ارزیابی ژنوتیپ‌های آفتابگردان دانه روغنی بر اساس شاخص انتخاب چند متغیره FAI-BLUP در شرایط نرمال و آبیاری محدود

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دکتری ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه. ارومیه، ایران

2 استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه. ارومیه، ایران.

چکیده

هدف: تولید و معرفی ژنوتیپ ایده‌­آل، نیازمند آزمایشات چندگانه در شرایط مختلف و بررسی اثرات ژنوتیپ × محیط است. به این منظور از شاخص‌­های گزینش چند صفتی متعددی که معرفی شده‌اند استفاده می‌­شود. از جمله مزیت شاخص­‌های گزینش چند صفتی در گزینش و معرفی ژنوتیپ­‌های مطلوب، اقدام به گزینش با در نظر گرفتن روابط بین صفات و از میان برداشتن محدودیت‌های ناشی از آن است. در این مطالعه سعی شده است کارایی شاخص گزینش FAI-BLUP در مقایسه با دو شاخص اسمیت و هیزل و شاخص فاصله ژنوتیپ- ایدئوتایپ چند صفتی در ارزیابی ژنوتیپ‌های آفتابگردان دانه روغنی در شرایط نرمال و آبیاری محدود مورد ارزیابی قرار گیرد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش تعداد 100 لاین آفتابگردان دانه روغنی تحت دو شرایط آبیاری معمول و محدود در قالب طرح لاتیس ساده 10×10 طی سال­‌های 1392 و 1393 از نظر برخی صفات مورفو-فیزیولوژیکی و عملکرد ارزیابی شدند. جهت تجزیه واریانس از نرم‌افزار SAS و به‌منظور انجام محاسبات سه شاخص MGIDI، شاخص FAI-BLUP و شاخص اسمیت - هیزل از بسته (metan) در نرم­افزار (R.9.4) R Studio استفاده شد.
نتایج: بر اساس نتایج تجزیه واریانس بین ژنوتیپ­‌ها در همه صفات جز صفات قطر طبق و محتوای نسبی آب اختلاف معنی‌­دار مشاهده شد، که نشان از وجود تنوع بین ژنوتیپ­‌ها در صفات مورد مطالعه داشت. در تجزیه به مؤلفه­‌های اصلی چهار مؤلفه با ریشه مشخصه بیشتر از 1 شناسایی شد، که 37/70 درصد از تنوع کل صفات را توجیه نمودند. در گزینش بر اساس 13 صفت به‌دلیل هم خطی موجود بین صفات، شاخص اسمیت – هیزل موفق عمل نکرد. در مرحله دوم با حذف صفت RWC و با حضور 12 صفت، ژنوتیپ­های 13 (A-FLPOPA)، 22 (AS3232)، 57 (SDR19)، 81 (CAY) و 94 (SF092) با سه شاخص فوق به‌عنوان ژنوتیپ برتر انتخاب شدند. هر دو روش FAI-BLUP و MGIDI از روش‌­های چند متغییره مبتنی بر تجزیه به عامل‌­ها هستند ولی در روش MGIDI فاصله از ژنوتیپ-ایده‌­آل، نیز جهت گزینش ملاک است. بنابراین نتایج یکسان به‌دست‌آمده با هر دو روش نشان از کارایی مطلوب و قابل اطمینان بودن روش FAI-BLUP است.
نتیجه‌گیری: استفاده از شاخص‌­های چند صفتی، روشی ارزنده در تسریع برنامه‌­های اصلاحی و معرفی ژنوتیپ‌­های مطلوب هست. در این بین جهت دستیابی به انتخاب مطلوب، در نظر گرفتن روابط بین صفات در انتخاب و استفاده از شاخص کارآمد حائز اهمیت است. چنانچه در مطالعه فوق مشاهده شد شاخص اسمیت – هیزل کارایی مطلوبی در انتخاب ژنوتیپ‌ها در صورت وجود روابط بین صفات ندارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of oilseed sunflower genotypes based on the multivariate selection index FAI-BLUP under normal and limited irrigation conditions

نویسندگان [English]

  • Nasrin Akbari 1
  • Reza Darvishzadeh 2
1 Phd Graduate in Plant Genetic and Breeding, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
2 Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Objective
The production and introduction of the ideal genotype require multi-site experiments and examination of the effects of genotype × environment interaction. For this purpose, several multi-attribute selection indices have been introduced. One of the advantages of multi-trait selection indices in the selection and introduction of desired genotypes is the consideration of trait relationships and the elimination of limitations caused by them. In this study, the efficiency of the FAI-BLUP selection index in evaluating oilseed sunflower genotypes was compared with two other indices: the Smith-Hazel and multi-trait genotype-ideotype distance.
Materials and Methods
One hundred oilseed sunflower genotypes were evaluated in 2012 and 2013 in terms of yield and several morphophysiological traits under two irrigation conditions: standard and limited, using a simple 10 × 10 lattice design. SAS software was used for variance analysis, and the calculation of three indices (MGIDI, FAI-BLUP, and Smith-Hazel) was done using the metan package in RStudio software (R 9.4).
Results
Based on the analysis of variance, significant differences were observed among genotypes in all studied traits except for head diameter and relative water content, indicating the presence of variation among genotypes in these traits. In the principal component analysis, four components with eigenvalues greater than one were identified, which explained 70.37% of the total variance of traits. The Smith-Hazel index was not successful in the selection based on 13 traits due to collinearity among them. By removing the RWC trait and using the remaining 12 traits, genotypes 13 (A-FLPOPA), 22 (AS3232), 57 (SDR19), 81 (CAY), and 94 (SF092) were selected based on this index. Both the FAI-BLUP and MGIDI methods are multivariate approaches based on factor analysis; however, the MGIDI method, in addition to factor analysis, also uses the distance from the ideal genotype to identify desirable genotypes. In this study, the results obtained using the MGIDI and FAI-BLUP methods were identical, indicating the efficiency and reliability of the FAI-BLUP method.
Conclusion
The use of multi-trait indices is a valuable method for accelerating breeding programs and identifying desirable genotypes. In this context, achieving optimal selection requires considering the relationships among traits in the selection process and utilizing an efficient index. As observed in this study, the Smith-Hazel index does not perform well in selecting genotypes when there are correlations between traits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought stress
  • FAI-BLUP
  • Ideal genotype
  • MGIDI
  • Sunflower