گزینش لاین‌های جو لخت با استفاده از شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده‌آل (SIIG) در مناطق اهواز و داراب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، داراب، ایران،

3 استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران،

10.22069/ejcp.2022.19690.2468

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: جو (Hordeum vulgare L.) دارای وسیع­ترین گستره پراکندگی جغرافیایی در بین همه غلات است. با توجه به قابلیت استفاده ازجو بدون پوشینه در تغذیه دام، این محصول در سال­های اخیرمورد توجه قرار گرفته است. هدف از این تحقیق، ارزیابی و انتخاب لاین­های برتر جو بدون پوشینه با عملکرد بالا و خصوصیات زراعی مطلوب با استفاده از شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده­آل بود.
مواد و روش­ها: به­منظور گزینش لاین­های برتر جو بدون پوشینه در مناطق گرم کشور، مجموعه­ای متشکل از 72 لاین خالص در قالب طرح بدون تکرار حجیم شده (آگمنت) به­همراه سه شاهد (رقم لوت و دو لاین امید­بخش EHB-87-4 و EHB-85-9) ارزیابی شد. این تحقیق در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان و ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی داراب در سال زراعی 1400-1399 انجام گردید. به­منظور انتخاب بهترین لاین­های جو بدون پوشینه برای اهواز و داراب به­طور جداگانه و انتخاب برترین لاین­ها برای هر دو منطقه از نظر عملکرد دانه و سایر صفات مورد بررسی به­طور هم‌زمان، از شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده­آل (SIIG) استفاده شد. شاخص SIIG بر اساس صفات عملکرد دانه، تعداد روز تا ظهور سنبله، تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، ارتفاع بوته و وزن هزار‌دانه محاسبه شد.
یافته­ها: نتایج تجزیه واریانس صفات زراعی نشان داد که بین بلوک­ها تفاوت معنی­داری در هر دو منطقه اهواز و داراب وجود نداشت (به­جزء وزن هزار­دانه در داراب). مقادیر وارثت­پذیری صفات مورد بررسی در مواد ژنتیکی ارزیابی شده پایین بود. با این­حال، بیش‌ترین و کم‌ترین مقادیر به­ترتیب مربوط به صفات تعداد روز تا رسیدگی (37/0) و عملکرد دانه (01/0) بود. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص شد بیش‌ترین مقادیر طول دوره رسیدگی، تعداد روز تا ظهور سنبله، ارتفاع بوته و عملکرد دانه مربوط به ایستگاه داراب بود. نتایج شاخص SIIG در اهواز نشان داد که تعداد 19 لاین با مقادیر 600/0SIIG ≥  و در داراب تعداد 24 لاین با مقادیر500/0SIIG ≥  جزو لاین­های برتر در این مناطق بودند.
نتیجه­ گیری: بر اساس نتایج حاصله، لاین­های شماره­ 52، 22، 33، 66، 5، 53، 24، 48، 18، 27، 51، 25، 81، 21، 46 و 19 برای بررسی­های بیشتر انتخاب و توصیه شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Selection of hull-less barley lines using the selection index of ideal genotype (SIIG) in Ahvaz and Darab regions

نویسندگان [English]

  • Ali Barati 1
  • Hassan Zali 2
  • Akbar Marzoqian 3
  • Fariba Naghipour 1
  • Alireza Poraboghadareh 1
  • Alireza Askari Kelestani 2
1 Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2 Assistant professor, Seed and Plant Improvement Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Darab, iran
3 Crop and Horticultural Science Research Department, Ahvaz Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ahvaz, iran
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Among cereals, barley (Hordeum vulgare L.) has the widest geographical range of distribution. In recent years, this crop has been received more attention due to its potential use as feed. The purpose of this study was to evaluate and select the best hull-less barley lines with high yield and desirable agronomic traits using the selection index of ideal genotype.
Materials and methods: In order to selection of the superior hull-less barley lines in warm regions of Iran, a set of 72 pure lines was investigated in an augment design with three checks (including Loot cultivar and two promising lines EHB-87-4 and EHB-85-9). This research was conducted in Fars (Darab Station) and Khuzestan (Ahvaz) Centers of Agricultural Research and Education and Natural Resources during the 2020-2021 cropping year. To select the best hull-less barley lines for each of regions and also to select the best lines for both regions in terms of grain yield and other studied traits, the selection index of ideal genotype (SIIG) was used. This index was calculated based on grain yield, number of days to heading, number of days to physiological maturity, plant height and 1000-grains weight.
Results: The results of analysis of variance showed that there were no significant differences among the blocks in both Ahvaz and Darab regions (except for 1000-grains weight in Darab). The values of heritability for all measured were low, so that the highest and lowest values were estimated for the number of days to maturity (0.37) and grain yield (0.01), respectively. Moreover, the maximum values for number of days to heading and to physiological maturity, plant height, and grain yield were recorded in the Darab region. The results of SIIG index identified 19 and 24 hull-less barley lines with SIIG≥ 0.600 and SIIG≥ 0.500 for Ahvaz and Darab, respectively.
 Conclusion:According to our results, line numbers 52, 22, 33, 66, 5, 53, 24, 48, 18, 27, 51, 25, 81, 21, 46 and 19 were selected and recommended to further investigation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heat map
  • Heritability
  • Hull-ness barley
  • REML analysis
  • Warm zone
  1.  FAOSTAT. 2018. Food and Agriculture. Organization Corporate Statistical Database. http://www.faostat.fao.org/.

    1. Gholizadeh, A., Ghaffari, M. and Shariati, F. 2021. Use of selection index of ideal genotype (SIIG) in order to select new high yielding sunflower hybrids with desirable agronomic characteristics. J. Crop Breed. 13: 38. 116-123. (In Persian)
    2. Simic, G., Lalic, A., Horvat, D., Zdunic, Z., Komlenic, D.K., Bucic-Kojic, A., Planinic, M. and Tisma, M. 2021. Production and analysis of the flour from the hull-less barley. Food Measure. 15: 2679-2687.
    3. Prasadi, N.V.P. and Joye, I.J. 2020. Dietary fiber from whole grains and their benefits on metabolic health. Nutrients. 12: 10. 3045.
    4. Rabiei, B., Valizdah, M., Ghareyazie, B. and Moghaddam, M. 2004. Evaluation of selection indices for improving rice grain shape. Field Crops Res. 89: 359-367.
    5. Baker, R.J. 1986. Selection indices in plant breeding. CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida.
    6. Olivoto, T., Licio, A.D.C., da Silva, J.A.G., Marchioro, V.S., de Souza, V.Q. and Jost, E. 2019. Mean performance and stability in multi-environment trials I: combining features of AMMI and BLUP techniques. Agron. J. 111: 6. 2949-2960.
    7. Olivoto, T. and Nardino, M. 2020. MGIDI: A novel multi-trait index for genotype selection in plant breeding. Bioinformatics. 1-22.
    8. Rocha, J.R.dA.S.dC., Machado, J.C. and Carneiro, P.C.S. 2018. Multitrait index based on factor analysis and ideotype-design: Proposal and application on elephant grass breeding for bioenergy. Global Change Bio. Bioen. 10: 1. 52-60.
    9. Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asghari, A. and Hoseini, S.M. 2015. Appraising of drought tolerance relying on stability analysis indices in canola genotypes simultaneously, using selection index of ideal genotype (SIIG) technique: Introduction of new method. Biol. Forum Intern. J. 7: 2. 703-711.
    10. Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asghari, A. and Zeinalabedini, M. 2017. Appropriate strategies for selection of drought tolerant genotypes in canola. J. Crop Breed. 78: 20. 77-90. (In Persian)
    11. Zali, H. and Barati, A. 2020. Evaluation of selection index of ideal genotype (SIIG) in other to selection of barley promising lines with high yield and desirable agronomy traits. J. Crop Breed. 12: 34. 93-104. (In Persian)
    12. Mirzaei, M.R. and S.S. Hemayati. 2021. The effect of environment and maternal plant on germination traits of sugar beet seeds and an approach to select the superior genotype. Agric. Res. https://doi.org/10.1007/s40003-021-00607-2.
    13. Abdollahi Hesar, A., Sofalian, O., Alizadeh, B., Asghari, A. and Zali, H. 2020. Evaluation of some autumn canola genotypes based on agronomy traits and SIIG index. J Crop Breed. 12: 34. 93-104. (In Persian)
    14. Haghighatnia, H. and Alhani, F. 2020. Evaluation of irrigation water salinity tolerance indices in new cultivars and lines of safflower. Ir J. Soil Water Res. 51: 7. 1181-1821. (In Persian)
    15. Holland, J.B. 2006. Estimating genotypic correlations and their standard errors using multivariate restricted maximum likelihood estimation with SAS Proc MIXED. Crop Sci. 46: 2. 642-654.
    16. Sahai, H. and Miguel, M.O. 2004. Analysis of Variance for Random Models Volume I: Balanced Data Theory, Methods, Applications and Data Analysis. Business Media New York, USA.
    17. Resende, M.D.V. 2016. Software Selegen-REML/BLUP: A useful tool for plant breeding. Crop Breed. Applied Biotech. 16: 4. 330-339.
    18. Piepho, H.P., Möhring, J., Melchinger, A.E. and Büchse, A. 2008. BLUP for phenotypic selection in plant breeding and variety testing. Euphytica, 161: 209-228.
    19. Resende, M.D.V. 2004. Métodos estatísticos ótimos na análise de experimentos de campo, Embrapa Florestas. Embrapa Florestas, Colombo, PR.
    20. Rodríguez, F., Alvarado, G., Pacheco, Á. and Burgueño. J. 2017. ACBD-R. Augmented complete block design with R for windows. Version 3.0. CIMMYT Research Data and Software Repository Network.
    21. Pacheco, A., Rodríguez, F., Alvarado, G. and Burgueño, J. 2017. ADEL-R. Analysis and design of experiments with R for Windows. Version 2.0, https://hdl.handle.net/11529/10857, CIMMYT Research Data & Software Repository Network.
    22. Barati,, Zali, H., Marzoqian, A., Koohkan, Sh. and Gholipour, A. 2021. Selection of barley pure lines with high yield and desirable agronomic characteristics in warm areas of Iran. J Crop Prod. 14: 1. 199-218. (In Persian)
    23. Emami, S., Asghari, A., Mohammaddoust Chamanabad, H., Rasoulzadeh, A. and Ramzi, E. 2019. Evaluation of osmotic stress tolerance in durum wheat (Triticum durum) advanced lines. Env. Stress Crop Sci. 12: 3. 697-707. (In Persian)
    24. Gholizadeh, A., Ghaffari, M. and Shariati, F. 2021. Use of selection index of ideal genotype (SIIG) in order to select new high yielding sunflower hybrids with desirable agronomic characteristics. J Crop Breed. 13: 38. 116-123. (In Persian)
    25. Najafi Mirak, T., Dastfal, M., Andarzian, B., Farzadi, H., Bahari, M. and Zali, H. 2018. Stability analysis of grain yield of durum wheat promising lines in warm and dry areas using parametric and non-parametric methods. J. Crop Prod. Proc. 8: 2. 79-96. (In Persian)
    26. Ramzi, E., Asghari, A., Khomari, S. and Chamanabad, H.M. 2018. Investigation of durum wheat (Triticum turgidum subsp. Durum Desf) lines for tolerance to aluminum stress condition. J. Crop Breed. 10: 25. 63-72. (In Persian)