تحلیل ارتباط بین صفات و هیبریدهای جدید آفتابگردان با استفاده از روش gt بای‌پلات تحت شرایط دیم و آبی در استان گلستان

مقدمه و هدف: آفتابگردان (annuus helianthus) به‎ عنوان یکی از مهمترین منابع تولید روغن گیاهی نقش مهمی در امنیت غذایی، درآمد و تامین معیشت زارعین کشور ایفا می‌کند. امروزه خشکسالی و تنش حاصل از آن یکی از رایج‌ترین تنش‌های محیطی است که باعث کاهش عملکرد به‎ویژه در مناطق خشک و دیم می‌شود. بهره‌وری آفتابگردان نیز به مانند اکثر گیاهان زراعی به شدت تحت تاثیر تنش خشکی قرار می‌گیرد. بنا بر این، یافتن راهکارهای موثر برای کاهش آسیب‌های ناشی از تنش خشکی بسیار مفید خواهد بود. از آنجایی‎ که امروزه هیبریدهای آفتابگردان به ‎عنوان ارقام تجاری کشت می‌شوند، با توجه به تغییر اقلیم و خشکسالی تولید هیبریدهای برتر با عملکرد دانه و روغن بالا و متحمل به تنش غیر زنده ضروری به ‎نظر می‌رسد. از روش تجزیه و تحلیل بای‌پلات ژنوتیپ- صفت (gt) می‌توان به ‎عنوان یک روش آماری قوی برای بررسی همبستگی بین صفات از طریق ارزیابی ژنوتیپ‌ها برای صفات متعدد و یافتن ژنوتیپی که در صفات خاص برتری دارند، استفاده کرد. بنا بر این، در این مطالعه برای بررسی روابط متقابل بین صفات مختلف و هیبریدهای آفتابگردان از روش بای‌پلات ژنوتیپ-صفت استفاده شد. اهداف تحقیق حاضر شامل شناسایی هیبریدهای آفتابگردان با مطلوب‌ترین صفات، بررسی روابط بین صفات و دسته‌بندی هیبریدها براساس صفات مورد مطالعه از طریق روش بای‌پلات ژنوتیپ- صفت بودند.  مواد و روش‌ها: تعداد 18 هیبرید جدید آفتابگردان به ‎همراه هیبرید زرین به‎ عنوان شاهد در دو شرایط دیم و آبی مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش با استفاده از طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در فصل زراعی 1402-1401 در ایستگاه ملی تحقیقات کشاورزی و تولید بذر دیم گنبد کاووس (در شرایط دیم- کشت زمستانه در اسفندماه) و ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان (در شرایط آبی- کشت بهاره در اردیبهشت ماه) اجرا شد. هر یک از هیبریدها در کرت‌هایی شامل سه خط 3 متری با فواصل بین ردیف 60 سانتی‌متر و داخل ردیف 25 سانتی‌متر کاشته شدند. کشت به صورت دستی و کُپه‌ای انجام شد. نحوه کشت در شرایط دیم به ‎صورت مسطح و در شرایط آبی بر روی پشته‌های ایجادشده توسط شیاربازکن بود. صفات زراعی روز تا رسیدگی، ارتفاع بوته، ارتفاع طبق از سطح زمین، قطر طبق، قطر ساقه، تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه و عملکرد دانه ارزیابی شدند. درصد روغن نمونه‌های 30 گرمی تصادفی از بذر هر کرت در آزمایشگاه دانه‌های روغنی موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج اندازه‌گیری شد. سپس، عملکرد روغن بر حسب کیلوگرم در هکتار محاسبه گردید. پس از حصول داده‌های آزمایشی، از نرم‎ افزار gge biplot برای تجزیه داده‌ها به‌روش گرافیکی بای‌پلات gt با استفاده از مدل آماری مناسب استفاده شد. یافته‌ها: نتایج حاصل از بای‌پلات ژنوتیپ- صفت در مجموع در شرایط دیم 3/78 درصد (مولفه اصلی اول و دوم به‎ ترتیب 61/8 و 16/5 درصد) و در شرایط آبی 58/7 درصد (مولفه اصلی اول و دوم به ‎ترتیب 39/4 و 19/3 درصد) از کل تنوع داده‌های استاندارد شده را توجیه کردند. به ‎طور کلی، براساس نمایش چندضلعی بای‌پلات، هیبریدهای شماره 4 و 16 در شرایط دیم و هیبریدهای شماره 2، 3، 4 و 16 در شرایط آبی هیبریدهای برتر بر اساس اکثر صفات مورد ارزیابی بودند. نتایج بای‌پلات روابط متقابل میان صفات نشان دادند که قطر طبق و قطر ساقه با عملکرد دانه در دو شرایط دیم و آبی همبستگی مثبتی داشتند. در شرایط دیم، صفت ارتفاع بوته و در شرایط آبی صفت تعداد دانه در طبق نزدیک‌ترین صفت به صفت ایده‌آل بودند و بیشترین تمایز و بیانگری را نشان دادند. بای‌پلات مقایسه کلیه هیبریدها با هیبرید ایده‌آل نشان داد که در شرایط دیم هیبریدهای 4، 16، 1، 10 و 2 و در شرایط آبی هیبریدهای 16، 4 و 10 مطلوب‌ترین هیبریدها از نظر تمام صفات مورد مطالعه بودند. هیبرید شماره 3 (در شرایط دیم) و هیبرید شماره 11 در شرایط آبی در مقایسه با هیبرید ایده‌آل، نامطلوب‌ترین هیبرید بودند. نمودار گرافیکی بررسی هیبریدها براساس پایداری نشان داد که هیبرید شماره 16 به ‎عنوان بهترین و پایدارترین هیبرید برای دو شرایط دیم و آبی انتخاب شد.نتیجه‌گیری کلی: در مجموع، با توجه به محدودیت منابع آبی، اصلاح برای تهیه ارقام و هیبریدهای متحمل به خشکی با پتانسیل عملکرد بالا در این گیاه مهم اقتصادی مطرح است. علاوه بر این، باید به ‎دنبال هیبریدهایی بود که عملکرد (دانه و روغن) آن‌ها در دو شرایط دیم و آبی بالا باشد. بهبود ارتفاع بوته و قطر ساقه در شرایط دیم باعث بهبود عملکرد دانه شد، در حالی‎که در شرایط آبی بهبود قطر طبق باعث بهبود عملکرد دانه شد. هیبریدهای شماره 4 و 16 در دو شرایط دیم و آبی و هیبریدهای شماره 2 و 3 در شرایط آبی مناسب‌ترین و مطلوب‌ترین هیبریدها از نظر عملکرد دانه و روغن بودند. نتایج به‌دست آمده از این تحقیق کارایی روش بای‌پلات ژنوتیپ- صفت را برای تشخیص صفات مختلف و انتخاب هیبریدهای پرمحصول و پایدار نشان می ‎دهند.  

analysis of relationships between traits and new sunflower hybrids using the gt biplot method under dryland and irrigated conditions in golestan province

extended abstractbackground: sunflower (helianthus annuus) is one of the most important sources of vegetable oil production that plays a pivotal role in food security, income, and livelihood of iranian farmers. currently, drought and the resulting stress are among the most common environmental stresses that lead to yield reduction, especially in dry and rainfed areas. like most crops, sunflower productivity is significantly impacted by drought stress. therefore, effective solutions are essential to mitigate drought stress. given that sunflower hybrids are now cultivated as commercial varieties, it is crucial to produce superior hybrids with high seed and oil yields that are also tolerant to abiotic stress, considering climate change and aridity. the genotype-trait (gt) biplot analysis is a powerful statistical method that can identify correlations among traits by evaluating genotypes across multiple traits and identifying genotypes that excel in specific characteristics. this study employed the gt biplot method to explore the interrelationships between various traits and sunflower hybrids. the objectives of this research include identifying sunflower hybrids with desirable traits, investigating the relationships between traits, and categorizing hybrids based on traits studied using the gt biplot method.methods: eighteen new sunflower hybrids, along with the zarin hybrid as a control, were evaluated under both dryland and irrigated conditions. the experiment was conducted using a randomized complete block design with three replications at the national agricultural research station and dryland seed production of gonbad-e kavous (in dryland conditions and winter cultivation in february) and the agricultural research station in gorgan (in irrigated conditions and spring cultivation in april) during the 2023-2024 cropping season. each hybrid was planted in plots with three rows, 60 cm spacing between rows, and within-row spacing of 25 cm. sunflower samples were planted manually in hills on flat beds in dryland conditions, while it was on ridges created by a furrower in irrigated conditions. agronomic traits, including days to maturity, plant height, head height from the ground, head diameter, stem diameter, seed number per head, thousand-seed weight, and seed yield, were evaluated in the plants. the oil content of 30-g samples randomly selected from the seeds of each plot was measured in the oilseed laboratory of the institute of crop improvement and seed production in karaj. subsequently, oil yield was calculated in kilograms per hectare. after obtaining the experimental data, the gge biplot software was used for data analysis using the graphical gt biplot method with an appropriate statistical model. results: the gt biplot analysis explained a total of 78.3% of the standardized data diversity under dryland conditions (with the first and second principal components explaining 61.8% and 16.5%, respectively). similarly, under irrigated conditions, the gt biplot explained 58.7% of the standardized data variation (with the first and second principal components explaining 39.4% and 19.3%, respectively). overall, based on the polygonal representation of the gt biplot, hybrids numbered 4 and 16 excelled in dryland conditions, while hybrids numbered 2, 3, 4, and 16 performed well under irrigated conditions across most evaluated traits. the gt biplot analysis revealed that head diameter and stem diameter were positively correlated with seed yield under both dryland and irrigated conditions. additionally, plant height was closest to the ideal trait in dryland conditions, while seed number per head exhibited the highest distinctiveness and representativeness under irrigation. the overall comparison using the gt biplot indicated that hybrids numbered 4, 16, 1, 10, and 2 were the most desirable across all evaluated traits under dryland conditions. similarly, hybrids numbered 16, 4, and 10 stood out as the preferred hybrids based on the studied traits under irrigated conditions. furthermore, hybrid number 3 (under dryland conditions) and hybrid number 11 (under irrigated conditions) were the least desirable hybrids compared to the ideal hybrid. the graphical analysis of hybrid stability revealed that hybrid number 16 was selected as the best and most stable hybrid for both dryland and irrigated conditions.conclusion: breeding drought-tolerant sunflower varieties and hybrids with high yield potential is crucial to improve water resource limitations. hybrids performing well in both dryland and irrigated conditions should be prioritized concerning seed and oil yield. improving plant height and stem diameter in dryland conditions enhanced seed yield, while an improvement in the head diameter increased seed yield in irrigated conditions. hybrids 4 and 16 performed favorably in both dryland and irrigated conditions, while hybrids 2 and 3 excelled under irrigated conditions in terms of seed and oil yields. this study demonstrates the effectiveness of the gt biplot method in identifying various traits and selecting productive and stable hybrids.