دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 02 20 The performance of temperate maize testers for screening tropical and subtropical germplasm کارایی تسترهای ذرت در غربال ژرم‌‌‌پلاسم مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای 367 384 7668 10.22124/cr.2024.26326.1802 FA حسین عزیزدوست دانشجوی دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران محمدرضا شیری دانشیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران سارا دژستان دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Journal Article 2023 10 24 <strong>Introduction</strong><br />Low diversity and poor genetic basis of germplasm in temperate regions is a significant challenge in maize breeding. Maize germplasms from tropical and subtropical regions often contain a broader genetic base and show larger diversity than germplasms from temperate regions. Therefore, it seems that foreign germplasms, especially germplasms from tropical and subtropical regions, can be used as a potential solution to strengthen the genetic base of germplasm in temperate regions. However, the efficiency of screening methods to identify superior and suitable sources of foreign germplasm remains a major challenge. The objective of this study was to determine the optimum number of testers and select suitable testers for screening maize lines derived from tropical and subtropical CIMMYT germplasm.<br /><strong>Materials and methods</strong><br />In this experiment, three testers of temperate regions (MO17, B73, K1264/5-1) were crossed with 25 lines originated from the CIMMYT maize germplasm based on line × tester mating system. A total of 75 crosses along with the control hybrid (SC704) were evaluated in alpha-lattice experimental design in two replications each with four incomplete blocks in two regions (Moghan and Jiroft). Analysis of variance was done based on line × tester method, as well as separation of the effect of crosses into its components using the method suggested by Kemptorn (1957). GGE-biplot graphical analysis based on the methodology proposed by Fan <em>et al</em>. (2010) was also used to estimate the effects of general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA).<br /><strong>Research findings</strong><br />The results showed that out of the 75 crosses, 32 crosses had higher and significant grain yield compared to the control hybrid SC704. The superiority of the superior cross compared to the control hybrid ranged from 1.46 to 3.77 tons per hectare. These findings highlighted the potential of utilizing tropical and subtropical CIMMYT germplasm to enhance maize yield in temperate regions of Iran. Based on the results, the lines No. 22, 9, 19, 12, 20, 5, 17, 21, 24, 14, 15, 23, and 11 had the highest positive GCA for grain yield, respectively. In general, in terms of grain yield, GCA, and SCA, it is possible to directly use lines No. 4, 5, 9, 11, 12, 19, 22, and 24 extracted from tropical and subtropical CIMMYT germplasm to improve grain yield in temperate regions. Evaluating the efficiency of the temperate maize testers also showed that two testers B73 and MO17 were highly efficient in selecting superior line derived from tropical and subtropical CIMMYT germplasm.<br /><strong>Conclusion</strong><br />The results of the current study showed that it is possible to use maize germplasms from tropical and subtropical regions of CYMMIT to improve grain yield in temperate regions. Also, one temperate maize tester has the ability to distinguish superior sources (not all of them), although the use of two testers greatly reduces the risk of not choosing (deleion) a superior source. <strong>مقدمه:</strong> <br />تنوع کم و پایه ژنتیکی ضعیف ژرم‌پلاسم در مناطق معتدل یک چالش مهم در به‌نژادی ذرت است. ژرم‌پلاسم‌های ذرت نواحی حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای اغلب دارای پایه ژنتیکی وسیع‌تری هستند و تنوع بیش‌تری نسبت به ژرم‌پلاسم مناطق معتدل دارند. بنابراین، به‌نظر می‌رسد بتوان از ژرم‌پلاسم‌های خارجی، به‌ویژه ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای، به‌عنوان یک راه حل بالقوه برای تقویت پایه ژنتیکی ژرم‌پلاسم در مناطق معتدل استفاده کرد. با این‌حال، کارایی روش‌های غربال‌گری برای شناسایی منابع برتر و مناسب ژرم­پلاسم خارجی همچنان یک چالش بزرگ است. هدف از این مطالعه، تعیین تعداد مناسب تستر و انتخاب تستر‌های مناسب برای غربال لاین‌های ذرت استخراجی از ژرم‌پلاسم مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت بود.<br /><strong>مواد و روش‌ها:</strong> در این آزمایش، سه تستر مناطق معتدله (MO17، B73، K1264/5-1) ذرت با 25 لاین انتخابی از ژرم‌پلاسم ذرت سیمیت بر اساس روش لاین × تستر تلاقی داده شدند. 75 تلاقی حاصله به‌همراه هیبرید شاهد (سینگل کراس 704) در قالب طرح آزمایشی آلفا لاتیس در دو تکرار با چهار بلوک ناقص در هر تکرار در دو منطقه (مغان و جیرفت) مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه واریانس داده‌ها بر اساس روش لاین × تستر و هم‌چنین تجزیه اثر تلاقی­‌ها به اجزای تشکیل دهنده آن با استفاده از روش پیشنهادی کمپتورن (Kemptorn, 1957) انجام شد. برای برآورد اثر ترکیب­‌پذیری عمومی (GCA; General Combining Ability) و خصوصی (SCA; Specific Combining Ability) نیز از روش تجزیه گرافیکی GGE-biplot بر اساس پیشنهاد فان و همکاران (Fan <em>et al</em>., 2010) استفاده شد.<br /><strong>یافته‌های تحقیق:</strong> نتایج نشان داد که از 75 تلاقی ایجاد شده، 32 تلاقی عملکرد دانه‌ بالاتر و معنی‌دار در مقایسه با هیبرید شاهد سینگل کراس 704 داشتند. میزان برتری تلاقی برتر نسبت به هیبرید شاهد بین 1.46 تا 3.77 تن در هکتار بود. این نتایج نشان داد که امکان استفاده مستقیم از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت برای بهبود عملکرد دانه ذرت در شرایط مناطق معتدله ایران وجود دارد. بر اساس نتایج، لاین‌های شماره 22، 9، 19، 12، 20، 5، 17، 21، 24، 14، 15، 23 و 11 به‌ترتیب بالاترین GCA مثبت را برای عملکرد دانه داشتند. به‌طورکلی با در نظر گرفتن GCA، SCA و عملکرد دانه، استفاده مستقیم از لاین‌‌های شماره 4، 5، 9، 11، 12، 19، 22 و 24 استخراجی از ژرم‌پلاسم‌های ذرت مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت جهت اصلاح عملکرد دانه امکان‌پذیر است. بررسی کارایی تسترهای مناطق معتدله نیز نشان داد که دو تستر B73 و MO17 قدرت تفکیک بالایی در گزینش لاین‌های برتر از میان لاین‌­های استخراجی از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت داشتند.<br /><strong>نتیجه‌گیری:</strong> به‌طور کلی، نتایج این مطالعه نشان داد که امکان استفاده از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت در اصلاح عملکرد دانه ذرت برای مناطق معتدله وجود دارد. همچنین یک تستر مناسب مناطق معتدله، توانایی تشخیص منابع برتر (نه همه آن‌ها) را دارد، اما استفاده از دو تستر، خطر عدم انتخاب (حذف) یک منبع برتر را به‌میزان زیادی کاهش می‌دهد. https://cr.guilan.ac.ir/article_7668_4d18f8f627900e6bc63a3dca0f3614f5.pdf