ارزیابی کارایی شاخص‌های تنش و معرفی لاین‌های جدید و متحمل به تنش خشکی در گندم نان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران

2 دانشیار بخش تحقیقات غلات، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، ترویج و آموزش کشاورزی، کرج، ایران

3 دانشیار بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران

4 استادیار بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، خراسان رضوی، ایران

چکیده

گندم (Triticum aestivum) یکی از مهم‌ترین محصولات زراعی و استراتژیک در سطح جهانی است که نقش اساسی در تأمین امنیت غذایی جهان ایفا می‌کند. طبق آمار منتشرشده در فائو سال 2023، سطح زیر کشت جهانی گندم حدود 220 میلیون هکتار برآورد شده است. این محصول به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران که نیاز به ارقام مقاوم به تنش‌های محیطی دارند، از اهمیت زیادی برخوردار است. به همین دلیل، معرفی ارقام جدید گندم که به شرایط خشکی مقاوم باشند، یکی از اولویت‌های تحقیقات گندم در کشور است. برای شناسایی ژنوتیپ‌های مقاوم به خشکی، از شاخص‌های مختلف تنش استفاده می‌شود که به‌طور گسترده در تحقیقات علمی مورد بررسی قرارگرفته‌اند. هدف از این پژوهش نیز بررسی مقاومت و تحمل به خشکی آخر فصل در ژنوتیپ‌های منتخب نسل F7  (PRWYT) با استفاده از شاخص‌های تنش و امکان‌سنجی معرفی ارقام جدید گندم نان مقاوم به خشکی آخر فصل بود. همچنین به دلیل بالا بودن تعداد ژنوتیپ‌ها (165)، با استفاده از نتایج این پژوهش می‌توان مقایسه مناسبی در ارتباط با کارایی شاخص‌های تنش خشکی انجام داد. به‌صورت کلی نتایج این آزمایش نشان داد که از میان این ژنوتیپ‌ها می‌توان تعدادی را به‌صورت ویژه برای شرایط تنش و تعدادی را نیز به‌صورت ویژه برای شرایط نرمال انتخاب نموده و در نسل‌های بعدی جهت معرفی ارقام جدید پرپتانسیل بررسی کرد. از طرفی، دو ژنوتیپ شماره 62 و 71 را می‌توان به‌عنوان ژنوتیپ‌های بسیار مناسب برای هر دو شرایط تنش و نرمال به‌صورت دومنظوره معرفی نمود. در این پژوهش همچنین کلیه شاخص‌های تنش معرفی‌شده در منابع محاسبه و موردبررسی قرار گرفت و مشخص شد که از میان این شاخص‌ها، GMP و HARM دارای بیشترین قدرت و کارایی جهت شناسایی و تفکیک ژنوتیپ‌های مناسب هر دو شرایط تنش و نرمال بودند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Abdolshahi, R., Safarian, A., Nazari, M., Pourseyedi, S., Mohamadi-Nejad, G., 2013. Screening drought-tolerant genotypes in bread wheat (Triticum aestivum L.) using different multivariate methods. Archives of Agronomy and Soil Science 59, 685-704. https://doi.org/10.1080/03650340.2012.667080
Aliakbari, M., Saed-Moucheshi, A., Hasheminasab, H., Pirasteh-Anosheh, H., Asad, M.T., Emam, Y., 2013. Suitable stress indices for screening resistant wheat genotypes under water deficit conditions. International Journal of Agronomy and Plant Production. 4, 2665-672.
Awaad, H.A., 2023. Techniques and measurements of assessing genotypes for salinity tolerance. In: Pessarakli, M. (Ed.). Salinity Resilience and Sustainable Crop Production Under Climate Change. Springer Publication. CA. USA. pp. 333-371. https://doi.org/10.1007/978-3-031-48542-8
Bano, H., Athar, H.u.R., Zafar, Z.U., Kalaji, H.M., Ashraf, M., 2021. Linking changes in chlorophyll a fluorescence with drought stress susceptibility in mung bean (Vigna radiata L. Wilczek). Physiologia Plantarum. 172, 1244-1254. https://doi.org/10.1111/ppl.13327
FAO., 2023. World wheat cultivation area statistics. Data retrieved from FAO’s website.
Fernandez, G.C., 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Proceedings of The International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress, p. 257-270. Spring Nature Publication. USA.
Fischer, R., Maurer, R., 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Crop and Pasture Science. 29, 897-912.
Garbrecht, J.D., Zhang, X.C., Steiner, J.L., 2014. Climate change and observed climate trends in the fort cobb experimental watershed. Journal of Environmental Quality. 43, 1319-27. https://doi.org/10.2134/jeq2013.07.0286
Ghasemi Soloklui, A.A., Gharaghani, A., Oraguzie, N., Saed-Moucheshi, A., Vazifeshenas, M., 2019. Genetic diversity, heritability and inter-relationships of fruit quality and taste attributes among Iranian pomegranate (Punica granatum L.) cultivars using multivariate statistical analysis. The International Journal of Tropical and Subtropical Horticulture. 74, 303-318. https://doi.org/10.17660/th2019/74.6.5
Huang, G., Ma, S., Bai, L., Zhang, L., Ma, H., Jia, P., Liu, J., Zhong, M., Guo, Z., 2012. Signal transduction during cold, salt, and drought stresses in plants. Molecular Biology Reports. 39, 969-987. https://doi.org/10.1007/s11033-011-0823-1
Mohammadi, R., 2018. Breeding for increased drought tolerance in wheat: a review. Crop and Pasture Science. 69, 223-241. https://doi.org/10.1071/CP17387
Naghavi, M.R., Aboughadareh, A.P., Khalili, M., 2013. Evaluation of drought tolerance indices for screening some of corn (Zea mays L.) cultivars under environmental conditions. Notulae Scientia Biologicae. 5, 388-393. https://doi.org/10.15835/nsb.5.3.9049
Nargeseh, H.E., Aghaalikhani, M., Rad, A.H.S., Mokhtassi-Bidgoli, A., Sanavy, S.A.M.M., 2020. Comparison of 17 rapeseed cultivars under terminal water deficit conditions using drought tolerance indices. Journal of Agricultural Science and Technology. 22, 489-503. https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.16807073.2020.22.2.10.8
Patel, A.R., Patel, M.L., Patel, R.K., Mote, B.M., 2019. Effect of different sowing date on phenology, growth and yield of rice–a review. Plant Archives. 19, 12-16. http://www.plantarchives.org/PDF%2019-1/12-16%20(4578).pdf
Ramirez-Vallejo, P., Kelly, J.D., 1998. Traits related to drought resistance in common bean. Euphytica. 99, 127-136.
Riasat, M., Kiani, S., Saed-Mouchehsi, A., Pessarakli, M., 2019. Oxidant related biochemical traits are significant indices in triticale grain yield under drought stress condition. Journal of Plant Nutrition. 42, 111-126. http://dx.doi.org/10.1080/01904167.2018.1549675
Riasat, M., Saed-Mouchehsi, A., Jafari, A.A., 2020. Effect of drought stress levels on seedling morpho-physiological traits of alfalfa (Medicago sativa) populations grown in glasshouse. Journal of Rangeland Science. 10, 86-97. https://journals.iau.ir/article_671441_8a31bb4af1a6e501a2db7b9bf61c8222.pdf
Rosielle, A., Hamblin, J., 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environment. Crop Science. 21, 943-946.
Saed-Moucheshi, A., Mozafari, A.A., Pessarakli, M., Rezaei Mirghaed, E., Sohrabi, F., Zaheri, S., Barzegar Marvasti, F., Baniasadi, F., 2023. Improved strategy of screening tolerant genotypes in drought stress based on a new program in R-language: a practical triticale breeding program. Journal of Plant Nutrition. 46, 495-512. https://doi.org/10.1080/01904167.2022.2096467
Saed-Moucheshi, A., Pessarakli, M., Heidari, B., 2013. Comparing relationships among yield and its related traits in mycorrhizal and nonmycorrhizal inoculated wheat cultivars under different water regimes using multivariate statistics. International Journal of Agronomy. 13, 345-355. https://doi.org/10.1155/2013/682781
Saed-Moucheshi, A., Pessarakli, M., Mikhak, A., Ostovar, P., Ahamadi-Niaz, A., 2017. Investigative approaches associated with plausible chemical and biochemical markers for screening wheat genotypes under salinity stress. Journal of Plant Nutrition. 40, 2768-2784. https://doi.org/10.1080/01904167.2017.1382529
Saed-Moucheshi, A., Razi, H., Dadkhodaie, A., Ghodsi, M., Dastfal, M., 2019. Association of biochemical traits with grain yield in triticale genotypes under normal irrigation and drought stress conditions. Australian Journal of Crop Science. 13, 272. https://doi.org/10.21475/ajcs.19.13.02.p1403
Saed-Moucheshi, A., Sohrabi, F., Fasihfar, E., Baniasadi, F., Riasat, M., Mozafari, A.A., 2021. Superoxide dismutase (SOD) as a selection criterion for triticale grain yield under drought stress: a comprehensive study on genomics and expression profiling, bioinformatics, heritability, and phenotypic variability. BMC Plant Biology. 21, 1-19. https://doi.org/10.1186/s12870-021-02919-5
Saed Moucheshi, A., Heidari, B., Farshadfar, E., 2009. Evaluation of stress indices for drought tolerance screening of chickpea (Cicer arietinum L.). Journal of Crop Breeding. 1, 49-64. [In Persian]
Sánchez-Reinoso, A.D., Ligarreto-Moreno, G.A., Restrepo-Díaz, H., 2020. Evaluation of drought indices to identify tolerant genotypes in common bean bush (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Integrative Agriculture. 19, 99-107. https://doi.org/10.1016/S2095-119(9)62620-1
Sohrabi, F., Saed-Moucheshi, A., Saed-Moucheshi, Z., Pessarakli, M., 2024. Effects of abiotic stresses on the photosynthesis apparatus in plants. In: Pessarakli, M. (Ed.). Handbook of Photosynthesis. CRC Press. New York, USA. pp. 513-525. https://doi.org/10.1201/b22922
Woli, P., Smith, G.R., Long, C.R., Rouquette Jr, F.M., 2024. Estimating the yield loss of winter wheat from drought in the united states southern plains region as influenced by El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Agricultural Sciences. 15, 1018-1034. https://doi.org/10.4236/as.2024.159055
Zareei, E., Karami, F., Aryal, R., Saed-Moucheshi, A., 2022. Genotypic by phenotypic interaction affects the heritability and relationship among quantity and quality traits of strawberry (Fragaria× Ananassa). New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science. 23, 1-20. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.19205162