مقاله مقایسه روشهای آماری چند متغیره با گزینش دو مرحله ای

مقایسه کار آیی روشهای آماری چند متغیره و روش گزینش دو مرحله ای با استفاده از شاخص های تحمل به خشکی در انتخاب ژنوتیپهای گندم با پتانسیل عملکرد بالا و متحمل به تنش کم آبی

    مهدی متقی، دانشجوی سابق كارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران (مولف مسئول).

   گودرز نجفیان، دانشیار موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج.

   محمدرضا بی همتا، استاد گروه زراعت واصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران، کرج.

چكیده         

بمنظور بررسی و مقایسه کارآیی روشهای آماری مرسوم چند متغیره (روش کلاستربندی و روش تجزیه به مولفه های اصلی) و روش جدید "گزینش دو مرحله ای" از نظر امکان  شناسایی  ژنوتیپهای با عملکرد مطلوب در دو محیط تنش و بهینه، این بررسی انجام شد. در این تحقیق مقادیر عملکرد دانه 180 ژنوتیپ گندم هگزاپلوئید که در سال زراعی85-1384در دو شرایط تنش آبی انتهایی ( قطع آبیاری از مرحله گرده افشانی به بعد) و بدون تنش در كرج کشت شده بودند، مورد بررسی قرار گرفتند. شاخصهای مختلف مقاومت به تنش  شامل:  شاخص تحمل به تنش (STI)، شاخص میانگین هندسی (GMP)، شاخص میانگین حسابی (MP)، شاخص تحمل (TOL) و شاخص حساسیت به تنش (SSI) برای تمامی ژنوتیپها محاسبه شدند. مقادیر مثبت و معنی دار ضرایب همبستگی مقادیر عملکرد ژنوتیپ  ها در دو شرایط تنش و عدم تنش با  شاخص  STIنشان داد كه در مقایسه با سایر شاخصها، این شاخص جهت شناسایی ژنوتیپهای با عملکرد مطلوب در هر دو شرایط تنش و عدم تنش مناسب تر است. اما با این همه، به سبب تاثیر پذیری معنی دار میزان شاخص STI از مقادیر بالای عملکرد دانه در شرایط بهینه، شناسایی ژنوتیپهای با پتانسیل عملکرد مطلوب و متحمل بر اساس هر سه روش فوق الذکر انجام گرفت. بررسی مقادیر عملکرد تنش و بهینه و شاخصهای مقاومت به تنش ژنوتیپهای برگزیده شده براساس سه روش نامبرده،  بیانگر برتری روش گزینش دو مرحله ای نسبت به دو روش دیگر می باشد. بر همین اساس، استفاده از روش " گزینش دو مرحله ای" که بر مبنای تکمیل روش کلاستربندی، بواسطه اعمال آستانه کمی شاخص ) SSI بر اساس برقراری رابطه میان شدت تنش و شاخص SSI) جهت غربال ژنوتیپهای حساس از میان ژنوتیپهای منتخب می باشد، در برنامه های اصلاحی توصیه می گردد.

   واژگان كلیدی: شاخصهای تحمل به تنش،روش تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه کلاستر و روش گزینش دو مرحله ای.

مقدمه

   طبق آمارمنتشرشده توسط اداره کل آمار واطلاعات وزارت کشاورزی، متوسط عملکرد گندم آبی در ایران طی سالهای  1367 تا 1376 روندی افزایشی از2034 تا 3146 کیلوگرم در هکتار داشته است (Anonymous, 2003). روند افزایش عملكرد در طول این سالها دارای نوساناتی بوده است که طبق پژوهش های به عمل آمده مهمترین عامل آن تغییرات در میزان بارندگی فصلی گزارش شده است. کاهش بارندگی در برخی سالها در اکثر مناطق منجر به بروزتنش خشکی بخصوص در مراحل انتهایی رشد گیاه می شود که این امر، نقش مهمی در کاهش عملکرد گندم ایفا می کند. همچنین در برخی مناطق، از جمله استان اصفهان و شهرمشهد، زارعین به دلایلی از جمله کمبود آب آبیاری و مصادف شدن آبیاری در مراحل انتهایی رشد گندم با کشت محصولات بهاره، از آبیاری گندم خودداری می کنند و مزارع گندم آبی از یک یا دو نوبت آبیاری آخرفصل محروم می شوند که این امر سبب کاهش عملکرد دانه گندم می شود. دستیابی به ارقام دارای تحمل بیشتر نسبت به خشکی انتهایی، از اهداف   به نژادی گندم در این مناطق است (Ghodsi et al., 2004).

  در سالهای اخیر، به نژادگران به دنبال معرفی ارقامی هستند که در محیطهای مختلف عملکرد خوبی داشته باشند. اما اثر متقابل محیط و ژنوتیپ، انتخاب ارقام با عملکرد قابل قبول در تمام شرایط محیطی (اعم ازشرایط مطلوب و نامطلوب) را مشکل ساخته است. این امر سبب معطوف شدن توجهات به شناسایی ارقامی شده است که با استفاده حداکثری از امکانات محیط، عملکرد و تظاهر قابل قبولی را ارائه می کنند Arzani et al., 2006)). چندین معیار برای گزینش ژنوتیپ ها براساس عملکرد آنها در  شرایط تنش و بدون تنش پیشنهاد شده است که از میان آنها شاخص حساسیت به تنش(SSI) توسط(Fisher and Maurer (1978معرفی شده است. هر چه مقدار این شاخص کمتر باشد پایداری عملكرد ژنوتیپ در شرایط تنش بیشتر خواهد بود. شاخص میانگین حسابی (MP) و تحمل(TOL) توسط (Rosille and Hamblin (1981 ارائه شدند. گفتنی است كه انتخاب ژنوتیپهای متحمل به تنش، براساس مقادیركمTOL  و مقادیربالایMPاست. (1992)  Fernandez جهت شناسایی ژنوتیپهای با عملکرد مطلوب در شرایط تنش و بدون تنش، شاخص تحمل به تنش)(STI را پیشنهاد و به جای شاخصMPکه در صورت معنی دار بودن اختلاف میان مقادیر عملکرد در شرایط تنش و عدم تنش به مقادیر بالای عملکرد بهینه متمایل می شود، شاخص میانگین هندسی(GMP) را معرفی نمود. وی در بررسی تظاهرعملکرد ژنوتیپها در دو محیط تنش و بدون تنش، ژنوتیپهای دارای عملكرد خوب در هر دو محیط تنش وبدون تنش را در گروه A، ژنوتیپهایی که فقط در محیط بدون تنش عملکرد بالا (تظاهر خوب) دارند را در گروه B، ژنوتیپهای با عملکرد بالا در محیط تنش را در گروه C و ژنوتیپهای با تظاهر ضعیف در هردو محیط را درگروه D جای داد و با این استدلال که ژنوتیپهای با پتانسیل عملکرد مطلوب و پایدار در برابرتنش، از مقادیر بالای شاخصهایGMP وSTIبهره می برند، استفاده از این دو شاخص را جهت تفکیک ژنوتیپهای گروه Aاز سایر گروه ها توصیه نمود.

   مقادیر بالای همبستگی مثبت دو شاخص STIو GMP با مقادیر عملکرد ژنوتیپها در شرایط تنش و بهینه ، سبب شده که عمده محققین این دو شاخص را  نسبت به سایر شاخصها جهت شناسایی ژنوتیپهای با عملکرد مطلوب در دو شرایط تنش و بهینه برتر بدانند 1Fernandez, 1992; Zabet et al., 2003; Schneider et al., 2004; Shafazadeh et al., 2004;Ghafari, 2008;) Shirinzadeh et al., 2008). اما با این همه، اگرچه دو شاخص  STIوGMP با دقت بالایی ژنوتیپهای با عملکرد بالا در شرایط بهینه را نشان می دهند اما مقادیر بالای این دو شاخص لزوما بیانگر مقاومت قابل قبول ژنوتیپ در برابر تنش نیست، زیرا به سبب ضرب دو کمیت مقادیر عملکرد ژنوتیپ در شرایط بهینه و تنش جهت محاسبه این دو شاخص ، ممکن است دو ژنوتیپ متفاوت از نظر میزان تحمل به تنش، به سبب حصول مقادیر یکسان از حاصلضرب این دو کمیت و در نتیجه برابری مقادیر متناظر این دو شاخص،  از نظر نوع واکنش به تنش مشابه دانسته شوند (Arzani  et al., 2006Naderi etal.,2000;). در دیگر سو، مقادیر پایین دو شاخص SSI و TOL تنها بیانگر میزان تحمل به تنش بوده و نمی تواند نشانگر عملکرد بالا در شرایط بدون تنش (ظرفیت بالای عملکرد) باشد، زیرا این دو شاخص تاثیر پذیری کمی از میزان عملکرد بهینه داشته و بیشتر از میزان عملکرد گیاه در شرایط تنش تاثیر پذیرفته و تنها بیانگر نوع واکنش گیاه به شدت تنش می باشند (Choukan et al., 2007; Najafian, 2003). موارد فوق سبب شده است که محققین بجای استفاده منفرد از شاخصها جهت شناسایی ژنوتیپهای گروه A فرناندز و با توجه به وابستگی مقادیر شاخصهای مختلف هر ژنوتیپ به عملکرد دانه آن ژنوتیپ در شرایط بهینه و تنش، به استفاده از روشهای چند متغیره مانند تجزیه کلاستر بر اساس مقادیر عملکرد بهینه و تنش و شاخص  STIژنوتیپها (Najafian, 2003) و یا بای پلات ژنوتیپها بر اساس روش تجزیه به مولفه های اصلی (Spraniji and Bos, 1993) روی آورند تا ضریب خطا در شناسایی ژنوتیپهای با عملکرد مطلوب در دو محیط تنش و بهینه را کاهش دهند. در این تحقیق علاوه بر بررسی روند شناسایی ژنوتیپهای مطلوب بر اساس دو روش فوق الذکر، اقدام به مقایسه کارآیی این دو روش مرسوم با روش گزینش دو مرحله ای شده است که اخیرا توسط Najafian (2009) جهت تکمیل روش کلاستربندی بواسطه بهره گیری از شاخص SSI، بعنوان معیاری برای شناسایی و جداسازی ژنوتیپهای حساس به تنش از میان ژنوتیپهای منتخب، ارائه گردیده است.

مقاله حاضر در فصلنامه علمی، پژوهشی علوم زراعی (به صاحب امتیازی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران)، سال دوم، شماره های 1 و 2، بهار و تابستان 1389، صفحات 54-39 به چاپ رسیده است.

جهت دانلود متن کامل مقاله حاضر (شامل چکیده، مقدمه، مواد و روشها، نتایج و بحث، منابع و Abstract) بر روی لینک زیر کلیک فرمایید:

http://s3.picofile.com/file/7434332682/Article.pdf.html