تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 743 |
تعداد مقالات | 7,071 |
تعداد مشاهده مقاله | 10,143,049 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,855,839 |
گزینش ژنوتیپ های گندم دوروم متحمل به شوری در مرحله جوانهزنی با استفاده از شاخصهای گزینش چند صفتی MGIDI و IGSI | ||
تحقیقات غلات | ||
دوره 12، شماره 3، آذر 1401، صفحه 263-279 اصل مقاله (428.22 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2023.24343.1762 | ||
نویسندگان | ||
فاطمه صابر1؛ رسول اصغری زکریا* 2؛ ناصر زارع3؛ سلیم فرزانه4 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
2استاد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
3استاد گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
4دانشیار گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: گندم دوروم (Triticum turgidum L. var. durum) یا گندم سخت، دومین گونه زراعی مهم گندم است. از آنجایی که گندم دوروم عمدتاً در شرایط دیم در ناحیه مدیترانه کشت میشود، عملکرد آن شدیداً تحت تأثیر تنشهای غیرزیستی بهویژه خشکی و شوری قرار میگیرد. تنش شوری باعث ایجاد تنش اسمزی میشود و تعادل یونی سلول و فرآیندهای فیزیولوژیک گیاه مانند جوانهزنی بذر و رشد گیاهچه را مختل میکند. این مطالعه بهمنظور شناسایی ژنوتیپهای متحمل به شوری گندم دوروم در مرحله جوانهزنی با استفاده از شاخصهای گزینش چند صفتی مانند شاخص فاصله ژنوتیپ- ایدیوتیپ چند صفتی (MGIDI) و شاخص گزینش ژنوتیپ ایدهآل (IGSI) انجام شد. مواد و روشها: مواد گیاهی این تحقیق، 50 ژنوتیپ مختلف گندم دوروم بود که از نظر تحمل به شوری در مرحله جوانهزنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. برای ایجاد تنش شوری نیز از نمک کلرید سدیم در سه سطح شامل غلظتهای صفر (شاهد)، 150 میلیمولار (تقریباً معادل 15 دسیزیمنس بر متر) و 300 میلیمولار (تقریباً معادل 30 دسیزیمنس بر متر) استفاده شد. بهمنظور ارزیابی تحمل به شوری ژنوتیپها، ابتدا شاخصهای کمی تحمل به تنش بر اساس وزن خشک ریشهچه و ساقهچه در شرایط بدون تنش (Yp) و در میانگین سطوح شوری (Ys) برای هر ژنوتیپ محاسبه شد. سپس شاخص MGIDI با توجه نتایج تحلیل عاملی و بر مبنای نمرات عاملی دو عامل اول (با مقادیر ویژه بیشتر از یک) محاسبه شد. شاخص IGSI نیز با در نظر گرفتن تمامی شاخصهای تحمل به تنش برای هر یک از ژنوتیپهای مورد مطالعه محاسبه شد. یافته های تحقیق: نتایج تحلیل عاملی بر اساس تجزیه به مؤلفه های اصلی نشان داد که دو عامل اول با مقادیر ویژه بیشتر از یک 6/99 درصد از واریانس کل را تبیین کردند. محاسبه شاخص MGIDI برای هر یک از ژنوتیپهای مورد مطالعه بر اساس نمرات عاملی نشان داد که در میانگین شرایط تنش شوری، ژنوتیپهای 6، 23، 5، 30، 34، 29، 31، 2، 10، 39، 13، 9، 47، 12، 52، 48 و 1 با داشتن مقادیر کمتر شاخص MGIDI (بین 90/0 تا 50/2) و مقادیر بالاتر شاخص IGSI (بین 65/0تا 80/0) بهترین ژنوتیپها از نظر تحمل به شوری بودند. در مقابل، ژنوتیپهای 46، 43، 19، 26، 4، 15، 42، 38، 11 و 37 که دارای مقادیر IGSI پایینتر و MGIDI بالاتر بودند و بهعنوان ژنوتیپهای ضعیف و حساس به شوری در نظر گرفته شدند. ضریب تبیین (R2) بین این دو شاخص برای همه ژنوتیپها 92 درصد بود که نشاندهنده همبستگی بالای بین این دو شاخص و انتخاب ژنوتیپهای یکسان بود. نتیجهگیری: نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی در بین ژنوتیپهای گندم دوروم مورد مطالعه از نظر تحمل به شوری در مرحله جوانهزنی وجود داشت که میتوان از آن در برنامههای اصلاحی این گیاه زراعی ارزشمند استفاده کرد. همچنین شاخصهای IGSI و MGIDI در شناسایی ژنوتیپهای برتر بر اساس تمامی شاخصهای تحمل به تنش مؤثر بودند. بنابراین، از این شاخصها میتوان برای گزینش ژنوتیپهای متحمل به شوری بر اساس صفات مختلف در برنامههای اصلاحی استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
تحلیل عاملی؛ تنش شوری؛ ریشه چه؛ ساقه چه؛ شاخصهای تحمل به تنش | ||
مراجع | ||
Abdollahi Hesar, A., Sofalian, O., Alizadeh, B., Asghari, A. and Zali, H. 2021. Investigation of frost stress tolerance in some promising rapeseed genotypes. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 31(2), pp. 270-288. [In Persian]. https://doi.org/10.22034/saps.2021.13109.##Amiri, R., Pezeshkpour, P. and Karami, I. 2021. Identification of lentil desirable genotypes using multivariate statistical methods and selection index of ideal genotype under rainfed conditions. Journal of Crop Breeding, 13(39), pp. 140-151. [In Persian]. https://doi.org/10.52547/jcb.13.39.140.##Arif, Y., Singh, P., Siddiqui, H., Bajguz, A. and Hayat, S. 2020. Salinity induced physiological and biochemical changes in plants: An omic approach towards salt stress tolerance. Plant Physiology and Biochemistry, 156, pp. 64-77. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2020.08.042.##Ashraf, M. and Akram, N.A. 2009. Improving salinity tolerance of plants through conventional breeding and genetic engineering: an analytical comparison. Biotechnology Advances, 27(6), pp. 744-752. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2009.05.026.##Bouslama, M. and Schapaugh, W.T. 1984. Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science, 24, pp. 933-937. https://doi.org/10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x.##Davenport, R., James, R.A., Zakrisson-Plogander, A., Tester, M. and Munns, R. 2005. Control of sodium transport in durum wheat. Plant Physiology, 137(3), pp. 807-818. https://doi.org/10.1104/pp.104.057307.##El-Hassouni, K., Belkadi, B., Filali-Maltouf, A., Tidiane-Sall, A., Al-Abdallat, A., Nachit, M., Bassi, F.M. 2019. Loci controlling adaptation to heat stress occurring at the reproductive stage in durum wheat. Agronomy, 9(8), pp. 414. https://doi.org/10.3390/agronomy9080414.##EL-Sabagh, A., Hossain, A., Barutçular, C., Islam, M.S., Ratnasekera, D., Kumar, N., Meena, R.S., Gharib, H.S., Saneoka, H. and Teixeira da Silva, J.A. 2019. Drought and salinity stress management for higher and sustainable canola (Brassica napus L.) production: A critical review. Australian Journal of Crop Science, 13(01), pp. 88-97. https://doi.org/10.21475/ajcs.19.13.01.p1284.##EL-Sabagh, A., Islam, M.S., Skalicky, M., Ali Raza, M., Singh, K., Anwar Hossain, M., Hossain, A. Mahboob, W., Iqbal, M.A., Ratnasekera, D., Singhal, A.K., Ahmed, S., Kumari, A., Wasaya, A., Sytar, O., Brestic, M., ÇIG, F., Erman, M., Habib-Ur-Rahman, M., Ullah, N. and Arshad, A. 2021. Salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.) in the changing climate: Adaptation and management strategies. Frontiers in Agronomy, 3, 661932. https://doi.org/10.3389/fagro.2021.661932.##El-Hendawy, S.E., Al-Suhaibani, N., Hassan, W.M., Dewir, Y.H., Elsayed, S., Al-Ashkar, I., Abdella, K.A. and Schmidhalter, U. 2019. Evaluation of wavelengths and spectral reflectance indices for high-throughput assessment of growth, water relations and ion contents of wheat irrigated with saline water. Agricultural Water Management, 212, 358-377. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2018.09.009.##Fernandez, G.C.J. 1992. Effective selection criteria for assessing stress tolerance. In: Kuo, C.G. (Ed.). Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress. AVRDC Publication, Tainan, Taiwan. pp. 257-270.##Fischer, R. and Maurer, R. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research, 29, pp. 897-912. https://doi.org/10.1071/AR9780897.##Foti, C., Khah, E.M. and Pavli, O.I. 2019. Germination profiling of lentil genotypes subjected to salinity stress. Plant Biology, 21(3), pp. 480-486. https://doi.org/10.1111/plb.12714.##Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campaline, R.G., Ricciardi, G.L. and Borghi, B. 1997. Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Journal of Plant Science, 77, pp. 523-531. https://doi.org/10.4141/P96-130.##Ghassemi-Golezani, K. and Dalil, B. 2011. Seed ageing and field performance of maize under water stress. African Journal of Biotechnology, 10(80), pp. 18377-18380. https://doi.org/10.5897/AJB11.2154.##Hossain, A.B.S., Sears, A.G., Cox T.S. and Paulsen, G.M. 1990. Desiccation tolerance and its relationship to assimilate partitioning in winter wheat. Crop Science, 30, pp. 622-627. https://doi.org/10.2135/cropsci1990.0011183X003000030030x.##Hu, Y. and Schmidhalter, U. 2005. Drought and salinity: A comparison of their effects on mineral nutrition of plants. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 168(4), pp. 541-549. https://doi.org/10.1002/jpln.200420516.##International Grains Council. 2021. IGC, International Grains Council. Accessed on 15 January 2023. Available online: https://www.igc.int/en/default.aspx.##James, R.A., von Caemmerer, S., Condon, A.T., Zwart, A.B. and Munns, R. 2008. Genetic variation in tolerance to the osmotic stress component of salinity stress in durum wheat. Functional Plant Biology, 35(2), pp. 111-123. https://doi.org/10.1071/FP07234.##Kaiser, H.F. 1958. The varimax criterion for analytic rotation in factor analysis. Psychometrika, 23, pp. 187-200. https://doi.org/10.1007/BF02289233.##Mbinda, W. and Kimtai, M. 2019. Evaluation of morphological and biochemical characteristics of sorghum [Sorghum bicolor [L.] Moench] varieties in response salinity stress. Annual Research and Review in Biology, 33(1), pp. 1-9. https://doi.org/10.9734/arrb/2019/v33i130110.##Mohammadi, R. 2016. Efficiency of yield-based drought tolerance indices to identify tolerant genotypes in durum wheat. Euphytica, 211, pp. 71-89. https://doi.org/10.1007/s10681-016-1727-x.##Munns, R. and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59, pp. 651-681. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911.##Noreen, S., Ahmad, S., Fatima, Z., Zakir, I., Iqbal, P., Nahar, K. and Hasanuzzaman, M. 2020. Abiotic Stresses Mediated Changes in Morphophysiology of Cotton Plant. In: Ahmad, S. and Hassanuzzaman, M. (Eds.). Cotton Production and Uses. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-15-1472-2_18.##Olivoto, T. and Nardino, Am., 2020. MGIDI: Toward an effective multivariate selection in biological experiments. Bioinformatics, 10, pp. 981-1093. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btaa981.##Olivoto, T., Diel, M.I., Schmidt D. and Lúcio, A.D.C. 2021. Multivariate analysis of strawberry experiments: Where are we now and where can we go? BioRxiv, 2020, 12(30) pp. 1-10. https://doi.org/10.1101/2020.12.30.424876.##Pour-Aboughadareh, A., Sanjani, S. and Nikkhah-Chamanabad, H. 2021. Identification of salt-tolerant barley genotypes using multiple-traits index and yield performance at the early growth and maturity stages. Bulletin of the National Research Centre, 45, pp. 117-128. https://doi.org/10.1186/s42269-021-00576-0.##Rajabi Dehnavi, A., Zahedi, M., Ludwiczak, A., Cardenas Perez, S. and Piernik, A. 2020. Effect of salinity on seed germination and seedling development of sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) genotypes. Agronomy, 10(6), pp. 859. https://doi.org/10.3390/agronomy10060859.##Ramzi, E., Asghari, A., Khomari, S. and Mohammaddoust-e-Chamanabad H.R. 2018. Investigation of durum wheat (Triticum turgidum L. subsp. durum Desf) lines for tolerance to aluminum stress condition. Journal of Crop Breeding, 10(25), pp. 63-72. [In Persian]. https://doi.org/10.29252/jcb.10.25.63.##Rengasamy, P. 2006. Soil Salinity and Sodicity. In: Stevens, D., Kelly, J., McLaughlin, M. and Unkovich, M. (Eds). Growing Crops with Reclaimed Waste Water. CSIRO Publishing. pp. 125-138.##Rosielle, A.A. and Hamblin, J. 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and nonstress environments. Crop Science, 21(6), pp. 943-946. https://doi.org/10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x.##Saddiq, M.S., Afzal, I., Iqbal, S., Hafeez, M.B. and Raza, A. 2021. Low leaf sodium content improves the grain yield and physiological performance of wheat genotypes in saline-sodic soil. Pesquisa Agropecuária Tropical, 51, pp. https://doi.org/10.1590/1983-40632021v5167663.##Solat Petloo, N., Asghari Zakaria, R., Ebadi, A. and Sharifi Ziveh, P. 2022. Selection of cow cockle (Vaccaria hispanica) ecotypes based on agronomic traits under different irrigation regimes. Journal of Crop Breeding, 14(43), pp. 135-144. [In Persian]. https://doi.org/10.52547/jcb.14.43.135.##Solat Petloo, N., Asghari Zakaria, R., Ebadi, A. and Sharifi Ziveh, P. 2023. Evaluation of yield and drought tolerance indices of cow cockle (Vaccaria hispanica (Mill.) Rauschert) ecotypes. Environmental Stresses in Crop Sciences, 16(2), pp. 517-530. [In Persian]. https://doi.org/10.22077/escs.2023.4779.2069.##Subira, J., Peña, R.J., Álvaro, F., Ammar, K., Ramdani, A. and Royo, C. 2014. Breeding progress in the pasta-making quality of durum wheat cultivars released in Italy and Spain during the 20th Century. Crop Pasture Science, 65, pp. 16-26. https://doi.org/10.1071/CP13238.##Woodrow, P., Ciarmiello, L.F., Annunziata, M.G., Pacifico, S., Iannuzzi, F., Mirto, A., D’Amelia, L., Dell’Aversana, E., Piccolella, S., Fuggi, A. and Carillo, P. 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), pp. 290-312. https://doi.org/10.1111/ppl.12513.##Xynias, I.N., Mylonas, I., Korpetis, E.G., Ninou, E., Tsaballa, A., Avdikos, I.D. and Mavromatis, A.G. 2020. Durum wheat breeding in the Mediterranean region: Current status and future prospects. Agronomy, 10(3), pp. 432. https://doi.org/10.3390/agronomy10030432.##Yaghutipoor, A., Farshadfar, E. and Saeedi, M. 2017. Evaluation of drought tolerance in bread wheat genotypes using new mixed method. Journal of Environmental Stresses in Crop Sciences, 10(2), pp. 247-256. [In Persian]. https://doi.org/10.22077/escs.2017.581.##Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asghari, A. and Hoseini, S.M. 2015. Appraising of drought tolerance relying on stability analysis indices in canola genotypes simultaneously, using selection index of ideal genotype (SIIG) technique: Introduction of new method. Biological Forum-An International Journal, 7(3), pp. 703-711.##Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asghari, A. and Enayati Shariatpanahi, M. 2019. Identifying drought tolerant canola genotypes using selection index of ideal genotype. Journal of Crop Breeding, 11(29), pp. 117-126. [In Persian]. https://doi.org/10.29252/jcb.11.29.117.##Zanetti, F., Zegada-Lizarazu, W., Lambertini, C. and Monti, A. 2019. Salinity effects on germination, seedlings and full-grown plants of upland and lowland switchgrass cultivars. Biomass and Bioenergy, 120, pp. 273-280. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2018.11.031.## | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 474 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 298 |