بررسی پایداری تک متغیره و چندمتغیره جهت انتخاب لاین های امیدبخش گندم دوروم در شرایط محیطی مختلف

چکیده مبسوط                                                                         مقدمه و هدف: گندم که از جمله غلات تاثیرگذار میباشد، جزو مهم‎ترین منابع غذایی در کشورهای آسیایی و از جمله ایران است که سطح زیر کشت بیشتری را در مقایسه با سایر محصولات گیاهی در کشور به‎خود اختصاص داده است. گندم دوروم نوعی گندم تتراپلوئید است که اهمیت ویژه ای برای استفاده در صنایع غذایی و به ویژه تولید ماکارونی دارد. گندم دوروم منبع خوبی از فیبر غذایی، پروتئین و طیف وسیعی از ویتامین و مواد معدنی مانند آهن، منیزیم و ویتامین‎های گروهB  است که آن را به غذایی سالم و مغذی تبدیل می کند. این محصول همچنین دارای اهمیت اقتصادی خاصی برای کشور بوده و یک محصول استراتژیک است که تاثیر به‎سزایی در اقتصاد کشاورزی کشور دارد. بر اساس ثبات و پایداری بهره وری گیاهان در شرایط محیطی در حال تغییر، به نژادگران گیاهی می توانند محصولاتی را توسعه دهند که انعطاف پذیرتر بوده و پایداری مناسبی حتی در مواجهه با تغییرات آب و هوایی و سایر چالش های زیست محیطی دارند. هدف از مطالعه پیش رو بررسی نحوه پاسخ آنها به تغییرات محیطی جهت امکان سنجی معرفی این ژنوتیپ ها به‎عنوان ارقام قابل کاشت توسط زارعین است. مواد و روش‎ها: جهت امکان سنجی معرفی ارقام جدید گندم دوروم با عملکرد بالا و پایداری عملکرد مناسب در شرایط متفاوت محیطی، ۱۸ ژنوتیپ گندم دوروم در کنار دو رقم شاهد (هانا و پارسی) در چهار سال زراعی (۱۳۹۳ الی ۱۳۹۶) در ایستگاه پژوهشی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه (ایستگاه تحقیقات کشاورزی اسلام‎آباد غرب) بر اساس طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفتند. تجزیه واریانس مرکب با توجه به معنی دار شدن اثرمتقابل ژنوتیپ × محیط برای عملکرد دانه، مقایسه میانگین برای ژنوتیپ ها و محیط و همچنین برای اثرمتقابل آنها انجام گرفت و همچنین تجزیه پایداری به روش های تک و چندمتغیره محاسبه شد. روش های مورد استفاده تک متغیره شامل پارامترهای واریانس محیطی (S۲)، ضریب تغییرات محیطی مربوط به کلیه محیط های مورد بررسی (CV)، اکووالانس ریک (W۲)، واریانس پایداری شوکلا (Shukla-Var)، ضرایب رگرسیون بر اساس مدل ابرهارت-راسل برای تجزیه اثرمتقابل ژنوتیپ × محیط به اجزای رگرسیون (b)، مقدار خطای استاندارد یا انحراف از خط رگرسیون در مدل ابرهارت-راسل (Sd) و مقدار ضریب تبیین مدل رگرسیون در مدل ابرهارت-راسل (R۲) بود. همچنین، روش های چند متغیره شامل روش AMMI، روش GGE و روش نقشه گرمایی جهت تحلیل پایداری ژنوتیپ‎ها مورد استفاده قرار گرفت. جهت محاسبات مربوط به تحلیل واریانس مرکب و مقایسه میانگین از نرم‎افزار SAS استفاده شد. همچنین محاسبات تک متغیره پایداری نیز با استفاده از کدهای نوشته شده توسط نویسندگان در زبان ماتریس نرم‎افزار SAS که به زبان انفعالی ماتریسی یاInteractive matrix Language معروف است انجام گرفت. نرم‎افزار R و کتابخانه agricolae برای محاسبات مربوط به روش های چندمتغیره در مدل AMMI و GGE استفاده شد. رسم نقشه گرمایی نیز در نرم‎افزار R و با کتابخانه ggcorrplot انجام شد. یافتهها: تحلیل واریانس مرکب در این پژوهش نشان دهنده معنی دار بودن اثرات اصلی ژنوتیپ و محیط به‎تنهایی و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در عملکرد دانه بود. به دلیل معنی دار بودن اثرمتقابل ژنوتیپ × محیط، پاسخ ژنوتیپ ها به محیط های مختلف متفاوت است، بنابراین جهت امکان سنجی معرفی ارقام جدید دوروم با پتانسیل بالا از جنبه عملکرد دانه و پایداری تولید در محیط های متفاوت تجزیه پایداری به روش های تک متغیره و چندمتغیره انجام گرفت. نتایج نقشه گرمایی نشان داد که این روش قادر به تفکیک سه گروه محیطی بود و تاییدکننده ی نتایج مقایسه میانگین بود. تعداد گروه های تفکیک شده ژنوتیپ ها بر اساس محیط های آزمایشی نیز شامل چهار گروه متفاوت بود. روش های متفاوت پایداری مورد استفاده در این پژوهش نیز تفاوت هایی را در ارتباط با پایداری و حساسیت ژنوتیپ ها نشان داد. بنابراین، در نهایت از روش رتبه بندی بر اساس مدل های مختلف پایداری استفاده شد. بر این اساس، ژنوتیپ های شماره ۱۶، ۱۴، ۱۳ و ۳ بر اساس همه روش های پایداری دارای عملکرد دانه بالا و پایداری مناسب (بالاتر از متوسط) و ژنوتیپ های شماره ۱۸ و ۱۹ نیز دارای پایداری بالا و عملکرد دانه مناسب بودند. چهار ژنوتیپ اول که پایداری مناسبی داشتند، دارای عملکرد متوسط بالاتر از هر دو شاهد بودند ولی دو ژنوتیپ بعدی که دارای پایداری بالایی بودند، عملکرد بیشتر از رقم هانا و کمتر از رقم پارسی نشان دادند. نتیجه‎گیری: با بررسی روش های مختلف پایداری تک متغیره شامل واریانس محیطی، ضریب تغییرات محیطی، واریانس شوکلا، روش مجموع مربعات رگرسیون، ضریب رگرسیون، باقی‎مانده مدل رگرسیون و ضریب تببین به‎همراه روش های چند متغیره شامل مدل AMMI و مدل GGE و همچنین روش نقشه گرمایی جهت تخمین پایداری و نحوه پاسخ ۱۸ ژنوتیپ گندم دوروم به‎همراه دو رقم شاهد (هانا و پارسی)، مشخص گردید که نقشه گرمایی کارایی مناسبی جهت برسی پاسخ ژنوتیپ‎ها به شرایط محیطی داشت و قادر به تفکیک سه گروه محیطی بود که نتایج مقایسه میانگین را تایید نمود. تعداد گروه های تفکیک شده ژنوتیپ ها بر اساس محیط های آزمایشی نیز شامل ۴ گروه متفاوت بود. بر اساس نتایج تحلیل‎های پایداری، ژنوتیپ های ۱۴، ۱۶، ۱۳ و ۳ دارای عملکرد نهایی بالا و پایداری مناسب (بالاتر از متوسط) بر اساس همه روش های پایداری و ژنوتیپ های ۱۹ و ۱۸ نیز دارای پایداری بالا و عملکرد کل مناسب (بالاتر از متوسط) بودند. چهار ژنوتیپ اول که پایداری مناسبی داشتند دارای عملکرد متوسط بالاتر از هر دو شاهد بودند ولی دو ژنوتیپ بعدی که دارای پایداری بالایی بودند عملکرد بیشتر از رقم هانا و کمتر از رقم پارسی نشان دادند. در نهایت پیشنهاد می گردد که این شش ژنوتیپ جهت بررسی بیشتر وارد آزمایش های منطقه ای تحقیقی-ترویجی گردند تا در نهایت مناسب ترین آنها به‎عنوان رقم جدید گندم دوروم معرفی شود.

کلیدواژه ها:

AMMI ، Clustering ، Environmental Coefficient of Variation ، GGE Biplot ، Heatmap ، Univariate Stability Analysis ، امی ، بای پلات ، پایداری تک متغیره ، چندمتغیره ، خوشه بندی ، نقشه گرمایی