Μελέτη της αλληλεπίδρασης γενοτύπου-περιβάλλοντος στο κοινό φασόλι (Phaseolus vulgaris L.) με επιλογή και απογονικό έλεγχο σε συνθήκες θερμοκηπίου και υπαίθρου

Abstract

The work was undertaken to investigate the possibility of deriving lines from two local dry bean populations (Phaseolus vulgaris L.) with stable performance, by means of selection and progeny evaluation under both greenhouse and open field conditions, as a measure to cope with the adverse effects of genotype by environment interaction on selection effectiveness. Two local dry bean populations were used, named by the producers “plaki Prespon” (Π), and “Chrisoupoli” (N). Both populations belong to white-large-seed type with an indeterminate climbing pole type and concern a famous for bean quality region, located in Western Macedonia, Greece. During 2003 season, four honeycomb NR-0 experiments were established in the Technological Education Institute Farm of Florina, Greece, and under too low density that assumed to approach absence of competition. Two of the NR-0 experiments were established in a greenhouse, including 432 plants of population Π or population N, with plants spaced 80 x 80 cm. The other two NR-0 trials were established in an adjoined field including around 500 plants of population Π or population N, with plants spaced 100 x 100 cm. Selection of 19 high yielding plants led to the respective 19 lines (9 Π and 10 N). During 2004 growing season progeny evaluation was conducted in the aforementioned greenhouse and open field, under the low density of 1.2 plants/m2 (plants spaced 100 x 100 cm). Experimental design was the honeycomb R21, including the lines and the original populations as checks (28 and 52 plants/entry in the greenhouse and in the open field, respectively). Entry evaluation under the dense stand of around 2.4 plants/m2 was also performed in five randomized complete block (RCB) trials, each block four times repeated. Three of the RCB trials were established during 2005, in the greenhouse and the open field, as well as in another field in Prespa region, and the other two during 2006 (in the greenhouse and the Prespa region). Plots included two rows in the greenhouse and four rows in the field trials, the distance being 70 cm between rows and 60 cm between plants on each row. On the basis of progeny evaluation under the low density, on average population N had higher mean yield per plant than population Π, while lines Π exhibited lower genotype by environment interaction and seemed to be more tolerant to stresses. Higher yields in the open field compared to those in the greenhouse were indicative of open air conditions being potent for higher yield compared to greenhouse conditions. However, lower CV values in the greenhouse led to conclusion that in the open field stronger environmental impact on phenotypic expression existed. Compared to the original population Π, eight and four out of the nine lines Π were significantly superior in the greenhouse and the open field, respectively. In terms of the 10 lines N, two of them outyielded significantly the population N in the greenhouse and in the open field. Crop yield potential (CYP) assessment through three components (i.e., yield potential per plant, tolerance to stresses and responsiveness to inputs) showed that, lines Π had relative CYP values ranging from 79 to 127% in relevance to the population Π, and lines N had relative CYP values ranging from 88 to 122% in relevance to the population N. Under the typical crop production conditions the average yield of lines N was higher compared with that of lines Π in all the test environments, with the exception of greenhouse in 2005 where averagely lines Π overyielded lines N. It seems that greenhouse conditions did not favoured phenotypic expression of lines N, since their average performance was similar to that of the check population in either 2005 or 2006 season. On the contrary, lines N on average overyielded their original population at the three open field environments. As far as the lines Π comparatively to the respective population are concerned, they yielded higher in three out of the five environments, and yielded similarly or lower in Prespa region during 2005 and 2006, respectively. ..................

Σκοπός της εργασίας ήταν η διερεύνηση της δυνατότητας απομόνωσης διαλογών ξηρού φασολιού (Phaseolus vulgaris L.) με σταθερότητα συμπεριφοράς, με επιλογή και απογονικό έλεγχο σε θερμοκήπιο και ύπαιθρο, ως ένα μέσο αντιμετώπισης της αρνητικής επίδρασης που ασκεί η αλληλεπίδραση γενοτύπου-περιβάλλοντος στην αποτελεσματικότητα επιλογής. Το γενετικό υλικό αποτέλεσαν δύο τοπικοί πληθυσμοί, ο πληθυσμός «πλακί» (Π) και ο πληθυσμός «Χρυσούπολης» (Ν). Και οι δύο ανήκουν στον αναρριχώμενο συνεχή τύπο (IV) και έχουν καλλιεργητικό ενδιαφέρον για την περιοχή της Δυτικής Μακεδονίας. Την περίοδο 2003 στο αγρόκτημα του ΤΕΙ Δ. Μακεδονίας (Φλώρινα) εγκαταστάθηκαν τέσσερα κυψελωτά πειράματα NR-0 σε συνθήκες μειωμένου ανταγωνισμού. Δύο από αυτά εγκαταστάθηκαν σε θερμοκήπιο (ένα για κάθε πληθυσμό) και δύο σε παρακείμενο χωράφι. Τα πειράματα θερμοκηπίου περιελάμβαναν 432 φυτά κάθε πληθυσμού σε αποστάσεις 80 cm, και αυτά στο ύπαιθρο 500 φυτά κάθε πληθυσμού σε αποστάσεις 100 cm. Η επιλογή συνολικά 19 υψηλοαποδοτικών φυτών οδήγησε στη λήψη 19 αντίστοιχων διαλογών (9 Π και 10 Ν). Το 2004 έγινε απογονικός έλεγχος των διαλογών σε συνθήκες μειωμένου ανταγωνισμού σε πειραματικό σχέδιο R21 με μάρτυρες τους δύο αρχικούς πληθυσμούς και αποστάσεις μεταξύ των φυτών 100 cm, τόσο στο θερμοκήπιο (28 φυτά ανά διαλογή) όσο και στο ύπαιθρο (52 φυτά ανά διαλογή). Για τον απογονικό έλεγχο σε συνθήκες καλλιέργειας, διαλογές και αρχικοί πληθυσμοί εγκαταστάθηκαν σε πειράματα με πλήρως τυχαιοποιημένες ομάδες στο θερμοκήπιο (2005 και 2006), στο παρακείμενο χωράφι (2005) και σε ένα ακόμη χωράφι στην Πρέσπα (2005 και 2006). Το πειραματικό σχέδιο περιελάμβανε 4 πλήρεις ομάδες 21 τεμαχίων. Κάθε τεμάχιο περιελάμβανε 2 γραμμές στο θερμοκήπιο και 4 γραμμές στα πειράματα υπαίθρου, σε αποστάσεις 70 cm μεταξύ γραμμών και 60 cm επί της γραμμής. Με βάση τα αποτελέσματα υπό συνθήκες αραιής σποράς, βρέθηκε ότι ο πληθυσμός Ν υπερείχε του Π ως προς το δυναμικό απόδοσης ανά φυτό, ενώ ο πληθυσμός Π έδειξε μειωμένη αλληλεπίδραση γενοτύπου - περιβάλλοντος και μεγαλύτερη αντοχή στις καταπονήσεις. Οι υψηλότερες μέσες αποδόσεις των διαλογών στο χωράφι συγκριτικά με το θερμοκήπιο υπέδειξαν το ύπαιθρο ως περιβάλλον υψηλότερων αποδόσεων σε σχέση με το θερμοκήπιο, ωστόσο οι χαμηλότερες τιμές CV των διαλογών στο θερμοκήπιο σε σχέση με το ύπαιθρο οδηγούν στο συμπέρασμα ότι το θερμοκήπιο εξασφάλισε καλύτερο έλεγχο των περιβαλλοντικών επιδράσεων. Από τις εννέα διαλογές Π οχτώ στο θερμοκήπιο και τέσσερις στο ύπαιθρο και από τις 10 διαλογές Ν δύο στο θερμοκήπιο και δύο στο ύπαιθρο, υπερείχαν σημαντικά συγκριτικά με τους αντίστοιχους αρχικούς πληθυσμούς. Ο προσδιορισμός του παραγωγικού δυναμικού (CYP) μετά από ανάλυση σε τρία συστατικά (δυναμικό απόδοσης ανά φυτό, αντοχή στις καταπονήσεις και ικανότητα αξιοποίησης εισροών), έδειξε ότι οι διαλογές Π είχαν δείκτη CYP που κυμάνθηκε από 79 έως 127% σε σύγκριση με τον πληθυσμό Π, και οι διαλογές Ν είχαν δείκτη CYP που κυμάνθηκε από 88 έως 122% σε σύγκριση με τον πληθυσμό Ν. Από την αξιολόγηση σε συνθήκες καλλιέργειας, βρέθηκε ότι η μέση απόδοση των διαλογών Ν ήταν υψηλότερη από την αντίστοιχη των διαλογών Π σε τέσσερα περιβάλλοντα αξιολόγησης. Μόνο στο θερμοκήπιο το 2005 οι διαλογές Π ξεπέρασαν κατά μέσο όρο τις αντίστοιχες Ν. Φαίνεται ότι το θερμοκήπιο ως περιβάλλον αξιολόγησης δεν ευνόησε την φαινοτυπική έκφραση των διαλογών Ν αφού κατά μέσο όρο απέδωσαν το ίδιο με τον αρχικό πληθυσμό τόσο το 2005 όσο και το 2006. Αντίθετα στα υπόλοιπα τρία περιβάλλοντα αξιολόγησης (σε συνθήκες υπαίθρου), η μέση απόδοση των διαλογών Ν ξεπέρασε την απόδοση του πληθυσμού. ..........................