بررسي اثر متقابل ژنوتيپ × محيط براي عملكرد دانه در ژنوتيپ‌هاي لوبيا قرمز با استفاده از روش‌هاي AMMI و GGE Biplot

مقدمه و هدف: ارزيابي اثر متقابل ژنوتيپ × محيط اطلاعات ارزشمندي در رابطه با عملكرد ارقام گياهي در محيط‌هاي مختلف فراهم كرده و نقش مهمي در بررسي پايداري عملكرد ارقام اصلاح شده دارد. اثرات متقابل ژنوتيپ × محيط به‌ويژه در محيط‌هاي تنش‌دار از عوامل مهم محدودكننده در معرفي ارقام جديد محسوب مي‌شود. لذا شناخت نوع و ماهيت اثر متقابل و دستيابي به ارقامي كه كمترين واكنش را نسبت بـه اثرات متقابل نشان دهند از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. روش‌هاي مختلفي براي ارزيابي اثرات متقابل معرفي شده است كه هريك ماهيت اثر متقابل را از ديدگاه مشخصي بررسي مي‌كند. نتايج روش‌هاي مختلف ممكن است با هم يكسان نباشند، اما بهترين نتيجه زماني حاصل مي‌شود كه يك ژنوتيپ بـا روش‌هاي مختلف ارزيابي، نتيجه مشابهي از نظر پايداري نشان دهد. هدف از انجام اين پژوهش، ارزيابي اثر متقابل ژنوتيپ × محيط در آزمايش‌هاي انجام گرفته در محيط‌هاي مختلف جهت تعيين روابط بين ژنوتيپ‌ها و محيط‌ها و معرفي پايدارترين ژنوتيپهاي لوبيا قرمز بود.مواد و روش‌ها: در اين تحقيق 14 لاين لوبيا قرمز به‎همراه ارقام شاهد ياقوت، افق و دادفر در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار در ايستگاه‌هاي تحقيقاتي خمين، بروجرد، شهركرد و زنجان به‎مدت 2 سال زراعي در شرايط يكسان كشت شدند. پس از تجزيه واريانس مركب با توجه به معني‌دار بودن اثر متقابل ژنوتيپ × محيط، براي تعيين سازگاري و پايداري ژنوتيپ‌ها از روش‌هاي تجزيه‌ AMMI و GGE-Biplot انجام شد. پس از تجزيه AMMI، پارامترهاي پايداري AMMI نيز محاسبه شد. علاوه بر پارامترهاي پايداري AMMI، شاخص گزينش هم‌زمان نيز براي هريك از شاخص‌ها محاسبه شد كه حاصل جمع رتبه ژنوتيپ‌ها بر پايه هريك از شاخص‌هاي پايداري AMMI و رتبه ميانگين عملكرد دانه ژنوتيپ‌ها در تمام محيط‌ها بود.يافته‌ها: معني‌دار شدن اثرات متقابل دوگانه و سه‌گانه ژنوتيپ با سال و مكان (محيط) در اين مطالعه نشان‌ داد كه ژنوتيپ‌ها در محيط‌هاي متفاوت پاسخ‌هاي متفاوتي نشان داده و به‌عبارت‌ديگر اختلاف بين ژنوتيپ‌ها از محيطي به محيطي ديگر يكسان نيست و در اين شرايط پايداري عملكرد دانه مي‌تواند مورد ارزيابي قرار گيرد. سهم حدود 2/5 برابري اثر متقابل ژنوتيپ × محيط از مجموع مربعات كل، در مقايسه با اثر ژنوتيپ، بيانگر احتمال وجود گروه‌هاي كلان محيطي بود كه برخي ژنوتيپ‌ها حداكثر پتانسيل عملكرد خود را در آن گروه‌هاي محيطي نشان مي‌دهند. ژنوتيپ‌هاي G12، G5 و G17 به‎ترتيب با داشتن عملكردهاي 3288، 3136 و 3111 كيلوگرم در هكتار بيشترين مقدار عملكرد دانه را در بين ژنوتيپ‌ها دارا بودند. تجزيه AMMI نشان داد كه مؤلفه اصلي اول تا هفتم در سطح احتمال 1 درصد معني‌دار بودند و عليرغم معني‌دار شدن تمامي مؤلفه‌هاي مدل، اولين و دومين مؤلفه اصلي، بيشترين سهم  را در بيان اثر متقابل ژنوتيپ × محيط داشتند (66/5 درصد). برپايه نمودار AMMI1 ژنوتيپ‌هاي G4، G5، G16، G17 و G12 داراي بيشترين مقادير (مثبت و منفي) IPCA1 بودند. در مقابل ژنوتيپ‌هاي G8، G3، G2، G7 و G11 داراي مقادير IPCA1 نزديك به صفر بودند. با اين‎حال تنها ژنوتيپ G11 عملكردي بالاتر از ميانگين عملكرد كل نشان داد و به‎همين دليل مي‌تواند به‌عنوان ژنوتيپ‌ پايدار با سازگاري عمومي بالا معرفي شود. بر پايه نمودار باي‌پلات AMMI2، ژنوتيپ‌هاي G2، G7، G3 و تا حدودي G8 و G13 به‌عنوان ژنوتيپ‌هاي پايدار معرفي شدند ولي تنها ژنوتيپ G13 در تمامي محيط‌ها داراي مقدار عملكرد بيشتري بود، بنابراين اين ژنوتيپ را مي‌توان به‌عنوان ژنوتيپ پايدار با عملكرد مناسب معرفي كرد. همچنين هر دو سال يك مكان مورد بررسي داراي همبستگي زيادي با هم بودند به‌طوري‌كه محيط‌هاي Bro1 و Bro2 از يك‌طرف و محيط‌هاي Kho1 و Kho2 و درنهايت Zan1 و Zan2 از طرف ديگر با هم داراي همبستگي مثبت بالا (اثر يكسان) جهت ايجاد اثر متقابل نشان دادند. در مجموع شاخص‌هاي انتخاب هم‌زمان محاسبه ‌شده بر پايه تجزيه AMMI، ژنوتيپ‌هاي G11، G17، G7، G13 و G12 به‌عنوان ژنوتيپ‌هاي پايدار با عملكرد بالا معرفي شدند. تجزيه GGE-Biplot بر اساس ميانگين عملكرد و پايداري نشان داد كه ژنوتيپ‌هاي G1، G2، G3، G8 و G7 داراي بيشترين پايداري عمومي نسبت به ساير ژنوتيپ‌ها عليرغم داشتن كمترين عملكرد بودند. در مقابل ژنوتيپ‌هاي G12، G5 و G17 داراي بيشترين عملكرد با پايداري كمتر قرار داشتند. هيچ محيط ايده آلي مشاهده نشد. ولي محيط‌هاي Kho1، Kho2 و Sha1 نسبت به محيط‌هاي ديگر به محيط ايده‌آل نزديك‌تر بوده و مي‌توانند تا حدودي جهت تمايز ژنوتيپ‌هاي مورد مطالعه از آن‌ها استفاده كرد. از طرف ديگر، ژنوتيپ‌ G12 را مي‌توان به‌عنوان ژنوتيپ مطلوب كه داراي ميانگين عملكرد بالا و نيز پايداري عملكرد بالايي باشد، در نظر گرفت. به‎همين ترتيب ژنوتيپ‌هاي G17، G5 و G11 در مرحله بعد نسبت به ژنوتيپ ايده‌آل قرار داشتند و تا حدودي مي‌توان آن‌ها را نيز به‌عنوان ژنوتيپ‌هاي مطلوب در نظر گرفت. نتيجه‎گيري: با توجه به تمامي نتايج مي‎توان ژنوتيپ‌ G12 را به‌عنوان ژنوتيپ مطلوب كه داراي ميانگين عملكرد بالا و نيز داراي پايداري عملكرد باشد، در نظر گرفت و در مرحله بعد ژنوتيپ‌هاي G17، G5 و G11 قرار داشتند.