نوع مقاله : علمی پژوهشی - غلات

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس

2 استادیار پژوهشی، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

10.22055/ppd.2024.45295.2134

چکیده

جو (Hordeum vulgare L.) به‌عنوان یکی از سازگارترین محصولات زراعی با تولید در بسیاری از مناطق مختلف جهان شناخته شده است. علاوه بر این، جو از نظر اهمیت اقتصادی رتبه چهارم دنیا را بعد از گندم، برنج و ذرت دارد. شناسایی ژنوتیپ‌هایی که عملکرد بالا را در بسیاری از صفات ترکیب می‌کنند یک کار چالش برانگیز بوده است. بنابراین، هدف از این مطالعه انتخاب ژنوتیپ‌های برتر جو بر اساس عملکرد دانه و تعدادی از صفات مورفوفنولوژیکی با استفاده از شاخص‌های مختلف بود. به‌منظور ارزیابی هفده لاین امیدبخش جو به‌همراه چهار ژنوتیپ شاهد، آزمایشی دوساله (1402-1400) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و در سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی داراب انجام شد. صفات زراعی مورد بررسی شامل تعداد روز تا ظهور سنبله (DHE)، تعداد روز تا رسیدگی (DMA)، ارتفاع بوته (PLH)، طول دوره پر شدن دانه (GFP)، عملکرد دانه (GY)، وزن هزار دانه (TKW)، طول سنبله (SL)، تراکم سنبله (SD)، طول ریشک (AL)، وزن سنبله (SPW)، تعداد دانه در سنبله (NGS)، نوع ردیف (RT) و تعداد سنبله در متر مربع (NS) بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد برای صفات مورد بررسی (به‌جزء طول ریشک و طول خوشه) وجود دارد. برمبنای شاخص فاصله ژنوتیپ-ایدئوتیپ چند صفتی (MGIDI) ژنوتیپ-های G1 (اکسین)، G7، G3 و G14 با کمترین مقدار این شاخص و براساس شاخص طراحی ایدئوتیپ از طریق پیش‌بینی نااریب بهترین خط (FAI-BLUP) ژنوتیپ‌های G20، G8، G2 (گلچین) و G1 (اکسین) با بیشترین مقدار جزء ژنوتیپ‌های برتر بودند. در نمودار ون پلات ژنوتیپ‌های G1 و G7 جزء ژنوتیپ‌های انتخابی مشترک بین شاخص‌های MGIDI و FAI-BLUP بودند. شاخص MGIDI با DHE همبستگی مثبت و معنی‌داری (**58/0) نشان داد، در حالی‌که همبستگی منفی و معنی‌داری با GFP (*51/0-) و GY (**74/0-) داشت. شاخص FAI-BLUP همبستگی مثبت و معنی‌داری با صفات SL (*50/0) و SPW (*45/0) و همبستگی منفی و معنی‌داری با DHE (*47/0) نشان داد. به‌منظور ارزیابی بهتر و گروه‌بندی ژنوتیپ‌های مورد بررسی، از تجزیه به مولفه‌های اصلی استفاده شد. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که مولفه‌های اصلی اول و دوم به‌ترتیب 5/30 و 6/20 درصد را توجیه نمودند. نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های انتخابی براساس هر دو شاخص MGIDI و FAI-BLUP در ناحیه 1 و 2 نمودار PCA قرار دارند. در مجموع نتایج نشان داد که یک انطباق نسبی بین شاخص‌های مورد بررسی و تجزیه به مولفه‌های اصلی وجود دارد. در واقع انطباق بالایی بین شاخص‌های MGIDI با اولین مؤلفه اصلی اول وجود داشت و از طرفی دومین مؤلفه اصلی با شاخص FAI-BLUP انطباق بالایی نشان داد. در مجموع، ژنوتیپ G7 با بیشترین عملکرد دانه نسبت به همه ژنوتیپ‌های شاهد و برتر از نظر شاخص‌های MGIDI و FAI-BLUP به‌عنوان ژنوتیپ‌ برتر، جهت بررسی‌های تکمیلی قبل از معرفی به‌عنوان رقم جدید در شهرستان‌های جنوبی استان فارس پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Identification of superior genotypes of barley for cultivation the south regions of Fars province using MGIDI و FAI-BLUP indices

نویسندگان [English]

  • Hassan Zali 1
  • Alireza Pour-Aboughadareh 2

1 Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center

2 Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran

چکیده [English]

Introduction

Barley (Hordeum vulgare L.) has been known as one of the most adapted cereal crops to various environment conditions. In addition, this cereal crop ranks fourth in the world in terms of economic importance after wheat, rice, and corn. Identification of high-yielding genotypes with high desirable growth traits is one of the most important goals in barley breeding programs. However, the aim of the present study was to select superior genotypes based on grain yield and some morpho-phenological traits using different selection models.



Materials and methods

To identify superior genotypes of barley for cultivation in the warm and dry conditions in the southern regions in the Fars province, 21 genotypes were investigated in a randomized complete block with three replications during 2021-2023 cropping seasons. During the plant growth and development, several morpho-phenological traits were recorded. Agronomic traits measured were days to spike emergence (DHE), days to maturity (DMA), plant height (PLH), grain filling period (GFP), grain yield (GY), 1000-kernel weight (TKW), spike length (SL), spike density (SD), awn length (AL), spike weight (SPW), number of grains per spike (NGS), row type (RT) and number of spikes per m2 (NS). After collecting experimental data, statistical analyses were computed using SAS and R softwares.



Results and Discussion

The results of analysis of variance (ANOVA) showed that there is a significant difference among the investigated genotypes in terms of all the measured traits (except for Awn length and spike length). Based on the multi-trait genotype-ideotype distance index (MGIDI), genotypes G1 (Auxin), G7, G3, and G14 with the lowest values were identified as superior genotypes. Moreover, the ideotype design via best linear unbiased prediction (FAI-BLUP) model identified genotypes G20, G8, G2 (Golchin) and G1 (Auxin) as the desirable genotypes compared with other genotypes. The Venn diagram revealed that genotypes G1 and G7 were selected using both selection indices, simultaneously. The MGIDI index showed a positive and significant correlation with DHE (0.58**), while it negatively and significantly correlated with GFP (-0.51*) and GY (-0.74 **). The FAI-BLUP index showed a significant positive relationship with SL (0.50 *) and SPW (0.45*), while it negatively and significantly correlated with DHE (-0.47 *). In order to better evaluate and grouping the investigated genotypes, principal components analysis (PCA) was used. The results of PCA showed that the first and second principal components explained 30.5 and 20.6 percent, respectively. The results of principal component analysis showed that the selected genotypes based on MGIDI and FAI-BLUP indices are located in the 1st and 2nd regions of the PCA diagram. In total, the results showed that there is a relative compliance between the MGIDI and FAI-BLUP indices with PCA. In fact, there was a high agreement between the MGIDI indices and the first principal component, and on the other hand, the second principal component showed a high agreement with the FAI-BLUP index.



Conclusion

In conclusion, the genotype G7 with the highest grain performance and the relative superiority in terms of MGIDI and FAI-BLUP indices was identified as superior genotype compared to all reference genotypes. Hence, this genotype can be recommended for further comprehensive evaluation before commercial release in the southern regions in Fars province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biplot
  • Heat map
  • Multivariate selection
  • Multi-trait index
  • Venn plot