استفاده از رگرسیون گام به گام در تعیین صفات موثر بر عملکرد در کلزا (Brassica napus L)

مقدمه: در دهه های اخیر، با افزایش روزافزون جمعیت جهان و تغییر الگوهای مصرف، تقاضا برای محصولات کشاورزی، به ویژه دانه های روغنی، به طور چشم گیری افزایش یافته است. دانه های روغنی نه تنها منبع اصلی روغن های خوراکی محسوب می شوند، بلکه در صنایع مختلف نظیر تولید بیودیزل و خوراک دام نیز کاربرد وسیعی دارند. در این میان، کلزا به عنوان یکی از مهم ترین و پرکاربردترین دانه های روغنی در سراسر جهان شناخته می شود که به دلیل سازگاری با طیف وسیعی از شرایط آب و هوایی و پتانسیل بالای تولید روغن، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با این حال، محدودیت در گسترش زمین های ویژگی های مرتبط با رشد، توسعه، کارایی فتوسنتزی و تخصیص زیست توده به دانه باشند. با شناخت دقیق سهم هر یک از این صفات در عملکرد، می توان استراتژی های بهینه ای برای گزینش ژنوتیپ های برتر ارائه داد. علاوه بر این، بررسی همبستگی های موجود بین صفات مختلف می تواند به درک بهتر روابط پیچیده بین اجزای عملکرد و جلوگیری از انتخاب متضاد صفات در برنامه های اصلاحی کمک کند. هدف از این پژوهش، تعیین مهم ترین صفات فنولوژیک و فیزیولوژیک موثر بر عملکرد دانه کلزا و سهم نسبی آن ها در افزایش بازدهی، با استفاده از روش های آماری پیشرفته در شرایط اقلیمی شمال خراسان بود. مواد و روش ها: به منظور دستیابی به اهداف پژوهش، آزمایشی مزرعه ای طی دو سال زراعی متوالی، یعنی ۱۳۹۳-۱۳۹۴ و ۱۳۹۴-۱۳۹۵، در مزرعه تحقیقاتی مجتمع آموزش عالی شیروان واقع در استان خراسان شمالی ایران به اجرا درآمد. این منطقه با اقلیم خاص خود، شرایط مناسبی را برای ارزیابی واکنش ژنوتیپ های کلزا به فراهم می آورد. در این مطالعه، تعداد ۲۰ رقم مختلف از کلزا به عنوان ماده گیاهی مورد استفاده قرار گرفتند تا تنوع ژنتیکی لازم برای شناسایی صفات موثر فراهم شود. طرح آزمایشی به صورت بلوک های کامل تصادفی  با چهار تکرار اجرا گردید تا اثرات ناشی از ناهمگنی احتمالی خاک و محیط به حداقل برسد و قابلیت تعمیم نتایج افزایش یابد. مدیریت زراعی شامل آماده سازی زمین، کاشت، آبیاری، کوددهی و کنترل علف های هرز و آفات بر اساس توصیه های استاندارد منطقه و نیاز گیاه صورت گرفت. در طول دوره رشد، مجموعه ای از داده های فنولوژیک و فیزیولوژیک از هر کرت آزمایشی جمع آوری شد. این صفات شامل روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، عملکرد بیولوژیک (وزن خشک کل گیاه)، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، درصد روغن و عملکرد روغن بودند. پس از برداشت، عملکرد دانه در واحد سطح نیز محاسبه گردید. برای تجزیه و تحلیل داده ها، ابتدا نرمال بودن و همگنی واریانس ها مورد بررسی قرار گرفت. سپس از روش های آماری پیشرفته از جمله تحلیل رگرسیون گام به گام  و گزینش متغیر استفاده شد. این روش ها به ما امکان دادند تا مهم ترین صفات موثر بر عملکرد دانه را شناسایی کرده و سهم نسبی هر یک از آن ها را در تبیین تغییرات عملکرد ژنوتیپ ها به صورت کمی تعیین کنیم. علاوه بر این، جهت بررسی روابط بین صفات مختلف، تحلیل همبستگی انجام شد تا ماهیت (مثبت یا منفی) و شدت ارتباط بین متغیرها مشخص گردد. نتایج: یافته های حاصل از این پژوهش، نقش کلیدی چندین صفت فنولوژیک و فیزیولوژیک را در تعیین عملکرد دانه کلزا در منطقه مورد مطالعه آشکار ساخت. تحلیل رگرسیون گام به گام و گزینش متغیر نشان داد که هفت صفت اصلی شامل روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، عملکرد بیولوژیک، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، درصد روغن و عملکرد روغن، بیشترین تاثیر را در افزایش عملکرد دانه کلزا داشتند. این نتایج بر اهمیت این صفات در برنامه های اصلاحی با هدف افزایش تولید کلزا تاکید می کند.تعیین سهم نسبی هر صفت در میزان عملکرد دانه کلزا، بینش های ارزشمندی را ارائه داد. مشخص شد که عملکرد روغن با سهم ۷۲/۵۳ درصد از تغییرات عملکرد ژنوتیپ ها، قوی ترین عامل تعیین کننده است. این یافته بر اهمیت توسعه ارقامی با محتوای روغن بالا و کارایی بالا در تولید روغن تاکید دارد. پس از آن، درصد روغن با سهم ۳۷/۲۱ درصد و شاخص برداشت با سهم ۱۰/۱۲ درصد در رتبه های بعدی قرار گرفتند. شاخص برداشت به عنوان معیاری از کارایی گیاه در تخصیص زیست توده تولید شده به دانه ها، نشان دهنده اهمیت انتخاب ژنوتیپ هایی با توانایی بالای انتقال مواد فتوسنتزی به دانه است. عملکرد بیولوژیک با ۱۰.۲۳ درصد سهم، بیانگر اهمیت پتانسیل تولید زیست توده کلی گیاه است که پایه و اساس عملکرد دانه را تشکیل می دهد. صفاتی نظیر روز تا رسیدگی فیزیولوژیک (۱۶/۱ درصد)، وزن هزار دانه (۸۲/۰ درصد) و تعداد دانه در خورجین (۵۹/۰ درصد) اگرچه سهم کمتری داشتند، اما همچنان به عنوان اجزای مهم در فرآیند پیچیده تعیین عملکرد دانه نقش ایفا می کنند. همچنین، تحلیل همبستگی ها (اگرچه جزئیات در چکیده ارائه نشده است، اما می توان تاکید کرد که) روابط مثبت یا منفی بین این صفات و عملکرد، مسیرهای بالقوه برای اصلاح همزمان چندین صفت را نشان می دهد. به عنوان مثال، همبستگی مثبت بین عملکرد بیولوژیک و عملکرد دانه، به این معناست که انتخاب برای گیاهان با تولید زیست توده بالاتر می تواند به طور مستقیم به افزایش عملکرد دانه منجر شود. نتیجه گیری کلی: نتایج این مطالعه نشان داد که با استفاده از پتانسیل ژنتیکی موجود و انتخاب بر اساس این صفات کلیدی، عملکرد دانه کلزا می تواند از ۴۳۴ گرم بر متر مربع به ۶۶۱ گرم بر متر مربع افزایش یابد که معادل افزایش ۲۲۷ گرم بر متر مربع یا به عبارت دیگر، از ۳۴/۴ تن در هکتار به ۶۱/۶ تن در هکتار است. این میزان افزایش، پتانسیل قابل توجهی را برای افزایش امنیت غذایی و اقتصادی در مناطق مشابه فراهم می کند و راهبردهای آتی برای اصلاح و انتخاب ارقام برتر کلزا را برای دستیابی به حداکثر پتانسیل عملکردی، هدایت می کند.

کلیدواژه ها:

رگرسیون گام به گام ، شاخص برداشت ، درصد روغن ، عملکرد بیولوژیک ، عملکرد روغن