تعیین تیپ ایده‌آل آفتابگردان (Heliantus annuus) در منطقه گنبد با استفاده از مدل‌سازی و روش رگرسیون چندگانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد گرگان، گرگان، ایران

2 استاددانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 هیأت علمی مرکز تحقیقات کشاورزی استان گلستان

چکیده

سابقه و هدف:
متخصصین اصلاح نباتات جهت انتخاب اهداف اصلاحی خود از میان صفات مختلف فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی نیازمند دسته­بندی محدودیت­ها و همچنین قابلیت‎های موجود در گیاهان هستند؛ این موضوع باعث به وجود آمدن مفهومی به نام تیپ ایده­آل شده است. رسیدن به تیپ ایده‎آل گیاهان زراعی مستلزم استفاده از روش‎های آماری مناسب است. هدف این مطالعه معرفی روش استفاده از مدل‎سازی رگرسیونی جهت تعیین تیپ ایده‎آل گیاهان زراعی به صورت موردی بر روی گیاه آفتابگردان در جنوب شهرستان گنبد کاووس می باشد.
مواد و روش‌ها:
با انجام آزمایشی با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار و 12 هیبرید آفتابگردان، داده‎های مورد نیاز جهت استفاده در مدل‎سازی رگرسیونی جمع‎آوری شدند. به منظور تعیین مهمترین صفات و نشان دادن سهم صفات مختلف در تشکیل و تعیین عملکرد دانه از روش گزینش متغیر و رگرسیون چندگانه استفاده شد. با استفاده از رگرسیون چندگانه، ارتباط بین عملکرد با کلیه صفات به صورت کمی تعیین شد. همچنین با توجه به همبستگی منفی و یا مثبت موجود بین متغیرهای مؤثر در عملکرد، برای تعیین تیپ ایده‌آل فرضیههای مختلفی مطرح و جوانب مختلف آن مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها:
پنج صفت حداکثر تجمع ماده خشک، حداکثر تعداد برگ، وزن هزار‌‌ دانه، درصد پوکی و درصد روغن که در افزایش عملکرد بیشترین نقش را داشتند، با استفاده از رگرسیون چندگانه، شناسایی و مقدار مطلوب هر یک از آنها مشخص شدند. این پنج متغیر، 57 درصد از تغییرات عملکرد را توجیه نمودند. نتایج نشان داد چنانچه ارتباط و همبستگی موجود بین برخی صفات دستخوش تغییرات قرار گیرد، می‌توان از آن به نفع عملکرد بهره جست. با توجه به همبستگی منفی موجود بین دو متغیر درصد روغن و حداکثر ماده خشک، برای تعیین تیپ ایده‌آل فرضیاتی مطرح شدند. اگر همبستگی موجود بین صفات درصد روغن و حداکثر تجمع ماده خشک قابل شکستن نباشد، عملکرد تیپ ایده‌آل نسبت به متوسط عملکرد هیبریدهای آفتابگردان 812 (از 2080 به 2892) کیلوگرم در هکتار افزایش خواهد یافت. در صورتی که مقدار حداکثر ماده خشک افزایش و درصد روغن در حد متوسط بماند، عملکرد تیپ ایده‌آل 873 (از 2080 به 2953) کیلوگرم در هکتار افزایش می‌یابد و چنانچه همبستگی بین حداکثر ماده خشک و درصد روغن شکسته شود، مقدار افزایش عملکرد 999 (از 2080 به 3079) کیلوگرم در هکتار خواهد بود.
نتیجهگیری:
تیپ ایدهآل تعیین شده باعث می شود متوسط عملکرد از 2080 کیلوگرم در هکتار به 2892 تا 3079 کیلو گرم در هکتار در تیپ ایدهآل قابل افزایش یابد. نتایج روش مورد استفاده در این تحقیق به علت اینکه به اختلافات ژنتیکی بین ارقام توجه دارد، می‌تواند در کنار سایر روش ها راهگشای متخصصان اصلاح نباتات در جهت حرکت به سمت تیپ ایده‎آل گیاهان زراعی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Determine the ideotypes of sunflower (Heliantus annuus) in the Gonbad region using modeling and multiple regression method

نویسندگان [English]

  • baratali khazaei 1
  • afshin soltani 2
  • abolfazl faraji 3
1 Islamic Azad University, Gorgan Branch, Gorgan, Iran
چکیده [English]

Abstract:
Background and objectives:
Plant breeders to select their breeding objectives through the physiological and morphological characteristics, require classification of the limitations and capabilities which exists in plants; this issue leads to the concept of the ideotype. Designing plant ideotypes entails appropriate statistical methods. The objective of this study was to introduce a method based on multiple regressions to find ideotype with a case study of sunflower in Gonbad.
 
Materials and methods:
Sunflower was chosen as an example. Data were produced using 12 sunflower genotypes in a randomized block design in south of Gonbad city. Using multiple regressions in order to determine the important traits and to show the contribution of each trait in formation of yield. The method identified the relation between yield and all variables in a quantify matter. Also according to the positive or negative correlation between the variables affecting the yield, to designing ideotype, various hypotheses put forward and various aspects of them was examined.
 
Results:
Five important traits in determining sunflower yield were recognized in this study. They were total dry mass production, maximum leaf number, grain weight, the percentage of empty achene and the percentage of oil. Then, the optimal values of each trait were determined by the method. These five variables explained 57% of yield. The results indicate that if the correlation between some traits would be changed, it can be used for the benefit of yield. Regarding negative correlation between oil percentage and total dry mass, several hypotheses were evaluated. If the negative correlation between max. dry matter and oil content is not breakable, the yield of ideotype would have an increasing of 812 (from 2080 to 2892) kg ha-1 in comparison with sunflower hybrids. If with increasing max. dry mater, oil content stay at moderate level, it would be an increasing of 873 (from 2080 to 2953) kg ha-1  in ideotype, and if correlation between max. dry matter and oil content is breakable, it would be an increasing of 999 (from 2080 to 3079) kg ha-1  in ideotype.
 
Conclusion:
The designed ideotype would increase grain yield from an average of 2080 kg ha-1 to 2892-3079 kg ha-1 in the ideotype. It was concluded that the method used in this study, because of concerning the genetic differences between varieties, can be used in determining plant ideotypes in conjunction with other methods and it can guide plant breeders to move through ideotype crops.
 
 
Keywords: Plant breeding; plant ideotype; multiple regression; correlation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sunflower
  • ideotype
  • yield model
  • Multiple regression