بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط برای عملکرد دانه در ژنوتیپ‌های لوبیا قرمز با استفاده از روش‌های ammi و gge biplot

مقدمه و هدف: ارزیابی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط اطلاعات ارزشمندی در رابطه با عملکرد ارقام گیاهی در محیط‌های مختلف فراهم کرده و نقش مهمی در بررسی پایداری عملکرد ارقام اصلاح شده دارد. اثرات متقابل ژنوتیپ × محیط به‌ویژه در محیط‌های تنش‌دار از عوامل مهم محدودکننده در معرفی ارقام جدید محسوب می‌شود. لذا شناخت نوع و ماهیت اثر متقابل و دستیابی به ارقامی که کمترین واکنش را نسبت به اثرات متقابل نشان دهند از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. روش‌های مختلفی برای ارزیابی اثرات متقابل معرفی شده است که هریک ماهیت اثر متقابل را از دیدگاه مشخصی بررسی می‌کند. نتایج روش‌های مختلف ممکن است با هم یکسان نباشند، اما بهترین نتیجه زمانی حاصل می‌شود که یک ژنوتیپ با روش‌های مختلف ارزیابی، نتیجه مشابهی از نظر پایداری نشان دهد. هدف از انجام این پژوهش، ارزیابی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در آزمایش‌های انجام گرفته در محیط‌های مختلف جهت تعیین روابط بین ژنوتیپ‌ها و محیط‌ها و معرفی پایدارترین ژنوتیپهای لوبیا قرمز بود.مواد و روش‌ها: در این تحقیق 14 لاین لوبیا قرمز به‎همراه ارقام شاهد یاقوت، افق و دادفر در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه‌های تحقیقاتی خمین، بروجرد، شهرکرد و زنجان به‎مدت 2 سال زراعی در شرایط یکسان کشت شدند. پس از تجزیه واریانس مرکب با توجه به معنی‌دار بودن اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، برای تعیین سازگاری و پایداری ژنوتیپ‌ها از روش‌های تجزیه‌ ammi و gge-biplot انجام شد. پس از تجزیه ammi، پارامترهای پایداری ammi نیز محاسبه شد. علاوه بر پارامترهای پایداری ammi، شاخص گزینش هم‌زمان نیز برای هریک از شاخص‌ها محاسبه شد که حاصل جمع رتبه ژنوتیپ‌ها بر پایه هریک از شاخص‌های پایداری ammi و رتبه میانگین عملکرد دانه ژنوتیپ‌ها در تمام محیط‌ها بود.یافته‌ها: معنی‌دار شدن اثرات متقابل دوگانه و سه‌گانه ژنوتیپ با سال و مکان (محیط) در این مطالعه نشان‌ داد که ژنوتیپ‌ها در محیط‌های متفاوت پاسخ‌های متفاوتی نشان داده و به‌عبارت‌دیگر اختلاف بین ژنوتیپ‌ها از محیطی به محیطی دیگر یکسان نیست و در این شرایط پایداری عملکرد دانه می‌تواند مورد ارزیابی قرار گیرد. سهم حدود 2/5 برابری اثر متقابل ژنوتیپ × محیط از مجموع مربعات کل، در مقایسه با اثر ژنوتیپ، بیانگر احتمال وجود گروه‌های کلان محیطی بود که برخی ژنوتیپ‌ها حداکثر پتانسیل عملکرد خود را در آن گروه‌های محیطی نشان می‌دهند. ژنوتیپ‌های g12، g5 و g17 به‎ترتیب با داشتن عملکردهای 3288، 3136 و 3111 کیلوگرم در هکتار بیشترین مقدار عملکرد دانه را در بین ژنوتیپ‌ها دارا بودند. تجزیه ammi نشان داد که مولفه اصلی اول تا هفتم در سطح احتمال 1 درصد معنی‌دار بودند و علیرغم معنی‌دار شدن تمامی مولفه‌های مدل، اولین و دومین مولفه اصلی، بیشترین سهم  را در بیان اثر متقابل ژنوتیپ × محیط داشتند (66/5 درصد). برپایه نمودار ammi1 ژنوتیپ‌های g4، g5، g16، g17 و g12 دارای بیشترین مقادیر (مثبت و منفی) ipca1 بودند. در مقابل ژنوتیپ‌های g8، g3، g2، g7 و g11 دارای مقادیر ipca1 نزدیک به صفر بودند. با این‎حال تنها ژنوتیپ g11 عملکردی بالاتر از میانگین عملکرد کل نشان داد و به‎همین دلیل می‌تواند به‌عنوان ژنوتیپ‌ پایدار با سازگاری عمومی بالا معرفی شود. بر پایه نمودار بای‌پلات ammi2، ژنوتیپ‌های g2، g7، g3 و تا حدودی g8 و g13 به‌عنوان ژنوتیپ‌های پایدار معرفی شدند ولی تنها ژنوتیپ g13 در تمامی محیط‌ها دارای مقدار عملکرد بیشتری بود، بنابراین این ژنوتیپ را می‌توان به‌عنوان ژنوتیپ پایدار با عملکرد مناسب معرفی کرد. همچنین هر دو سال یک مکان مورد بررسی دارای همبستگی زیادی با هم بودند به‌طوری‌که محیط‌های bro1 و bro2 از یک‌طرف و محیط‌های kho1 و kho2 و درنهایت zan1 و zan2 از طرف دیگر با هم دارای همبستگی مثبت بالا (اثر یکسان) جهت ایجاد اثر متقابل نشان دادند. در مجموع شاخص‌های انتخاب هم‌زمان محاسبه ‌شده بر پایه تجزیه ammi، ژنوتیپ‌های g11، g17، g7، g13 و g12 به‌عنوان ژنوتیپ‌های پایدار با عملکرد بالا معرفی شدند. تجزیه gge-biplot بر اساس میانگین عملکرد و پایداری نشان داد که ژنوتیپ‌های g1، g2، g3، g8 و g7 دارای بیشترین پایداری عمومی نسبت به سایر ژنوتیپ‌ها علیرغم داشتن کمترین عملکرد بودند. در مقابل ژنوتیپ‌های g12، g5 و g17 دارای بیشترین عملکرد با پایداری کمتر قرار داشتند. هیچ محیط ایده آلی مشاهده نشد. ولی محیط‌های kho1، kho2 و sha1 نسبت به محیط‌های دیگر به محیط ایده‌آل نزدیک‌تر بوده و می‌توانند تا حدودی جهت تمایز ژنوتیپ‌های مورد مطالعه از آن‌ها استفاده کرد. از طرف دیگر، ژنوتیپ‌ g12 را می‌توان به‌عنوان ژنوتیپ مطلوب که دارای میانگین عملکرد بالا و نیز پایداری عملکرد بالایی باشد، در نظر گرفت. به‎همین ترتیب ژنوتیپ‌های g17، g5 و g11 در مرحله بعد نسبت به ژنوتیپ ایده‌آل قرار داشتند و تا حدودی می‌توان آن‌ها را نیز به‌عنوان ژنوتیپ‌های مطلوب در نظر گرفت.نتیجه‎گیری: با توجه به تمامی نتایج می‎توان ژنوتیپ‌ g12 را به‌عنوان ژنوتیپ مطلوب که دارای میانگین عملکرد بالا و نیز دارای پایداری عملکرد باشد، در نظر گرفت و در مرحله بعد ژنوتیپ‌های g17، g5 و g11 قرار داشتند.

investigating of the genotype × environment interaction effect for grain yield in red bean genotypes using ammi and gge biplot methods

extended abstractintroduction and objectives: the evaluation of the genotype × environment interaction effect provides valuable information regarding the yield of plant cultivars in different environments and plays an important role in evaluating the stability of the yield of breeding cultivars. genotype × environment interaction effect, especially in stressful environments, are important limiting factors in the introduction of new cultivars; therefore, it is very important to know the type and nature of the interaction effect and reach the verities that have the least role in creating interaction effects. various methods have been introduced to evaluate the interaction effect, each of which examines the nature of the interaction effect from a specific point of view. the results of different methods may not be the same, but the best result is obtained when a genotype with different evaluation methods shows similar results in terms of stability. the purpose of this research was to evaluate the genotype × environment interaction effect in experiments conducted in different environments, to determine the relationships between genotypes and environments and to introduce the most stable red bean genotypes.material and methods: in this research, 14 red bean lines along with yakut, ofog and dadfar control cultivars were cultivated in the form of a randomized complete block design with three replications in khomein, borujerd, shahrekord and zanjan research stations for 2 crop years under the same conditions. after combined variance analysis, according to the significance of genotype × environment interaction, ammi and gge-biplot analysis methods were used to determine the compatibility and stability of genotypes. after ammi analysis, the stability parameters of ammi were calculated. in addition to the ammi stability parameters, the simultaneous selection index was also calculated for each of the indices, which was the sum of the rank of the genotypes based on each of the ammi stability indices and the average seed yield rank of the genotypes in all environments.results: the significance of the double and triple interaction effects of genotype with year and place (environment) in this study showed that genotypes showed different responses in different environments, and in other words, the difference between genotypes is not the same from one environment to another, and in these conditions, the stability of grain yield can be evaluated. the contribution of about 2.5 times the interaction effect of genotype × environment from the total sum of squares, compared to the effect of genotype, indicated the possibility of the existence of mega-environmental groups in which some genotypes show their maximum performance potential in those environmental groups. genotypes g12, g5 and g17 had the highest seed yield among the genotypes with yields of 3288, 3136 and 3111 kg per hectare, respectively. ammi analysis showed that the first to seventh main components were significant at the 1%