سازگاری ژنوتیپ های مختلف آفتابگردان به روش تجزیه مولفه های اصلی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، استادیار بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان (شاهرود)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شاهرود، ایران

2 دانشیار بخش تحقیقات دانه‌های روغنی، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

سابقه و هدف: آفتابگردان یکی از مهمترین گیاهان روغنی سازگار به مناطق مختلف دنیا است. کشت آفتابگردان روغنی در ایران از سال ١٣٤٦با سطح زیر کشت ١٧١٩ هکتار آغاز و به ١٠٧هزار هکتار با میانگین عملکرد دانه ٦٩٠ کیلوگرم در هکتار در سال ١٣٧٢رسید. به دلایل عمدتا اقتصادی و نیز ناقص بودن چرخه تأمین بذر، سطح زیر کشت آفتابگردان به حدود ١٠ هزار هکتار در سال ١٤٠٠کاهش یافت. قابلیت کشت بهاره و تابستانه آفتابگردان در مناطق معتدل و سرد و قابلیت کشت پاییزه و زمستانه در مناطق گرمسیر جنوب نشان دهنده قابلیت و سازگاری زیاد این گیاه در مناطق مختلف ایران است. قابلیت کشت مکانیزه، طول دوره رویش کم، تحمل نسبی به خشکی و درصد روغن بالا %٤٥-٤٠ از مزایای زراعت آفتابگردان است. یکی از مهمترین عوامل کاهش دهنده سطح کشت آفتابگردان عدم دسترسی به بذر گواهی شده بوده و این در حالی‌ است که از سال ١٣٦٦ تا ١٣٩٨ تعداد 12هیبرید سازگار به شرایط مختلف ایران توسط موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر معرفی شده است. هدف از این تحقیق ارزیابی سازگاری و تعیین ارزش زراعی ژنوتیپ‌های مختلف مورد بررسی در منطقه شاهرود در طی دوسال از روش آنالیز مولفه‌های اصلی (PCA) در ژنوتیپ‌های مختلف و پایدار جهت معرفی برای کشت در منطقه بود.

مواد و روش‌ها: آزمایش در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی شهرستان‌ شاهرود به‌‌‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در دو سال زراعی 1400و 1401 انجام شد. در این آزمایش ده هیبرید امید بخش، دو جمعیت آزاد گرده افشان اصلاحی آفتابگردان به همراه ارقام زرین، گلسا، لاکومکا و پروگروس به‌عنوان ارقام شاهد آزمایشی مورد مقایسه قرار گرفتند.

یافته‌ها: بر اساس نتایج حاصل دو هیبرید SUN97-H2 و SUN97-H28 و رقم شاهد پروگرس به ترتیب با عملکرد دانه 4557، 4516 و 4305 کیلوگرم در هکتار رتبه‌های نخست را به خود اختصاص دادند. بررسی خصوصیات مربوط به عملکرد و اجزای عملکرد ژنوتیپ‌های مورد بررسی بر اساس ضریب تغییرات محیطی نشان دهنده پایداری عملکرد هیبریدهای SUN97-H2 و SUN95-H7 و هر چهار جمعیت آزادگرده افشان بود. بر اساس نتایج تجزیه واریانس مرکب، بین ژنوتیپ‌های مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری مشاهده شد. اثرات اصلی سال روی صفات روز تاگلدهی، ارتفاع طبق، وزن هزاردانه و قطر طبق رسیدگی، ارتفاع گیاه ارنفاع طبق، وزن هزاردانه و قطر طبق در سطح احتمال یک درصد و روی صفت ارتفاع گیاه در سطح احتمال 5 درصد معنی‌دار بود. اثرات اصلی ژنوتیپ علاوه‌بر اثر معنی‌داری روی صفات مذکور، روی درصد روغن و عملکرد هم معنی‌دار بود. همچنین برهم‌کنش بین سال و ژنوتیپ روی عملکرد، درصد روغن، خمیدگی ساقه و تعداد دانه در طبق، قطر ساقه معنی‌دار بود. ضریب تغییرات در آنالیز واریانس بین 8/2 تا 12/26 متغییر و تنها در عملکرد روغن این ضریب بیش از 25 بود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه عامل‌ها، صفات ارزیابی شده به دو عامل تقسیم شدند. صفات مورد ارزیابی به جز درصد خمیدگی ساقه و قطر طبق در عامل یک قرار گرفتند. ایگن والیو یا مقادیر ویزه عامل اول 86/6 بوده در صورتی که مقادیر ویژه عامل دو 74/2 می باشد یعنی اینکه اعتبار عامل اول تقریبا سه برابر عامل دوم است. عامل اول با درصد واریانس 41/62 درصد نشان‌دهنده بیشترین تنوع بوده در صورتی که عامل دوم 93/24 درصد از تغییرات و تنوع بین خصوصیات زراعی را توجیه می‌کند همچنین درصد واریانس تجمعی نشان‌دهنده این است که مجموع عوامل یک و دو 34/87 درصد از تغییرات کل را توجیه می‌کنند که سهم عامل یک به تنهایی 41/62 در صد از کل تغییرات می‌باشد.

نتیجه گیری: با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق، بین ژنوتیپ‌های مختلف از نظر عملکرد دانه و عملکرد روغن تفاوت معنی‌داری وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Compatibility of different genotypes of sunflower by principal component analysis method

نویسندگان [English]

  • Fathollah nadali 1
  • Mehdi Ghaffari 2
1 Corresponding Author, Assistant Prof. of Science Research Department, Semnan (Shahroud) Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shahroud, Iran.
2 Associate Prof. of Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Sunflower is one of the most important oil plants adapted to different regions of the world. Oil sunflower cultivation in Iran started in 2016 with an area of 1,719 ha and reached 107,000 ha with an average seed yield of 690 kg ha-1 per in 2012. Due to mainly economic reasons as well as the incompleteness of the seed supply cycle, the area under sunflower cultivation decreased to about 10.000 ha in the year of 2021. The ability of grow sunflower in spring and summer in temperate and cold climate and the ability to grow it in autumn and winter in southern tropical regions show the ability and adaptability of this plant to different regions of Iran. The possibility of mechanized cultivation, short growing period relative drought tolerance and high oil percentage of 40-45% are the advantages of sunflower cultivation. One of the most important factors in the reduction of the sunflower cultivation area is the lack of access to certified seeds at the time of cultivation, and this is while since 1987 to 2019, a number of 12 hybrids adapted to different conditions of Iran were introduced by the Institute of Breeding and Seedling and Seed Production. The object of this research was to evaluate the compatibility and determine the agronomic value of different sunflower genotypes studied in Shahrood region during two years by the method of principal component analysis (PCA) in different and stable genotypes for introduction for cultivation in the region.

Materials and methods: The experiment was conducted in the research farm of the Shahrood Agricultural Research and Training Center in a factorial format in the form of a randomized complete block design in three replications in two crop years 1400 and 1401. In this test, ten promising hybrids, two free pollinator breeding populations of sunflower were compared with the cultivars Zarin, Golsa, Lacomka and Progressus as experimental control cultivars.

Results: Based on the results, the two hybrids SUN97-H2 and SUN97-H28 and the Shahed Progress cultivar were ranked first with their seed yield of 4557, 4516 and 4305 kg ha-1, respectively. Examining the performance characteristics and performance components of the examined genotypes based on the environmental change coefficient showed the performance stability of SUN97-H2 and SUN95-H7 hybrids and all four open-pollinated populations. Based on the results of composite variance analysis, a significant difference was observed between the studied genotypes. The main effects of the year on the characteristics of the day of flowering, plant height, weight of 1000 seeds and diameter according to maturity, plant height, weight of 1000 seeds and diameter according to the probability level of 1% and on the trait of plant height at the probability level of 5% were significant. It was not significant on the traits of day to maturity, stem bending, seed yield, oil yield, oil percentage, number of seeds per pod and stem diameter. The main effects of genotype, in addition to the significant effect on the aforementioned traits, were also significant on oil percentage and yield. Also, the interaction between year and genotype on yield, oil percentage, stem bending and number of seeds according to stem diameter was significant. The coefficient of variation in the analysis of variance varied between 2.8 and 26.12 and only in oil performance this coefficient was more than 25. Based on the results of factor analysis, the evaluated traits were divided into two factors.

Conclusion: According to the results of this research, there was significant difference between genotypes in terms of yield and yield components.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Open Pollinator
  • Stability
  • Hybrid. Yield

مراجع

1.Ahmadpour, S., Darvishzade, R., Sofalan, O., & Hatamzadeh, H. (2019). Evaluation of Yield Stability of Sunflower Inbred Lines under Salt Stress Conditions. Journal of Crop Breeding, 11 (30), 1-10. https://sid.ir/paper/181014/en.
2.Ghaffari, M., Gholizadeh, A., Andarkhor, S. A., Zareei, S., Kalantar Ahmadi, S. A., & Shariati, F. (2021). Pattern analysis of Genotype × Environment Interaction for Seed Yield in Sunflower using Multivariate Method of Additive Main Effects and Multiplicative. Journal of Crop Breeding, 13 (39), 208-218. https://doi.org/10.52547/jcb.13.39.208.
3.Gholizadeh, A., Ghaffari, M., Payghamzadeh, K., & Kia, K. (2021). Study on relationships between yield and other agronomic traits and identification of the superior hybrids in sunflower (Helianthus annuus L.). Journal of Crop Breeding, 13 (37), 171-184. [In Persian]
4.Mahdavi, A. M., Babaeian Jelodar, N., Farshadfar, N., & Bagheri, N. (2020). Evaluation of stability and adaption of bread wheat genotypes using univariate statistics parameters and AMMI. Plant Genetic Researches, 7, 19-32. [In Persian]
5.Khalifani, S., Darvishzadeh, R., Azad, N., & Seyed Rahmani, R. (2022). Prediction of sunflower grain yield under normal and salinity stress by RBF, MLP and, CNN models. Industrial Crops & Products, 189, 115762.
6.Rauf, S. (2019). Breeding strategies for sunflower (Helianthus annuus L.) genetic improvement. In: Al-Khayri, J., Jain, S., Johnson, D. (eds.). Advances in Plant Breeding Strategies: Industrial and Food Crops Cham, Springer, 637-73.
7.Hussain Shah, M., Rauf, S., Nazir, S., Ortiz, R., Naveed, A., & Fatima, S. (2023). Stability analyses of sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids for oleicacid and yield traits under multi location trials in Pakistan. Italian Journal of Agronomy, 18, 2079.
8.Madry, W., Gacek, E., Paderewski, S., Jakub, G., & Drzazga, T. (2011). Adaptive yield response of winter wheat culyivars across environments in poland using combined ammin and cluster analyses. International Journal of plant production, 5 (3), 299-309. https://sid.ir/paper/314604/en.
9.Enyew, M., Feyissa, T., Geleta, M., Tesfaye, K., Hammenhag, C., & Carlsson, A. S. (2021). Genotype by environment interaction, correlation, AMMI, GGE biplot and cluster analysis for grain yield and other agronomic traits in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench). Plos one, 16(10), e0258211.‏
10.Saeidnia, F., Taherian, M., & Nazeri, S. M. (2023). Graphical analysis of multi environmental trials for wheat grain yield based on GGE biplot analysis under diverse sowing dates. BMC Plant Biology, 23, 198.
11.Yasar, M., Çil, A. N., & Çil, A. (2023). Investigation of Genotype × environment interaction in some sunflower (Helianthus annuus L.) genotypes in different environmental conditions. MAS Journal of Applied Sciences, 8 (1), 41-55. https://doi.org/ 10.5281/zenodo.7642289.
12.Moroldo, M., Blanchet, N., Duruflé, H., Bernillon, S., Berton, T., Fernandez, O., & Langlade, N. B. (2024). Genetic control of abiotic stress-related specialized metabolites in sunflower. BMC genomics, 25 (1), 199.
13.Khomari, S. (2004). Investigation of the effect of water restriction on grain filling process, yield and yield components of sunflower seed. Master Thesis. Faculty of Agriculture, University of Tabriz.
[In Persian]
14.Abakemal, D., Shimelis, H., & Derera, J. (2016). Genotype -by -environment interaction and yield stability of quality protein maize hybrids developed from tropical -highland adapted inbred lines. Euphytica, 209, 757-769.
15.Inabangan-Asilo, M. A., Swamy, B. M., Amparado, A. F., Descalsota-Empleo, G. I. L., Arocena. E. C., & Reinke, R. (2019). Stability and G×E analysis of zinc-biofortified rice genotypes evaluated in diverse environments. Euphytica, 215, 61.
16.Babaei, H. R., Sabzi, H., & Razmi, N. (2018). Pattern analysis of genotype and year interaction for grain yield in mutant lines of rice (Oryza sativa L.) using AMMI multivariate method. Iranian Journal of Field Crop Science, 50, 129-137. [In Persian]
17.Alizadeh, B., Rezaizad, A., Yazdandoost Hamedani, M., Shiresmaeili, G., Nasserghadimi, F., Khademhamzeh, H., & Gholizadeh. A. (2021). Analysis of genotype × environment interaction for seed yield in winter rapeseed cultivars and lines using multivariate method of additive main effects and multiplicative interaction. Isfahan University of Technology-Journal of Crop Production and Processing, 11, 95-108. [In Persian]
18.Skoric, D. S., & Mohnar, I. (2000). General (GCA) and specific (SCA) combining abilities in sunflower. Proceedings of the 15th. International Sunflower conference. Toulose, Frence. E23-E27 pp.
19.Ghaffari, M., Daneshyan, J., Farokhi, A., et al. (2016). Introduction and release of hybrid single cross sunflower (SHF 81-90) of Shams variety for the first cultivation of temperate and cold regions and summer cultivation of temperate regions. Seed and Plant Improvement Institute (SPII). Agricultural Research Education and Extention Organization. 345 p. [In Persian]
20.Arshi, Y., & Jafari, H. (1990). Sunflower review. Publications of the Institute of Improvement and Preparation of Seedlings and Seeds. 220 p.
21.Arshi, Y. (1994). Solar Science and Technology. Ministry of Agriculture. Deputy of Agriculture Affairs. General Administration of Cotton and Oilseeds of Iran. 719 p.
22.Farokhi, A., Khodabande, A., Danishian, J., Rahmanpour, S., Ghafari, M., Ta'i, A., Khaiavi, M., Rezaizad, A., Zarei, A., Shahsvari, M., Nourirad Doji, A., Anderkhor, A., Shariati, F., & Naraki, H. (2010). Farrukh hybrid, the scout of the new generation of Iranian sunflower hybrids. The third international seminar on oilseeds and edible oils. Tehran. 277 p.
23.Khodabandeh, A. (2012). A. Selection, naming and release of sunflower hybrid ALine1221/1×R-14 for cultivation in different regions of the country. Variety introduction report, oil seeds research department of the research, breeding and preparation of seedlings and seeds institute. 357 p.
24.Ghaffari, M., Farrokhi, E., Rahmanpour, S., Daneshian, J., Nouri Rad Davaji, A. M., Rezaee Zad, A., Zarei Siahbidi, A., Soltani, M., Kazerani, N., Andarkhor, A., Ravanlou, A., Khiyavi, M., Homayonifar, M., Shasavari, M. R., Shariati, F., Shiresmaeeli, G., Nasser Ghadimi, F., & Yazdandoost, M. (2019). Shams, New Medium Maturity Sunflower Hybrid Adapted to Spring Cropping in Temperate and Cold Regions and Summer Cropping in Temperate Regions of Iran. Research Achievements for Field and Horticulture Crops, 7 (2), 221-233.
25.Ghaffari, M., Andarkhor, S., Homayonifar, M., Kalantar Ahmadi, S., Shariati, F., Jamali, H., & Rahmanpour, S. (2020). Agronomic attributes and stability of exotic sunflower hybrids in Iran. Helia, 43 (72), 67-81. https:// doi. org/10.1515/helia-2020-0004.
26.Gholizadeh, A., Ghaffari, M., & Kalantar ahmadi, S. A. (2022). Graphic Analysis of Relationships among Traits and Selection of Superior Hybrids in Sunflower. Journal of Agricultural Science and sustainable production (Journal of agricultural science),32 (3), 201-217. SID. https://sid.ir/ paper/1049142/en.
27.Saremi-Rad, A., Mostafavi, K., & Mohammadi, A. (2020). Genotype -Environment Interaction Study Base GGE biplot Method for Kernel Yield in Sunflower (Helianthus annuus L.) Cultivars. Journal of Crop Breeding, 12, 43-53. [In Persian]
28.Gholizadeh, A., Ghaffari, M., & Kalantar Ahmadi, S. A. (2022). Graphic Analysis of Relationships among Traits and Selection of Superior Hybrids in Sunflower. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production (Journal of Agricultural Science),32 (3), 201-217.
29.Yan, W., & Kang, M. S. (2003). GGE biplot analysis: A graphical tool for breeders, geneticists and agronomists. CRC Press, Boca Raton, FL, USA.
30.Saremi-Rad, A., Mostafavi, K., & Mohammadi, A. (2020). Genotype -Environment Interaction Study Base GGE biplot Method for Kernel Yield in Sunflower (Helianthus annuus L.) Cultivars. Journal of Crop Breeding, 12, 43-53. [In Persian]
31.Ansarifard, I., Mostafavi, K., Khosroshahli, M., Bihamta, M., & Ramshini, H. (2020). A study on genotype–environment interaction based on GGE biplot graphical method in sunflower genotypes (Helianthus annuus L.). Food Science & Nutrition,8, 3327-3334.
32.Anderkhor Seyyed Abbas, A., Mastibag, N., Ramee, W. E., & Tabarband Miri Ramzan Ali, A. (2014). Examining the compatibility and heterosis of the phenological, morphological and seed yield characteristics of modified sunflower lines in summer cultivation through line analysis in the tester. 6 (13), 1-17.
33.Ghaffari, M., Andarkhor, S., Homayonifar, M., Kalantar Ahmadi, S., Shariati, F., Jamali, H., & Rahmanpour, S. (2020). Agronomic attributes and stability of exotic sunflower hybrids in Iran. Helia, 43 (72), 67-81.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 32، شماره 1
فروردین 1404
صفحه 145-159

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار