کارایی برخی صفات فیزیولوژیکی در ارزیابی تحمل لاین‌های پیشرفته جو (.Hordeum vulgare L) به تنش خشکی انتهای فصل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اصلاح نباتات، واحد اردبیل، دانشگاه آزاد اسلامی، اردبیل، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد اصلاح نباتات دانشگاه آزاد اسلامی واحد اردبیل، اردبیل، ایران

چکیده

به منظور ارزیابی کارایی صفات فیزیولوژیکی در گزینش تحمل به تنش خشکی گیاه جو، آزمایشی با 19 ژنوتیپ جو در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دو محیط تنش خشکی و بدون تنش در دانشگاه آزاد اسلامی اردبیل در سال زراعی 1395-1394 اجرا گردید. بعد از اعمال تنش، صفات محتوی آب نسبی برگ، هدایت روزنه‌ای، فلورسانس کلروفیل (Fv/Fm)، اتلاف آب از برگ جداشده، سطح ویژه برگ و سرعت پوشش زمین اندازه‌گیری شدند. نتایج تجزیه واریانس صفات نشان داد که اثر خشکی بر صفات محتوی آب نسبی برگ، اتلاف آب از برگ جداشده، سطح ویژه برگ و سرعت پوشش زمین معنی‌دار ولی بر Fv/Fm و هدایت روزنه‌ای معنی‌دار نبود. در شرایط بدون تنش، ژنوتیپ شماره 13با عملکرد 5040 کیلوگرم در هکتار پرمحصول‌ترین ژنوتیپ و در شرایط خشکی ژنوتیپ‌های 13 و 15 با عملکرد 2710 و 2550 کیلوگرم در هکتار برترین ژنوتیپ‌ها بودند. در شرایط بدون تنش عملکرد فقط با سرعت پوشش زمین، همبستگی نشان داد، در حالی‌که در شرایط تنش،‌ همبستگی عملکرد دانه با محتوی آب نسبی برگ، هدایت روزنه‌ای، سطح ویژه برگ و سرعت پوشش زمین مثبت و با اتلاف آب برگ جدا شده منفی بود. در تجزیه رگرسیون چندگانه به روش گام به گام تحت شرایط خشکی، صفات هدایت روزنه‌ای، سرعت پوشش زمین و اتلاف آب از برگ جدا شده در مدل رگرسیونی باقی مانده و 69.3 درصد تغییرات عملکرد دانه را توجیه کردند. تجزیه کلاستر، ژنوتیپ‌های متحمل را به خوبی از ژنوتیپ‌های حساس جدا نمود. نتایج نشان داد که سرعت پوشش زمین با داشتن قوی‌ترین همبستگی با عملکرد دانه و کمترین مقدار اثر متقابل ژنوتیپ× محیط، می‌تواند به عنوان مناسب‌ترین معیار غیر مستقیم گزینش تحمل به خشکی در گیاه جو مد نظر قرار گیرد. صفات هدایت روزنه‌ای، تعرق غیر روزنه‌ای، محتوی آب نسبی برگ و سطح ویژه برگ نیز می‌توانند در اولویت بعدی قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


Ahmed, A.A.S., Uptmoor, R., El-Morshidy, M.A., Kheiralla, K.A., Ali, M.A., Mohamed, N.E.M., 2014. Some physiological parameters as screening tools for drought tolerance in bread wheat lines (Triticum aestivam L.). World Journal of Agricultural Research. 2(3), 109-114.

Aminian, R., Mohammady, SH., Houshmand, S., Khodambashi, M., Nozad, K., 2011. Effect of stomatal characteristics on photosynthesis and yield of the bread wheat chromosomal substitution lines under normal and stress conditions. Journal of Crops Improvement. 13(2), 13-25.

Igartua, E., Gracia, M.P., Lasa, J.M., Medina, B., Molina-Cano, J.L., Montoya J.L., Romagosa, I., 1998. The Spanish barley core collection. Genetic Resources and Crop Evolution. 45, 475-482.

International Atomic Energy Agency. 2011. Joint FAO/IAEA Mutant Variety Database. On line. Available at: https://mvd.iaea.org/MVDExport

Bayoumi, T.Y., Eid, M.H., Metwali, E.M., 2008. Application of physiological and biochemical indices as a screening technique for drought tolerance in wheat genotypes. African Journal of Biotechnology. 7, 2341-2352.

Bellundagi, A., Singh, G.P., Prabhu, K.V., Arora, A., Jain, N., Ramya, P., Singh, A.M., Singh, P.K., Ahlawat, A., 2013. Early ground cover and other physiological traits as efficient selection criteria for grain yield under moisture deficit stress conditions in wheat (Triticum aestivum L.) Indian Journal of Plant Physiology. 18(3), 277–281.

Bogale, A., Tesfaye, K., Geleto, T., 2011. Morphological and physiological attributes associated to drought tolerance of Ethiopian durum wheat genotypes under water deficit condition. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences. 1(2), 22-36.

Boyer, J.S., James, R.A., Munns, R., Condon, A.G., Passioura, J.B., 2008. Osmotic adjustment may lead to anomalously low estimates of relative water content in wheat and barley. Functional Plant Biology. 35, 1172–1182.

Cougnon, M., Verhelst, J., De Dauw, K., Reheul, D., 2013. Quantifying Early Vigour and Ground Cover using Digital Image Analysis. In: Barth S, Milbourne D. (eds.) Breeding strategies for sustainable forage and turf grass improvement. pp 147-153.

David, M., 2010. Water loss from excised leaves in a collection of triticum aestivum and triticum durum cultivars. Romanian Agricultural Research. 27, 27-34.

Davies, W.J., Kudoyarova, G., Hartung, W., 2005. Long-distance ABA signalling and its relation to other signalling pathways in the detection of soil drying and the mediation of the plant's response to drought. Journal of Plant Growth Regulation. 24, 285-295.

Fernandez, G.C.J., 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Kuo, C.G., (eds.). Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress. International symposium, Taiwan, 13-18 August 1992.

Fischer, R.A., Maurer, R., 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. Australian Journal of Agricultural Research. 29, 897-912.

Georgeson, C.C., 1920. Report of the Alaska Agricultural Experiment Stations. Office of Experiment Stations, U. S. Department of Agriculture. 28: 120p.

Grzesiak, S., Grzesiak, M.T., Filek, W., Stabryta, J., 2003. Evaluation of physiological screening tests for breeding drought resistant triticale (X. Triticosecale Wittmack). Acta Physiologiae Plantarum. 25(1), 29-37.

Jafarbay A, Sabzeh J, Mohammadallahi H., Dehghan A, Ali M., 2012. On farm study of elite barley lines in mountain areas of Golestan province. Agricultural Research and Education Organization. F.A.O.

Jafari, A., Mahlooji, M., 2010. Yield comparison of cold tolerant barley genotypes in Fereidan area of Esfahan province. Journal of Crops Improvement. 12(1): 21-27.

Jansen, M., Gilmer, F., Biskup, B., 2009. Simultaneous measurement of leaf growth and chlorophyll fluorescence via GROWSCREEN FLUORO allows detection of stress tolerance in Arabidopsis thaliana and other rosette plants. Functional Plant Biology. 36, 902–914.

Karami, E.A., Ghanadha, M.R., Naghavi, M.R., Mardi, M., 2006. An identification of drought tolerant genotypes in barley.  Iranian Journal of agricultural sciences (Journal of agriculture). 37(2): 371-379. (In Persian).

Kovacevic, J., Lalic A., Babic, D., 2000. Barley production and status of the national barley collection in the Republic of Croatia. Report of a Working Group on Barley: Sixth Meeting, 3 December 2000.

 Ley, T.W., Stevens, R.G., Topielec R.R., Neibling, W.H., 1994. Soil water monitoring and measurement. A Pacific Northwest Publication. Washington. Oregon. Idaho. pp: 26.

Liu, F., Stützel, H., 2004. Biomass partitioning, specific leaf area, and water use efficiency of vegetable amaranth (Amaranthus spp.) in response to drought stress. Scientia Horticulturae. 102(1), 15–27.

Liu, W.J., Yuan, S., Zhang, N.H., Lei, T., Duan, H.G., Liang, H.G., Lin, H.H., 2006. Effect of water stress on photosystem II in two wheat cultivars. Biologia Plantarum. 50 (4), 597-602.

Moradi, M., Dehghani, H., Sorkhi-Lalelo, B., 2012. Study of Stability Parameters on Barley (Hordeum vulgare L.) Elite Genotypes in Cold Climate of Iran. Iranian Journal of Field Crops Research. 10 (1): 107-115. (In Persian)

 

Mullan, D.J., Reynolds, M.P., 2010. Quantifying genetic effects of ground cover on soil water evaporation using digital imaging. Functional Plant Biology. 37, 703–712.

Munns, R., James, R.A., Sirault, X.R.R., Furbank, R.T., Jones, H.G., 2010. New phenotyping methods for screening wheat and barley for beneficial responses to water deficit. Journal of Experimental Botany. 61(13), 3499-3507.

Paroda, R.S., Suleimenov, M., Morgounov, A., UI-Hasan, M., Turdieva, M., Khalikolov, Z., Kononenko, I. 2004. CGIAR Collaborative research program for sustainable agricultural development in central Asia and Caucasus. CAC NEWS.

Petcu, E., 2005. The Effect of water stress on cuticular transpiration and relationship with winter wheat yield. Romanian Agricultural Research. 22, 15-17.

Siddique, R.B., Hamid, A., Islam M.S., 1999. Drought stress effects on photosynthetic rate and leaf gas exchange of wheat. Botanical Bulletin of Academia Sinica. 40, 141-145.

Shahmoradi, S., Zahravi, M., 2014.Identification of traits related to drought tolerance in barley (Hordeum vulgare L) genotypes originated from arid climates of Iran. Journal of Crop Improvement. 16 (1): 23-41. [In Persian with English summary].

vanTreuren, R., Tchoudinova, I., van Soest, L.J.M., van Hintum T.J.L. 2006. Marker-assisted acquisition and core collection formation: a case study in barley using AFLPs and pedigree data. Genetic Resources and Crop Evolution. 53, 43–52

Vile, D., Garnier, E., Shipley, B., Laurent, G., Navas, M.L., Roumet, C., Lavorel, C., 2005. Specific leaf area and dry matter content estimate thickness in laminar leaves. Annual Botany. 96(6), 1129–1136.

White, J.W., Montes R.C., 2005. Variation in parameters related to leaf thickness in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Field Crops Research. 91, 7–21

Yan, W., Zhong, Y., Shangguan, Z., 2016. A meta-analysis of leaf gas exchange and water status responses to drought. Scientific Reports. (6), 1-9.

Yang, Y., Liu, Q., Han, C., Qiao, Y.Z., Yao, X.Q., Yin, H.J., 2007. Influence of water stress and low irradiance on morphological and physiological characteristics of Picea asperata seedlings. Photosyntetica. 45(4), 613-619.