بررسي نتايج حاصل از تلاقي داي‌آلل در گندم نان تحت شرايط تنش رطوبتي با استفاده از روش GGEbiplot

Investigation of diallel results in bread wheat under drought stress conditions using GGEbiplot method

مقدمه از تلاقي‌هاي داي‌آلل جهت بررسي عمل ژن و تعيين گروه‌ها و الگوهاي هتروتيك مي‌توان استفاده نمود. دردهه‌ي اخير استفاده از روش گرافيكي يا روش  GGE biplot  در بررسي اثر متقابل ژنوتيپ × محيط در برنامه‌هاي به‌نژادي متداول شده است. در اين روش اثر ژنوتيپ و اثر متقابل ژنوتيپ و محيط از هم تفكيك‌شده و گزينش ارقام پايدار بر اساس هر دو اثر مذكور صورت مي‌گيرد. زماني كه GGE biplot براي داده‌هاي داي‌آلل استفاده شود هر ژنوتيپ هم به‌عنوان لاين و هم به‌عنوان تستر در نظر گرفته مي‌شود. همچنين در اين مواقع اصطلاحات ميانگين عملكرد و پايداري ژنوتيپ‌ها به ترتيب با تركيب‌پذيري عمومي و تركيب‌پذيري خصوصي والدين معادل است. روش باي‌پلات ابزاري بسيار مفيد جهت ارزيابي چشمي و تفسير پاسخ الگوي ارقام، محيط‌ها و اثر متقابل آن‌ها است. هدف از اين تحقيق ارائه اطلاعات زير در رابطه با گندم به‌صورت گرافيكي بود: (1) تعيين تركيب‌پذيري عمومي والدين؛ (2) برآورد تركيب‌پذيري خصوصي هيبريدها؛ (3) تعيين تسترهاي مناسب براي تحقيقات آينده؛ (4) تعيين بهترين هيبريدها؛ و (5) تعيين گروه‌ها و الگوهاي هتروتيك در بين ژنوتيپ‌هاي مورد ارزيابي. مواد و روش‌ها در اين تحقيق  هفت رقم گندم نان به نام‌هاي هامون، الموت، C8412، گاسپارد، قدس، مغان 1، ا‌فشار (به ‌عنوان والدين) مورداستفاده قرار گرفتند. اين ارقام همراه با 21 ژنوتيپ نسل F1 حاصل از تلاقي داي‌آلل آن‌ها كه به‌صورت نيمه داي‌آلل (فاقد تلاقي‌هاي معكوس) انجام گرفته بود، در سال زراعي 921391 در مزرعه تحقيقاتي دانشكده‌ كشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه آزاد اسلامي واحد كرج، در شرايط اعمال تنش رطوبتي، كشت گرديدند.طرح آماري مورداستفاده، بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار بود. تجزيه واريانس داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار SAS و تجزيه داي‌آلل توسط نرم‌افزار D2 انجام شد. آناليزهاي گرافيكي توسط نرم‌افزار GGE biplot طبق روش پيشنهادي يان و هانت صورت گرفت. به‌منظور بررسي نتايج حاصل از تلاقي داي‌آلل در گندم نان از روش باي‌پلات استفاده گرديد. در اين تحقيق دوازده صفت زراعي شامل عملكرد دانه، ارتفاع بوته، طول سنبله، وزن سنبله، قطر ساقه، طول ريشك، طول ميانگره‌ دوم، طول پدانكل، بيرون آمدگي پدانكل، طول بذر، قطر بذر و وزن هزار دانه ارزيابي شدند. نتايج و بحث تجزيه واريانس تفاوت معني‌داري بين ارقام از نظر اكثر صفات مورد بررسي نشان داد. ميانگين مربعات تركيب‌پذيري عمومي براي تمامي صفات به‌جز ارتفاع بوته، طول ميانگره دوم و قطر ساقه معني‌دار بود. ميانگين مربعات تركيب‌پذيري خصوصي براي تمامي صفات به‌جز قطر ساقه در سطح احتمال يك درصد معني‌دار گرديد. بيشترين و كمترين ميزان ميانگين عملكرد دانه به ترتيب براي والدها در ارقام هامون و افشار و براي تلاقي‌‌‌ها در هيبريدهاي هامون×قدس و C8412×گاسپارد مشاهده گرديد. بيشترين تركيب‌پذيري عمومي مثبت و معني‌دار براي صفت عملكرد دانه، مربوط به رقم هامون بود. بيشترينتركيب‌پذيريخصوصيمثبتومعني‌داربراي صفتعملكرددانهدرمترمربع، مربوطبهتلاقي‌هاي هامون×قدسو C8412×مغان 1 بود. برايصفتوزن سنبله بيشترينمقاديرتركيب‌پذيريخصوصي معني‌داربه ترتيبمربوطبه تلاقي‌هاي C8412×افشار و الموت×گاسپارد بود. براي صفت وزن هزاردانه بالاترين تركيب‌پذيري خصوصي را تلاقي‌هاي الموت×قدس وC8412×افشار نشان دادند. برايصفتطولسنبله تلاقي‌هاي الموت × C8412و  C8412 × قدس، گاسپارد × افشار و قدس× مغان 1 داراي تركيب‌پذيري خصوصيمثبتومعني‌داربودند. بر اساس نتايج حاصل از باي‌پلات داده‌هاي داي‌آلل براي صفت عملكرد دانه، لاين‌هاي الموت و افشار به ترتيب بيشترين و كمترين ميزان تركيب‌پذيري ‌عمومي را دارا بودند. ارقامC8412 ، قدس و گاسپارد داراي تركيب‌پذيري خصوصي بالاتري نسبت به بقيه‌ي لاين‌ها بودند. ارقام موردبررسي به دو گروه هتروتيك تقسيم‌بندي شدند. گروه اول شامل ارقام گاسپارد، C8412 و هامون و گروه دوم شامل ارقام الموت، قدس، مغان 1 و افشار بود. تستر‌هاي قدس، الموت،  C8412و گاسپارد از شباهت بيشتري نسبت به ساير تستر‌ها براي صفت عملكرد دانه، برخوردار بودند. ارقام قدس، C8412 و الموت نسبت به ساير ارقام قدرت تميز بيشتري را دارا بودند. نتيجه‌گيري در مجموع، بين ارقام مورد بررسي تنوع ژنتيكي قابل‌توجهي وجود داشت كه سبب وجود اثرهاي افزايشي و غيرافزايشي براي صفات موردبررسي ازجمله عملكرد مي‌شود. مقايسه نتايج تجزيه‌هاي عددي با نتايج گرافيكي نشان‌دهنده مطابقت خوب نتايج اين دو روش بود. با توجه به برتري روش‌هاي گرافيكي ازنظر تفسير سريع‌تر و ساده‌تر نتايج، استفاده از اين روش‌ها، جهت سهولت در تحقيقات توصيه مي‌شود.

Introduction Diallel crosses can be used to study the gene action and heterotic grouping and patterns. In the recent decade, use of graphical approach or GGE biplot in the investigation of genotype × environment has become more common in breeding programs. In this method, the effect of genotype and genotype and environment interaction are broken and stable cultivar selection is done basis of both effects. When GGE biplot was used for diallel data, each genotype reviled as both line and tester. Also in this case, average performance and stability of genotypes equivalent with the parent GCA and SCA respectively. Biplot method very useful tool for visual assessment and interpretation of the parent’s pattern, the environment and their interaction. The aim of this study provides the following information for wheat base graphical methods: (1) Set parental general combining ability, (2) Estimates specific combining ability for hybrids, (3) Determine the adequate testers for future research, (4) Determine the best hybrids, (5) Determine of heterotic group and patterns among genotypes. Materials and Methods In this study, seven varieties of wheat including Alamut, C8412, Gaspard, Ghods, Moghan 1 and Afshar (as parents) were used. These varieties with 21 genotypes of F1 generation of them base half diallel (without reciprocal crosses) in 20122013 crop year on research farm of Agriculture and Natural Resources, Islamic Azad University of Karaj, in drought stress condition were cultivated. A randomized complete block design with three replications was used. To analysis of variance SAS software and for Diallel analysis D2 software were used. Graphical analysis according to Yan and Hunt method done with GGE biplot software. In order to evaluate the diallel results in bread wheat, biplot method was used. In this study, 12 agronomic traits, including Grain yield, Plant height, Spike length, Spike Weight, Stem diameter length, Awn length of the second internodes, Peduncle length, Extrusion peduncle, Seed length, Seed size and 1000 Seedweight were examined. Results and discussion Analysis of variance showed significant differences for most of the traits. General combining ability mean squares for all the traits except plant height, length of the second internodes and stem diameter was significant. Specific combining ability mean squares for all traits except stem diameter was significant at the one percent probability level. The highest and lowest average grain yield for parents was observed for Hamoon and Afshar cultivars and for hybrids observed for crosses the Hamoon × Ghods and C8412 × Gaspard. The most significant positive GCA for grain yield, was reviled for Hamoon variety. The most significant SCA for grain yield per square meter, observed for Hamoon × Ghods and C8412 × Moghan1. For spike weight, the highest and significant SCA values observed for Afshar × C8412 and Alamut × Gaspard. For grain weight the highest SCA observed for Alamoot × Ghods and Afshar × C8412. For spike length, Alamoot × C8412, Ghods × C8412, Afshar × Gaspard and Ghods × Moghan1 had a positive and significant SCA. Based on the results of diallel analysis biplot for grain yield of the lines, Cultivars Alamut and Afshar respectively, have a highest and lowest general combining abillity. Cultivars C8412, Ghods, and Gaspard has a specific combining ability were higher than other lines. Cultivars were divided into two groups. The first group includes Cultivars Gaspard, C8412 and Hamun, second group includes Alamut, Ghods, Moghan1 and Afshar. Testers Ghods, Alamut, C8412 and Gaspard similarities and relationships more than other tester for grain yield. Cultivars Ghods, C8412 and Alamut had more discriminating effect than other varieties. Conclusions In total, there were significant genetics diversity between cultivars that cause of the additive and nonadditive effects in the studied traits such as yield. Comparing the results of numerical analyzes with graphical results represents the good conformity between of these two methods. Due to preferable of graphical methods in terms of faster and simpler interpretation for results, the use of these methods, to facilitate the investigation, recommended.