نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه اصلاح ‌نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیار گروه اصلاح ‌نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار بخش تحقیقات زراعی-باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان

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 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.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Amiri, R., Bahraminejad, S., Sasani, S., 2013. Evaluation of genetic diversity of bread wheat genotypes based on physiological traits in nonstress and terminal drought stress conditions. Cereal Research. 2, 289-305. [In Persian with English Summary].
Basafa, M., Taherian, M., 2010. Evaluation of drought tolerance in alfalfa (Medicago sativa) ecotypes using drought tolerance indices. Environmental Stresses in Crop Sciences. 3, 69-81. [In Persian with English Summary].
Bidinger, F. R., V. Mahalakshmi, G., Rao, D., 1987. Assessment of drought resistance in pearl millet (Pennisetum americanum L. Leeke). II. Estimation of genotype response to stress. Australian Journal of Agricultural Research. 38, 49-59.
Bouslama, M., Schapaugh, W. T., 1984. Stress tolerance in soybean. Part 1: Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science. 24, 933-937.
Darvishnia, F., Pahlevani, M., Zaynali Nezhad, K., Azizi, K., 2020. Analysis of grain yield and its attributes in bread wheat and their associations with coleoptile length under water deficit conditions', Environmental Stresses in Crop Sciences, 13 41-56. [In Persian with English Summary].
Ellis, M.H., Rebetzke, G.j., Spielmeyer, W., Richards, R.A., Bonnett, D.G. 2004. Gibberellin responsiveness and early growth of alternative dwarfing genes in wheat (Triticum aestivum L.). Functional Plant Biology. 31, 583-589.
Farayedy, Y., 2004. Evaluation of drought tolerance in Kabuli chickpea genotypes. Iranian Journal of Agriculture. 6, 27-38. [In Persian].
Farshadfar. E., Amiri, R. 2017. Assessment of drought resistance in different bread wheat lines using agro-physiological traits and integrated selection index. Environmental Stresses in Crop Science. 11, 79-91. [In Persian with English Summary].
Fernandez, G. C. J., 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In C. G. Kuo [ed.], Adaptation of food crops to temperature and water stress. 257-270.
Fischer, R. A., R. Maurer., 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research. 29, 897-912.
Fischer, R. A., T. Wood., 1979. Drought resistance in spring wheat cultivars III. Yield association with morphological traits. Australian Journal of Agricultural Research. 30, 1001-1020.
Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M. R., Campaline, G., Ricciardi, G. L., Borghi, B., 1997. Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journal of Plant Science. 77, 523-531.
Golabadi, M., Arzani, A., Mirmohammadi Maibody, S.M. 2006. Assessment of drought tolerance in segregation population in drum wheat. African Journal of Agricultural Research. 1, 162-171.
Haddadin, M.F., 2015. Assessment of drought tolerant barley varieties under water stress. International Journal of Agriculture and Forestry. 5, 131-137.
Huang, X.Q., Börner, A., Röder, M.S., Ganal, M.W., 2002. Assessing genetic diversity of wheat (Triticum aestivum L.) germplasm using microsatellite markers. Theor Appl Genet. 105, 699-707
Kargar, S.M.A., Ghannadha, M.R., Bozorgi-Pour, R., Atari, A.A., Babaei, H.R., 2004. Investigation of drought tolerance indices in some soybean genotypes under restricted irrigation condition. Iranian Journal of Agricultural Science. 35, 97-111. [In Persian].
Matsui, T., Inanaga, S., Shimotashiro, T., An, P., Sugimoto, Y. 2002. Morphological characters related to varietal differences in tolerance to deep sowing in wheat. Plant Production Science. 5, 169-174.
Michel, B.E., Kaufmann, M.R. 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant physiology. 51, 914-916.
Mohammadi, M., 2008. Study of the possibility of using synthetic wheat derivatives under warm and dry conditions. Seed and Plant Improvement Journal. 24, 487-500. [In Persian with English summary].
Mohan, A., Schillinger, W.F., Gill, K.S. 2013. Wheat seedling emergence from deep planting depths and its relationship with coleoptile length. PLoS One, 8(9).
Murri, S., Emam, Y., Surshojani, H., 2013. Evaluation of terminal drought tolerance in wheat using yield, yield components and quantitative indices of drought tolerance. Journal of environmental stress in Crop Science. 5, 19-32.
Naghavi, M.R., Moghadam, M., Toorchi, M., Shakiba, M.R. 2016. Evaluation of Spring Wheat Cultivars Based on Drought Resistance Indices. Journal of Crop Breeding. 8, 192-207.
Narayanan, S., Mohan, A., Gill, K.S., Prasad, P.V., 2014. Variability of root traits in spring wheat germplasm. PLoS One, 9(6).
Pour‐Aboughadareh, A., Yousefian, M., Moradkhani, H., Moghaddam Vahed, M., Poczai, P., Siddique, K.H., 2019. IPASTIC: An online toolkit to estimate plant abiotic stress indices. Applications in plant sciences. 7, p.e11278.
Rana, M.S., Hasan, M.A., Bahadur, M.M., Islam, M.R., 2017. Effect of poly ethylene glycol induced water stress on germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum). The Agriculturists. 15, 81-91.
Rebetzke, G.J., Richards, R.A. 2000. Gibberellic acid-sensitive dwarfing genes reduce plant height to increase kernel number and grain yield of wheat. Australian Journal of Agricultural Research. 51, 235-245.
Rebetzke, G.J., Verbyla, A.P., Verbyla, K.L., Morell, M.K., Cavanagh, C.R. 2014. Use of a large multiparent wheat mapping population in genomic dissection of coleoptile and seedling growth. Plant Biotechnology Journal. 12, 219-230.
Reynolds, M.P., Mujeeb-Kazi, A., Sawkins, M. 2005. Prospects for utilising plant-adaptive mechanisms to improve wheat and other crops in drought- and salinity-prone environments. Annals of Applied Biology. 146, 239-259.
Rosielle, A. A., Hamblin, J., 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non‐stress environments. Crop Science. 21, 943-946.
Saba, J., Moghaddam, M., Ghassemi, M., Nishabouri, M.R., 2001.Genetic properties of drought resistance indices. Journal of Agricultural Science and Technology. 3, 43-49.
Salarpour Gharba, F., Farahbakhsh, H., 2014. Effect of Salicylic Acid Drought Stress on Physiological and Physical Characteristics of Fennel. For agricultural purposes. 3, 765-778.
Shirazi, E., Fazeli-nasab, B., Ramshin. H.A., Fazel Najafabadi, M., Izadi darbandi, A., 2016. Evaluation of Drought Tolerance in wheat Genotypes under Drought Stress at Germination Stage. Journal of Crop Breeding. 8, 207-219. [In Persian with English Summary].
Shafazadeh, M.K., YazdanSepas, A., Amini, A., Ghanadha, M. R., 2004. Study of terminal drought tolerance in promising winter and facultative wheat genotypes using stress susceptibility and tolerance indices. Seed and Plant. 20, 57-71. [In Persian with English Summery].
Srivastava, J.P., Acevedo, E., Varma, S., 1987. Drought Tolerance in Winter Cereal. 2ed. John Wiley Pub., USA. 678 pp.
Sundari, T., Tohari, S., Mangoendidjojo, W., 2005. Yield performance and tolerance of mungbean genotypes to shading. Journal Pertanian. 12, 12-19.
Taghian, A.S., Abo-Elwafa, A., 2003. Multivariate and rapid analysis of drought tolerance in spring wheat. Assiut Journal of Agricultural Science. 34, 1-25.
Whan, B.R. 1995. The emergence of semidwarf and standard wheats, and its association with coleoptile length. Australian Journal of Experimental Agriculture. 16, 411-416.
Xing, S.C., Li, F., Guo, Q.F., Liu, D.R., Zhao, X.X., Wang, W. 2009. The involvement of an expansin geneTaEXPB23 from wheat in regulating plant cell growth. Biologia Plantarum. 53, 429-434.
Zebarjadi, A., Asgar, S., Najafi, A., Rezaiezad, A. 2016. Evaluation of drought tolerance of rapeseed genotypes using drought resistance indices. Environmental Stresses in Crop Science. 8, 345-348. [In Persian with English Summary].