ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های گندم نان از نظر برخی صفات مهم فیزیولوژیک تحت تنش سرمای بهاره

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا اصلا‏ح نباتات، دانشگاه رازی کرمانشاه.

2 دانشجوی دکترا کشاورزی هسته ‏ای، دانشگاه گرگان.

3 استادیار گروه اصلاح‏ نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه تربیت مدرس.

4 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه تهران.

5 دانشجوی دکترا اصلاح ‏نباتات دانشگاه تربیت مدرس.

چکیده

تنش سرمای بهاره یکی از تنش‏های مهم است که همه ساله در مناطقی از کشور پدیدار می‏گردد و بخش مهمی از انواع خسارات سرما را به خود اختصاص می‏دهد. در رابطه با تنش مذکور، آزمایشی بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس در سال 1392  انجام شد. فاکتورها شامل چهار سطح دمایی (8+ (شاهد)، 2+، 0 و 2- درجه سلسیوس) و 20 رقم گندم نان بودند. تنوع ژنتیکی ارقام گندم نان بر اساس خصوصیات فیزیولوژیک (رنگدانه‏ های گیاهی (کلروفیل کل، a، b و کارتنوئید)، پایداری غشاء سیتوپلاسمی، مقدار اسید آمینه پرولین و قند فروکتان با استفاده از روش‏های آماری چند متغیره تجزیه خوشهای، تجزیه به مختصات اصلی و تجزیه به مولفههای اصلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل رقم در سرما برای کلیه صفات در سطح 1 درصد معنی­ دار شد. بر اساس نتایج تجزیه خوشه‏‏ ای، ژنوتیپ‏ های مورد مطالعه در شرایط تنش شدید در 4 گروه و در دمای شاهد در 3 گروه قرار گرفتند. تجزیه به مؤلفه‏ های اصلی صفات مورد مطالعه را در دمای شاهد (با واریانس تجمعی 80) و تنش شدید (با واریانس تجمعی 85) به 3 مولفه کاهش دادند. تجزیه به مختصات اصلی نیز صفات مورد مطالعه را در دمای شاهد (با واریانس تجمعی 94.11) و تنش شدید (با واریانس تجمعی 96.59) به 3 مولفه کاهش دادند. ارقام پیشگام و افلاک در دمای شاهد و ارقام الوند و سیوند در دمای 2- درجه سلسیوس بیشترین فاصله ژنتیکی و ارقام Mv17 و نوید در دمای شاهد و ارقام پیشگام و کاسکوژن در دمای 2- درجه سلسیوس کمترین فاصله ژنتیکی را از یکدیگر نشان دادند. بنابراین می‏توان از این ارقام به ‌عنوان والدین احتمالی جهت تهیه جمعیت‏های لازم در اجرای برنامه ‏های به نژادی کلاسیک، برای شناسایی آلل‏ های کمی مؤثر در تحمل به سرمای بهاره و نیز گزینش به کمک نشانگر استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


Arzani, A., 2003. Crop Breeding.Isfahan University Publication Center. 666 pp. [In Persian].

Asadi, A., Mirfakhraii, R. Alireza, A., 2013. Genetic diversity of some of Bread wheat cultivars using SSR mlecular markers and some of physiological traits under chilling stress. MSc dissertation, Faculty of Agriculture, University of Tarbiat Modares, Iran. [In Persian with English Summary].

Ashraf, M., Foolad, M., 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59, 206-216.

Bates, L., Waldren, R., Teare, I., 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil. 39, 205-207.

Bertin, P., Bouharmont, J., Kinet, J. M., 1996. Somaclonal variation and improvement in chilling tolerance in rice: changes in chilling‐induced electrolyte leakage. Plant Breeding. 115, 268-272.

Farahani, E., Arzani, A., 2009. Evaluation of genetic variation of durum wheat genotypes using multivariate analyses. Electronic Journal of Crop Production. 4, 51-64. [In Persian].

Farshadfar, E., Farshadfar, H., 2013. Biplot analysis for detection of heterotic crosses and estimation of additive and dominance components of genetic variation for drought tolerance in bread wheat (Triticum aestivum). Agriculture Communication. 1: 1-7.

Fowler, D. B., Breton, G., Limin, A. E., Mahfoozi, S., Sarhan, F., 2001. Photoperiod and temperature interactions regulate low-temperature-induced gene expression in barley. Plant Physiology. 127, 1676-1681.

Groppa, M., Benavides, M., 2008. Polyamines and abiotic stress: recent advances. Amino Acids. 34, 35-45.

Gusta, L., Fowler, D., 1976. Effects of temperature on dehardening and rehardening of winter cereals. Canadian Journal of Plant Science. 56, 673-678.

Hall, A.E., 2000. Crop Responses to Environment.CRC Press. 231p.

Han, B., Bischof, J.C., 2004. Direct cell injury associated with eutectic crystallization during freezing. Cryobiology. 48, 8-21.

Jermyn, M., 1956. A new method for determining ketohexoses in the presence of aldohexoses. Nature. 177, 38-39.

Jobson, J., 2012. Applied multivariate data analysis: volume II: Categorical and Multivariate Methods.Springer Science and Business Media. 129.

Joshi, S., Chandra, S., Palni, L., 2007. Differences in photosynthetic characteristics and accumulation of osmoprotectants in saplings of evergreen plants grown inside and outside a glasshouse during the winter season. Photosynthetica. 45, 594-600.

Kafi, M., Ganjali, A., Nezami, A. Shariatmadar, F., 2002. Weather and Yield.Ferdusi Mashad University Press. 311. [In Persian].

Khodadadi, M., Fotokian, M. H., Miransari, M., 2011. Genetic diversity of wheat (Triticum aestivum L.) genotypes based on cluster and principal component analyses for breeding strategies. Australian Journal of Crop Science. 5: 17.

Kimber, G., Feldman, M., 1987. Wild wheat. An introduction. Special Report, College of Agriculture, University of Missouri-Columbia.

Lichtenthaler, H. K., 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology. 148, 350-382.

Mahfoozi, S., Sasani, S., 2009. Vernalization requirement in some wheat and barely genotype and its relationship with expression of cold hardiness in field and controlled conditions. Journal of Crop Science of Iran. 39, 111-126. [In Persian with English Summary].

Meier, H., Reid, J., 1982. Reserve polysaccharides other than starch in higher plants. Plant Carbohydrates I, Springer, 418-471.

Mhajan, S., Tuteja, N., 2005. Cold, salinity and drought stresses. Arch Biochem Biophys. 444, 139-158.

Mirmohammadi Myboodi, A. M., 2006. Cold and Freezing Stresses: Breeding and Physiological Aspect of Crop Plant.Golban Isfahan Press. 336. [In Persian].

Mohamadi, M., Mirfakhraii, R. G., Abbasi, A. R., 2013. Study of genetic diversity of spring cold stress in Iranian bread wheat cultivars by using multivariate statistical methods. Electronic Journal of Crop Production. 6, 166-149. [In Persian with English Summary].

Mohammadi, S., Prasanna, B., 2003. Analysis of genetic diversity in crop plants salient statistical tools and considerations. Crop Science. 43, 1235-1248.

Perras, M. Sarhan, F., 1989. Synthesis of freezing tolerance proteins in leaves, crown, and roots during cold acclimation of wheat. Plant Physiology. 89, 577-585.

Pessarakli, M., 2014. Handbook of plant and crop Physiology.CRC press. 1031.

Sivakumar, P., Sharmila, P., Saradhi, P. P., 2000. Proline alleviates salt-stress-induced enhancement in ribulose-1, 5-bisphosphate oxygenase activity. Biochemical and biophysical research communications. 279, 512-515.

Skriver, K., Mundy, J., 1990. Gene expression in response to abscisic acid and osmotic stress. The Plant Cell. 2, 503.

Van Beuningen, L., Busch, R., 1997. Genetic diversity among North American spring wheat cultivars: I. Analysis of the coeffecient of parentage matrix. Crop Science. 37, 570-579.

Yuanyuan, M., Yali, Z., Jiang, L., Hongbo, S., 2009. Roles of plant soluble sugars and their responses to plant cold stress. African Journal of Biotechnology. 8, 2004-2010.

Zadocs, J.C., Changh, T.T., KKonzak, C.F., 1974. A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Research. 14, 415-421.

Zhang, X., Li, C., Wang, L., Wang, H., You, G., Dong, Y., 2002. An estimation of the minimum number of SSR alleles needed to reveal genetic relationships in wheat varieties. I. Information from large-scale planted varieties and cornerstone breeding parents in Chinese wheat improvement and production. Theoretical and Applied Genetics. 106, 112-117.