بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط برای عملکرد دانه در ژنوتیپ های لوبیا قرمز با استفاده از روش های AMMI و GGE Biplot

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: ارزیابی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط اطلاعات ارزشمندی در رابطه با عملکرد ارقام گیاهی در محیط های مختلف فراهم کرده و نقش مهمی در بررسی پایداری عملکرد ارقام اصلاح شده دارد. اثرات متقابل ژنوتیپ × محیط به ویژه در محیط های تنش دار از عوامل مهم محدودکننده در معرفی ارقام جدید محسوب می شود. لذا شناخت نوع و ماهیت اثر متقابل و دستیابی به ارقامی که کمترین واکنش را نسبت به اثرات متقابل نشان دهند از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روش های مختلفی برای ارزیابی اثرات متقابل معرفی شده است که هریک ماهیت اثر متقابل را از دیدگاه مشخصی بررسی می کند. نتایج روش های مختلف ممکن است با هم یکسان نباشند، اما بهترین نتیجه زمانی حاصل می شود که یک ژنوتیپ با روش های مختلف ارزیابی، نتیجه مشابهی از نظر پایداری نشان دهد. هدف از انجام این پژوهش، ارزیابی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در آزمایش های انجام گرفته در محیط های مختلف جهت تعیین روابط بین ژنوتیپ ها و محیط ها و معرفی پایدارترین ژنوتیپهای لوبیا قرمز بود. مواد و روش ها: در این تحقیق ۱۴ لاین لوبیا قرمز به‎همراه ارقام شاهد یاقوت، افق و دادفر در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه های تحقیقاتی خمین، بروجرد، شهرکرد و زنجان به‎مدت ۲ سال زراعی در شرایط یکسان کشت شدند. پس از تجزیه واریانس مرکب با توجه به معنی دار بودن اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، برای تعیین سازگاری و پایداری ژنوتیپ ها از روش های تجزیه AMMI و GGE-Biplot انجام شد. پس از تجزیه AMMI، پارامترهای پایداری AMMI نیز محاسبه شد. علاوه بر پارامترهای پایداری AMMI، شاخص گزینش هم زمان نیز برای هریک از شاخص ها محاسبه شد که حاصل جمع رتبه ژنوتیپ ها بر پایه هریک از شاخص های پایداری AMMI و رتبه میانگین عملکرد دانه ژنوتیپ ها در تمام محیط ها بود یافته ها: معنی دار شدن اثرات متقابل دوگانه و سه گانه ژنوتیپ با سال و مکان (محیط) در این مطالعه نشان داد که ژنوتیپ ها در محیط های متفاوت پاسخ های متفاوتی نشان داده و به عبارت دیگر اختلاف بین ژنوتیپ ها از محیطی به محیطی دیگر یکسان نیست و در این شرایط پایداری عملکرد دانه می تواند مورد ارزیابی قرار گیرد. سهم حدود ۲/۵ برابری اثر متقابل ژنوتیپ × محیط از مجموع مربعات کل، در مقایسه با اثر ژنوتیپ، بیانگر احتمال وجود گروه های کلان محیطی بود که برخی ژنوتیپ ها حداکثر پتانسیل عملکرد خود را در آن گروه های محیطی نشان می دهند. ژنوتیپ های G۱۲، G۵ و G۱۷ به‎ترتیب با داشتن عملکردهای ۳۲۸۸، ۳۱۳۶ و ۳۱۱۱ کیلوگرم در هکتار بیشترین مقدار عملکرد دانه را در بین ژنوتیپ ها دارا بودند. تجزیه AMMI نشان داد که مولفه اصلی اول تا هفتم در سطح احتمال ۱ درصد معنی دار بودند و علیرغم معنی دار شدن تمامی مولفه های مدل، اولین و دومین مولفه اصلی، بیشترین سهم  را در بیان اثر متقابل ژنوتیپ × محیط داشتند (۶۶/۵ درصد). برپایه نمودار AMMI۱ ژنوتیپ های G۴، G۵، G۱۶، G۱۷ و G۱۲ دارای بیشترین مقادیر (مثبت و منفی) IPCA۱ بودند. در مقابل ژنوتیپ های G۸، G۳، G۲، G۷ و G۱۱ دارای مقادیر IPCA۱ نزدیک به صفر بودند. با این‎حال تنها ژنوتیپ G۱۱ عملکردی بالاتر از میانگین عملکرد کل نشان داد و به‎همین دلیل می تواند به عنوان ژنوتیپ پایدار با سازگاری عمومی بالا معرفی شود. بر پایه نمودار بای پلات AMMI۲، ژنوتیپ های G۲، G۷، G۳ و تا حدودی G۸ و G۱۳ به عنوان ژنوتیپ های پایدار معرفی شدند ولی تنها ژنوتیپ G۱۳ در تمامی محیط ها دارای مقدار عملکرد بیشتری بود، بنابراین این ژنوتیپ را می توان به عنوان ژنوتیپ پایدار با عملکرد مناسب معرفی کرد. همچنین هر دو سال یک مکان مورد بررسی دارای همبستگی زیادی با هم بودند به طوری که محیط های Bro۱ و Bro۲ از یک طرف و محیط های Kho۱ و Kho۲ و درنهایت Zan۱ و Zan۲ از طرف دیگر با هم دارای همبستگی مثبت بالا (اثر یکسان) جهت ایجاد اثر متقابل نشان دادند. در مجموع شاخص های انتخاب هم زمان محاسبه شده بر پایه تجزیه AMMI، ژنوتیپ های G۱۱، G۱۷، G۷، G۱۳ و G۱۲ به عنوان ژنوتیپ های پایدار با عملکرد بالا معرفی شدند. تجزیه GGE-Biplot بر اساس میانگین عملکرد و پایداری نشان داد که ژنوتیپ های G۱، G۲، G۳، G۸ و G۷ دارای بیشترین پایداری عمومی نسبت به سایر ژنوتیپ ها علیرغم داشتن کمترین عملکرد بودند. در مقابل ژنوتیپ های G۱۲، G۵ و G۱۷ دارای بیشترین عملکرد با پایداری کمتر قرار داشتند. هیچ محیط ایده آلی مشاهده نشد. ولی محیط های Kho۱، Kho۲ و Sha۱ نسبت به محیط های دیگر به محیط ایده آل نزدیک تر بوده و می توانند تا حدودی جهت تمایز ژنوتیپ های مورد مطالعه از آن ها استفاده کرد. از طرف دیگر، ژنوتیپ G۱۲ را می توان به عنوان ژنوتیپ مطلوب که دارای میانگین عملکرد بالا و نیز پایداری عملکرد بالایی باشد، در نظر گرفت. به‎همین ترتیب ژنوتیپ های G۱۷، G۵ و G۱۱ در مرحله بعد نسبت به ژنوتیپ ایده آل قرار داشتند و تا حدودی می توان آن ها را نیز به عنوان ژنوتیپ های مطلوب در نظر گرفت. نتیجه‎گیری: با توجه به تمامی نتایج می‎توان ژنوتیپ G۱۲ را به عنوان ژنوتیپ مطلوب که دارای میانگین عملکرد بالا و نیز دارای پایداری عملکرد باشد، در نظر گرفت و در مرحله بعد ژنوتیپ های G۱۷، G۵ و G۱۱ قرار داشتند.