بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در شرایط تنش کمبود آب انتهای فصل در ژنوتیپ‌های امیدبخش گندم نان با استفاده از شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده‌آل siig

مقدمه و هدف با توجه به این‎که بخش عمده‌ای از کشور ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک می‌باشد دستیابی به ژنوتیپ‌های پایدار دارای ثبات عملکردی خوب یکی از روش‌های مقابله با تنش خشکی می‌باشد. با این‎حال به‎دلیل وجود اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، شناسایی ارقام و ژنوتیپ‌هایی که در شرایط متنوع و مختلف محیطی دارای پایداری مطلوب و عملکرد قابل قبول باشند امر پیچیده‌ای است. روش‌های زیادی جهت تعیین اثر متقابل ژنوتیپ × محیط برای شناسایی ارقام پایدار شناخته شده است که به دو گروه تک متغیره (پارامتری و ناپارامتری) و چند متغیره تقسیم می‌شوند. هر یک از این روش‌ها جنبه‌های مختلفی از پایداری ژنوتیپ‌ها را نشان می‌دهند و یک روش به‎تنهایی نمی‌تواند عملکرد یک ژنوتیپ را در محیط‌های مختلف از جنبه‌های مختلف پایداری بررسی کند. هدف از این تحقیق، انتخاب ژنوتیپ‌های امیدبخش گندم نان با عملکرد بالا و پایداری مناسب در شرایط تنش خشکی انتهای فصل در اقلیم سرد کشور با استفاده از روش‌های گوناگون تجزیه پایداری تک متغیره پارامتری و ناپارامتری و چند متغیره بود.مواد و روش‌ها: 14 ژنوتیپ گندم آبی به همراه ارقام شاهد میهن، حیدری، زرینه و زارع (18 ژنوتیپ) در شرایط تنش خشکی انتهای فصل در قالب طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی(rcbd)  با سه تکرار در ایستگاه‌های تحقیقاتی کرج، مشهد، میاندوآب، اراک و زنجان در سال‌های زراعی 1398 تا 1400 مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی پایداری ژنوتیپ‌ها، از روش‌های تک‌متغیره پارامتری و ناپارامتری، تجزیه چند متغیرهammi  و پارامترهای تجزیه ammi استفاده شد. همچنین به منظور ادغام روش‌های تک‌متغیره پارامتری و ناپارامتری و پارامترهای پایداری ammi از روش شاخص انتخاب ژنوتیپ مطلوب siig استفاده شد.یافته‌ها: اثر مکان، اثر متقابل سال × مکان، اثر ژنوتیپ و اثر متقابل سه‌گانه ژنوتیپ × سال × مکان در سطح احتمال 1 درصد و اثر متقابل ژنوتیپ × مکان در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار بودند. اثر اصلی محیط 61/43 درصد، اثر متقابل ژنوتیپ × محیط 22/92 درصد و اثر اصلی ژنوتیپ 8/03 درصد، از مجموع مربعات کل آزمایش را تبیین کردند. در روش‌های پارامتری، براساس ضریب رگرسیون فینلی و ویلکینسون ژنوتیپ‌های g17، g5، g13 و g1، براساس واریانس انحراف از خط رگرسیون ژنوتیپ‌های g9، g7، g1، براساس دو شاخص‌ اکووالانس ریک و واریانس پایداری شوکلا ژنوتیپ‌های g9، g1، g7،g17 وg4 ، براساس روش پلستد و پترسون ژنوتیپ‎های g9، g1، g17، g4 و g7‌، براساس روش پلستد ژنوتیپ‌های g9، g1، g17 و g4 و براساس روش مجموع رتبه کانگ ژنوتیپ‌های g9، g1، g7 و g4 به‎عنوان ژنوتیپ‌های پایدار شناخته شدند. در روش‌های ناپارامتری، بر اساس آماره‌های si(1) و si(2) ژنوتیپ‌های g9، g15 و g7 و بر اساس آماره‌های si(3) و si(6) ژنوتیپ‌های g9،g1 ، براساس آماره np(1) ژنوتیپ‌های g9، g1 و g7، براساس آماره np(2) ژنوتیپ‌های g3، g9، g17 و g1 و براساس آماره‌های np(3) و np(4) نیز ژنوتیپ‌های g9 و g1 به‎عنوان ژنوتیپ‌های پایدار در نظر گرفته شدند. در تجزیه ammi، با توجه به  معنی‌دار شدن شش مولفه اصلی اول تا ششم ،دو مولفه اول و دوم بیشترین سهم (8/57%) را در تبیین اثر متقابل ژنوتیپ × محیط نشان دادند. براساس بای‎پلات ammi1، ژنوتیپ‌های g9 و g17 و در بین محیط‌ها، محیط‌های زنجان 1 و اراک 2 به‎دلیل داشتن عملکرد دانه بالاتر از میانگین و مقدار بسیار پایین مولفه اول به‌عنوان پایدارترین ژنوتیپ‌ها و محیط‌ها شناخته شدند. براساس بای‌پلات ammi2 ژنوتیپ خاصی را به‎دلیل عدم نزدیکی به مبدا مختصات نمی‌توان به‌عنوان ژنوتیپی با سازگاری عمومی  بالا معرفی کرد. بااین‌حال ژنوتیپ‌های g9 و g17 تا حدودی نسبت به بقیه سازگاری عمومی بهتری را نشان دادند و چون عملکرد بالاتری نسبت به میانگین داشتند قابل توصیه بودند. برمبنای شاخص پایداری asv، ژنوتیپ‌های g18، g17، g15، g9 وg16 ، برمبنای شاخص waas ژنوتیپ‌های g9، g1، g7، g4 و g17، براساس شاخص sipc ژنوتیپ‌های g9، 33، g1 و g17، براساس شاخص za ژنوتیپ‌های g9، g15 و g17، براساس شاخص ev ژنوتیپ‌های g9، g1، g3 و g7، براساس شاخص astb ژنوتیپ‌های g9 و g1، براساس شاخص asi ژنوتیپ‌های g17، g18، g15، g9 و g16، براساس شاخص fa ژنوتیپ‌های g9، g1، g17 و g7، براساس شاخص dz ژنوتیپ‌های g9، g3، g1 و g7، براساس شاخص da ژنوتیپ‌های g9، g1 و g7، براساس شاخص masi ژنوتیپ‌های g9، g17، g18 و g16، براساس شاخص masv ژنوتیپ‌های g9، g1 و g4 و براساس شاخص avamge ژنوتیپ‌های g9، g1 و g7 به‌عنوان پایدارترین ژنوتیپ‌ها انتخاب شدند.نتیجه‌گیری براساس شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده‌ال (شاخصsiig ) در هر دو روش تک متغیره و چند متغیره، ژنوتیپ‌های g9، g1 و g17 دارای ‌‍‎نزدیک‎ترین مقدار به عدد یک بوده و هرسه این ژنوتیپ‌ها نیز عملکردی بالاتر از میانگین داشتند؛ بنابراین به‎عنوان پایدارترین ژنوتیپ‌ها انتخاب شدند. همچنین استفاده از شاخص siig در هر دو روش تک‎متغیره و چند متغیره تا حدودی نتایج یکسانی را نشان داد؛ بنابراین بهتر است که از این شاخص کلی جهت جمع‌بندی تمامی اطلاعات حاصل از روش‌های مختلف استفاده کرد. 

the genotype × environment interaction effect in water deficit in promising bread wheat genotypes using the selection index ideal genotype (siig)

extended abstractbackground: considering that a major part of iran is part of arid and semi-arid regions, obtaining stable genotypes with good yield stability is one of the ways to deal with drought stress. due to the genotype × environment interaction effect, however, it is difficult to identify cultivars and genotypes that have good stability and acceptable yields in various environmental conditions. many methods are known to determine the genotype × environment interaction effect to identify stable cultivars, which are divided into two univariate (parametric and non-parametric) and multivariate groups. each of these methods shows different aspects of the stability of genotypes, and one method alone cannot investigate the yield of a genotype in different environments from different aspects of stability. this research aimed to select promising bread wheat genotypes with high yields and suitable stability in the water deficit conditions in the cold climate of iran using various univariate and multivariate stability analysis methods.methods: fourteen wheat genotypes along with mihan, heydari, zarineh, and zare cultivars (18 genotypes) were investigated under water deficit conditions in a randomized complete block design (rcbd) with three replications in the research stations of karaj, mashhad, miandoab, arak, and zanjan in crop years 2020-2022. the stability of genotypes was examined using some parametric and non-parametric univariate methods, ammi multivariate analysis, and ammi analysis parameters. moreover, parametric and non-parametric univariate methods and ammi stability parameters were integrated using the selection index ideal genotype (siig).results: the location, genotype, year × place, and genotype × year × place interaction effect at 1% and the genotype × place interaction effect were significant at a 5% probability level. the main effect of the environment, the genotype × environment the interaction effect, and the main effect of the genotype explained 43.61%, 22.92%, and 8.03% of the sum of squares of the experiment, respectively. in parametric methods, g17, g5, g13, and g1 genotypes based on the regression coefficient of finley and wilkinson, g9, g7, and g1 genotypes based on the variance of deviation from the regression line, g9, g1, g7, g17, and g4 genotypes based on wrick’s equivalence indices and shokla stability variance, g9, g1, g17, g4, and g7 genotypes based on plaisted and peterson’s method, g9, g1, g17, and g4 genotypes based on plaisted’s method, and g9, g1, g7, and g4 genotypes based on kang’s total rank method were known as stable genotypes. in non-parametric methods, g9, g15, and g7 genotypes based on si(1) and si(2), g9 and g1 genotypes based on si(3) nd si(6), g9, g1, and g7genotypes based on np(1), g3, g9, g17, and g1 genotypes based on np(2) statistics, and g9 and g1 genotypes based on np(3) and np(4) statistics were regarded as stable genotypes. in ammi analysis, the first and second components showed the largest contribution (57.8%) in explaining the genotype × environment interaction effect according to the significance of the six main components from the first to the sixth. based on the ammi1 biplot, g9 and g17 genotypes, and zanjan1 and arak2 environments were recognized as the most stable genotypes and environments due to higher than average grain yield and very low value of the first component. based on the ammi2 biplot, a specific genotype cannot be introduced as a genotype with high general compatibility due to its lack of proximity to the coordinate origin. however, g9 and g17 genotypes showed somewhat better general compatibility than the others, and they could be recommended because of their higher yields than the average. genotypes g18, g17, g15, g9, and g16 based on asv, g9, g1, g7, g4, and g17 genotypes based on waas, g9, 33, g1, and g17 genotypes based on sipc, g9, g15, and g17 genotypes based on za, g9, g1, g3, and g7 genotypes based on ev, g9 and g1 genotypes based on astb, g17, g18, g15, g9, and g16 genotypes based on asi, g9, g1, g17, and g7 genotypes based on fa, g9, g3, g1, and g7 genotypes based on dz, g9, g1, and g7 genotypes based on da, g9, g17, g18, and g16 genotypes based on masi, g9, g1, and g4 genotypes based on masv, and g9, g1, and g7 genotypes based on the avamge index were selected as the most stable genotypes.conclusion: based on the siig index in both univariate and multivariate methods, genotypes g9, g1, and g17 have the closest value to one, and these genotypes produced yields above the average; therefore, they were selected as the most stable genotypes. furthermore, the use of the siig index in both univariate and multivariate methods showed somewhat the same results; therefore, it is better to use this general index to summarize all the information obtained from different methods.