Interpretation of Genotype, Yield and Yield Components in Bread Wheat (Triticum aestivum L.) by GGE Biplot Technique and Scatter Plot Matrix

Abstract

The scatter plot matrix visually presents the relationships between the examined features, the group and groups and the feature-group relationship, and provides the researchers with the convenience of making comments. This study was carried out with 10 bread wheat genotypes in the 2020-2021 growing season in Muş province, according to the Random Blocks Trial Design, under rainfed conditions. It was determined that there were significant differences between genotypes at the level of p<0.05 or p<0.01 in all traits examined, except for the number of grains per spike and number of spikelet per spike. The highest grain yield according to GGE biplot graphs; It was obtained from the G5 line with Bayraktar 2000 and Ekiz varieties. However, when evaluated in terms of all the examined features, especially; It was determined that Ekiz variety and G5 line were both stable and had high grain yield. According to scatter plot matrices; It was observed that there was a strong, linear positive relationship between the grain yield and the number of spike per square meter (r=0.9185), and between the spike yield and the spike weight (r=0.9131). As a result; It has been determined that the number of spike per square meter and spike yield are more important for selection than other components in grain yield oriented breeding programs.

Keywords

• Alternative
• correlation
• line
• Mus
• winter

GGE Biplot Tekniği ve Scatter Plot Matrixi ile Ekmeklik Buğdayda (Triticum aestivum L.) Genotip, Verim ve Verim Komponentlerinin Yorumlanması

Abstract

Scatter plot matrixi incelenen özellikler arası ilişkileri, grup ve gruplar ile özellik-grup ilişkisini görsel olarak sunmakta ve araştırıcılara yorum yapabilme kolaylığı sağlamaktadır. Bu çalışma, 10 ekmeklik buğday genotipi ile 2020-2021 yetiştirme sezonunda Muş ilinde, Tesadüf Blokları Deneme Desenine göre yağışa dayalı şartlarda yürütülmüştür. Başakta tane sayısı ve başakçık sayısı hariç, incelenen tüm özelliklerde genotipler arasında p<0.05 veya p<0.01 düzeyinde önemli farklılıklar olduğu belirlenmiştir. GGE biplot grafiklerine göre en yüksek tane verimi; Bayraktar 2000 ve Ekiz çeşitleri ile G5 hattından elde edilmiştir. Fakat, incelenen tüm özellikler yönünden değerlendirildiğinde özellikle; Ekiz çeşidi ve G5 hattının hem stabil hem de yüksek tane verimine sahip olduğu belirlenmiştir. Scatter plot matrixlerine göre; tane verimi ile metrekarede başak sayısı (r=0.9185) ve başak verimi ile başak ağırlığı (r=0.9131) arasında güçlü, linear pozitif ilişki olduğu görülmüştür. Sonuç olarak; tane verimi odaklı ıslah programlarında, verim bileşenlerinden metrekarede başak sayısı ve başak veriminin diğer bileşenlere göre seleksiyon için daha önemli olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• Alternatif
• hat
• kışlık
• korelasyon
• Muş

References

1. Delcour J.A, Hoseney R.C. Principles of Cereal Science and Technology. St. Paul, MN: AACC Int. p. 270, 2010.
2. Kılıç H., Hatipoğlu A., Şahin, M. İnsan sağlığı esaslı ekmeklik buğday kalite yaklaşımları. MSU Fen Bil. Dergi., 9:1 857-870, 2021.
3. Huebner F.R., Bietz J.A., Nelsen T., Bains G.S, Finney P.L. Soft wheat quality as related to protein composition.Cereal Chem, 76 650-555, 1999.
4. Öztürk A., Akten Ş. Kışlık buğdayda bazı morfolojik karakterler ve tane verimine etkileri. Turkish J. of Agric. and Forest., 23 409-4022, 1999.
5. Yağmur M., Kaydan D. Kışlık buğdayda tane verimi, verim öğeleri ve fenolojik dönemler arasındaki ilişkiler. Harran Üniv. Zir. Fak. Derg., 12:4 9-18, 2008.
6. TMO. Toprak Mahsulleri Ofisi Genel Müdürlüğü 2020 yılı hububat sektör raporu Ankara,http://www.tmo.gov.tr/Upload/Document/sektorraporlari/ hububat2020.pdf. (Erişim Tarihi:11.04.2022).
7. TÜİK. Türkiye istatistik Kurumu. Tahıllar Ve Diğer Bitkisel Ürün kayıtları. https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr. (Erişim Tarihi:11.04.2022).
8. Gebeyehou G, Knott DR, Baker R.J. Relationships among durations of vegetative and grain filling phases, yield components, and grain yield in durum wheat cultivars. Crop Science, 22 287-290, 1982.

9. Simane B, Struik P.C., Nachit M.M., Peacock J.M. Ontogenetic analysis of yield components and yield 579 stability of durum wheat in water-limited environments. Euphytica, 71 211-219, 1993.
10. Preiffer W.H., Sayre K.D., Payne T.S. Increasing durum wheat yield potential and yield stability. Proceeding of the Warren E. Kronstad Symposium CIMMYT, 15-17 March, 120-123, 2001.
11. Bayram S., Öztürk A., Aydın M. Ekmeklik Buğday Genotiplerinin Erzurum Koşullarında Tane Verimi ve Verim Unsurları Yönünden Değerlendirilmesi. YYÜ Tar. Bil. Derg., 27:4 569-579, 2017.
12. Erekul O., Köhn W. Effect of weather and soil conditions on yield components and bread-making quality of winter wheat (Triticum aestivumL.) and winter triticale (Triticosecale Wittm.) varieties in North-East Germany. J. Agronomy and Crop Science, 192 452-464, 2006.
13. Asfaw A., Alemayehu F., Gurum F., Atnaf, M. AMMI and SREG GGE biplot analysis for matching varieties on to soybean production environments in Ethiopia. Scientific Res. and Essay, 4:11 1322-1330, 2009.
14. Oral E. Effect of nitrogen fertilization levels on grain yield and yield components in triticale based on AMMI and GGE biplot analysis. Appl. Ecol. & Environ. Res., 16:4 4865-4878, 2018.
15. Karaman M. Evaluation of the physiological and agricultural properties of some of bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes registered in Turkey using biplot analysis. Pak. J. Bot., 52:6 1989-1997, 2020.
16. Yan W., Kang M. GGE biplot analysis. A graphical tool breeders. Geneticsts and Agronomists. CRC Press. Florida, 2003.
17. Akçura M. The relationships of some traits in Turkish winter bread wheat landraces. Turk J Agric For. 35 115-125, 2011.
18. Kılıç H., Kendal E., Aktaş H., Tekdal S. İleri kademe ekmeklik buğday hatlarının farklı çevrelerde tane verimi ve bazı kalite özellikleri yönünden değerlendirilmesi. Iğdır Üniv. Fen Bilimleri Enst. Derg., 4:4 87-95, 2014.
19. Anonim. Yıldız Alparslan İşletmesi toprak analiz laboratuvarı kayıtları. 2022. Anonim. Yıldız Alparslan Tarım İşletmesi meteoroloji istasyonu kayıtları. 2022
20. Öztürk F. Muş ili buğday üretimini etkileyen faktörlerin mevcut durumu ve analizi. Bingöl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi. s. 18, Bingöl.
21. Mohammadi R., Amri A. Graphic analysis of trait relations and genotype evaluation in durum wheat. Journal of Crop Improvement, 25:6 680-696, 2011.
22. Kendal E., Tekdal S., Karaman M. Profıciency of biplot methods (AMMI and GGE) in the appraisal of triticale genotypes in multiple environments. Applied Ecology and Environmental Research, 17:3 5995-6007, 2019.
23. Karaman M. Sulu koşullarda bazı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinin tarımsal özellikler bakımından değerlendirilmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 6:2 296-304, 2019.
24. Chinipardaz A., Karimizadeh R., Asghari A., Chinipardaz R., Sofalian O., Ghaffari A. Application of GGE biplot analysis to evaluate grain yield stability of rainfed spring durum wheat genotypes and test locations by climatic factors in Iran. Crop Breeding Journal, 6:2 41-49, 2016.
25. Kizilgeci F., Albayrak O., Yildirim M. Evaluation of thirteen durum wheat (Triticium durum Desf.) genotypes suitable for multiple environments using GGE biplot analysis. Fresenius Environmental Bulletin, 28:9 6873-6882, 2019.
26. Yan W., Tinker N.A. Biplot analysis of multienvironment trial data: Principles and applications. Canadian Journal of Plant Science, 86 623–645, 2006.
27. Erdemci İ. İnvestigation of genotype × environment interaction in chickpea genotypes using AMMI and GGE biplot analysis. Turkish J. Field Crops, 23:1 20-26, 2018.
28. Ahmadi J., Mohammadi A., Najafi Mirak T. Targeting promising bread wheat (Triticum aestivum L.) lines for cold climate growing environments using AMMI and SREG GGE Biplot Analyses. Journal Agriculture Science Technic., 14 645˗657, 2012.
29. Oral E., Kendal E., Doğan Y. Bazı ekmeklik buğday çeşitlerinde verim stabilitesinin biplot ve AMMI analiz yöntemleri ile değerlendirilmesi. ADÜ Ziraat Derg, 15 1 55-64, 2018.
30. Sözen E., Yağdı K. A research to determine agronomic traits of some advanced durum wheat lines. Adnan Menderes University J. Agri. Faculty, 2:2 51-57, 2005.
31. Karaköy T., Baloch F.S., Toklu F., Özkan H. Variation for Selected Morphological and Qualityrelated Traits Among 178 Faba Bean Landraces Collected From Turkey, Plant Genetic Resources, 12:1 5-13, 2014.
32. Kumar R., Bhushan B., Pal R., Gaurav S.S. Correlation and path coefficient analysis for quantitative traits in wheat (Triticum aestivum L.) under normal condition, Annals of Agri-Bio Research, 19:3 447-450, 2014.
33. Tonk F.A., İştipliler,D., Tosun,M. Bazı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinde özellikler arası ilişkiler ve path analizi. Ege Univ. Ziraat Fak. Derg., 54:1 85-89, 2017.
34. Eren B., Demirel F. Bazı buğday genotiplerinde fide gelişim parametlerinin korelasyon analizi. Journal of Agriculture, 3:1 28-32, 2020.