ارزیابی صفات زراعی، کیفیت دانه و پایداری عملکرد ژنوتیپ‌های امیدبخش برنج با استفاده از روش‌های لین و بینز و gge-biplot

مقدمه: با توجه به کمبود مواد غذایی در جهان، افزایش تولید برنج یکی از خواسته‌های بازار جهانی و از اهداف مهم بسیاری از کشورهای تولیدکننده این محصول می‌باشد. عملکرد نهایی هر محصول تحت تاثیر پتانسیل ژنوتیپ، اثر محیط و برهمکنش ژنوتیپ و محیط قرار می‌گیرد. برهمکنش ژنوتیپ و محیط موجب می‌شود ژنوتیپ‌های مختلف تحت شرایط محیطی متفاوت واکنش یکسانی نداشته باشند. ژنوتیپ‌هایی که بتوانند در مناطق مختلف و یا تحت شرایط محیطی متفاوت، عملکرد بالاتری تولید کنند و پایداری عملکرد خود را حفظ کنند، ارقام موفقی به‌شمار می‌آیند. در این پژوهش، نه لاین امیدبخش برنج با منشاء هاشمی به‌همراه دو رقم هاشمی و گیلانه در دو منطقه و طی دو سال از نظر عملکرد دانه مورد ارزیابی قرار گرفتند. هدف از مطالعه نیز ارزیابی پایداری لاین‌های مورد مطالعه و معرفی پایدارترین آن‌ها به‌منظور معرفی رقم‌های جدید بود.مواد و روش‌ها: مواد گیاهی این آزمایش، تعداد نه لاین امیدبخش برنج با منشاء رقم هاشمی به‌عنوان یک رقم برنج محلی ایرانی با کیفیت مطلوب بود که به‌همراه دو رقم هاشمی و گیلانه به‌عنوان رقم‌های شاهد آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در دو منطقه، موسسه تحقیقات برنج کشور (گیلان، رشت) و ایستگاه تحقیقات چپرسر (مازندران) به‌مدت دو سال 1396 و 1397 مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورد مطالعه شامل عملکرد دانه، روز تا 50 درصد گلدهی، درصد برنج سالم، راندمان تبدیل، طول شلتوک، محتوای آمیلوز و درجه حرارت ژلاتینی شدن بود. برای تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها، ابتدا تجزیه واریانس ساده برای عملکرد دانه انجام شد و سپس، آزمون بارتلت جهت بررسی یکنواختی خطاهای آزمایش صورت گرفت. تجزیه واریانس مرکب و مقایسه میانگین‌ها به‌روش دانکن با نرم‌افزار sas انجام شد. به‌منظور ارزیابی پایداری لاین‌های مورد مطالعه نیز از روش‌های لین و بینز و gge-biplot استفاده شد. یافته‌های تحقیق: نتایج تجزیه واریانس مرکب داده‌ها نشان داد که اثر ژنوتیپ و سال و همچنین برهمکنش سال× مکان و سال × مکان × ژنوتیپ بر عملکرد دانه معنی‌دار بود. به این ترتیب، پایداری عملکرد دانه ژنوتیپ‌های مورد مطالعه با استفاده از روش‌های لین و بینز و gge-biplot ارزیابی شد. نتایج روش لین و بینز نشان داد که ژنوتیپ‌های گیلانه و 19603 (hashemi/ir74720-85-1-2-1) با داشتن کم‌ترین واریانس درون‌مکانی برای عملکرد دانه، به‌ترتیب پایدارترین ژنوتیپ‌های این آزمایش بودند. نتایج حاصل از روش گرافیکی gge-biplot نیز نشان داد که در بای‌پلات عملکرد دانه، ژنوتیپ‌های 19607، هاشمی و گیلانه که رئوس چند ضلعی را تشکیل دادند، بهترین و یا ضعیف‌ترین ژنوتیپ‌ها در برخی از محیط‌ها و یا همه محیط‌ها بودند. در مقابل، بررسی همزمان پایداری و عملکرد دانه ژنوتیپ‌‌ها، لاین امیدبخش 19603 را به‌عنوان بهترین ژنوتیپ معرفی کرد. نمودار ژنوتیپ ایده‌‌آل نیز نشان داد که لاین امیدبخش 19603 کم‌ترین فاصله را از ژنوتیپ ایده‌‌آل فرضی نسبت به سایر ژنوتیپ‌ها داشت و بنابراین برترین ژنوتیپ‌ این آزمایش بود.نتیجه‌گیری: نتایج ارزیابی پایداری عملکرد ژنوتیپ‌های برنج با استفاده از روش‌های لین و بینز و gge-biplot، لاین امیدبخش 19603 را به‌عنوان پایدارترین ژنوتیپ این آزمایش معرفی کرد. این لاین به‌همراه لاین امیدبخش 19607، بالاترین میانگین عملکرد شلتوک را در تمامی محیط‌های ارزیابی شده تولید کردند. این ژنوتیپ‌ها، با تعداد روز تا 50 درصد گلدهی کم‌تر از 95 روز، طول دانه بیش از هفت میلی‌متر و میزان آمیلوز و دمای ژلاتینی شدن متوسط، در ردیف ژنوتیپ‌های میان‌رس، دانه‌بلند (صدری) و با کیفیت پخت مطلوب قرار گرفتند. بنابراین، دو لاین امیدبخش 19603 و 19607 به‌منظور اجرای برنامه‌های معرفی رقم، پیشنهاد می‌شوند.

assessing agronomic traits, grain quality and yield stability of promising rice lines using lin and binns and gge-biplot methods

introductionconsidering the lack of food in the world, increasing the production of rice is one of the demands of the global market and one of the important goals of many countries producing this crop plant. the final performance of each organism is affected by the genotypic potential, the environmental effects and the interaction between genotype and environment. the interaction of genotype and environment causes that different genotypes do not have the same reaction under different environmental conditions. genotypes that can produce higher yields in different regions or under different environmental conditions and maintain their performance stability are considered as successful genotypes. in this study, nine promising rice lines originating from the hashemi variety, along with two varieties hashemi and gilaneh, were evaluated for grain yield in two regions during two years. the objective of this study was to evaluate the stability of the studied lines and introduce the most stable ones in order to introduce the new varieties.materials and methodsthe plant materials of this experiment were nine promising rice lines originating from the hashemi variety, as a iranian local variety with good quality, along with two varieties hashemi and gilaneh as control varieties. the experiment was conducted in a randomized complete block design with four replications in two regions, rice research institute of iran (guilan province, iran) and chaparsar research station (mazandaran province, iran), in two years, 2017 and 2018. the studied traits included grain yield, days to 50% flowering, head rice percentage, milling efficiency, grain length, amylose content and gelatinization temperature. for data statistical analysis, simple analysis of variance was firstly performed for grain yield, and then bartlett’s test was done to check the uniformity of the experimental errors. combined analysis of variance and comparison of means by duncan’s method was performed with sas software. to evaluate the stability of the studied lines, lin and binns and gge-biplot methods were used.research findingsthe results of combined analysis of variance showed that the effects of genotype and year as well as the interaction of year × place and year × place × genotype on grain yield were significant. therefore, grain yied stability of the studied genotypes was evaluated using lin and binns and gge-biplot methods. the results of lin and binns method indicated that two genotypes gilaneh and 19603 (hashemi/ir74720-85-1-2-1), with the lowest intra-location variance, were the most stable genotypes in this experiment. the results of gge-biplot graphical method also showed that the genotypes 19607, hashemi and gilaneh, which formed the vertices of the polygon in the grain yield biplot, were the best or the weakest genotypes in some environments or in all environments. also, the simultaneous evaluation of stability and grain yield of the studied genotypes identified the promising line 19603 as the best genotype. the graph of ideal genotype also showed that the promising line 19603 had the smallest distance from the hypothetical ideal genotype compared to other genotypes, so it was the best genotype of this experiment.conclusionthe results of stability analysis of rice genotypes using lin and binns and gge-biplot methods introduced genotype 19603 as the most stable genotype of this experiment. this promising line along with the promising line 19607 produced the highest average paddy yield in all studied environments. these genotypes with the number of days to 50% flowering less than 95 days, grain length more than seven mm, and medium amylose content and gelatinization temperature, were considered as genotypes with mid-maturing, long-grain (sadri) and good cooking quality. therefore, two promising lines 19603 and 19607 are suggested for cultivar introduction programs.