| تعداد نشریات | 32 |
| تعداد شمارهها | 852 |
| تعداد مقالات | 8,256 |
| تعداد مشاهده مقاله | 52,579,050 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 9,089,782 |
ارزیابی شاخصهای تحمل به خشکی بر اساس عملکرد دانه و زیستتوده ریشه در ژنوتیپهای برنج | ||
| تحقیقات غلات | ||
| دوره 15، شماره 3 - شماره پیاپی 56، مهر 1404، صفحه 233-250 اصل مقاله (447.74 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2025.30976.1868 | ||
| نویسندگان | ||
| مهدی محسنی1؛ نادعلی بابائیان جلودار* 2؛ علیرضا ترنگ3؛ نادعلی باقری4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 2استاد، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| 3دانشیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات برنج کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران | ||
| 4دانشیار، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: کمبود نزولات جوی و کاهش منابع آبی در سالهای اخیر بهعنوان مانع جدی برای تولید برنج مطرح است. تنش خشکی از رایجترین تنشهای غیرزیستی است که بخش زیادی از مناطق تحت کشت برنج را تهدید میکند. عملکرد برنج در مزارع ممکن است در هر مرحله رشدی توسط خشکی کاهش یابد. برنج بیشتر در مرحله زایشی تحت تأثیر خشکی قرار میگیرد. بنابراین شناسایی ژنوتیپهای متحمل به تنش یکی از راهکارهای غلبه بر این شرایط است. برای ارزیابی میزان تحمل و حساسیت گیاهان به تنش و شناسایی پایداری آنها، شاخصهای مختلفی پیشنهاد شده است. در این مطالعه، تعدادی از ژنوتیپهای برنج تحت دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی مورد ارزیابی قرار گرفتند که هدف از آن شناسایی ژنوتیپهای متحمل به خشکی بر اساس عملکرد دانه و زیستتوده ریشه با استفاده از شاخصهای حساسیت و تحمل به تنش بود. مواد و روشها: مواد گیاهی این پژوهش، تعداد 36 ژنوتیپ مختلف برنج بود که در دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مؤسسه تحقیقات برنج کشور در سال 1402 مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش در لولههای PVC (کنترلشده) با قطر 20 سانتیمتر و طول 100 سانتیمتر زیر پوشش بارانگیر انجام شد و لولهها با مقدار و تراکم یکسان خاک (مخلوط یکسوم شن و دوسوم خاک مزرعه) پر شدند. اطراف بارانگیر کاملاً باز بود و دما و رطوبت نسبی با محیط بیرون تفاوت معنیداری نداشت. میزان کود شیمیایی بر حسب آزمون خاک محاسبه و با خاک کاملاً مخلوط شد. پس از تعیین ظرفیت مزرعه 91% برای لولههای تیمار خشکی، گیاهچههای 4-3 برگی هر رقم بهصورت تکنشا کاشته شدند. گیاهان در مرحله حداکثر پنجهزنی و شروع آغازش خوشه در معرض تنش رطوبتی قرار گرفتند و تنها در شرایط بدون تنش، آبیاری بهطور کامل تا زمان رسیدگی انجام شد. پس از رسیدن رطوبت خاک به سطح 20 درصد، صفات عملکرد دانه و زیستتوده ریشه اندازهگیری و شاخصهای تحمل و حساسیت به تنش محاسبه شد. برای محاسبه ضرایب همبستگی پیرسون از نرمافزارSPSS و برای انجام تجزیه خوشهای و رسم نمودار بایپلات شاخصها بر اساس عملکرد دانه از نرمافزارهای NTSYS 2.02 و XLSTAT 2019.2.2 استفاده شد. یافتههای تحقیق: نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین میانگین عملکرد دانه در شرایط بدون تنش بهترتیب به رقمهای گوهر و IR58 و در شرایط تنش خشکی به رقمهای محمدی چپرسر و حسنی تعلق داشت. کمترین کاهش عملکرد دانه در محیط تنش (49.57 درصد) مربوط به رقم محمدی چپرسر و بیشترین درصد افزایش زیستتوده ریشه (63.45 درصد) مربوط به رقم حسنی بود. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که عملکرد دانه در شرایط بدون تنش بهترتیب با شاخصهای بهرهوری متوسط (MP)، میانگین هندسی بهرهوری (GMP)، میانگین هارمونیک (HM)، شاخص تحمل (TOL) و شاخص تحمل به تنش (STI) دارای همبستگی مثبت و معنیدار بود و بیشترین همبستگی با شاخص بهرهوری متوسط (r = 0.906) مشاهده شد. در شرایط تنش نیز شاخصهای MP، GMP، HM، STI، شاخص عملکرد (YI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI) و شاخص خشکی نسبی (RDI) همبستگی بالایی با عملکرد دانه نشان دادند و بالاترین آن مربوط به شاخص عملکرد (r = 1.00) بود. زیستتوده ریشه نیز در شرایط بدون تنش بهترتیب با شاخصهایMP، GMP، HM، YI، STI، SSI، TOL و میانگین زیستتوده ریشه در شرایط تنش (Ys) همبستگی مثبت و معنیدار داشت و بیشترین همبستگی را با شاخص بهرهوری متوسط (r = 0.903) دارا بود. در شرایط تنش نیز شاخصهای MP، GMP، HM، YI، YSI، RDI و STI همبستگی بالایی با زیستتوده ریشه نشان دادند و بالاترین آن مربوط به شاخص عملکرد (r = 1.00) بود. تجزیه خوشهای ژنوتیپهای برنج بر اساس شاخصهای تحمل به خشکی حاصل از عملکرد دانه، ژنوتیپها را به چهار گروه تفکیک کرد که ژنوتیپهای گروه دوم (گروه A) شامل محمدی چپرسر، غریب سیاه ریحانی، هاشمی، دولار، کیان و آنام همراه با 10 ژنوتیپ از گروه اول شامل علی کاظمی، نعمت، ساحل، دانیال، گیلانه، دمزرد، درفک، گوهر، ندا و توکا جزء ژنوتیپهای متحمل به تنش خشکی بودند. از طریق روش بایپلات برای عملکرد دانه نیز دوازده ژنوتیپ متحمل به خشکی بر اساس شاخصهای Yn، STI، HM، GMP و MP شناسایی شدند. نتیجهگیری: با بررسی شاخصهای تحمل و حساسیت به تنش و ضرایب همبستگی بین شاخصها با عملکرد دانه و زیستتوده ریشه در شرایط تنش و بدون تنش، شاخصهای MP، GMP، HM، STI و RDI بهعنوان شاخصهای برتر انتخاب شدند. بر اساس نتایج حاصل از روشهای تجزیه خوشهای، بایپلات و ضرایب همبستگی شاخصهای تنش، ژنوتیپهای دانیال، گوهر، نعمت، گیلانه، درفک، دولار، دمزرد، سالاری، توکا و محمدی چپرسر بهعنوان ژنوتیپهای با عملکرد دانه و زیستتوده ریشه بالا و متحمل به خشکی و ژنوتیپهای اهلمی طارم، بینام، سنگ جو، حسنسرایی آتشگاه، کادوس، رش، IR28، IR50 و IR64 بهعنوان ژنوتیپهای با عملکرد و زیستتوده ریشه پایین و حساس به تنش خشکی شناسایی شدند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| بای پلات؛ تجزیه به مؤلفههای اصلی؛ تجزیه خوشهای؛ شاخص خشکی نسبی؛ شاخص عملکرد | ||
| مراجع | ||
|
Afshari, R., Sabouri, A., Esfahani, M., & Kafi Ghasemi, A. (2018). Investigation of morphological, yield and yield components of aerobic and lowland rice genotypes (Oryza sativa L.) under normal and drought stress conditions. Journal of Crop Breeding 10(25), 118-128. doi: 10.29252/jcb.10.25.118.##Bakhshipour, S., Cambozia, J., Khoshbakht, K., Mahdavi Damghani, A. A., & Hosseini Chaleshtori, M. (2018). Comparative assessment of tolerance and sensitivity indices of Iranian native and improved rice genotypes under normal and drought conditions. Environmental Stresses in Crop Sciences, 11(3), 491-502. [In Persian]. doi: 10.22077/escs.2018.763.1147.##Bouslama, M., & Schapaugh Jr, W. T. (1984). Stress tolerance in soybeans. I. Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science, 24(5), 933-937. doi: 10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x.##Catolos, M., Sandhu, N., Dixit, S., Shamsudin, N. A., Naredo, M. E., McNally, K. L., Henry, A., Diaz, M. G., & Kumar, A. (2017). Genetic loci governing grain yield and root development under variable rice cultivation conditions. Frontiers in Plant Science, 8, 1763. doi: 10.3389/fpls.2017.01763.##Comas, L. H., Becker, S. R., Cruz, V. M. V., Byrne, P. F., & Dierig, D. A. (2013). Root traits contributing to plant productivity under drought. Frontiers in Plant Science, 4, 442. doi: 10.3389/fpls.2013.00442.##Fallah-Shamsi, S. A., Pirdashti, H., Ebadi, A., Esfahani, M., & Raeini, M. (2017). Screening of rice (Oryza sativa L.) genotypes for drought tolerance using tolerance indices and multivariate analysis. Iranian Journal of Crop Sciences, 18(4), 347-363. [In Persian]. doi: 20.1001.1.15625540.1395.18.4.6.1.##Fernandez, G. C. (1992). Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. International Symposium on Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress. August 13-18, 1992, Taiwan. pp. 257-270. doi: 10.22001/wvc.72511.##Fischer, R. A., & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research, 29(5), 897-912. doi: 10.1071/AR9780897.##Fischer, R. A., & Wood, J. T. (1979). Drought resistance in spring wheat cultivars. III. Yield associations with morpho-physiological traits. Australian Journal of Agricultural Research, 30(6), 1001-1020. doi: 10.1071/AR9791001.##Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campanile, R. 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(4), 523-531. doi: 10.4141/P96-130.##Gilaky, J., Navabpour, S., & Mazandarani, A. (2024). Evaluation of some rice genotypes under drought stress conditions based on stress tolerance indices. Cereal Research, 13(4), 301-314. [In Persian]. doi: 10.22124/cr.2024.26168.1800.##Gobu, R., Dash, G. K., Lal, J. P., Swain, P., Mahender, A., Anandan, A., & Ali, J. (2022). Unlocking the nexus between leaf-level water use efficiency and root traits together with gas exchange measurements in rice (Oryza sativa L.). Plants, 11(9), 1270. doi: 10.3390/plants11091270.##Hsiao, T. C., & Xu, L. K. (2000). Sensitivity of growth of roots versus leaves to water stress: biophysical analysis and relation to water transport. Journal of Experimental Botany, 51(350), 1595-1616. doi: 10.1093/jexbot/51.350.1595.##SES. (2014). Standard evaluation system for rice (SES). International Rice Research Institute, Loss Banos, Leguna, Philippines.##Jabari, H., Abbas Akbari, G., Daneshian, J., Allahdadi, I., & Shahbazian, N. (2007). Effect of water deficit stress on agronomic characteristics of Sunflower hybrids. Iranian Journal of Agriculture Science, 9(1), 13-22. [In Persian].##Kandel, B. P., Joshi, L. P., Sharma, S., Adhikari, P., Koirala, B., & Shrestha, K. (2022). Drought tolerance screening of rice genotypes in mid-hills of Nepal using various drought indices. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B: Soil & Plant Science, 72(1), 744-750. doi: 10.1080/09064710.2022.2072382.##Karamniya, S., Esfahani, M., Allahgholipour, M., Tarang, A., & Shahdi Kumleh, A. (2023). Evaluation of tolerance to drought stress in rice genotypes (Oryza sativa L.) from central and west Asian countries. Journal of Crop Production & Processing, 13(1), 49-66. [In Persian]. doi: 10.47176/jcpp.13.1.20093.##Kawata, S. I., & Soejima, M. (1974). On superficial root formation in rice plants. Japanese Journal of Crop Science, 43(3), 354-374. doi: 10.1626/jcs.43.354.##Khourshidi Benam, M. B., Abdi, M., Iranipour, Sh., & Akbari, R. (2008). Effect of end season water stress on yield of nine rice cultivars and promising lines based on drought evaluation indices. Agroecology Journal (Journal of New Agricultural Science), 4(11), 17-29. [In Persian].##Kohansal Vajargah, F., Amiri, E., Paknejad, F., Vazan, S., Kohansal Vajargah, S., & Motamedi, M. (2011). Determination of the suitable drough resistance indices in rice varieties. Journal of Crop Production Research (Environmental Stresses in Plant Sciences), 2(4), 299-313. [In Persian].##Kumar, A., Sengar, R. S., Pathak, R. K., & Singh, A. K. (2022). Integrated approaches to develop drought-tolerant rice: Demand of era for global food security. Journal of Plant Growth Regulation, 42(1), 96-120. doi: 10.1007/s00344-021-10561-6.##Lobet, G., Draye, X. & Périlleux, C. (2013). An online database for plant image analysis software tools. Plant Methods, 9(1), 1-8. doi: 10.1186/1746-4811-9-38.##Manikanta, C. L., Beena, R., Stephen, R., Manju, R. V., Viji, M. M., & Alex, S. (2020). Physio- morphological plasticity of rice (Oryza sativa L.) genotypes exposed to water-stress. Journal of Tropical Agriculture, 58(1), 139-145.##Moghaddam, A., & Hadizadeh, M. H. (2002). Response of corn (Zea mays L.) hybrids and their parental lines to drought using different stress tolerance indices. Seed & Plant Journal, 18(3), 255-272. [In Persian]. doi: 10.22092/SPIJ.2017.110741.##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(3), 388-393. doi: 10.15835/nsb539049.##Rahimi, M., Dehghani, H., Rabiei, B., & Tarang, A. (2012). Multi-trait mapping of QTLs for drough tolerance indices in rice. Cereal Research, 2(2), 107-121. [In Persian].##Rejeth, R., Manikanta, C. L., Beena, R., Stephen, R., Manju, R. V., & Viji, M. M. (2020). Water stress mediated root trait dynamics and identification of microsatellite markers associated with root traits in rice (Oryza sativa L.). Physiology & Molecular Biology of Plants, 26(6), 1225-1236. doi: 10.1007/s12298-020-00809-y.##Rosielle, A. A., & Hamblin, J. (1981). Theoretical aspects of selection for yield in stress and non‐stress environments. Crop Science, 21(6), 943-946. doi: 10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x.##Safaei Chaeikar, S., Rabiei, B., & Rahimi, M. (2018). Evaluation of drought tolerance indices in rice genotypes (Oryza sativa L.). Journal of Crop Breeding, 10(25), 7-18. [In Persian]. doi: 10.29252/jcb.10.25.7.##Safaei Chaeikar, S., Rabiei, B., Samizadeh, H., & Esfahani, M. (2008). Evaluation of tolerance to terminal drought stress in rice (Oryza sativa L.) genotypes. Iranian Journal of Crop Sciences, 9(4), 315-331. [In Persian].##Sahebi, M., Hanafi, M. M., Rafii, M. Y., Mahmud, T. M. M., Azizi, P., Osman, M., Abiri, R., Taheri, S., Kalhori, N., Shabanimofrad, M., Miah, G., & Atabaki, N. (2018). Improvement of drought tolerance in rice (Oryza sativa L.): genetics, genomic tools, and the WRKY gene family. BioMed Research International, 2018(1), 3158474. doi: 10.1155/2018/3158474.##Samson, B. K., Hasan, M., & Wade, L. J. (2002). Penetration of hardpans by rice lines in the rainfed lowlands. Field Crops Research, 76(2-3), 175-188. doi: 10.1016/S0378-4290(02)00038-2.##Schneider, K. A., Rosales‐Serna, R., Ibarra‐Perez, F., Cazares‐Enriquez, B., Acosta‐Gallegos, J. A., Ramirez‐Vallejo, P., Wassimi, N., & Kelly, J. D. (1997). Improving common bean performance under drought stress. Crop Science, 37(1), 43-50. doi: 10.2135/cropsci1997.0011183X003700010007x.##Sharifi, P., Ebadi, A. A., & Aminpanah, H. (2018). Evaluation of some agronomic traits and their association with grain yield in mutant rice lines under normal and post-anthesis drought stress conditions. Journal of Crop Breeding, 10(27), 180-195. [In Persian]. doi: 10.29252/jcb.10.27.180.##Soltani, A., Khooie, F. R., Ghassemi-Golezani, K., & Moghaddam, M. (2000). Thresholds for chickpea leaf expansion and transpiration response to soil water deficit. Field Crops Research, 68(3), 205-210. doi: 10.1016/S0378-4290(00)00122-2.##Tavakoli, A. R. (2004). The effect of different doses of supplemental irrigation and nitrogen fertilizer on wheat yield components and sabalan. Seed Magazine, 19(3), 367-380. [In Persian].##Uga, Y., Kitomi, Y., Ishikawa, S., & Yano, M. (2015). Genetic improvement for root growth angle to enhance crop production. Breeding Science, 65(2), 111-119. doi: 10.1270/jsbbs.65.111.##Verma, H., Borah, J. L., & Sarma, R. N. (2019). Variability assessment for root and drought tolerance traits and genetic diversity analysis of rice germplasm using SSR markers. Scientific Reports, 9(1), 16513. doi: 10.1038/s41598-019-52884-1.##Vikram, P., Swamy, B. M., Dixit, S., Singh, R., Singh, B. P., Miro, B., Kohli, A., Henry, A., Singh, N. K., & Kumar, A. (2015). Drought susceptibility of modern rice varieties: An effect of linkage of drought tolerance with undesirable traits. Scientific Reports, 5(1), 14799. doi: 10.1038/srep14799.##Wu, L., McGechan, M. B., Watson, C. A., & Baddeley, J. A. (2005). Developing existing plant root system architecture models to meet future agricultural challenges. Advances in Agronomy, 85(181219), 181-219. doi: 10.1016/S0065-2113(04)85004-1.## | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 339 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 71 |
||