نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

2 استادیار اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

3 دانشیار بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

4 استادیار علوم تکنولوژی و فیزیولوژی بذر، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

5 استادیار اصلاح نباتات (بیوتکنولوژی)، موسسه تحقیقات برنج کشور

چکیده

تنش شوری موجب کاهش عملکرد گیاه برنج (Oryza sativa)؛ غذای نیمی از مردم جهان، می‌گردد. به‌منظور ارزیابی پارامترهای ژنتیکی برخی از ویژگی‌های گیاه برنج در مرحله جوانه‌زنی به‌عنوان عاملی مهم‌ در استقرار مطمئن گیاهان، تعداد 117 لاین F2:4 به‌ همراه والدین تلاقی (موسی‌طارم و 304)، در دو آزمایش ‌تنش شوری (8 دسی‌زیمنس بر متر) و بدون تنش، به‌صورت جداگانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه یاسوج در سال 1395 کشت گردیدند. پرولین محلول ساقه‌چه بیشترین تنوع ژنتیکی را در هر دو حالت تنش و بدون تنش داشت و پروتئین و قندهای محلول در رده‌های بعدی بودند. ژنوتیپ‌ها کمترین ضریب تنوع ژنتیکی را در هر دو حالت تنش و بدون تنش برای درصد جوانه‌زنی نشان دادند. بالاترین میزان وراثت‌پذیری در شرایط تنش و بدون‌تنش به ویژگی‌های پرولین، پروتئین و قندهای محلول تعلق داشت. بیشترین همبستگی فنوتیپی در شرایط بدون ‌تنش، مربوط به طول ریشه‌چه با شاخص بنیه طولی گیاهچه (0.75) و وزن خشک ساقه‌چه با شاخص بنیه وزنی گیاهچه (0.75) و در شرایط تنش بین سرعت جوانه‌زنی با شاخص بنیه طولی گیاهچه (0.80) دیده شد. بر اساس چرخش واریمکس در شرایط بدون تنش، پنج عامل بخش هوایی گیاهچه، بخش زیرزمینی گیاهچه، شاخص‌های جوانه‌زنی، خصوصیات فیزیولوژیکی و پروتئین کل با 74 درصد مجموع واریانس توجیهی و در شرایط تنش شش عامل مؤثر بر ویژگی‌های مورفولوژیکی، ریشه‌چه، وزن گیاهچه، قندهای محلول، پرولین و پروتئین کل با 78 درصد مجموع واریانس توجیهی شناسایی شدند. به‌طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که می‌توان ویژگی‌های پرولین و قندهای محلول گیاهچه و همچنین طول ساقه‌چه، وزن تر و خشک ساقه‌چه و درصد و سرعت جوانه‌زنی را به‌عنوان شاخص‌های مؤثر در گزینش ژنوتیپ‌های متحمل شوری برنج در مرحله جوانه‌زنی مورداستفاده قرارداد.

کلیدواژه‌ها

Agrama, H.A.S., 1996. Sequential path analysis of grain yields its components in maize. Plant Breeding. 115, 343-346.
Akbar, M., Yabuno, T., 1997. Breeding for saline-resistant varieties of rice. III. Response of F1 hybrids to salinity in reciprocal crosses between Jhona 349 and magnolia. Japanese Journal of Breeding. 25, 215-220.
Allah, S.U., Khan, A.S., Ashfaq, W., 2011. Genetic analysis of physio-morphological traits in bread wheat (Triticum aestivum L.) under water stress conditions. Cereal Research Communications. 39, 544–550.
Amiri-Fahliani, R., 2011. The study of some agronomic traits and aroma compounds in rice (Oryza sativa L.) and mapping their controlling genes using microsatellite markers. Ph.D. thesis Agriculture Field, Plant Breeding. Shahrekord University., 147p. [In Persian].
Beigi Nassiri, M.T., 2008. Population Genetics. Ramin Agricultural University press, Ahwaz, Iran, 640p. [In Persian]
Chaubey, P.K., Richhardria, A.K., 1993. Genetic variability correlation and path coefficient in Indian rices. Indian Journal of Genetics. 53, 356-36.
Dubey, R.D., Rani, M., 1989. Influence of NaCl salinity on growth and metabolic status of protein and amino acids in rice seedling. Agronomy Journal. 162, 67-72.
Emam, Y., Hosseini, A., Rafiie, N., Pirasteh Anousheh, H., 2013. Primary growth, and sodium and potassium concentration response of 10 barley (Hordeum vulgar L.) in salinity stress. Crop Physiology. 5, 5-15. [In Persian].
Falconer, D.S., Mackay, T.F.C., 1996. Introduction to Quantitative Genetics. (4th Ed.), Longmans Green, Harlow, Essex, UK. 480p.
Flowers, T., Hajibagheri, J., Clipson, M.A., 1986. Halophytes. The Quarterly Review of Biology. 61, 313-337.
Flowers, T.J., 2004. Improving crop salt tolerance. Journal of Experimental Botany. 55, 307-319.
Fougere, F., Rudulier, D.L., Streeter, J.G., 1991. Effects of salt stress on amino acid, organic acid, and carbohydrate composition of roots bacteroids, and cytosol of alfalfa (Medicago sativa L.). Plant Physiology. 96, 1228-1236.
Gharbi, A., Rashidi, V., Tarinejad, A.R., Chalabi Yani, S., 2014. Evaluation of durum wheat lines tolerance to salinity and drought stress under greenhouse conditions. Journal of Crop Ecophysiology. 7, 393- 410. [In Persian with English Summary].
Gholizade, F., 2012. Effects of salt stress in germination stage in rice genotypes (Oryza sativa L.). New Cellular and Molecular Biotechnology Journal. 2, 75-81. [In Persian with English Summary].
Ghorbani, H., Samizadeh Lahiji, H.A., Rabie, B., Allahgholipour, M., 2011. Grouping different rice genotypes using factor and cluster analysis. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production. 21, 89 - 104. [In Persian].
Griffiths, A.J.F., Miller, J.H., 1996. An Introduction to Genetic Analysis. 6th Ed., W. H. Freeman Co., New York. 916p.
Ho, S., Chuo, Y., Tong, W., Yu, S., 2001. Suger coordinately and differentially regulates growth and stress-related genes expression via a complex signal and transduction network and multiple control mechanism. Plant physiology. 46, 281-285.
Hosseini, F., Siadat, S.A., Bakhshandeh, A., Cha'ab, A., 2012. Evaluation of the effects of lack of oxygen on the components of seedling germination and growth of five wheat varieties. Iranian Journal of Field Crops Research. 9, 631-638.
Ikic, I. Maric-Evic, M. Tomasovic, S. Gunjaca, J. Atovic, Z.S., Arcevic, H.S. 2012. The effect of germination temperature on seed dormancy in creation-grown winter wheats. Euphytica. 188, 25-34.
Irigoyen, J.J., Emerrich, D.W., Sanchez-Diaz. M., 1992. Water stress induced changes in concentration of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum. 84, 55-60.
IRRI., 2017. World rice statistics online query facilities. http://ricestat.irri.org:8080/wrsv3/ entrypoint.htm.
ISTA (International seed Testing Association), 2010. International rules for seed testing. Bassersdorf, Switzerland.
Jacson, J.E., 1991. A User guide to Principal components. John Wiley and sons Pub. New York. P. 34.
Jamil, M., Lee, C.C., Rehman, Ur.R., Lee, D.B., Ashraf, M., Rha, U.S., 2005. Salinity (NaCl) tolerance of Brassica species at germination and early seedling growth. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry. 4, 970–976.
Johnson, R.A., Wichern. D.W., 1996. Applied Multivariate Statistical Analysis. Sterling Book House, New Delhi.
Kavi kishor, P.B., Sangam, S., Arnutha, R.N., Laxmi, P.S., Naidu, K.R., Rao S.S., Roa, S., Theriappan, P., Sreenivasulu, N., 2005. Regulation of proline biosynthesis, degradation, uptake and transport in higher plants: Its implications in plant growth and abiotic stress tolerance. Current Science. 88, 424-438.
Lafitte, H.R., Price, A.H. Coutois, B., 2004. Yield response to water deficit in an upland rice mapping population: Association among traits and genetic markers. Field Crops Research. 6, 1237-1246.
Liu, C., Zhang, J., 2000. Heat stress injury in relation to membrane lipid per oxidation in creeping. Crop Science. 151, 135-143.
Lutts, S., Kinet, J.M., Bouharmant, J., 1995. Changes in plant in response to NaCl during development of rice (Oryza sativa L.) varieties differing in salinity resistance. Journal of Experimental Botany. 46, 1843-1852.
Majdi, A., Karimzadeh, Gh., Mahfouzi, S., 2008. Effects of low temperature and exogenous calcium on the quantum efficiency of photosystem ii (fv/fm) and relative content of chlorophyll in cold susceptible and tolerant wheat cultivars. Pajouhesh-va-Sazandegi, 20, 175- 181. [In Persian with English Summary]
MajidiMehr, A. 2014. Identify and evaluate the factors influencing the selection of salt tolerant cultivars in Oryza sativa L. Master of Science Thesis in Agriculture. Yasouj University. 150p. [In Persian with English Summary].
Majidimehr, A., Amiri Fahliani, R., Masoumi Asl, A., 2014. Study of biochemical and chemical traits of different rice genotypes under salinity stress. Cereal Research. 4, 45-58. [In Persian with English Summary]
Majidimehr, A., Khoshchereh, H., 2017. Study of different genotypes of rice using multivariate analysis. Plant Ecophysiology. 30, 118-128. [In Persian with English Summary].
Mamnoie, A., Seyed Sharifi, R., 2010. Study of water deficit effect on chlorophyll fluorescence indices and proline content in six barley genotypes and its relationship to canopy temperature and yield. Journal of Plant Biology. 2, 51-62. [In Persian with English Summary]
Mohamadi, S.F., Bagheri, N., Kiani, Gh., Babaeian Jelodar, N., 2018. Evaluation of Reaction of some Rice Genotypes to Salinity Stress at germination stage. Journal of Crop Breeding. 10, 20-30. [In Persian with English summary].
Monajjem S., Zeinali, E., Ghaderi Far, F., Soltani, E., Hosseini Chaleshtari, M., 2016. Evaluation of the seed vigor diversity of rice genotypes (Oryza sativa l.). Journal of Crop Production. 8,121-142. [In Persian]
Montgomery, J., Milner, D.A., Tse, M.T., Njobvu, K., Kayira, K., Dzamalala, C.P., Taylor, T.E., Rogerson, S. J., Craig, A.G.,  Molyneux, M.E., 2006. Genetic analysis of circulating and sequestered population of plasmodium falciparum in fatal pediatric malaria. The Journal of Infectious Diseases. 194, 115-122.
Munns, R., Tester M., 2008. Mechanism of salinity tolerance. Annual Review of plant physiology. 59, 651-658.
Nematzadeh, Gh., Kyani, G., 2005. Plant Breeding (classical methods). Rice Research Institute and Citrus, Babolsar. 456p. [In Persian].
Paquine, F., Lechasseur, P., 1979. Observations sur une méthode de dosage de la proline libre dans les extraits de plantes. Canadian Journal of Botany. 57, 1851-1854.
Pattanagul, W., Thitiakul, M., 2008. Effect of salinity stress on growth and carbohydrate metabolism in tree rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity tolerance. Indian Journal of Experimental Biology. 46: 736-742.
Pazira, E., Sadeghzadeh, K., 1998. National review document on optimizing soil and water use Iran. In Workshop of ICISAT. April, 1988, Niamey.
Rabiei, B., Mardani, Z., Ghomi, K., Sabouri, H., Sabouri, A., 2014. The effect of rice chromosome 1 on traits associated with drought and salinity tolerance at germination and seedling stages. Seed and Plant Improvement Journal. 30(1): 1-16. [In Persian].
Subhashchandra, B., Lohithaswa, H.C., Desai, A.S., Hanchinal, R.R., 2009. Assessment of genetic variability and relationship between genetic diversity and transgressive segregation in tetraploid wheat. Karnataka Journal of Agricultural. 22, 36-38.
Sujata, K., Ansari, N.A., Rao, T.N., 2004. Laboratory studies on screening for salt tolerance in rice (Oryza sativa L.) Genotypes. The Journal of Research Angrau. 23, 27-33.
Tavakoli, H., Beheshti, R., Kochaki, A., 2006. Evaluation of seed vigor tests to determine the quality of Medicago sativa seed. Iranian Journal of Agricultural Research. 3, 25- 34. [In Persian with English summary].
Wang, Y., Zhang, L., Nafisah, A., Zhu, L., Xu, J., Li, Z., 2013. Selection efficiencies for improving drought/salt tolerances and yield using introgression breeding in rice (Oryza sativa L.). The Crop Journal. 1, 134-142.
Yeo, A.R., Flowers, T.J., 1986. Salinity resistance in rice and a pyramiding approach to breeding varieties for saline soils. Australian Journal of Plant Physiology. 13, 161-173.