زمان برداشت و تنوع ژنتیکی: راهبردهایی برای گزینش زودهنگام در اصلاح چغندرقند

سابقه و هدف: این مطالعه به بررسی تاثیر زمان‌های مختلف برداشت بر عملکرد و کیفیت رقم‌های مختلف چغندرقند می‌پردازد. با ارزیابی عملکرد رقم‌های متفاوت در زمان‌های مختلف برداشت، هدف این تحقیق تعیین این بود که آیا ارزیابی‌های کمی و کیفی اولیه می‌توانند نتایج نهایی را به‌دقت پیش‌بینی کنند یا خیر. تایید این فرضیه می‌تواند به‌طور قابل توجهی به برنامه‌های اصلاحی با انتخاب زودهنگام، در نتیجه سرعت بخشیدن به توسعه رقم‌های چغندرقند با عملکرد و کیفیت بالا کمک کند.مواد و روش‌ها: در این تحقیق 13 رقم چغندرقند در پنج تاریخ برداشت (مرداد تا آبان هر 20 روز یک‌بار) به مدت دو سال زراعی در قالب طرح کرت‌های خردشده به‌صورت طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. تجزیه واریانس مرکب با فرض اثر تصادفی برای سال و اثر ثابت برای رقم و تاریخ برداشت انجام شد. میانگین اثرات اصلی و برهمکنش آن‌ها با استفاده از آزمون چند دامنه‌ای دانکن مقایسه شد. برای ارزیابی پتانسیل گزینش زودهنگام رقم‌ها از تجزیه رگرسیون استفاده شد.یافته‌ها: بر اساس نتایج، اثرات اصلی سال، رقم و تاریخ برداشت و نیز برهمکنش‌های بین تاریخ برداشت- سال و تاریخ برداشت- رقم در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. بر اساس نتایج، بیش‌ترین میزان عملکرد شکر سفید به برداشت پنجم سال 1401 با میانگین 11.36 تن در هکتار اختصاص یافت؛ کمترین مقدار صفت مذکور متعلق به برداشت اول در سال 1402 با میانگین عملکرد 2.75 تن در هکتار بود. نتایج مربوط به مقایسه میانگین برهمکنش تاریخ برداشت- رقم حاکی از برتری رقم‌های یلدا و حسنا به ترتیب در تاریخ‌های برداشت پنجم و چهارم با میانگین عملکرد 12.44 و 12.14 تن در هکتار بود. پس از آن‌ها، رتبه‌های بعدی بیشترین عملکرد به رقم‌های روبینا و شکوفا برداشت‌شده در تاریخ‌های برداشت چهارم و پنجم اختصاص یافت. تجزیه رگرسیونی موید رابطه خطی معنی‌دار بین شرایط محیطی و عملکرد در سطح احتمال یک درصد بود. این رابطه خطی نشان داد که با افزایش شاخص محیطی، در درجه اول به دلیل تاخیر در زمان برداشت افزایش متناظر در عملکرد شکر وجود دارد. این الگو نشان‌دهنده واکنش قابل پیش‌بینی و یکنواخت عملکرد شکر است. برهمکنش رقم- محیط (خطی) در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار شد که حاکی از آن است که اگرچه عملکرد از روند خطی تبعیت می‌کند، اما شیب خط رگرسیونی رقم‌های آزمایشی در سال‌ها و تاریخ‌های برداشت مختلف با یکدیگر متفاوت است. میانگین مربعات مربوط به انحراف از خط رگرسیونی غیر معنی‌دار بود. غیر معنی‌دار شدن این اثر حاکی از آن است که مقادیر مربوط به عملکرد شکر سفید رقم‌های آزمایشی کاملاً در اطراف خط رگرسیونی قرار دارند و واکنش یک رقم در طول تغییرات خطی سال‌ها و تاریخ‌های برداشت مختلف دارای نوسان نمی‌باشد. در واقع با وجود پیچیدگی‌های ناشی از برهمکنش ژنوتیپ- محیط (خطی)، واکنش رقم‌ها به تغییرات سال‌ها و تاریخ‌های برداشت مختلف نامنظم نیست، بلکه در اطراف خط رگرسیون پایدار است. تجزیه همبستگی اسپیرمن نتایج حاصل از تجزیه رگرسیونی را تایید می‌کند و نشان می‌دهد که عملکرد کمی و کیفی در مراحل اولیه را نمی‌توان به‌عنوان پیش‌بینی‌کننده قابل اعتماد عملکرد نهایی در نظر گرفت، مگر اینکه تاریخ برداشت تا اوایل مهرماه به تعویق افتد.نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان می‌دهد که ارزیابی‌های اولیه عملکرد برای انتخاب اولیه قابل اعتماد نیستند. تاخیر در گزینش تا مهرماه اعتبار تصمیمات اصلاحی را افزایش می‌دهد و از انتخاب رقم‌های با پتانسیل ژنتیکی بهینه برای عملکرد بالا اطمینان حاصل می‌کند. این رویکرد به اصلاح‌کنندگان اجازه می‌دهد تا تصمیمات آگاهانه‌تری اتخاذ کنند که در نهایت منجر به توسعه رقم‌های چغندرقند با عملکرد کمی و کیفی بالا شود. با درک تعاملات بین عوامل ژنتیکی و محیطی، اصلاح‌کنندگان می‌توانند اثربخشی راهبرد‌های خود را بهبود بخشند و در نتیجه به شیوه‌های کارآمدتر کشت چغندرقند کمک کنند.

harvest timing and genetic variability: strategies for early selection in sugar beet breeding

background and objectives: this study investigates how different harvest times affect the yield and quality of sugar beet varieties. by evaluating the performance of various varieties at different harvest times, the research aims to determine if early quantitative and qualitative assessments can accurately predict final outcomes. confirming this hypothesis could significantly benefit breeding programs by enabling early selection, thereby speeding up the development of high-yield, high-quality sugar beet varieties.materials and methods: the research involved 13 sugar beet varieties. these varieties underwent phenotypic evaluation over two years (2022 and 2023) at the sugar beet research station in karaj alborz, iran. the experimental design was split-plot design based on the randomized complete block design, with four replications and five harvest dates. a combined analysis of variance was performed, treating the year effect as random and the variety and harvest date effects as fixed for white sugar yield. the mean of the main effects and their interactions were compared using duncan’s multiple range test at a 5% probability level. to assess the potential for early selection of varieties and expedite breeding, regression analysis was employed, which is a common statistical method for evaluating genotype-environment interactions. additionally, spearman’s correlation, a non-parametric rank correlation method, was used to determine the correlation between the ranks of the varieties across different harvest dates.results: the analysis of variance revealed significant effects of the year, variety, harvest date, and the interactions between harvest date-year and harvest date-variety at a 1% probability level. the fifth harvest in 2022 reached an average of 11.36 t ha-1, while the first harvest in 2023 had the lowest yield, averaging 2.75 t ha-1. in terms of harvest date-variety interaction, yalda and hosna achieved high yields of 12.44 and 12.14 t ha-1 on the fifth and fourth harvest dates, respectively, followed by robina and shokoufa on the fourth and fifth dates. regression analysis confirmed a significant linear relationship between environmental conditions and yield at the 1% probability level. this relationship indicated that as the environmental index increased, there was a corresponding increase in white sugar yield, mainly due to delayed harvest times. this pattern suggests a predictable and uniform response of white sugar yield to environmental changes. the genotype-environment interaction (linear) was also significant at the 1% probability level, indicating that although yield followed a linear trend, the slope of the regression line varied for different experimental varieties across different years and harvest dates. however, the mean square deviation from the regression line was non-significant, suggesting that the white sugar yield values of the experimental varieties closely aligned with the regression line. this implies that the response of a cultivar did not fluctuate significantly during linear changes in different years and harvest dates. in fact, despite the complexities of the genotype-environment interaction, the response of varieties to changes in different years and harvest dates remains stable around the regression line. spearman correlation analysis supports these findings, indicating that quantitative and qualitative performance in the early stages cannot reliably predict final yield unless the harvest date is postponed until early october.conclusion: the study concludes that initial performance evaluations are not reliable for early selection. delaying selection until october enhances the reliability of breeding decisions, ensuring the selection of cultivars with optimal genetic potential for high yields. this approach allows breeders to make more informed decisions, ultimately leading to the development of high-yield, high-quality sugar beet varieties. by understanding the interactions between genetic and environmental factors, breeders can improve the effectiveness of their strategies, thus contributing to more efficient sugar beet cultivation practices.