شناسایی ژنوتیپ‌‌های متحمل به خشکی گیاه سویا با استفاده از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و تجزیه کلاستر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 دانشیار گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی دانشگاه علوم کشاورزی ساری

3 دانشیار گروه اصلاح نباتات. دانشکده علوم زراعی. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 دانشیار گروه علوم خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

به منظور شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی گیاه سویا آزمایشی گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1396 در دماوند انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل 50 ژنوتیپ سویا و دو سطح آبیاری نرمال و قطع آبیاری در زمان غلاف دهی بود. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که واکنش ژنوتیپ‌های سویا به شرایط تنش خشکی و بدون تنش متفاوت بود. ژنوتیپ‌های 2، 14، 21، 38 و 49درهر دو شرایط تنش خشکی و بدون تنش و ژنوتیپ‌های 25 و 14 فقط در شرایط تنش عملکرد بالایی را نشان دادند. برای تعیین مناسب ترین شاخص‌ها از همبستگی شاخص‌های تحمل به خشکی با عملکرد دانه‌ها در شرایط تنش و بدون تنش استفاده شد و بر این اساس از 17 شاخص 10 شاخص قابل اعتماد معین شد و ژنوتیپ‌های برتر این شاخص‌ها نیز مشخص گردید. ژنوتیپ‌ برتر برای میانگین تولید شاخص بهره وری ، میانگین هندسی، میانگین هارمونیک و شاخص تحمل خشکی ژنوتیپ شماره 14بود و ژنوتیپ‌های 14 و 25 برای شاخص عملکرد، ژنوتیپ‌های25 و34 برای شاخص پایداری عملکرد، ژنوتیپ 25 برای شاخص مقاومت به خشکی و شاخص تولید غیر تنشی تنش و ژنوتیپ‌های 14 و 49 برای شاخص تحمل غیر زیستی و شاخص تحمل تنش تعدیل شده برتر بودند. کلیه شاخص‌های تحمل به خشکی در تجزیه به مولفه‌های اصلی وارد شدند و نتایج نشان داد که مولفه‌های اول و دوم در مجموع 99/97% واریانس کل را تبیین کردند. شاخص‌هایی که بالاتر بودن مقادیر آن‌ها نشانه متحمل بودن گیاه به خشکی می‌باشد، در مؤلفه اول و شاخص‌هایی که بیشتر بودن آن‌ها مبین حساسیت گیاه به خشکی می‌باشد در مؤلفه دوم قرار گرفتند. تجزیه کلاستر ژنوتیپ‌ها را به 8 گروه تقسیم نمود و ژنوتیپ‌های2، 14، 21، 23، 42 و 49 در یک گروه قرار داد این ژنوتیپ‌ها بر اساس میانگین در هر دو محیط عملکرد خوبی دارند.

کلیدواژه‌ها


Abd El-Mohsen, A.A., Abd El-Shafi, M.A., Gheith, E.M.S., Suleiman, H.S., 2015. Using different statistical procedures for evaluating drought tolerance indices of bread wheat genotypes. Advance in Agriculture and Biology. 4, 19-30.

Ahmadi, K., Ghalizadeh, H., Abadzadeh, H., Hosseinpour, R., Abdshah, E., Kazimian, A., Rafiee, M., 2017. Agricultural Statistics. Vol.1. Ministry of Jihad-e-Agriculture Department of Planning and Economics, Information and Communication Technology Center. 420p. [In Persian]

Arab Khadri, M., Kamali, K., 2017. Bondsar, Traditional Soil Conservation Methods. Agricultural Research, Training and Promotion Organization. 70 p. [In Persian]

Dadres, A., Samyazadeh, H., Sabouri, H., 2016. Evaluation and grouping of soybean cultivars and lines in non stress and drought stress conditions using multivariate statistical methods in two regions of Rasht and Gonbad-Kavoos. Electronic journal of crop production. 9, 105-115. [In Persian with English Summary].

El-Hashash, E.F., 2016. Genetic diversity of soybean yield based on cluster and principal cmponent analyses. Journal of Advances in Biology and Biotechnology. 10, 1-9.

Faraji, A., 2016. Evaluation of some soybean genotypes (Glycine max) under salt stress. Journal of Crop Breeding. 8, 30-36. [In Persian with English Summary].

Farshadfar, E., Poursiahbidi, M.M., Safavi, S. M., 2013. Assessment of drought tolerance in land races of bread wheat based on resistance/ tolerance indices. International Journal of Advanced Biological and Biomedical Research 2, 143-158.

Fernandez, G.C.I., 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Kuo, C.G. (ed.), Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress. Proceedings of the international symposium on adaptation of vegetables and other food crops in temperature and water stress, Publication, Tainan, Taiwan, 13-18 Aug. Chapter 25. pp: 257-270

Firoozi B., Potters, A., Shakerpour, M., Rasoul Zadeh, A., Ahmadpour, F., 2012. Evaluation of spring wheat genotypes using drought tolerance indices and principle component analysis. Environmental Stresses in Crop Sciences. 5, 99-113. [In Persian with English Summary].

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

Ganjali, A., Kafi, A., Bagheri, A., Shahriyari, F., 2005. Screening for drought tolerance in chickpea genotypes (Cicer arietinum L.). Iranian Journal of Agricultural Sciences. 3, 103-122. [In Persian with English Summary].

Food and Agriculture Organization. 2017. The impact of disasters and crises on agriculture and food security in FAO. Retrieved Feb 15, 2018, from http://www.fao.org/biodiversity.

Goodarzvand Chegini, Kh., Fotovat, R., Bihamta, M.R., Omidi, M., Shahnejant Boushehri, A., 2017. Grouping of tolerance indices and response of Kabuli and Desi type chickpea genotypes to drought stress. Iranian Journal of Field Crop Science. 48, 647-664. [In Persian with English Summary].

Isaac Zadeh, M., Ahmadzadeh, H., Freddy Fred, A., 2014. Meteorological drought deterioration zone of the country according to Herbst index using Kriging methods. Second National Conference on Water Crisis. 562-571. Shahrekord. [In Persian with English Summary].

Jabari, H., Akbari, GA., Daneshian, J., Allahdadi, I., Shahbazian, N., 2007. Effect of water deficit stress on agronomic characteristics of Sunflower hybrids. Australian Journal of Agricultural. 9, 13-22.

Jabbari, H., Akbari, G.A., Daneshian, J., Alahdadi, I., Shahbazian, N., 2009. Utilization ability of drought resistance indices in sunflower (Heliantus annus L.) hybrids. Electronic Journal of Crop Production, 1, 1-17. [In Persian with English Summary].

Jackson, J.E., 1991. A User’s Guide to Principal Components.Wily, New York

Kargar, M., Mostafaei, A., Majidi, I., Saeed Pourdad, H., 2012. Investigation of Correlation and Path Analysis of Traits of Soybean Genotypes under Drought Stress.Crop Production under Environmental Conditions. 4, 46-31. [In Persian with English Summary].

Kafi, M., Borzoee, A., Salehi, M., Kamandi, A., Masumi, A., Nabati, J., 2009. Physiology of Environmental Stresses in Plants. Mashhad Academic Publications, Mashhad, Iran [In Persian].

Khan, M.I., Shabbir, G., Akram, Z., Shah, M.K.N., Ansar, M., Cheema, N.M., Iqbal, M.S., 2013. Character association studies of seedling triats in different wheat genotypes under moisture stress conditions. Sabrao Journal of Breeding and Genetics. 45, 458-467.

Lan, J., 1998. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae Bor-occid Sinica. 7, 85-87.

Malek Mohamadi, Z., Sabori, H., Biabani, A., Hezarjaribi, E., 2017. Study of Genetic Diversity of Soybean (Glycine max) using ISSR Markers. Journal of Crop Breeding. 8(19), 123-133. [In Persian with English Summary].

Melazadeh, M., 2012. Comprehensive Reference of Crops. Volume II. Agricultural Research, Education and Extension Organization. 120P. [In Persian].

Moghaddam, A., Hadizade, M.H., 2002. Response of corn (Zea mays L.) hybrids and their parental lines to drought using different stress tolerance indices. Seed and Plant.18, 255-272. [In Persian with English Summary].

Mohammadi, V., Abooei Mehrizi, F., 2014. Abiotic Stresses, Plant Resistance through Breeding and Molecular Approaches.Academic Jihad. 345p. [In Persian]

Mohseni, M., Mortazavian, S., Ramshini, H., Foghi, B., 2015. Evaluation of drought tolerance in some wheat genotypes based on selection indices. Iranian Journal of Field Crops Research. 13, 524-542.

Moosavi, S.S., Yazdi Samadi, B., Naghavi, M.R., Zali, A.A., Dashti, H., Pourshahbazi, A., 2008. Introduction of new indices to identify relative drought tolerance and resistance in wheat genotypes. Desert, 12, 165-178.

Rezaei, A., soltani, A., 2003. An Introduction to Applied Regression Analysis. The Esfehan University, 227p. [In Persian]

Rezaei, M., Motamed, M.K., Yousefi, A., Amiri, E., 2010. Evaluation of different irrigation management on rice yield. Journal of Water and Soil. 24, 565-573.

Salimi, S., Samiezade Lahiji, H., Mohsen Abadi, G., Salimi, S., Moradi, S., 2012. Genetic diversity in soybean genotypes under drought stress condition using factor analysis and cluster analysis. World Applied Sciences Journal, 16, 474-478.

Shao H.B., Chu L.Y., Jaleel C.A., Manivannan P., Panneerselvam R., Shao, M.A, 2009. Understanding water deficit stress-induced changes in the basic metabolism of higher plants-biotechnologically and sustainably improving agriculture and the Eco environment in arid regions of the globe. Critical Reviews in Biotechnology. 29, 131-151.

Vahdi, V., Gholinezhad, E., Mansourifard, S., Arani, L.G., Rahimi, M., 2015. Effect of drought stress on seed yield, oil and protein of soybean (Glycine max L.) different cultivars. Journal of Oil Plant Production. 2, 99-113. [In Persian with English Summary].

Zeinaly Khanghah, H., Izanloo, A., Hosein Zadeh, A., Majnoon Hoseini, N., 2004. Determination of the suitable drought resistance indices in commercial soybeans varieties. Journal of Agricultural Science. 2, 875-885. [In Persian with English Summary].