Published August 7, 2023 | Version v1
Publication Open

Grain yield stability analysis using parametric and nonparametric statistics in oat (<i>Avena sativa</i> L.) genotypes in Ethiopia

Creators

  • 1. Ethiopian Institute of Agricultural Research
  • 2. Hawassa University

Description

Abstract Background The performance of oat genotypes differs across environments due to variations in biotic and abiotic factors. Thus, evaluation of oat genotypes across diverse environments is very important to identify superior and stable genotypes for yield improvement. Methods The study aimed to assess the interaction (genotype‐by‐environment interaction; GEI) effect and determine the stability of grain yield in oat ( Avena sativa L.) genotypes in Ethiopia using parametric and nonparametric stability statistics. Twenty‐four oat genotypes were evaluated in nine environments using a randomized complete block design replicated three times. Results The pooled analysis of the variance of grain yield showed significant variations among genotypes, environments, and their interaction effects. Significant GEI revealed the rank order change of genotypes across environments. The environment main effect captured 44.62% of the total grain yield variance, while genotype and GEI effects explained 28.84% and 26.54% of the total grain yield variance, respectively. The grain yield stability was assessed based on 12 parametric and two nonparametric stability statistics. The results indicated that genotypes with superior grain yield‐ showed stable performance on the basis of the stability parameters of the genotypic superiority index ( P i ), the Perkins and Jinks adjusted linear regression coefficient ( B i ), and the yield stability index (YSI), indicating that selection using these stability parameters would be efficient for grain yield enhancement in oat genotypes. Spearman's rank correlation coefficients also showed that the stability parameters of P i , B i , and YSI had a significant positive association with grain yield. However, grain yield had an inverse correlation with the stability parameters of standard deviation, deviation from regression , the Hernandez desirability index ( D ji ), Wricke ecovalence ( W i ), the Shukla stability variance ( σ i 2 ), the AMMI stability value (ASV), and environmental variance , indicating that oat genotype selection using these stability parameters would not be efficient for yield enhancement because these stability parameters favor low‐yielding genotypes more, compared to high‐yielding ones. Conclusions Therefore, G5, G8, G11, G12, G14, G16, G17, G19, and G22 genotypes were adaptable in all nine environments based on stability parameters of P i , B i , and YSI, and selection of these superior genotypes would improve grain yield in oat genotypes. However, the validity of this result should be confirmed by repeating the experiment in the same environments over two or more years.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة يختلف أداء الأنماط الجينية للشوفان عبر البيئات بسبب الاختلافات في العوامل الحيوية واللاأحيائية. وبالتالي، فإن تقييم الأنماط الجينية للشوفان عبر بيئات متنوعة مهم جدًا لتحديد الأنماط الجينية المتفوقة والمستقرة لتحسين الغلة. الأساليب هدفت الدراسة إلى تقييم تأثير التفاعل (النمط الجيني- التفاعل حسب البيئة ؛ مؤشر المساواة بين الجنسين) وتحديد استقرار غلة الحبوب في الأنماط الجينية للشوفان ( أفينا ساتيفا L.) في إثيوبيا باستخدام إحصاءات الاستقرار البارامترية وغير البارامترية. تم تقييمأربعة وعشرين نمطًا جينيًا للشوفان في تسع بيئات باستخدام تصميم كتلة كاملة عشوائية تم تكرارها ثلاث مرات. النتائج أظهر التحليل المجمع لتباين إنتاجية الحبوب اختلافات كبيرة بين الأنماط الجينية والبيئات وتأثيرات تفاعلها. كشف مؤشر المساواة بين الجنسين الكبير عن تغيير ترتيب الأنماط الجينية عبر البيئات. استحوذ التأثير الرئيسي للبيئة على 44.62 ٪ من إجمالي تباين إنتاجية الحبوب، في حين أوضحت تأثيرات النمط الجيني ومؤشر المساواة بين الجنسين 28.84 ٪ و 26.54 ٪ من إجمالي تباين إنتاجية الحبوب، على التوالي. تم تقييم استقرار محصول الحبوب بناءً على 12 إحصاءً بارامترياً واثنين من إحصاءات الاستقرار غير البارامترية. أشارت النتائج إلى أن الأنماط الجينية ذات الإنتاجية الفائقة للحبوب - أظهرت أداءً مستقرًا على أساس معلمات الاستقرار لمؤشر التفوق الوراثي (Pi)، ومعامل الانحدار الخطي المعدل من بيركنز وجينكس ( B i )، ومؤشر استقرار الغلة (YSI)، مما يشير إلى أن الاختيار باستخدام معلمات الاستقرار هذه سيكون فعالاً لتعزيز غلة الحبوب في الأنماط الجينية للشوفان. أظهرت معاملات ارتباط رتبة سبيرمان أيضًا أن معلمات الاستقرار لـ P i و B i و YSI لها ارتباط إيجابي كبير بمحصول الحبوب. ومع ذلك، كان لعائد الحبوب علاقة عكسية مع معلمات الاستقرار للانحراف المعياري، والانحراف عن الانحدار ، ومؤشر استصواب هيرنانديز (Dji)، وتكافؤ وريك الإيكولوجي ( Wi)، وتباين استقرار شوكلا ( σ i 2 )، وقيمة استقرار أمي (ASV)، والتباين البيئي، مما يشير إلى أن اختيار النمط الجيني للشوفان باستخدام معلمات الاستقرار هذه لن يكون فعالاً لتعزيز العائد لأن معلمات الاستقرار هذه تفضل الأنماط الجينية منخفضة العائد أكثر، مقارنة بالأنماط ذات العائد المرتفع. لذلك، كانت الأنماط الجينية G5 و G8 و G11 و G12 و G14 و G16 و G17 و G19 و G22 قابلة للتكيف في جميع البيئات التسعة بناءً على معايير الاستقرار لـ Pi و Bi و YSI، ومن شأن اختيار هذه الأنماط الجينية المتفوقة أن يحسن إنتاجية الحبوب في الأنماط الجينية للشوفان. ومع ذلك، يجب تأكيد صحة هذه النتيجة من خلال تكرار التجربة في نفس البيئات على مدى عامين أو أكثر.

Translated Description (French)

Résumé Contexte Les performances des génotypes d'avoine diffèrent selon les environnements en raison des variations des facteurs biotiques et abiotiques. Ainsi, l'évaluation des génotypes d'avoine dans divers environnements est très importante pour identifier des génotypes supérieurs et stables pour l'amélioration du rendement. Méthodes L'étude visait à évaluer l'effet de l'interaction (interaction génotype par environnement ; GEI) et à déterminer la stabilité du rendement céréalier dans les génotypes d'avoine ( Avena sativa L.) en Éthiopie à l'aide de statistiques de stabilité paramétriques et non paramétriques. Vingt-quatre génotypes d'avoine ont été évalués dans neuf environnements à l'aide d'un modèle de bloc complet randomisé répliqué trois fois. Résultats L'analyse groupée de la variance du rendement céréalier a montré des variations significatives entre les génotypes, les environnements et leurs effets d'interaction. Un GEI significatif a révélé le changement d'ordre de classement des génotypes dans tous les environnements. L'effet principal environnemental a capturé 44,62 % de la variance du rendement céréalier total, tandis que les effets de génotype et de GEI ont expliqué 28,84 % et 26,54 % de la variance du rendement céréalier total, respectivement. La stabilité du rendement en grains a été évaluée sur la base de 12 statistiques de stabilité paramétriques et de deux statistiques de stabilité non paramétriques. Les résultats ont indiqué que les génotypes avec un rendement supérieur en grains ont montré une performance stable sur la base des paramètres de stabilité de l'indice de supériorité génotypique ( P i ), du coefficient de régression linéaire ajusté de Perkins et Jinks ( B i ) et de l'indice de stabilité du rendement (YSI), indiquant que la sélection à l'aide de ces paramètres de stabilité serait efficace pour l'amélioration du rendement en grains dans les génotypes d'avoine. Les coefficients de corrélation de rang de Spearman ont également montré que les paramètres de stabilité de P i , B i et YSI avaient une association positive significative avec le rendement en grains. Cependant, le rendement en grains avait une corrélation inverse avec les paramètres de stabilité de l'écart type, de l'écart par rapport à la régression , de l'indice de désirabilité de Hernandez ( D ji ), de l'écovalence de Wricke ( W i ), de la variance de stabilité de Shukla ( σ i 2 ), de la valeur de stabilité AMMI (ASV) et de la variance environnementale, indiquant que la sélection du génotype d'avoine à l'aide de ces paramètres de stabilité ne serait pas efficace pour l'amélioration du rendement car ces paramètres de stabilité favorisent davantage les génotypes à faible rendement que ceux à rendement élevé. Conclusions Par conséquent, les génotypes G5, G8, G11, G12, G14, G16, G17, G19 et G22 étaient adaptables dans les neuf environnements en fonction des paramètres de stabilité de P i , B i et YSI, et la sélection de ces génotypes supérieurs améliorerait le rendement céréalier dans les génotypes d'avoine. Cependant, la validité de ce résultat doit être confirmée en répétant l'expérience dans les mêmes environnements sur deux ans ou plus.

Translated Description (Spanish)

Antecedentes abstractos El rendimiento de los genotipos de avena difiere entre los entornos debido a las variaciones en los factores bióticos y abióticos. Por lo tanto, la evaluación de los genotipos de avena en diversos entornos es muy importante para identificar genotipos superiores y estables para mejorar el rendimiento. Métodos El estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de la interacción (interacción genotipo por entorno; GEI) y determinar la estabilidad del rendimiento de grano en genotipos de avena ( Avena sativa L.) en Etiopía utilizando estadísticas de estabilidad paramétricas y no paramétricas. Se evaluaron veinticuatro genotipos de avena en nueve entornos utilizando un diseño de bloque completo aleatorizado replicado tres veces. Resultados El análisis agrupado de la varianza del rendimiento de grano mostró variaciones significativas entre genotipos, ambientes y sus efectos de interacción. Un GEI significativo reveló el cambio de orden de rango de los genotipos en todos los entornos. El efecto principal del medio ambiente capturó el 44,62% de la varianza total del rendimiento del grano, mientras que los efectos de genotipo y GEI explicaron el 28,84% y el 26,54% de la varianza total del rendimiento del grano, respectivamente. La estabilidad del rendimiento del grano se evaluó en función de 12 estadísticas de estabilidad paramétricas y dos no paramétricas. Los resultados indicaron que los genotipos con rendimiento de grano superior mostraron un rendimiento estable sobre la base de los parámetros de estabilidad del índice de superioridad genotípica ( P i ), el coeficiente de regresión lineal ajustado de Perkins y Jinks ( B i ) y el índice de estabilidad de rendimiento (ysi), lo que indica que la selección utilizando estos parámetros de estabilidad sería eficiente para la mejora del rendimiento de grano en genotipos de avena. Los coeficientes de correlación de rango de Spearman también mostraron que los parámetros de estabilidad de P i , B i y ysi tenían una asociación positiva significativa con el rendimiento del grano. Sin embargo, el rendimiento del grano tuvo una correlación inversa con los parámetros de estabilidad de la desviación estándar, la desviación de la regresión , el índice de deseabilidad de Hernández ( D ji ), la ecovalencia de Wricke ( W i ), la varianza de estabilidad de Shukla ( σ i 2 ), el valor de estabilidad de AMMI (ASV) y la varianza ambiental, lo que indica que la selección del genotipo de avena utilizando estos parámetros de estabilidad no sería eficiente para la mejora del rendimiento porque estos parámetros de estabilidad favorecen más a los genotipos de bajo rendimiento, en comparación con los de altorendimiento. Conclusiones Por lo tanto, los genotipos G5, G8, G11, G12, G14, G16, G17, G19 y G22 fueron adaptables en los nueve entornos en función de los parámetros de estabilidad de P i , B i y ysi, y la selección de estos genotipos superiores mejoraría el rendimiento de grano en los genotipos de avena. Sin embargo, la validez de este resultado debe confirmarse repitiendo el experimento en los mismos entornos durante dos o más años.

Files

glr2.12056.pdf

Files (16.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1112b265644723cea4941ee4cd830f8e
16.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل ثبات محصول الحبوب باستخدام الإحصائيات البارامترية وغير البارامترية في الأنماط الجينية للشوفان (<i>أفينا ساتيفا</i> إل) في إثيوبيا
Translated title (French)
Analyse de la stabilité du rendement céréalier à l'aide de statistiques paramétriques et non paramétriques dans les génotypes d'avoine (<i>Avena sativa</i> L.) en Éthiopie
Translated title (Spanish)
Análisis de estabilidad del rendimiento de grano utilizando estadísticas paramétricas y no paramétricas en genotipos de avena (<i>Avena sativa</i> L.) en Etiopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385621466
DOI
10.1002/glr2.12056

Is supplement to
https://openalex.org/W4327521322 (Other)
https://openalex.org/W4210679946 (Other)
https://openalex.org/W2801272789 (Other)
https://openalex.org/W2611197542 (Other)
https://openalex.org/W2591958763 (Other)
https://openalex.org/W2468550805 (Other)
https://openalex.org/W2185073953 (Other)
https://openalex.org/W2108950643 (Other)
https://openalex.org/W2026713537 (Other)
https://openalex.org/W2005394673 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1604967152
  • https://openalex.org/W1978525001
  • https://openalex.org/W1981957497
  • https://openalex.org/W1984725350
  • https://openalex.org/W1986037157
  • https://openalex.org/W1990645785
  • https://openalex.org/W1996509535
  • https://openalex.org/W1997177578
  • https://openalex.org/W1999106449
  • https://openalex.org/W2006888650
  • https://openalex.org/W2008299972
  • https://openalex.org/W2032878645
  • https://openalex.org/W2049770411
  • https://openalex.org/W2051981624
  • https://openalex.org/W2056117791
  • https://openalex.org/W2067617006
  • https://openalex.org/W2074420045
  • https://openalex.org/W2075199193
  • https://openalex.org/W2087339712
  • https://openalex.org/W2088323601
  • https://openalex.org/W2088380673
  • https://openalex.org/W2103281248
  • https://openalex.org/W2110044440
  • https://openalex.org/W2117775077
  • https://openalex.org/W2123017873
  • https://openalex.org/W2130140462
  • https://openalex.org/W2144251473
  • https://openalex.org/W2152691531
  • https://openalex.org/W2213362040
  • https://openalex.org/W2237009012
  • https://openalex.org/W2257554556
  • https://openalex.org/W2335479665
  • https://openalex.org/W2381442710
  • https://openalex.org/W2519831789
  • https://openalex.org/W2569758629
  • https://openalex.org/W2603068417
  • https://openalex.org/W2612867872
  • https://openalex.org/W2727959414
  • https://openalex.org/W2735744198
  • https://openalex.org/W2767342049
  • https://openalex.org/W2793210426
  • https://openalex.org/W2900777823
  • https://openalex.org/W2943988611
  • https://openalex.org/W2955348178
  • https://openalex.org/W2971730152
  • https://openalex.org/W2982286878
  • https://openalex.org/W3011901309
  • https://openalex.org/W3096607703
  • https://openalex.org/W3166452983
  • https://openalex.org/W4200471476
  • https://openalex.org/W4241343975
  • https://openalex.org/W43912433