نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اصلاح نباتات - ژنتیک مولکولی و مهندسی ژنتیک، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه

2 استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ارومیه

3 استاد، پژوهشکده زیست‌فناوری دانشگاه ارومیه، ارومیه

4 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه

چکیده

عوامل تنش‌زای غیرزیستی از جمله تنش شوری، موجب کاهش عمده عملکرد ذرت به‌خصوص در مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌شود. کاربرد شاخص‌های گزینش برای تحمل به تنش شوری، راهکار مؤثری جهت غربالگری ژنوتیپ‌های متحمل ذرت در راستای برنامه‌های به‌نژادی این محصول می‌باشد. بدین منظور، ارزیابی ۸۶ لاین ذرت تحت شرایط نرمال و تنش شوری (dSm-1 ۸) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط گلدانی طی سال ۱۳۹6 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه ارومیه انجام گرفت. بر اساس عملکرد دانه لاین‌های ذرت در شرایط نرمال و تنش شوری، ده شاخص گزینش برای تحمل به تنش شوری شامل شاخص حساسیت به تنش (SSI)، شاخص تحمل (TOL)، شاخص تحمل به تنش (STI)، میانگین بهره‌وری (MP)، میانگین هندسی بهره‌وری (GMP)، میانگین هارمونیک (HM)، شاخص تحمل غیرزیستی (ATI)، شاخص مقاومت به خشکی (DI)، شاخص تغییر یافته تحمل به تنش در شرایط نرمال (MpSTI) و تنش (MsSTI) محاسبه شدند. تنوع ژنتیکی بالایی در بین لاین‌های مورد مطالعه از لحاظ عملکرد دانه و شاخص‌های گزینش به‌دست آمد. شاخص‌های STI، MP، GMP و HM بیشترین همبستگی را با عملکرد دانه در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری داشتند و بر اساس نمودار سه بعدی، لاین‌های متحمل به شوری با عملکرد بالا در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری را از سایر لاین‌ها تفکیک نمودند. نتایج حاصل از روش‌های آماری چندمتغیره شامل تجزیه خوشه‌ای و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، نه تنها قادر به تمایز لاین‌های با عملکرد بالا در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری بودند، بلکه قادر بودند لاین‌های پایدار در شرایط تنش را نیز از لاین‌های ناپایدار تفکیک نمایند. بدین‌ترتیب، لاین‌های Ma010، Ma026، Ma009، Ma027، Ma023، Ma007 و Ma005 به‌عنوان لاین‌های ذرت متحمل به شوری با عملکرد پایدار جهت استفاده در برنامه‌های به‌نژادی معرفی می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

 Acosta-Motos, J.R., Ortuño, M.F., Bernal-Vicente, A., Diaz-Vivancos, P., Sanchez-Blanco, M.J., Hernandez, J.A., 2017. Plant responses to salt stress: Adaptive Mechanisms. Agronomy. 7, 18.
Anwaar, H.A., Perveen, R., Mansha, M.Z., Abid, M., Sarwar, Z.M., Aatif, H.M., Umar, U.U.D., Sajid, M., Aslam, H.M.U., Alam, M.M., Rizwan, M., Ikram, R.M., Alghanem, S.M.S., Rashid, A., Khan, K.A., 2020. Assessment of grain yield indices in response to drought stress in wheat (Triticum aestivum L.). Saudi Journal of Biological Sciences. 27, 1818-1823.
Arzhang, S., Darvishzadeh, R., Alipour, H., 2021. Evaluation of genetic diversity of maize lines (Zea mays L.) under normal and salinity stress conditions. Cereal Research. 11, 243-266. [In Persian].
Blum, A., 1988. Plant Breeding for Stress Environment. CRC press. Boca Raton, FL. Pp. 38-78.
Bonea, D., 2020. Grain yield and drought tolerance indices of maize hybrids. Notulea Scientia Biologicea. 12, 376-386.
Clarke, J.M., Depauw, R.M., Townley-Smith, T.F., 1992. Evaluation of methods for quantification of drought tolerance in wheat. Crop Science. 32, 723-728.
Darvishzadeh, R., Pirzad, A., Hatami-Maleki, H., Poormohammad Kiani, S., Sarrafi, A., 2010. Evaluation of the reaction of sunflower inbred lines and their F1 hybrids to drought conditions using various stress tolerance indices. Spanish Journal of Agricultural Research. 8, 1037-1046.
Ekbic, E., Cagıran, C., Korkmaz, K., Arsal Kose, M., Aras, V., 2017. Assessment of watermelon accessions for salt tolerance using stress tolerance indices. Ciência e Agrotecnologia. 41, 616-625.
El-Wakeel, S.E., Abdel-Azeem, A.M., Mostafa, E.E.I., 2019. Assessment of salinity stress tolerance in some barley genotypes. Alexandria Journal of Agricultural Sciences. 64, 195-206.
FAO. 2022a. Global Symposium on Salt-Affected Soils: Outcome document. Rome.
FAO. 2022b. Halt soil salinization, boost soil productivity – Proceedings of the Global Symposium on Salt-affected Soils. 20–22 October 2021. Rome.
Farshadfar, E., Mohammadi, R., Farshadfar, M., Dabiri, S., 2013. Relationships and repeatability of drought tolerance indices in wheat-rye disomic addition lines. Australian Journal of Crop Science. 7, 130-138.
Farshadfar, E., Sutka, J., 2002. Screening drought tolerance criteria in maize. Acta Agronomica Hungarica. 50, 411-416.
Feizi, M., Solouki, M., Sadeghzadeh, B., Fakheri, B., Mohammadi, S.A., 2020. Evaluation of drought tolerance indices for barley landraces under irrigated and dry conditions. Bioscience Journal. 36, 1518-1527.
Fernandez, G.C.J., 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress: Proceedings of the International Symposium, Taiwan. Pp, 257-270.
Fischer, R.A., Maurer, R., 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield response. Australian Journal of Agricultural Research. 29, 897-907.
Fortmeier, R., Schubert, S., 1995. Salt tolerance of maize (Zea mays L.): The role of sodium exclusion. Plant, Cell and Environment. 18, 1041–1047.
Genc, Y., Oldach, K., Verbly, A.P., Lott, G., Hassan, M., Tester, M., Wallwork, H., McDonald, G.K., 2010. Sodium exclusion QTL associated with improved seedling growth in bread wheat under salinity stress. Theoretical and Applied Genetics. 121, 877-94.
Hohls, T., 2001. Conditions under which selection for mean productivity, tolerance to environmental stress, or stability should be used to improve yield across a range of contrasting environments. Euphytica. 120, 235-245.
Jafari, A., Paknejad, F., Jami Al-Ahmadi, M., 2009. Evaluation of selection indices for drought tolerance of corn (Zea mays L.) hybrids. International Journal of Plant Production. 3, 33-38.
Kandel, M., Ghimire, S.K., Ojha, B.R., Shrestha, J., 2019. Evaluation of heat stress tolerance indices in maize inbred lines. Malaysian Journal of Applied Sciences. 4, 57-68.
Katerji, N., Van Hoorn, J.W., Hamdy, A., Karam, F., Mastroruilli, M., 1994. Effect of salinity on emergence and on water stress and early seedling growth of sunflower and maize. Agricultural Water Management. 26, 81-91.
Lan, J., 1998. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agric Boreali-Occidentalis Sinica. 7, 85-87.
Lestari, A.P., Suwarno, Trikoesoemaningtyas, Sopandie, D., Aswidinnoor, H., 2019. Estimation for stress tolerance indices of rice genotypes in low nitrogen condition. The Agricultural Science Society of Thailand. 52, 180-190.
Lohaus, G., Hussmann, M., Pennewiss, K., Schneider, H., Zhu, Jian‐Jun., Sattelmacher, Burkhard., 2000. Solute balance of a maize (Zea mays L.) source leaf as affected by salt treatment with special emphasis on phloem re translocation and ion leaching. Journal of Experimental Botany. 51, 1721-1732.
Mehraban, A., Tobe, A., Gholipouri, A., Amiri, E., Ghafari, A., Rostaii, M., 2018. Evaluation of drought tolerance indices and yield stability of wheat cultivars to drought stress in different growth stage. World Journal of Environmental Biosciences. 7, 8-14.
Mitra, J., 2001. Genetics and genetic improvement of drought resistance in crop plants. Current Science. 80, 758-762.
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.
Munns, R., Day, D.A., Fricke, W., Watt, M., Arsova, B., Barkla, B.J., Bose, J., Byrt, C.S., Chen, Z.H., Foster, K.J., Gilliham, M., Henderson, S.W., Jenkins, C.L.D., Kronzucker, H.J., Miklavcic, S.J., Plett, D., Roy, S.J., Shabala, S., Shelden, M.C., Soole, K.L., Taylor, N.L., Tester, M., Wege, S., Wegner, L.H., Tyerman, S.D., 2019. Energy costs of salt tolerance in crop plants. New Phytologist. 225, 1072-1090.
Ray, D.K., Mueller, N.D., West, P.C., Foley, J.A., 2013. Yield trends are insufficient to double global crop production by 2050. PLoS ONE. 8, e66428.
Rosielle, A.A., Hamblin, J., 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environment. Crop Science. 21, 943–946.
Schneider, K.A., Rosales-Serna, R., Ibarra-Perez, F., Cazares-Enriquez, B., Acosta-Gallegos, J.,  Ramirez-Vallejo, P., Wassimi, N., Kelly, J.D. Serna-Berna, R., Ibarra-Velarde, F., Enriquez, B., Gallegos, J., Vallejo, P., 1997. Improving common bean performance under drought stress. Crop Science. 37, 51-60.
Shahrokhi, M., Khavari Khorasani, S., Ebrahimi, A., 2020. Evaluation of drought tolerance indices for screening some of super sweet maize (Zea mays L. var. saccharata) inbred lines. AGRIVITA Journal of Agricultural Science. 42(3), 435-448.
Sio-Se Mardeh, A., Ahmadi, A., Poustini, K., Mohammadi, V., 2006. Evaluation of drought resistance indices under various environmental conditions. Field Crops Research. 98, 222–229.
Smajgl, A., Toan, T.Q., Nhan, D.K., Ward, J., Trung, N.H., Tri, L.Q.,  Tri, V.P.D.,  Vu, P.T., 2015. Responding to rising sea levels in the Mekong Delta. Nature Climate Change. 5, 167–174.
Wasae, A., 2021. Evaluation of drought stress tolerance based on selection indices in haricot bean varieties exposed to stress at different growth stages. Hindawi: International Journal of Agronomy. Article ID 6617874, 9 pages.
Yassin, M., Fara, S.A., Hossain, A., Saneoka, H., El Sabagh, A., 2019. Assessment of salinity tolerance bread wheat genotypes: using stress tolerance indices. Fresenius Environmental Bulletin. 28, 4199-4217.