بررسی پایداری عملکرد دانه لاین های امیدبخش جو (.Hordeum vulgare L) در مناطق مشهد و نیشابور

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: جو بعد از گندم از لحاظ سطح زیر کشت در ایران مقام دوم را دارد و طبق آخرین آمار سطح زیر کشت آن در کشور ۱/۶۸۵ میلیون هکتار گزارش شده است که از این سطح مقدار تولید دانه ۳/۱۷۷ میلیون تن بوده است. استان خراسان رضوی با تولید ۴۱۵۷۳۶ تن در هکتار رتبه اول تولید جو در کشور را دارد. با توجه به کم توقعی جو نسبت به شرایط آبی و خاک، این محصول می تواند جایگاه بهتری در اکثر اراضی فقیر، کم باران، شور و کم آب کشور داشته باشد. شناسایی ژنوتیپ های برتر در برنامه های به نژادی همواره به‎ دلیل تغییرات محیطی در مناطق هدف و اثر متقابل این تغییرات با ژنوتیپ های مورد بررسی مشکل است. در گیاه جو نیز همانند سایر محصولات عدم پایداری عملکرد می‎ تواند به عنوان یکی از عوامل ایجاد فاصله بین عملکرد واقعی و عملکرد بالقوه شناخته شود. بنابر این، به منظور اطمینان از تولید محصول و پایداری عملکرد در برنامه های به نژادی، لاین های پیشرفته باید در محیط های با شرایط آب و هوایی مختلف و در سال های متفاوت ارزیابی شوند. مدل های آماری زیادی برای تجزیه اثر متقابل ژنوتیپ × محیط پیشنهاد شده اند. این مدل ها از ناپارامتری تا پارامتری تک‎ متغیره و چندمتغیره متفاوت هستند. استفاده از روش مبتنی بر رگرسیون، در زمره اولین روش های مورد استفاده است. از میان روش های چندمتغیره می توان به روش بای پلات که مبتنی بر تجزیه به مولفه های اصلی است، اشاره نمود. روش GGE بای پلات این امکان را فراهم می کند که دو اثر ژنوتیپ و ژنوتیپ × محیط هم زمان و به صورت ترسیمی مورد بررسی قرار گیرند. هدف از این پژوهش، گزینش بهترین ژنوتیپ های جو بر اساس عملکرد دانه و پایداری آن در مناطق معتدل استان خراسان رضوی بود. مواد و روش ها: به منظور شناسایی ژنوتیپ های مطلوب جو، ۱۹ لاین امیدبخش به همراه رقم  به رخ در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در دو ایستگاه تحقیقاتی نیشابور و مشهد طی دو سال زراعی ۹۸-۱۳۹۷ و ۹۹-۱۳۹۸ کشت و مورد مطالعه قرار گرفتند. از تجزیه GGE (ژنوتیپ و ژنوتیپ×محیط) بای پلات، نمودارهای ضریب تغییرات محیطی بر مبنای میانگین عملکرد و ضریب رگرسیون بر مبنای انحراف از خط رگرسیون جهت بررسی اهداف این پژوهش استفاده شد. به منظور رسم نمودارهای GGE بای پلات، ضریب تغییرات و پارامترهای ابرهارت و راسل و تجزیه واریانس مرکب داده ها از نرم افزارهای ADEL-R و GEA-R استفاده شد. یافته ها: تجزیه واریانس مرکب داده ها نشان داد که اثر اصلی محیط، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط از نظر آماری معنی دار بودند. تفکیک سهم اثرات مختلف نشان داد که حدود ۵۱/۰۲ درصد از کل تغییرات مربوط به اثر محیط، ۵/۲۴ درصد مربوط به اثر ژنوتیپ و ۱۹/۴۱ درصد مربوط به اثر متقابل ژنوتیپ × محیط بودند. میانگین عملکرد دانه لاین های جو در سال‎ ها و مکان ‎های مورد بررسی، در دامنه ای بین ۵/۸۳۸ تا ۶/۶۵۱ تن در هکتار و میانگین کل عملکرد دانه برای مکان های اجرای آزمایش ۶/۲۷۱ تن در هکتار بودند. بر اساس نمودار ضریب تغییرات محیطی بر مبنای میانگین عملکرد، سه لاین G۱۱، G۹ و G۱۹ جزء ژنوتیپ های پایدار با عملکرد بالاتر از متوسط انتخاب شدند. نمودار ضریب رگرسیون و ضریب انحراف از رگرسیون ابرهارت و راسل نشان داد که ژنوتیپ G۲ با عملکرد کمتر از متوسط، ژنوتیپی پایدار و G۸ به عنوان پرمحصول ترین لاین، ژنوتیپی با سازگاری بالا بود. ژنوتیپ G۲ که دارای ضریب رگرسیون پایین بود برای زمین های غیر حاصل خیز مناسب تشخیص داده شد. جهت بررسی هم زمان پایداری و عملکرد لاین ها از نمودار مختصات محیط متوسط استفاده شد. بر این اساس، ژنوتیپ G۸ ژنوتیپ برتر (با عملکرد و پایداری مطلوب) بود و ژنوتیپ های G۲۰، G۶، G۱۱ و G۱۹ نیز از عملکرد و پایداری عملکرد مناسبی برخوردار بودند. بر اساس بای پلات "قابلیت تفکیک بین ژنوتیپ ها در مقابل نماینده بودن آن ها"، بین محیط های دو سال مشهد (گروه محیطی اول) و نیز بین محیط های دو سال نیشابور (گروه محیطی دوم) تشابه زیادی وجود داشت. زاویه بین این دو گروه محیطی بیشتر از ۹۰ درجه بود که نشان دهنده رفتار متفاوت این محیط ها در رتبه بندی ژنوتیپ ها بود. در میان محیط های مورد بررسی، محیط مشهد در سال ۱۳۹۷ به شرایط محیط ایده آل نزدیک بود. نتایج بای پلات ژنوتیپ ایده آل، ژنوتیپ G۸ را به عنوان ژنوتیپ ایده آل معرفی کرد و نزدیک ترین ژنوتیپ ها به آن، ژنوتیپ های G۲۰ و G۱۹ بودند. در مجموع، لاین های امیدبخش مذکور نسبت به سایر ژنوتیپ ها از برآیند عملکرد بالا وپایداری و سازگاری عمومی خوب در محیط های مورد بررسی برخوردار بودند. روش GGE بای پلات بر مبنای سازگاری و پایداری زراعی استوار است و لذا ژنوتیپ هایی که از این طریق گزینش می شوند، علاوه بر پایداری و سازگاری، دارای عملکرد بالایی نیز هستند. به این ترتیب، روش گرافیکی GGE بای پلات، روش مناسبی برای گزینش هم زمان عملکرد و پایداری در ژنوتیپ های مورد ارزیابی است.  نتیجه گیری: بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، لاین های G۸، G۲۰ و G۱۹ از عملکرد دانه بالا و پایداری و سازگاری عمومی خوب در نواحی معتدل و معتدل سرد استان خراسان رضوی برخوردار بودند. لذا می توان لاین یا لاین های امیدبخشی را که پس از بررسی در آزمایش های تحقیقی ترویجی در مزارع کشاورزان مناطق معتدل عملکرد بالا و خصوصیات مطلوب خود را در مقایسه با ارقام شاهد حفظ کنند، به عنوان کاندید برای نام گذاری و معرفی گزینش نمود.

کلیدواژه ها:

Barley ، Compatibility ، Genotype × Environment Interaction ، Ideal genotype ، اثر متقابل ژنوتیپ × محیط ، جو ، ژنوتیپ مطلوب ، سازگاری