گزینش ژنوتیپ‌های برتر چغندرقند با استفاده از تجزیه و تحلیل صفات کمی و کیفی

مقدمه و هدف: چغندرقند نقش مهمی در کشاورزی جهانی به‌عنوان یک محصول حیاتی برای تولید شکر ایفا می‌کند و به‌طور قابل توجهی به صنعت شیرین‌کننده‌ها کمک می‌کند. بدیهی است که بهبود صفاتی که تاثیر عمیقی بر رشد و عملکرد چغندرقند دارند، برای برآوردن تقاضای شکر در آینده از اهمیت بالایی برخوردار است. در این ارتباط، اصلاح چغندرقند با اهداف مختلف اعم از ارتقای عملکرد، کیفیت و مقاومت این محصول مهم، همواره یکی از عرصه‌های حیاتی تحقیق و توسعه بوده است و تاکنون، اصلاح‌کنندگان با موفقیت ارقام چغندرقند با عملکرد کمی و کیفی بالا و مقاومت در برابر بیماری‌ها ایجاد کرده‌اند. این پیشرفت‌ها از طریق انتخاب دقیق و تلاقی لاین‌های مختلف چغندرقند به‎دست آمده است. در این راستا، در مطالعه حاضر به ارزیابی ژنوتیپ‌های چغندرقند از نظر صفات مختلف مرتبط با عملکرد کمی و کیفی جهت شناسایی و به‌کارگیری ژنوتیپ‌های برتر در برنامه‌های اصلاحی آتی پرداخته شد. مواد و روش‌ها: برای این مطالعه، از 49 ژنوتیپ چغندرقند، شامل 44 هیبرید جدید و پنج شاهد که از سه رقم داخلی و دو رقم خارجی تشکیل شده‌اند، استفاده شد. این هیبریدهای جدید از تلاقی بین 22 لاین خالص گرده‌افشان چغندرقند به‌عنوان والد پدری و دو سینگل کراس نرعقیم منوژرم تجاری به‌عنوان والد مادری در سال 1399 در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند شدند. ارزیابی‌های فنوتیپی ژنوتیپ‌های آزمایشی طی سال زراعی 1400 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی همدان در قالب طرح مقایسه عملکرد مقدماتی (آگمنت) بر روی ردیف‌هایی به‎طول هشت متر با فاصله بین ردیف 50 سانتی‌متر در پنج بلوک ناقص کشت شدند. پس از حصول داده‌های آزمایشی، ابتدا با استفاده از نرم‌افزار r تجزیه واریانس انجام شد؛ سپس با توجه به اجرای طرح آگمنت و نتایج تجزیه واریانس برای صفات مختلف مورد مطالعه، مقدار هر صفت در هیبریدهای مورد مطالعه تصحیح گردید و در نهایت از میانگین‌های تصحیح‌شده صفات برای انجام سایر تجزیه‌وتحلیل‌های آماری استفاده شد. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس صفات شامل عملکرد شکر سفید، عملکرد ریشه، درصد قند ناخالص، سدیم، پتاسیم و نیتروژن آمینه نشان داد که اثر بلوک تصحیح‌شده برای تمامی صفات مورد مطالعه غیر معنی‌دار است. غیر معنی‌داری اثر بلوک تصحیح‌شده برای صفات نشان می‌دهد که بلوک‌های ناقص از نظر شرایط قابل کنترل و یا غیرقابل کنترل محیطی همگن می‌باشند. اثر تیمار تصحیح‌شده برای کلیه صفات مورد بررسی به‌جز عملکرد ریشه و محتوی پتاسیم ریشه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد. با تفکیک اثر تیمار به اثرات هیبرید و شاهد ملاحظه شد که اثر هیبرید تنها برای صفت درصد قند ناخالص و اثر شاهد برای کلیه صفات مورد بررسی معنی‌دار می‌باشند. بررسی اثر هیبرید در برابر شاهد نشان داد که میان هیبریدهای آزمایشی با شاهدهای به‌کاررفته در آزمایش تنها از نظر محتوای سدیم و نیتروژن آمینه تفاوت قابل ملاحظه‌ای در سطح احتمال یک درصد وجود دارد و از لحاظ سایر صفات بین آن‌های تفاوتی وجود ندارد. بر اساس نتایج مقایسه میانگین، دو شاهد 8k801 و bts 1885 به‎همراه ژنوتیپ‌های 33، 12 و 24 به‎ترتیب با میانگین عملکرد شکر سفید 10/52، 10/04، 9/93، 9/82 و 9/15 تن در هکتار دارای عملکرد بسیار خوبی بودند. هیبرید‌های مذکور در مقایسه با شاهدهای داخلی حسنا، کیمیا و شکوفا نیز از عملکرد شکر سفید بالایی برخوردار بودند. این موضوع حاکی از برتری هیبریدها در قیاس با شاهدها می‌باشد. ژنوتیپ 42 نامطلوب‌ترین وضعیت را از نظر عملکرد شکر سفید داشت و آخرین رتبه را از آن خود کرد. ضریب تنوع فنوتیپی در بازه بین 4/99 درصد برای درصد قند ناخالص تا 22/53 درصد برای محتوی سدیم ریشه و ضریب تنوع ژنتیکی نیز بین 1/96 درصد برای محتوی پتاسیم تا 14/23 درصد برای محتوی سدیم ریشه به‎دست آمد. سه صفت نیتروژن آمینه، میزان سدیم و عملکرد ریشه از پیشرفت ژنتیکی متوسط و پتاسیم، درصد قند ناخالص و عملکرد شکر سفید از پیشرفت ژنتیکی پایین برخوردار بودند. وراثت‌پذیری بالا همراه با پیشرفت ژنتیکی مطلوب برای صفت نیتروژن آمینه مشاهده گردید که نشان‌دهنده اثرات افزایشی ژن‌ها است. بر اساس نتایج شاخص siig، ژنوتیپ 12 در مقایسه با سایر ژنوتیپ‌ها کم‌ترین فاصله را از ژنوتیپ ایده‌آل و بیشترین فاصله را از ژنوتیپ غیر ایده‌آل داشت، لذا برهمین اساس این ژنوتیپ با بیش‌ترین مقدار siig (0/82) برترین ژنوتیپ معرفی شد. پس از ژنوتیپ نامبرده، رقم شاهد 8k801 و ژنوتیپ‌های 35 و 33 به‎ترتیب با داشتن مقدار siig برابر با 0/72، 0/71 و 0/71 در رتبه‌های بعدی قرار داشتند و جز ژنوتیپ‌های مناسب شناخته شدند. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج نشان داد که بین هیبریدهای آزمایشی تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه‌ای از نظر اکثریت صفات حاکم است که موید تغییرات ژنتیکی گسترده در هیبریدهای اصلاحی است و پایه پدری این تنوع غنی را در ژرم‌پلاسم مورد مطالعه فراهم کرده است؛ به‌طوری‎که هیبریدهای آزمایشی به گروه مختلف از نظر کلیه صفات منتسب شدند. در مجموع نتایج حاکی از برتری سه ژنوتیپ 12، 35 و 33 در مقایسه با سایر ژنوتیپ‌های آزمایشی بودند.

selection of superior sugar beet genotypes using the analysis of quantitative and qualitative traits

background: sugar beet stands as a cornerstone crop in global agriculture, holding a pivotal position in sugar production and significantly shaping the sweetener industry. given its fundamental role, enhancing traits crucial for sugar beet growth and yield is imperative to meet the escalating sugar demand forecasted for the future. consequently, sugar beet breeding has long been a critical domain of research and development, focusing on enhancing yield, quality, and resistance to diseases of this essential commodity. breeders have effectively cultivated sugar beet varieties boasting elevated quantitative and qualitative yields, alongside enhanced disease resistance, achieved through the meticulous selection and crossbreeding of diverse sugar beet lines. the current study undertakes the comprehensive evaluation of sugar beet genotypes across various traits encompassing quantitative and qualitative performance, aiming to pinpoint and select superior genotypes for future breeding initiatives.methods: this research was conducted on 49 meticulously chosen sugar beet genotypes, comprising 44 novel hybrids and five control varieties, encompassing three domestic and two foreign cultivars. these innovative hybrids emerged from a cross between 22 pure pollinator lines of sugar beet as the paternal parent and two commercial monogerm male-sterile single crosses as the maternal parent in 2020 at the sugar beet seed institute (sbsi), karaj, alborz, iran. the phenotypic assessment of these experimental genotypes was conducted throughout the 2021 crop year at the hamedan agricultural research station utilizing an augmented randomized complete block design. the genotypes were cultivated in eight-meter rows spaced 50 cm apart within five incomplete blocks. following data collection, variance analysis was carried out using r software. subsequently, trait values for each hybrid were adjusted based on the augmented design implementation and the variance analysis outcomes for the various studied traits. the corrected trait averages were then employed for subsequent statistical analyses.results: the results obtained from the variance analysis of various evaluated traits, such as white sugar yield, root yield, sugar content, sodium, potassium, and alpha-amino nitrogen, revealed that the adjusted block effect non-significantly influenced all the studied traits. this non-significance indicates the homogeneity of the incomplete blocks concerning controllable or uncontrollable environmental conditions. notably, the adjusted treatment effect proved significant for all traits, except for root yield and potassium content at a 1% probability level. when dissecting the treatment effect into hybrid and control impacts, it emerged that only the sugar content trait exhibited a significant hybrid effect while all the investigated traits showed a significant control effect. the analysis of the hybrid versus control effect unveiled a significant disparity solely in terms of sodium and alpha-amino nitrogen content at a 1% probability level, with no notable difference observed for the other traits.