تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 744 |
تعداد مقالات | 7,079 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,192,489 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,873,241 |
بررسی تنوع ژنتیکی ژرمپلاسم گندم نان تحت شرایط تنش شوری | ||
تحقیقات غلات | ||
دوره 12، شماره 2، شهریور 1401، صفحه 207-223 اصل مقاله (305.42 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2023.23556.1753 | ||
نویسندگان | ||
یوسف ارشد1؛ مهدی زهراوی* 1؛ علی سلطانی2 | ||
1استادیار پژوهش، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
2محقق، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی یزد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: شوری خاک یه عنوان یکی از مهم ترین تنش های محیطی، تهدیدی جدی برای تولیدات کشاورزی است. در حال حاضر بیش از 20 درصد از اراضی کشاورزی که شامل 954 میلیون هکتار از سطح خشکی دنیا است، تحت تأثیر این پدیده میباشد. شوری بهطور روزانه در حال گسترش است و پیشبینی میشود که تا سال 2050 بیش از 50 درصد از اراضی قابل کشت دنیا شور شوند. کاهش عملکرد ناشی از تنش شوری در گندم قابل توجه و نگران کننده است، بهطوری که برای گندم دوروم، کاهش 50 درصدی عملکرد ناشی از شوری اراضی دیم، و برای گندم نان، کاهش 88 درصدی عملکرد تحت آبیاری با شوری بالا و کاهش 70 درصدی در خاکهای سدیمی گزارش شده است. سطح بالای نمک در خاک و آب آبیاری از عوامل نگران کننده برای کشاورزی است و بنابراین لازم است راهبردهای مؤثری برای بهبود عملکرد از طریق تحمل به تنش شوری توسعه یابد. بهدلیل اهمیت ذخایر ژنتیکی بهعنوان منابع تحمل به تنشهای زیستی و غیرزیستی از جمله شوری و وجود تنوع ژنتیکی قابل توجه در ژرمپلاسم گندم برای تحمل به تنش شوری، تحقیق حاضر اجرا شد که هدف از آن، بررسی تنوع نمونههای ژنتیکی کلکسیون گندم نان بانک ژن گیاهی ملی ایران از لحاظ تحمل به شوری، مقایسه آنها با ارقام شاهد متحمل و امکان شناسایی منابع متحمل جدید بود. مواد و روش ها: بهمنظور شناسایی منابع متحمل به تنش شوری در ذخایر ژنتیکی گندم، تعداد 512 نمونه ژنتیکی از کلکسیون گندم نان بانک ژن گیاهی ملی ایران بههمراه ارقام متحمل به شوری کویر، روشن و ماهوتی بهعنوان شاهد، در قالب دو طرح آگمنت مجزا تحت دو شرایط نرمال و تنش شوری مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش نرمال در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات یزد و آزمایش شوری در اراضی شور ایستگاه تحقیقات اردکان یزد انجام شد. صفات مورد مطالعه شامل طول سنبله، تراکم سنبله، وزن صد دانه، تعداد پنجه، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد گلچه در سنبلچه، تعداد دانه در سنبله، روز تا سنبلهدهی، روز تا رسیدگی کامل، طول دوره پرشدن دانه و وزن دانه پنج سنبله بودند که مطابق با توصیفنامه بینالمللی یادداشتبرداری شدند. برای انجام تجزیه و تحلیلهای آماری دادهها، ابتدا شاخصهای آماری توصیفی، محاسبه و سپس نمونههای ژنتیکی مورد مطالعه با استفاده از تجزیه خوشهای به روش K-means گروهبندی شدند. از تجزیه تابع تشخیص مبتنی بر مؤلفههای اصلی جهت بررسی تمایز بین گروههای حاصل از تجزیه خوشهای استفاده شد. تجزیههای آماری توسط نرمافزارهای SPSS و R انجام شد. یافته های تحقیق: نتایج این آزمایش نشان داد که صفات وزن دانه پنج سنبله (با حداقل 15/4 و حداکثر 26/12 گرم در شرایط نرمال و حداقل 19/2 و حداکثر 78/9 گرم در شرایط تنش) و تعداد پنجه (با حداقل 3 و حداکثر 8 عدد در شرایط نرمال و حداقل 3 و حداکثر 7 عدد در شرایط تنش) از بیشترین ضریب تغییرات و صفات روز تا سنبلهدهی (با حداقل 130 و حداکثر 163 روز در شرایط نرمال و حداقل 126 و حداکثر 168 روز در شرایط تنش) و روز تا رسیدگی کامل (با حداقل 173 و حداکثر 189 روز در شرایط نرمال و حداقل 168 و حداکثر 196 روز در شرایط تنش) از کمترین ضریب تغییرات تحت هر دو شرایط نرمال و تنش شوری برخوردار بودند. تعداد زیادی از نمونههای ژنتیکی برتر از لحاظ صفات مختلف نسبت به ارقام شاهد تحت هر دو شرایط نرمال و تنش شوری شناسایی شد. نتایج رگرسیون گام به گام حاکی از اهمیت سه صفت وزن صد دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد گلچه در سنبلچه در تغییرات صفت وزن دانه پنج سنبله بود. نتایج حاصل از تجزیهای خوشهای به روش K-means نمونههای ژنتیکی مورد بررسی را در پنج خوشه متمایز تفکیک کرد و ارقام شاهد نیز در گروههای مختلف قرار گرفتند، بهنحوی که ارقام روشن و ماهوتی بههمراه 70 نمونه ژنتیکی در خوشه اول و رقم کویر بههمراه 53 نمونه ژنتیکی در خوشه پنجم گروهبندی شدند. نتیجه گیری: نتایج این آزمایش نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی قابل توجه و ارزشمند برای صفات مرتبط با تحمل به تنش شوری در ژرمپلاسم گندم نان مورد مطالعه بود. تأثیر تنش شوری بر صفات مختلف نمونههای ژنتیکی مطالعه شده، متفاوت بود. از بین صفات مورد بررسی، وزن صد دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد گلچه در سنبلچه، اهمیت بیشتری داشتند و بنابراین میتوان از آنها در برنامههای بهنژادی استفاده کرد. تعداد زیادی از نمونههای ژنتیکی از لحاظ صفات مختلف نسبت به ارقام شاهد برتری داشتند. تجزیه خوشهای، ارقام شاهد را در خوشههای متمایز گروهبندی کرد که بیانگر جنبه متفاوت تحمل به تنش شوری در این ارقام میباشد. از نمونههای ژنتیکی برتر شناسایی شده در این تحقیق میتوان بهمنظور بهبود تحمل به تنش شوری در برنامههای بهنژادی گندم نان بهرهبرداری کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
بانک ژن؛ تجزیه خوشهای؛ تحمل به شوری؛ نمونه ژنتیکی؛ وزن دانه | ||
مراجع | ||
Afiuni, D. and Marjovvi, A. 2009. Assessment of different bread wheat cultivars responses to irrigation water salinity. Journal of Crops Improvement 11 (2): 1-10. (In Persian with English Abstract).##Amini, A., Amirnia, R. and Ghazvini, H. 2015. Evaluation of salinity tolerance in bread wheat genotypes under field conditions. Seed and Plant Journal 31 (1): 95-115. (In Persian with English Abstract).##Arshad, Y. Zahravi, M. and Soltani, A. 2020. Screening of bread wheat genotypes for identifying tolerance genetic resources to salinity. Journal of Plant Production 26 (4): 1-23. (In Persian with English Abstract).##Arshad, Y., Zahravi, M. and Soltani, A. 2013. Selection for tolerance to salt stress in wheat genetic resources. Journal of Crop Production Research 5 (1): 13-21. (In Persian with English Abstract).##Azadi, A., Pazoki, A., Hosseini Sianaki, H., Zandipour, M., Mirzaabdollah, N. and Abbaszadeh, E. 2013. Screening the salinity tolerance of the wheat cultivars at germination and seedling stages. Plant and Ecosystem 9 (1-34): 53-72. (In Persian with English Abstract).##Azizi, M. and Mosavat, S.A. 2009. Selection criteria of wheat genotypes under salt stress in Golestan province. Crop Production 1 (4): 19-33. (In Persian with English Abstract).##Ceccarelli, S. 1994. Specific adaptation and breeding for marginal conditions. Euphytica 77: 205-219.##Ceccarelli, S., Erskine, W., Hamblin, J. and Grando, S. 1994. Genotype by environment interaction and international breeding programmes. Experimental Agriculture 30: 177-187.##Dashti, H., Taj Abadi Pour, A., Shirani, H. and Naghavi, M.R. 2011. Evaluation of wheat germplasm in response to salinity stress. Iranian Journal of Field Crop Science 41 (4): 655-664. (In Persian with English Abstract).##Dowlat Abadi, Y. Najafi Zarini, H., Ranjbar, G. and Darzi Radmandi, H. 2019. Determining resistant wheat varieties to salinity stress with multivariate statistics methods. Plant Echophysiology 11 (37): 74-84. (In Persian with English Abstract).##Foolad, M.R. 2004. Recent advances in genetics of salt tolerance in tomato. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 76: 101-119.##Ghorbani, M.H., Zeinali, E., Solatini, A. and Galeshi, S. 2004. The effect of salinity on growth, yield and yield components in two wheat cultivars. Journal of Agriculture Science and Natural Resources 10 (4): 5-14. (In Persian with English Abstract).##Gomarian, M., Malbobi, M.A., Darvish, F. and Mohammadi, S. 2009. Investigating the reaction of bread wheat genotypes (Triticum aestivum L.) to salinity stress. Journal of Research in Agricultural Science 5 (1): 21-31. (In Persian with English Abstract).##Hafeez, M.B., Raza, A., Zahra, N., Shaukat, K., Akram, M.Z., Iqbal, S. and Basra, S.M.A. 2021. Gene regulation in halophytes in conferring salt tolerance. In: Hasanuzzaman, M. and Prasad, M.(Eds.). Handbook of bioremediation: Physiological, molecular and biotechnological interventions. Academic Press. pp: 341-370.##IBPGR. 1978. Descriptors for wheat and aegilops. International Board for Plant Genetic Resources. Rome, Italy.##Isla, R., Aragues, R. and Royo, A., 2003. Spatial variability of salt-affected soils in the middle Ebro valley (Spain) and implications in plant breeding for increased productivity. Euphytica 134: 325-334.##Jafari-Shabestari, J., Corke, H. and Qualset, C.O. 1995. Field evaluation of tolerance to salinity stress in Iranian hexaploid wheat landrace accessions. Genetic Resources and Crop Evolution 42 (2): 47-156.##James, R.A., Blake, C., Zwart, A.B., Hare, R.A., Rathjen, A.J. and Munns, R. 2012. Impact of ancestral wheat sodium exclusion genes Nax1 and Nax2 on grain yield of durum wheat on saline soils. Functional Plant Biology 39: 609-618.##Jamil, A., Riaz, S., Ashraf, M. and Foolad, M.R. 2011. Gene expression profiling of plants under salt stress. Critical Reviews in Plant Sciences 30 (5): 435-458.##Jombart, T., Devillard, S. and Balloux, F. 2010. Discriminant analysis of principal components: A new method for the analysis of genetically structured populations. BMC Genetics 11 (1): 1-15.##Mahlouji, M. and Akbari, M. 2001. Effect of water salinity in sprinkler irrigation on yield of different wheat cultivars. Seed and Plant Journal 17 (2): 172-182. (In Persian with English Abstract).##Mujeeb-Kazi, A., Munns, R., Rasheed, A., Ogbonnaya, F.C., Ali, N., Hollington, P., Dundas, I., Saeed, N., Wang, R., Rengasamy, P., Saddiq, M.S., De León, J.L.D., Ashraf, M. and Rajaram, S. 2019. Breeding strategies for structuring salinity tolerance in wheat. Advances in Agronomy 155: 121-187.##Munns, R., Schachtman, D.P. and Condon, A.G. 1995. The significance of a two-phase growth response to salinity in wheat and barley. Functional Plant Biology 22 (4): 561-569.##Munns, R. and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology 59: 651-681.##Poustini, K. 2002. An evaluation of 30 wheat cultivars regarding the response to salinity stress. Iranian Journal of Agriculture Science 33 (1): 57-64. (In Persian with English Abstract).##Rajabi, R., Poustini, K., Jahanipour, P. and Ahmadi, A. 2005. Effects of salinity on yield and some of physiological characteristics in 30 wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Agriculture Science 11 (2): 153-163. (In Persian with English Abstract).##Ranjbar, G.H., Pirasteh Anosheh, H., Emam, Y. and Hosseinzadeh, S.H. 2013. Effect of salinity on different growth stages of wheat, cv. Roshan. Crop Production in Environmental Stress 5 (1): 23-31. (In Persian with English Abstract).##Rengasamy, P. 2010. Soil processes affecting crop production in salt-affected soils. Functional Plant Biology 37: 613-620.##Saadatian, B., Soleimani, F. and Ahmadvand, G. 2012. Evaluation of salinity tolerance of some wheat cultivars. Seed Research 2 (4): 1-12. (In Persian with English Abstract).##Saddiq, M.S., Iqbal, S., Hafeez, M.B., Ibrahim, A.M.H., Raza, A., Fatima, E.M., Baloch, H., Jahanzaib, Woodrow, P. and Ciarmiello, L.F. 2021. Effect of salinity stress on physiological changes in winter and spring wheat. Agronomy 11 (6): 1193.##Sardouie-Nasab, S., Mohammadi Nejad, G., Zebarjadi, A.R., Nakhoda, B. Mardi, M., Tabatabaie, S.M.T., Sharifi, G.R., Amini, A. and Majidi Heravan, E. 2013. Response of bread wheat (Triticum aestivum L.) lines to salinty stress. Seed and Plant Journal 29 (1): 81-102. (In Persian with English Abstract).##Shahid, S.A., Zaman, M. and Heng, L. 2018. Soil salinity: Historical perspectives and a world overview of the problem. In: Zaman, M., Shhid, S.A. and Heng, L. (Eds.). Guideline for salinity assessment, mitigation and adaptation using nuclear and related techniques. Springer, Switzerland. pp: 43-53.##Woodrow, P., Ciarmiello, L.F., Annunziata, M.G., Pacifico, S., Iannuzzi, F., Mirto, A., D'Amelia, L., Dell’Aversana, E., Piccolella, S. and Fuggi, A. 2017. Durum wheat seedling responses to simultaneous high light and salinity involve a fine reconfiguration of amino acids and carbohydrate metabolism. Physiologia Plantarum 159 (3): 290-312.##Yadlarlou, L. and Majidi Heravan, E. 2008. Evaluation of salinity stress on morpho-physiological traits of four saline tolerant wheat cultivars. Iranian Journal of Field Crops Research 6 (1): 205-215. (In Persian with English Abstract).##Yamaguchi, T. and Blumwald, E. 2005. Developing salt tolerant crop plants: Challenges and opportunities. Trends in Plant Science 10: 615-620.## | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 444 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 218 |