و G۳ که عملکرد بالایی نیز داشتند، از سازگاری عمومی و پایداری عملکرد خوبی برخوردار بودند. بر اساس ضریب تغییرات محیطی فرانسیس و کاننبرگ (CVi)، ژنوتیپ‎های G۲، G۱ و G۱۵ از کمترین ضریب تغییرات محیطی برخوردار بودند. از طرف دیگر، بر اساس میانگین رتبه هر ژنوتیپ در کل شاخص‎های تنش (AR) نیز ژنوتیپ‎های G۷، G۲ و G۳ به‎ترتیب به‎عنوان متحمل‎ترین و G۱۱، G۱۴ و G۱۰ نیز به‎عنوان حساس‎ترین ژنوتیپ‎ها به تنش خشکی انتهای فصل شناسایی گردیدند. در شرایط تنش خشکی انتهای فصل عملکرد دانه به‎ترتیب با شاخص‎های YI، HM، GMP، STI، MP، YSI و RSI همبستگی مثبت و معنی‎دار و با شاخص SSI نیز همبستگی منفی و معنی‎داری داشت. در شرایط بدون تنش نیز عملکرد دانه به‎ترتیب شاخص‎های MP،GMP ، STI، HM و YI همبستگی مثبت و معنی‎داری داشت اما بین عملکرد دانه با شاخص‎های SSI، TOL، YSI و RSI همبستگی معنی‎داری مشاهده نگردید. تحلیل مولفه‎های اصلی نیز نشان داد که مولفه اصلی اول ۶۹/۷۱ درصد و مولفه اصلی دوم نیز ۳۰/۲۷ درصد از واریانس متغیرهای اصلی را توجیه کردند. مولفه اصلی اول همبستگی مثبت و بالایی با عملکرد در هر دو محیط تنش و بدون تنش و همچنین شاخص‎های MP، STI، GMP و HM و مولفه دوم نیز همبستگی مثبت و بالایی با عملکرد دانه در محیط بدون تنش و شاخص‎های TOL و SSI و همچنین همبستگی منفی و بالایی نیز با شاخص‎های RSI و YSI داشت. بر اساس نمودار بای‎پلات، ژنوتیپ‎های G۳، G۷، G۸، G۹، G۱۲ و G۱۳ از پتانسیل عملکرد دانه بالاتری برخوردار بوده و نسبت به تنش خشکی متحمل‎ترند. نتیجه‎گیری: عملکرد دانه در این بررسی به‎ترتیب با آماره‎های NP(۳)، KR، NP(۲)، NP(۴)، S(۶) و S(۱) همبستگی منفی و معنی‎داری داشت و بنابراین از این آماره‎ها می‎توان در شناسایی ژنوتیپ‎های پایدار استفاده نمود. ژنوتیپ‎های G۳، G۷ و G۹ به‎ترتیب با میانگین‎های ۶۷۳۲/۹، ۶۷۳۰/۶ و ۶۶۰۸/۱ کیلوگرم در هکتار ضمن داشتن بیشترین عملکرد دانه، با در نظر گرفتن مجموع رتبه‎بندی تمام آماره‎های پایداری مورد مطالعه و همچنین شاخص‎های تنش، از بالاترین پایداری عملکرد دانه و تحمل به خشکی انتهای فصل در بین ژنوتیپ‎های مورد بررسی نیز برخوردار بودند و می‎توان از آن‎ها به‎عنوان رقم با ارزش در مناطق متاثر از تنش خشکی در اقلیم معتدل و یا به‎عنوان مواد ژنتیکی مطلوب در برنامه‎های به‎نژادی جو برای افزایش به تحمل به خشکی استفاده نمود.

کلیدواژه ها:

Adaptation ، Genotype × Environment interaction ، Parametric and non-parametric statistics ، Principal Component Analysis ، Regression ، آماره های پارامتری و ناپارامتری ، برهمکنش ژنوتیپ در محیط ، تحلیل مولفه ‎های اصلی ، رگرسیون ، سازگاری