Combining ability and stability analysis for tuber yield and its components in potato (Solanumtuberosum L.)

Moghaddaszadeh Ahrabi, Mina (2018) Combining ability and stability analysis for tuber yield and its components in potato (Solanumtuberosum L.). Post-Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Ph.D Moghaddaszadeh.pdf

Download (958kB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Combining ability analysis is useful to assess the potential inbred lines and also helps in identifying the nature of gene action involved in various quantitative characters. This information is helpful to plant breeders for formulating hybrid breeding programmes. The presence of a significant G×E interaction affects breeding progress because it reduce association between genotype and phenotype and difficult to identify the superior genotypes. Understanding GEI and stability analysis are useful for plant breeders in order to selecting stable genotypes. In order to determine combining ability, heritability and heterosis of tuber yield and some agronomic traits in potato (Solanum tuberosum L.), three lines were crossed with two testers. Parents and their F1 progenies arranged in randomized complete block design with three replications using line×tester (3×2) matting design. Analysis of variance showed significant differences among hybrids for all traits, thus line×tester analysis was performed.Among the lines, line L1(Caesar) had highest significant positive GCA for tuber yield, tuber weight per plant, tuber number per plant, main stem number and plant height. Among the testers, tester T1 (Luca) showed significant positive GCA for tuber yield, tuber weight per plant, tuber number per plant and tuber dry matter. Among the hybrids, the hybrids (Satina × Luca) (T1×L3) and (Caesar × Savalan) (T2×L1) showed significant positive SCA effects for tuber yield, tuber weight per plant and tuber number per plant. The sca variance was higher in magnitude than the gca variance for all the characters and baker coefficient indicated the predominance of non-additive type of gene action for the expression of these characters. High general heritability and relatively low specific heritability were observed for all traits. Hybrid (Satina × Luca) (T1×L3) had the highest heterosis for tuber yield. In order to study G×E interaction and stability analysis, 11 potato clones with four varieties including: (Caesar, Luca, Savalan and Agria), a total 15 potato (Solanum tuberosum L.) genotypes were evaluated using parametric, nonparametric, AMMI and GGE biplot analysis, during two cropping seasons (2014-2015 and 2015-2016) in three different agriculture research stations including Ardabil, Hamadan and Karaj, Iran. Overall, according to 13 parametric stability parameters, G1 (clone 16-75), G12 (clone 2-75), G2 (clone 9-75), G10 (clone 14-75) and G15 (Luca) and also, according to 18 nonparametric stability parameters, G1 (clone 16-75), G5 (clone 13-75), G15 (Luca), G6 (clone 5-75) and G12 (clone 2-75) were recognized as the most stable genotypes. According to the present study, the stability measures Ysi, Pi, R, TOP, LOW and σmywere associated with mean yield (MY) and indicate the dynamic concept of stability. Therefore, these parameters were suitable for selecting stable and high yielding genotypes. Based on these parameters, G5 (clone 13-75), G1 (clone 16-75), G7 (clone 23-75), G8 (Savalan) and G3 (clone 15-75) were identified as the most stable and high yielding genotypes. The combined analysis of variance indicated that were highly significant (p< 0.01) among environments (E), genotypes (G) and their interactions. Principal component analysis (PCA) based on rank correlation matrix indicated that the first two PCAs explained 80.09% (56.71% and 23.38% by IPCA1 and IPCA2, respectively) of the G×E interaction variation, respectively. Also, according to 16 AMMI parameters, G1 (clone 16-75), G6 (clone 5-75), G12 (clone 2-75), G10 (clone 14-75) and G2 (clone 9-75) were recognized as the most stable genotypes. Based on GGE biplot analysis, the first two PCs in the GGE biplot explained 77.95% of the total GGE variation (PC1 = 58.03% and PC2 = 19.92%). Based on “which-won-where” view of the GGE biplot, G5 was desirable in environments HN1 (Hamadan 2015), KJ1 (Karaj 2015) and HN2 (Hamadan 2016), whereas G8 (Savalan) was favorable in environment AL2 (Ardabil 2016). Genotype G1 (clone 16-75) was closest to AL1 (Ardabil 2015) and KJ2 (Karaj 2016), therefore could be regarded as desirable genotype for these environments. The ranking of 15 potato genotypes based on their mean yield and stability showed G7 and then G7 had both high mean yield and high stability. Evaluation of genotypes based on an ideal genotype by GGE biplot method indicated that, genotypes G5 (clone 13-75), G7 (clone 23-75) and G1 (clone 16-75) were near to the ideal genotype and could be regarded as desirable genotypes.

Item Type: Thesis (Post-Doctoral)
Persian Title: مطالعه ترکیب¬پذیری و تجزیه پایداری عملکرد غده و اجزای عملکرد ارقام سیب‌زمینی (Solanum tuberosum L.)
Persian Abstract: چكيده: مطالعه ترکیب‌پذیری¬ می‌تواند به شناخت ماهیت اثر ژن‌ها در بیان یک صفت و نیز شناسایی تلاقی¬ها و هیبریدهای برتر از والدین کمک کند بنابراین، اطلاع از ترکیب‌پذیری والدین و هیبریدها و اثرات ژنی صفات مختلف جهت اصلاح گیاهان امری ضروری محسوب می‌شود.همچنین وجود اثر متقابل ژنوتیپ و محیط معنی‌دار موجب کاهش همبستگی بین ژنوتیپ و فنوتیپ شده و در نتیجه شناسایی و گزینش ژنوتیپ‌های برتر را با دشواری روبرو می‌کند. شناخت اثر متقابل ژنوتیپ و محیط و تجزیه پایداری ژنوتیپ‌ها به اصلاحگران در انتخاب ژنوتیپ‌های مطلوب پایدار کمک می‌کند. بدین منظور شش هیبرید سیب‌زمینی (Solanum tuberosum L.)حاصل از تلاقی سه لاین با دو تستر به همراه والدین به روش لاین×تستر و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار طی سال 1394 در ایستگاه تحقیقاتکشاورزيومنابعطبیعیاردبیل کشت و مورد ارزیابی قرار گرفتند. بر اساس نتايجحاصلاز تجزيه واريانس،اختلافمعني‌داریبين ژنوتیپ‌ها از لحاظ کلیه صفات مورد مطالعه وجود داشت، لذا امکان تجزيهو تحليل ژنتيکيبرمبنايروش لاین×تستر ميسرگرديد. بر اساس نتایج ترکیب‌پذیری عمومی لاین¬ها و تسترها،لاینL1(Caesar) دارای بیشترین ترکیب‌پذیری عمومی مثبت و معنی‌دار برای صفات عملکرد غده، وزن غده در بوته، تعداد غده در بوته، تعداد ساقه اصلی در بوته و ارتفاع بوته بود. همچنین تستر T1(Luca) دارای ترکیب‌پذیری عمومی مثبت و معنی‌دار برای صفات عملکرد غده، وزن غده در بوته، تعداد غده در بوته و درصد ماده خشک غده بود بنابراین، از این لاین و تستر می‌توان به‌عنوان والدین در برنامه‌هاي اصلاحی بهره جست. بررسی ترکیب‌پذیری خصوصی نتاج حاصل از تلاقی‌ها نشان داد که از نظر صفات عملکرد غده، وزن غده در بوته و تعداد غده در بوته هیبریدهای(Satina×Luca) (T1×L3)و(Caesar × Savalan) (T2×L1)دارای ترکیب‌پذیری خصوصی مثبت و معنی‌دار بودند. نسبت واريانس تركيب‌پذيريعموميبهواريانستركيب‌پذيري خصوصي و ضریب بیکربرايتمامصفات موردمطالعهکمتر از یک بود که این امر حاكيازنقشمؤثرتراثر غيرافزايشي ژن‌هادركنترلژنتيكي صفات مورد بررسی می‌باشد. وراثت‌پذیری عمومی بالا و وراثت‌پذیری خصوصی نسبتاً پایین برای صفات مختلف مشاهده شد. بیشترین میزان هتروزیس برای صفت عملکرد غده متعلق به هیبرید (Satina × Luca) (T1×L3)بود. همچنین در مطالعه حاضر به منظور بررسی پایداری عملکرد غده سیب‌زمینی، 15 ژنوتیپ سیب‌زمینی شامل 11 کلون به همراه چهار رقم (Caesar، Luca، Savalan و Agria)با استفاده از روش‌های پارامتری، ناپارامتری، روش تجزیه AMMI و GGE بای‌پلات، آزمایشی در سه ایستگاه تحقیقاتی اردبیل، همدان و کرج، طی دو سال (1394 و 1395) و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام پذیرفت. به‌طور کلی بر اساس نتایج 13 روش پارامتری محاسبه شده در پژوهش حاضر، ژنوتیپ‌هایG1(کلون 75-16)،G12 (کلون 75-2)،G2(کلون 75-9)، G10 (کلون 75-14) وG15(رقم Luca) و بر اساس نتایج 18روش ناپارامتری محاسبه شده، ژنوتیپ‌هایG1(کلون 75-16)،G5 (کلون 75-13)، G15(رقم Luca)،G6(کلون 75-5) و G12(کلون 75-2)پایدارترین ژنوتیپ‌ها بودند. بر اساس نتایج مطالعه حاضر معیارهای پایداری Ysi، Pi، R، TOP، LOW و σmy با میانگین عملکرد (MY) و مفهوم دینامیک پایداری رابطه دارند بنابراین، این روش‌ها جهت گزینش ژنوتیپ‌های پایدار با عملکرد بالا در سیب‌زمینی مناسب می‌باشند. بر طبق این پارامترها ژنوتیپ‌های G5(کلون 75-13)، G1(کلون 75-16)،G7(کلون 75-23)، G8(رقم Savalan) وG3(کلون 75-15) به‌عنوان ژنوتیپ‌های پایدار با عملکرد بالا شناسایی شدند. نتایج تجزیه AMMI نشان داد که اثرات اصلی ژنوتیپ، محیط و اثر متقابل ژنوتیپ و محیط در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار می‌باشند.دو مؤلفه اصلی اثر متقابل اول معنی‌دار در مجموع 09/80 درصد (71/56 درصد و 38/23 درصد به‌ترتیب توسط IPCA1 و IPCA2) از مجموع مربعات اثر متقابل ژنوتیپ و محیط را توجیه کردند. در مجموع بر اساس 16 پارامتر AMMI، ژنوتیپ¬های G1(کلون 75-16)، G6 (کلون 75-5)، G12 (کلون 75-2)، G10 (کلون 75-14) و G2(کلون 75-9) پایدارترین ژنوتیپ¬ها بودند. بر اساس تجزیه GGE بای‌پلات دو مؤلفه اول در مجموع 95/77 درصد (%92/19PC2= و %03/58PC1 =) از تنوع کل GGE را توجیه کردند. بر اساس نمودار چندضلعی GGE بای‌پلات و الگوی کدام- برتر- کجا؟ ژنوتیپ G5 (کلون 75-13) مناسب محیط‌های HN1 (همدان 1394)، KJ1 (کرج 1394) و HN2(همدان 1395)، ژنوتیپ G8 (رقم Savalan) مناسب محیط AL2 (اردبیل 1395) و همچنین ژنوتیپ G1 (کلون 75-16) به‌عنوان مطلوب‌ترین ژنوتیپ برای محیط‌های AL1(اردبیل 1394) و KJ2 (کرج 1395) شناخته شد. رتبه‌بندی و بررسی همزمان ژنوتیپ‌ها بر اساس میانگین عملکرد و پایداری با استفاده از باي‌پلاتمختصاتمحيط متوسط نشان داد که ژنوتیپ G7 (کلون 75-23) و در مرحله بعدی ژنوتیپ G5 (کلون 75-13) علاوه بر عملکرد بالا دارای پایداری عملکرد نیز می¬باشند. ارزیابی ژنوتیپ‌ها بر اساس ژنوتیپ ایده‌آل نشان داد که ژنوتیپ‌های G5(کلون 75-13)، G7(کلون 75-23) و G1 (کلون 75-16) نزدیک ژنوتیپ ایده‌آل (ژنوتيپفرضيكهدارايبيشترينعملكردوپايداري می‌باشد) بوده و بنابراین به‌عنوان مطلوب‌ترین ژنوتیپ‌ها در نظر گرفته شدند.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Asghari Zakaria, RasoolUNSPECIFIED
Hassanpanah, DavoudUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Zare, NasserUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 17 Jun 2019 08:26
Last Modified: 17 Jun 2019 08:26
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/6930

Actions (login required)

View Item View Item