تنش شوری
مژده اکبرزاده للکامی؛ محمد هادی پهلوانی؛ خلیل زینلی نژاد؛ کیوان مهدوی ماشکی؛ آندریاس پی.ام وبر؛ دومینیک بریل‌هاوس
چکیده
به دلیل حساسیت بالا، رشد و نمو و عملکرد گیاه برنج تحت تأثیر تنش شوری به‌شدت کاهش می‌یابد. درک وقوع تنش و اتخاذ واکنش‌های اسمزی و یونی نیازمند درگیر‌کردن مسیرهای پیام‌رسانی است. در تحقیق حاضر یک مطالعه RNA-Seq به منظور مطالعه بیان ژن‌های درگیر در مسیر پیام‌رسانی تنش شوری در برنج صورت پذیرفت. بدین منظور ارقام حساس IR28 و متحمل CSR28 پس از ...
بیشتر
به دلیل حساسیت بالا، رشد و نمو و عملکرد گیاه برنج تحت تأثیر تنش شوری به‌شدت کاهش می‌یابد. درک وقوع تنش و اتخاذ واکنش‌های اسمزی و یونی نیازمند درگیر‌کردن مسیرهای پیام‌رسانی است. در تحقیق حاضر یک مطالعه RNA-Seq به منظور مطالعه بیان ژن‌های درگیر در مسیر پیام‌رسانی تنش شوری در برنج صورت پذیرفت. بدین منظور ارقام حساس IR28 و متحمل CSR28 پس از جوانه‌زنی و کشت در محیط کشت هیدروپونیک، تحت تیمار شوری 150 میلی‌مولار قرار گرفتند و پس از 6 و 54 ساعت از وقوع تنش، نمونه‌برداری از اندام‌های ریشه و هوایی انجام شد. از 48 نمونه توالی‌یابی شده در مجموع 15483 ژن دارای بیان افتراقی بودند که تجزیه مسیر MapMan توانست 91 ژن درگیر در مسیر پیام‌رسانی را با مقایسه ارقام حساس و متحمل در شرایط اختصاصی تنش شوری شناسایی کند که 27 ژن دارای بیان بالا بودند. بیشترین اختلاف ارقام مربوط به زمان 54 ساعت و اندام ریشه بود که در 21 ژن رقم متحمل بیان بالاتری نسبت به رقم حساس داشت. بررسی نوع ژن‌های پیام‌رسان نشان داد که پروتئین‌های کینازی بیشترین سهم را داشتند. ژن‌های OsSIK1، OsSAPK4، OsCIPK05، OsCIPK14، OsCBL4 و OsPP2C1 از مهمترین ژن‌های درگیر در پیام‌رسانی بودند که در تحقیق حاضر بیان بالاتری در رقم متحمل CSR28 نسبت به رقم حساس IR28 داشتند. شناسایی ژن‌های درگیر در مسیرهای پیام‌رسانی و آگاهی از نحوه تعامل آن‌ها، کمک شایانی به اصلاحگران به‌منظور انتخاب و توسعه ارقام برنج متحمل به تنش شوری خواهد کرد.
تنش خشکی
احمد مجیدی مهر؛ محمد هادی پهلوانی؛ خلیل زینلی نژاد؛ رحمت الله کریمی‌زاده؛ آندریاس بونر
چکیده
تنش کم‌آبی یکی از مهمترین تنش‌های محیطی است که باعث کاهش عملکرد گندم در بسیاری از نقاط جهان از جمله ایران میشود. به‌منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های گندم نان بهاره از نظر برخی صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه، 100 ژنوتیپ گندم نان بهاره از نظر 16 صفت مورفولوژیک و عملکرد دانه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم گچساران در شرایط مزرعه ...
بیشتر
تنش کم‌آبی یکی از مهمترین تنش‌های محیطی است که باعث کاهش عملکرد گندم در بسیاری از نقاط جهان از جمله ایران میشود. به‌منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‌های گندم نان بهاره از نظر برخی صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه، 100 ژنوتیپ گندم نان بهاره از نظر 16 صفت مورفولوژیک و عملکرد دانه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم گچساران در شرایط مزرعه در سال زراعی 1400-1399 مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس تنوع بالا و معنی‌داری را در هر دو شرایط بدون تنش و تنش کم‌آبی نشان داد. ژنوتیپ 11 متحمل‌ترین ژنوتیپ با منشأ جغرافیایی کشور نپال و ژنوتیپ 47 واجد کمترین میزان STI نسبت به تنش کم‌آبی با منشأ جغرافیایی کشور چین بود. طول ریشک بیشترین درصد ضریب تنوع ژنوتیپی را در هر دو حالت تنش کم‌آبی (96.05) و بدون تنش (66.49) داشت. بالاترین میزان وراثت‌پذیری در هر دو شرایط محیطی بدون تنش و تنش کم‌آبی به ترتیب مربوط به صفات تعداد میان‌گره (99.72%) و تعداد برگ در ساقه (98.60%) بود. نتایج تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های مورد مطالعه در هر دو شرایط محیطی را در شش گروه مجزا و متفاوت قرار دارد، به‌طوری که بیشترین تفاوت فاصله ژنتیکی و عملکرد دانه در هر دو شرایط محیطی بین خوشه اول و ششم مشاهده گردید؛ بنابراین میتوان در برنامه‌های تلاقی و همچنین مطالعات ژنتیکی (نظیر جوامع نوترکیب و نقشه‌یابی ارتباطی) و نیز بالا بردن میزان هتروزیس از ژنوتیپ‌های اولین کلاستر با 1، 29، 28، 75، 52، 47، 2، 4، 10، 9، 14، 13، 36 و 35 پراکنش جغرافیایی نامنظم از چند کشور آمریکا، نپال، ایتالیا، چین، هند، پرتغال، انگلستان و افغانستان و آخرین کلاستر با ژنوتیپ‌های 71، 94، 99، 97، 100، 93، 95، 69 و 98 با پراکنش جغرافیایی اکثراً ایران بودند که میتوان در شرایط تنش کم‌آبی استفاده نمود.
تنش شوری
مژده اکبرزاده للکامی؛ محمد هادی پهلوانی؛ خلیل زینلی نژاد؛ کیوان مهدوی ماشکی؛ آندریاس پی.ام وبر؛ دومینیک بریل‌هاوس
چکیده
برنج (Oryza sativa L.) بعنوان غذای اصلی نیمی از جمعیت دنیا محسوب میشود. تنش‌های محیطی نظیر شوری تاثیر منفی بر عملکرد برنج دارند. با توجه به حساس بودن برنج به تنش شوری در مرحله گیاهچه‌ای، مقایسه ژنوتیپ‌های متحمل و حساس در این مرحله به شناسایی مکانیسمهای مولکولی درگیر و توسعه ارقام متحمل کمک خواهد کرد. در این تحقیق اثر شوری بالا روی تجمع ...
بیشتر
برنج (Oryza sativa L.) بعنوان غذای اصلی نیمی از جمعیت دنیا محسوب میشود. تنش‌های محیطی نظیر شوری تاثیر منفی بر عملکرد برنج دارند. با توجه به حساس بودن برنج به تنش شوری در مرحله گیاهچه‌ای، مقایسه ژنوتیپ‌های متحمل و حساس در این مرحله به شناسایی مکانیسمهای مولکولی درگیر و توسعه ارقام متحمل کمک خواهد کرد. در این تحقیق اثر شوری بالا روی تجمع متابولیت‌ها در اندام‌های ریشه و هوایی ژنوتیپ‌های حساس (IR28) و متحمل (CSR28) در زمان‌های 6 و 54 ساعت پس از تیمار، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که اسیدهای آمینه و قندها در هر دو ژنوتیپ در پاسخ به شوری افزایش و اسیدهای آلی کاهش نشان دادند. تیمار طولانی مدت شوری منجر به تفاوت بیشتر ژنوتیپها در پاسخ‌های متابولیکی شد. پرولین بعنوان یکی از مهمترین اسمولیت‌ها بیشترین تجمع را در اندام‌های هوایی ژنوتیپ متحمل نشان داد، در حالیکه گابا بعنوان نشانگر وقوع تنش در اندام هوایی ژنوتیپ حساس تجمع بیشتری داشت. تجمع بیشتری از قندهای تنظیم کننده اسمزی نظیر رافینوز و میواینوزیتول در ریشه ژنوتیپ متحمل مشاهده شد. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که بین دو ژنوتیپ حساس و متحمل در اندام ریشه و زمان نمونه‌برداری 54 ساعت بیشترین اختلاف متابولیکی وجود دارد. همچنین برخی از متابولیت‌ها نظیر آسپارتات، میواینوزیتول و سیترات در شرایط مختلف بصورت اختصاصی تجمع یافتند که می‌توانند در غربالگری ژنوتیپ‌های برنج برای تحمل به شوری مورد توجه قرار گیرند. نتایج این تحقیق نقش سازگاری‌های متابولیکی نظیر تنظیم اسمزی را در القای تحمل به شوری برنج پررنگ می‌کند.
تنش خشکی
رقیه خوجملی؛ خلیل زینلی نژاد؛ علی اصغر نصرااله نژاد قمی؛ سعید باقری کیا
چکیده
وجود تنش خشکی در ابتدای فصل رشد یکی از مهمترین عوامل تهدیدکننده تولید گندم کشور است. طول کلئوپتل مهمترین صفت مورفولوژیک در تعیین عمق کاشت، قدرت سبز کردن و استقرار گیاهچه است. به منظور ارزیابی تعدادی از ژنوتیپ‌های بومی گندم نان تحت تنش خشکی در مرحله گیاهچه‌ای، آزمایشی با 35 لاین خالص در سه شرایط رطوبتی (شاهد، تنش خشکی با پلی‌اتیلن ...
بیشتر
وجود تنش خشکی در ابتدای فصل رشد یکی از مهمترین عوامل تهدیدکننده تولید گندم کشور است. طول کلئوپتل مهمترین صفت مورفولوژیک در تعیین عمق کاشت، قدرت سبز کردن و استقرار گیاهچه است. به منظور ارزیابی تعدادی از ژنوتیپ‌های بومی گندم نان تحت تنش خشکی در مرحله گیاهچه‌ای، آزمایشی با 35 لاین خالص در سه شرایط رطوبتی (شاهد، تنش خشکی با پلی‌اتیلن گلیکول 6 هزار در غلظت‌های 10 و 15 درصد) در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شد. اجرا شد. صفت طول کلئوپتیل پس از هشت روز اندازه‌گیری شد. بر اساس مقادیر طول کلئوپتیل در شرایط شاهد (Yp) و شرایط تنش (Ys) شاخص‌های MP، GMP، HM، STI، SSI، YI، TOL، RSI و YSI محاسبه شدند. ضرایب همبستگی شاخص‌های تحمل به خشکی نشان داد که شاخص‌های MP، GMP، HM و STI مناسب‌ترین شاخص‌ها برای انتخاب ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی بودند. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که دو مولفه اول در مجموع 78/99 درصد تغییرات را در شرایط تنش خشکی 10 درصد و 99.80 درصد را در شرایط تنش خشکی 15 درصد توجیه کردند. بر اساس شاخص‌ها و نمودار سه بعدی، ژنوتیپ‌های شماره 3، 6، 11 و 24 (به ترتیب بومی کشور‌های ترکیه، افغانستان، ایران و افغانستان) به عنوان ژنوتیپ‌های متحمل به تنش خشکی در مرحله گیاهچه‌ای شناسایی شدند در حالی که ژنوتیپ‌های شماره 14، 15، 21، 30 و 35 به عنوان حساس‌ترین ژنوتیپها معرفی شدند. نمودار چند متغیره بای پلات نیز نشان داد که ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی در مجاورت بردار‌های مربوط به بهترین شاخص‌های تحمل به خشکی قرار داشتند. از ژنوتیپ‌های بومی شناسایی شده در این پژوهش میتوان در برنامه‌های اصلاحی گندم نان تحت شرایط تنش خشکی در مرحله گیاهچه‌ای بهره برد.
فاطمه درویش نیا؛ محمد هادی پهلوانی؛ خلیل زینلی نژاد؛ خسرو عزیزی
چکیده
این تحقیق به‌منظور بررسی شاخص تحمل به کم‌آبی، برآورد تنوع ژنتیکی برای طول کلئوپتیل و بررسی نقش طول کلئوپتیل در نحوه واکنش به تنش انجام شد. مقایسه میزان عملکرد و اجزای آن در ژنوتیپ‌های گندم نان مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران انجام گرفت. در این تحقیق 50 ژنوتیپ در شرایط تنش آبی و عادی بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار موردمطالعه ...
بیشتر
این تحقیق به‌منظور بررسی شاخص تحمل به کم‌آبی، برآورد تنوع ژنتیکی برای طول کلئوپتیل و بررسی نقش طول کلئوپتیل در نحوه واکنش به تنش انجام شد. مقایسه میزان عملکرد و اجزای آن در ژنوتیپ‌های گندم نان مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران انجام گرفت. در این تحقیق 50 ژنوتیپ در شرایط تنش آبی و عادی بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار موردمطالعه قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپها در هر دو شرایط محیطی ازلحاظ کلیه صفات به‌جز صفت تعداد سنبله در واحد سطح اختلاف معنی‌داری وجود داشت و دامنه تغییرات برای کلیه صفات دارای طیف نسبتاً بالایی بود که نشاندهنده تنوع بالا بین ژنوتیپ‌های موردمطالعه بود. میانگین تمام صفات به‌جز وزن سنبله اصلی و طول ریشک، در شرایط معمولی بیشتر از شرایط تنش رطوبتی بود. طول کلئوپتیل ژنوتیپها بین 2.41 تا 4.91 سانتی‌متر بود. در بین نه صفت موردمطالعه، تعداد شش صفت دچار کاهش رشد ناشی از اعمال تنش خشکی گردیدند و از این میان کاهش تعداد سنبله، عملکرد دانه در سطح و وزن سنبله از همه قابل‌توجه‌تر بود. سه ژنوتیپ شیرودی، اروم و پاستور متحمل‌ترین و ژنوتیپ استار دارای کمترین مقدار STI نسبت به تنش کم‌آبی بود. برای بررسی ارتباط صفات و شاخص مقاومت به خشکی با طول کلئوپتیل، ضریب همبستگی محاسبه گردید. بیشترین همبستگی مثبت در هر دو شرایط محیطی (تنش و بدون تنش) میان صفات ارتفاع بوته با طول کلئوپتیل به ترتیب به میزان 0.56 و 0.43 و تعداد سنبله با طول کلئوپتیل به ترتیب به میزان 0.16 و 0.165 بود. همبستگی طول کلئوپتیل تحت شرایط تنش و بدون تنش با شاخص STI منفی بود. بین عملکرد دانه و طول کلئوپتیل همبستگی منفی و غیر معنی‌داری وجود داشت. ضریب همبستگی طول کلئوپتیل با برخی صفات کمیتی در شرایط تنش نسبت به شرایط عدم تنش کم‌آبی ازنظر اندازه و جهت تغییر نمود که ناشی از نقش مؤثر طول کلئوپتیل در موازنه گیاه و شرایط رطوبتی است
شهربانو وکیلی بسطام؛ سیده ساناز رمضانپور؛ حسن سلطانلو؛ خلیل زینلی نژاد؛ اعظم برزویی
چکیده
مقدمهپیش بینی افزایش جمعیت جهان به حدود 8 میلیارد تا سال 2030، چالشهای عمدهای را برای بخش کشاورزی در تأمین امنیت غذایی ایجاد مینماید (Smol, 2012). گندم یکی از غلات اصلی محسوب میشود که برای تغذیه بخش عظیمی از جوامع انسانی استفاده میشود. آرد گندم مهمترین آرد مورد مصرف برای تولید نان در ایران است (Nour-Mohamadi et al., 2009). امروزه کمبود ...
بیشتر
مقدمهپیش بینی افزایش جمعیت جهان به حدود 8 میلیارد تا سال 2030، چالشهای عمدهای را برای بخش کشاورزی در تأمین امنیت غذایی ایجاد مینماید (Smol, 2012). گندم یکی از غلات اصلی محسوب میشود که برای تغذیه بخش عظیمی از جوامع انسانی استفاده میشود. آرد گندم مهمترین آرد مورد مصرف برای تولید نان در ایران است (Nour-Mohamadi et al., 2009). امروزه کمبود آب یکی از چالشهای مهم برای رشد گیاه در کل جهان محسوب میشود. استراتژیهای زیادی برای اصلاح گیاهان به تنش خشکی به کار گرفته میشود، در این میان پرتوتابی رهیافت مناسبی برای بهبود سطح تنوع ژنتیکی در کوتاهمدت به نظر میرسد. این مطالعه برای تعیین پاسخ لاین جهشیافتهی T65588 (حاصل پرتوتابی گاما روی رقم طبسی) به تنش خشکی پیریزی شده است.مواد و روشهاتعدادی از صفات در دو مرحله جوانه زنی و گیاه بالغ در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار موردبررسی قرار گرفتند.یافته ها نتایج تجزیه واریانس در آزمایش جوانه زنی نشان داد که اثرتنشخشکی برای کلیه صفات و اثر ژنوتیپ برای نرخ جوانه‌زنی و طول ساقهچه و طولریشه چه با احتمال یک درصد معنی دار بود. همچنین معنیدار شدن اثر متقابلتنشدرژنوتیپ در صفات نرخ جوانه زنی و طول ساقه چه و طولریشه چه و وزن خشک ساقه چه نشانمیدهدکه عکس‌العملژنوتیپهانسبتبهتغییرات پلی اتیلن گلیکولیکساننبودهاست. نتایج تجزیه واریانس صفات مربوط به نگهداری آب تفاوت بسیار معنی داری (1 درصد) بین ژنوتیپها در کل صفات موردبررسی را نشان داد. اثرتنشخشکی برای صفات مقدار احتباس آب در برگ (ELWR) و محتوای نسبی آب (RWC) و همچنین اثر متقابل ژنوتیپ × تنش خشکی به‌غیراز محتوای نسبی آب (RWC) برای سایر صفات معنی دار بود. مقایسه میانگین در سطح آماری 5 درصد نشان داد لاین جهش یافته T65588 در خصوصیات مربوط به جوانه زنی و همچنین صفات مربوط به نگهداری آب در گیاه بالغ نسبت به ژنوتیپ والدی طبسی در شرایط تنش خشکی برتری دارد.نتیجه گیریبه‌طور کل نتایج نشان داد که لاین جهشیافتهی T65588 نسبت به واریته والدی خود (طبسی) در مورد تمام صفات موردبررسی در مرحله جوانه زنی شامل نرخ جوانه زنی، طول ریشه چه و طول ساقه چه و وزن خشک ریشه چه و وزن خشک ساقه چه خصوصیات تحمل بیشتری به خشکی از خود نشان داده است. RWC ارتباط نزدیکی با حجم سلول دارد، لذا این پارامتر میتواند توازن بین آب فراهم‌شده‌ی برگ و میزان تعرق را منعکس نماید (Farquhar et al., 1989). اسکانفلد و همکاران(1988) در شرایط تنش خشکی روند کاهشی در مقدار RWC در گندم را گزارش نمودند، لیکن در مطالعات آن‌ها بالاترین مقدار RWC در ژنوتیپ متحمل مشاهده شد. تنش خشکی منجر به کاهش حدود 40% در RWL در لاین جهش‌یافته T65588 گردید (p < 0.05)که میتواند نشاندهنده مکانیسمهای بازدارندهی اتلاف آب تحت شرایط خشکی باشد. تحقیقات زیادی نشان داده اند که میزان پایین اتلاف آب (RWL) از برگهای جداشده به مقاومت به خشکی مرتبط است و میتواند به‌عنوان یکی از شاخصه های غربال در برنامه های اصلاحی کاربرد داشته باشد (Winter et al., 1988). نتایج این تحقیق با یافته های Goleatani Araghi and Asad, 1998 مطابقت دارد که کاهش در میزان RWL را در گندم در تنش خشکی گزارش نمودند. کاهش شدید در مقدار RWL در لاین جهش‌یافته و تفاوت معنیدار آن با رقم طبسی میتواند مؤید کارایی بیشتر مصرف آب در ژنوتیپ جهشیافتهی T65588 باشد.طبق نتایج تنش خشکی منجر به افزایش ELWR گردید که این پدیده میتواند توسط مکانیسم های نگهداری آب تحت شرایط خشکی با پیچیدن برگ یا کاهش سطح برگ رخ داده باشد (Lonbani and Arzani, 2011). بر اساس پیشنهاد Lonbani and Arzaniدر بین پارامترهای مرتبط به آب در گیاه ELWR میتواند بهترین مشخصه برای انتخاب غیرمستقیم عملکرد در گیاه باشد. این صفت وراثت پذیر است (Clarke and Townley-Smith, 1986) و در جمعیتهای بزرگ به‌آسانی میتوان آن را برآورد نمود (Dhanda and Sethi, 1998). مقدار افزایش در ELWR در لاین جهش‌یافته T65588 در مقایسه با واریته والدی آن (طبسی) بیشتر و معنیدار بود که میتواند مصداق دیگری برای ادعای برتری لاین جهش‌یافته در شرایط تنش خشکی باشد.
