
تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 787 |
تعداد مقالات | 7,524 |
تعداد مشاهده مقاله | 23,299,422 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,559,307 |
ارزیابی تحمل به تنش خشکی در ارقام و تودههایبومی گندمنان (Triticum aestivum L.) با استفاده از شاخصهای تحمل | ||
تحقیقات غلات | ||
دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 50، خرداد 1403، صفحه 61-82 اصل مقاله (2.54 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/cr.2024.26439.1807 | ||
نویسندگان | ||
مریم حسینپور برنجآباد1؛ مراد جعفری2؛ هادی علیپور* 2 | ||
1دانشجوی دکتری، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
2دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
چکیده | ||
مقدمه: تنش خشکی یکی از مخربترین تنشهای غیرزیستی موثر بر رشد و نمو گیاهان است. افزایش جمعیت جهانی، افزایش میزان تقاضای گندم و همچنین دورههای خشکسالی، باعث افزایش اهمیت بهنژادی برای تحمل به تنش خشکی در گندم نان شده است. کاربرد شاخصهای گزینش برای تحمل به تنش خشکی، راهکار موثری جهت غربال و شناسایی ژنوتیپهای متحمل گندم در راستای برنامههای بهنژادی این محصول است. هدف از مطالعه حاضر، بررسی روابط بین شاخصهای تحمل، تعیین کارایی شاخصها در تفکیک ژنوتیپها و در نهایت گزینش ژنوتیپهای متحمل به تنش خشکی در رقمها و تودههای بومی گندم نان بود. مواد و روشها: بهمنظور بررسی تأثیر تنش خشکی بر عملکرد دانه گندم نان، آزمایشی در قالب طرح آلفا لاتیس ساده تحت دو شرایط آبیاری نرمال و شرایط تنش خشکی طی دو سال زراعی 97-1396 و 98-1397 در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور- مراغه انجام شد. مواد گیاهی آزمایش، 300 ژنوتیپ گندم نان شامل 210 توده بومی و 90 رقم تجاری گندم (15 رقم دیم و 75 رقم آبی، و از نظر تیپ رشدی 64 رقم بهاره، 15 رقم پاییزه و 11 رقم بینابین) بود. برای ارزیابی میزان حساسیت یا تحمل ژنوتیپها به تنش خشکی و شناسایی ژنوتیپهای متحمل به تنش، شاخص تحمل (TOL)، میانگین بهرهوری (MP)، شاخص حساسیت به تنش (SSI)، شاخص تحمل به تنش (STI)، میانگین هندسی (GMP)، میانگین هارمونیک (HM)، شاخص تحمل به خشکی (DI)، شاخص تحمل به تنش غیرزیستی (ATI) و شاخص تغییریافته تحمل به تنش (MSTI) با استفاده از عملکرد دانه در شرایط نرمال و تنش برای کلیه ژنوتیپها محاسبه شد. همچنین برای افزایش کارایی انتخاب و غربال ژنوتیپهای متحمل به خشکی، شاخص SIIG بر مبنای ادغام 12 شاخص مورد بررسی محاسبه شد. تجزیه واریانس دادهها با استفاده از پکیج Agricolae، خوشهبندی سلسله مراتبی ژنوتیپهای گندم نان با استفاده از پکیجهای heatmap3، RColorBrewer، dendextend، gplots و colorspace، نمودارهای بایپلات با استفاده از پکیچ factoextra و نمودار همبستگی بین عملکرد دانه تحت شرایط نرمال و تنش با شاخصهای تحمل به تنش با استفاده از پکیج corrplot در نرمافزار R4.2.2 ترسیم شدند. یافتههای تحقیق: نتایج تجزیه واریانس عملکرد دانه نشان داد که اثر محیط، ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ×محیط بسیار معنیدار (P<0.001) بود. معنیدار شدن اثر ژنوتیپ نشان دهنده تنوع مطلوب در بین ژنوتیپها و معنیدار شدن برهمکنش بین ژنوتیپ و محیط نشان دهنده واکنش متفاوت ژنوتیپها به تغییر شرایط محیطی است. تجزیه خوشهای بر اساس دادههای هر یک از سالهای ارزیابی شده و نیز میانگین دادههای دو سال، ژنوتیپها را در سه خوشه دستهبندی کرد. بر مبنای نتایج تجزیه به مؤلفههای اصلی (PCA)، رقمهای زراعی Shanghai، Naz، Falat، Bam و تودههای بومی 626358، 623109 و 621908 در سال اول و رقمهای زراعی Shanghai، Koohdasht، Karim، Pishgam و تودههای بومی 628189، 627460 و 627616 در سال دوم، ژنوتیپهای متحمل به خشکی بودند، در حالیکه بر اساس میانگین دادههای دو سال، رقمهای Koohdasht، Karim، Pishgam، Adl، Naz و تودههای 628189، 627460، 624944 و 627299 بهعنوان ژنوتیپهای متحمل به خشکی شناسایی شدند. برآورد ضرایب همبستگی نشان داد که عملکرد دانه با شاخصهای SSI و TOL همبستگی منفی و معنیدار و با سایر شاخصها بهویژه شاخصهای MP، GMP، HM، STI و K2STI همبستگی مثبت و معنیدار داشت. نتیجهگیری: نتایج بهدست آمده از شاخصهای تحمل به تنش و همچنین شاخص SIIG نشان داد که رقمهای بهاره و آبی Adl، Naz و Shanghai از رقمهای قدیمی گندم کشور و رقمهای بهاره و دیم Karim و Koohdasht از رقمهای جدید گندم کشور و همچنین تودههای بومی 626358 (با منشأ اصفهان) و 621908 (با منشأ اراک) متحمل به خشکی و دارای عملکرد بالایی در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی بودند. نتایج بهدست آمده از این مطالعه، اطلاعات ارزشمندی در زمینه گزینش ژنوتیپهای متحمل ارائه داد که میتوان از این اطلاعات برای تولید رقمهای جدید با پتانسیل عملکرد بالا در برنامههای بهنژادی گندم بهره برد. همچنین از ژنوتیپهای متحمل میتوان بهعنوان والدین برای تجزیه و تحلیل ژنتیکی، نقشهبرداری ژنی و بهبود تحمل به خشکی در گندم استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
ارقام متحمل؛ تنش آبی؛ شاخص انتخاب ژنوتیپ ایدهآل؛ عملکرد دانه | ||
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
مراجع | ||
Abou-Elwafa, S. F., & Shehzad, T. (2021). Genetic diversity, GWAS and prediction for drought and terminal heat stress tolerance in bread wheat (Triticum aestivum L.). Genetic Resources & Crop Evolution, 68, 711-728. doi: 10.1007/s10722-020-01018-y.##Afzal, F., Ali, A., Ullah, Z., Sher, H., Gul, A., Mujeeb-Kazi, A., & Arshad, M. (2018). Terminal drought stress adaptability in synthetic derived bread wheat is explained by alleles of major adaptability genes and superior phenology. International Journal of Agriculture & Biology, 20, 1623-1631. doi: 10.17957/IJAB/15.0680.##Afzal, F., Li, H., Gul, A., Subhani, A., Ali, A., Mujeeb-Kazi, A., Ogbonnaya, F., Trethowan, R., Xia, X., & He, Z. (2019). Genome-wide analyses reveal footprints of divergent selection and drought adaptive traits in synthetic-derived wheats. G3 Genes, Genomes, Genetics, 9(6), 1957-1973. doi: 10.1534/g3.119.400010.##Aktaş, H. (2016). Drought tolerance indices of selected landraces and bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes derived from synthetic wheats. Applied Ecology & Environmental Research, 14(4), 177-189. doi: 10.15666/aeer/1404_177189.##Ali, I., Khan, A., Ali, A., Ullah, Z., Dai, D. Q., Khan, N., Khan, A., Al-Tawaha, A. R., & Sher, H. (2022). Iron and zinc micronutrients and soil inoculation of Trichoderma harzianum enhance wheat grain quality and yield. Frontiers in Plant Science, 13, 960948. doi: 10.3389/fpls.2022.960948.##Alipour, H., Abdi, H., Rahimi, Y., & Bihamta, M. R. (2019). Investigating grain yield and yield stability of wheat cultivars introduced in Iran over the last half century. Cereal Research, 9(2), 157-167. doi: 10.22124/C.2019.13311.1492.##Alipour, H., Abdi, H., Rahimi, Y., & Bihamta, M. R. (2021). Dissection of the genetic basis of genotype-by-environment interactions for grain yield and main agronomic traits in Iranian bread wheat landraces and cultivars. Scientific Reports, 11(1), 17742. doi: 10.1038/s41598-021-96576-1.##Amanuel, M., Gebre, D., & Debele, T. (2018). Performance of bread wheat genotypes under different environment in lowland irrigated areas of Afar region Ethiopia. African Journal of Agricultural Research, 13(17), 927-933. doi: 10.5897/AJAR2017.12669.##Amiri, R., Minhas, N. M., Farrakh, A. G., Farrakh, S., Ali, A., Bux, H., & Kazi, M. (2014). Phenotypic and genotypic characterization of wheat landraces of Pakistan. Emirates Journal of Food & Agriculture, 26(2), 157-163. doi: 10.9755/ejfa.v26i2.17008.##Anwaar, H. A., Perveen, R., Mansha, M. Z., Abid, M., Sarwar, Z. M., Aatif, H. M., Umar, U. U, Sajid, M., Aslam, H. M. U., Alam, M. M., & Rizwan, M. (2020). Assessment of grain yield indices in response to drought stress in wheat (Triticum aestivum L.). Saudi Journal of Biological Sciences, 27(7), 1818-1823. doi: 10.1016/j.sjbs.2019.12.009.##Bahraini Vijuyeh, V., Dadashi, M. R., & Nazeri, S. M. (2019). Assessment of tolerance to drought stress at reproductive phase in some wheat genotypes (Triticum aestivum L.) using drought tolerance and susceptibility indices. Iranian Journal of Field Crops Research, 17(1), 111-121. [In Persian]. doi: 10.22067/GSC.V17I1.69690.##Ballesta, P., Mora, F., & Del Pozo, A. (2020). Association mapping of drought tolerance indices in wheat: QTL-rich regions on chromosome 4A. Scientia Agricola, 77(2), e20180153. doi: 10.1590/1678-992X-2018-0153.##Bektas, H., Hohn, C. E., & Waines, J. G. (2016). Root and shoot traits of bread wheat (Triticum aestivum L.) landraces and cultivars. Euphytica, 212, 297-311. doi: 10.1007/s10681-016-1770-7.##Blum, A. (1988). Plant Breeding for Stress Environment. CRC Press, Boca Raton, FL. pp. 38-78. doi: 10.1201/9781351075718.##Cappelli, A., & Cini, E. (2021). Challenges and opportunities in wheat flour, pasta, bread, and bakery product production chains: A systematic review of innovations and improvement strategies to increase sustainability, productivity, and product quality. Sustainability, 13(5), 2608. doi: 10.3390/su13052608.##Chen, D., Neumann, K., Friedel, S., Kilian, B., Chen, M., Altmann, T., & Klukas, C. (2014). Dissecting the phenotypic components of crop plant growth and drought responses based on high-throughput image analysis. The Plant Cell, 26(12), 4636-4655. doi: 10.1105/tpc.114.129601.##Chowdhury, M. K., Hasan, M. A., Bahadur, M. M., Islam, M. R., Hakim, M. A., Iqbal, M. A., Javed, T., Raza, A., Shabbir, R., Sorour, S., & Elsanafawy, N. E. (2021). Evaluation of drought tolerance of some wheat (Triticum aestivum L.) genotypes through phenology, growth, and physiological indices. Agronomy, 11(9), 1792. doi: 10.3390/agronomy11091792.##Dietz, K. J., Zörb, C., & Geilfus, C. M. (2021). Drought and crop yield. Plant Biology, 23(6), 881-893. doi: 10.1111/plb.13304.##Dorostkar, S., Dadkhodaie, A., & Heidari, B. (2015). Evaluation of grain yield indices in hexaploid wheat genotypes in response to drought stress. Archives of Agronomy & Soil Science, 61(3), 397-413. doi: 10.1080/03650340.2014.936855.##Eftekhari, A., Baghizadeh, A., Abdoshahi, R., & Yaghoubi, M. M. (2020). Evaluation of grain yield, agronomical traits and drought tolerance indices in some bread wheat cultivars. Journal of Crop Breeding, 11(32), 11-21. [In Persian]. doi: 10.29252/jcb.11.32.11.##Eivazi, A., Abdollahi, S., Salekdeh, G. H., Majidi, I., Mohamadi, A., & Pirayeshfar, B. (2006). Effect of drought and salinity stress on quality related traits in wheat (Triticum aestivum L.) varieties. Iranian Journal of Crop Science, 7(3), 252-267. [In Persian]. dor: 20.1001.1.15625540.1384.7.3.6.2.##Eslami, P., Bernousi, I., Aharizad, S., & Jafarzadeh, J. (2021). Evaluation of drought stress tolerance in barley lines using tolerance indices. Journal of Crop Breeding, 13(38), 71-83. [In Persian]. doi: 10.52547/jcb.13.38.71.##FAO. (2022). FAO Statistical Databases. Food & Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved 3 March 2023, from http://www.fao.org/faostat.##Farshadfar, E., & Sutka, J. (2002). Screening drought tolerance criteria in maize. Acta Agronomica Hungarica, 50(4), 411-416. doi: 10.1556/AAgr.50.2002.4.3.##Farshadfar, E., Poursiahbidi, M. M., & Safavi, S. M. (2013). Assessment of drought tolerance in land races of bread wheat based on resistance/tolerance indices. International Journal of Advanced Biological & Biomedical Research, 1(2), 143-158.##Fernandez, G. C. J. (1992). Effective selection criteria for assessing stress tolerance. Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress. Aug. 13-18, Taiwan. pp. 257-270. doi: 10.22001/wvc.72511.##Fischer, R. A., & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat cultivars. I: Grain yield response. Australian Journal of Agricultural Research, 29(5), 897-912. doi: 10.1071/AR9780897.##Khan, A., Ali, A., Ullah, Z., Ali, I., Kaushik, P., Alyemeni, M. N., Rasheed, A., & Sher, H. (2022). Exploiting the drought tolerance of wild Elymus species for bread wheat improvement. Frontiers in Plant Science, 13, 982844. doi: 10.3389/fpls.2022.982844.##Lambers, H., Chapin, F. S., & Pons, T. L. (2008). Plant Physiological Ecology. 2nd Ed. Springer. doi: 10.2307/176572.##Lan, J. (1998). Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 7, 85-87.##Mir, R. A., Sharma, A., & Mahajan, R. (2020). Crop Landraces: Present Threats and Opportunities for Conservation. In: Salgotra, R., & Zargar, S. (Eds.). Rediscovery of Genetic and Genomic Resources for Future Food Security. Springer. pp. 335-349. doi: 10.1007/978-981-15-0156-2_13.##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(2), 165-178. doi: 10.22059/JDESERT.2008.27115.##Naghavi, M. R., Moghaddam, M., Toorchi, M., & Shakiba, M. R. (2016). Evaluation of spring wheat cultivars based on drought resistance indices. Journal of Crop Breeding, 8(17), 197-207. [In Persian]. doi: 10.18869/acadpub.jcb.8.17.207.##Nehe, A., Akin, B., Sanal, T., Evlice, A. K., Unsal, R., Dinçer, N., Demir, L., Geren, H., Sevim, I., & Orhan, S. (2019). Genotype × environment interaction and genetic gain for grain yield and grain quality traits in Turkish spring wheat released between 1964 and 2010. Plos One, 14, e0219432. doi: 10.1371/journal.pone.0219432.##Rabieyan, E., Bihamta, M. R., Esmaeilzadeh Moghaddam, M., Mohammadi, V., & Alipour, H. (2022). Genome-wide association mapping and genomic prediction of agronomical traits and breeding values in Iranian wheat under rain-fed and well-watered conditions. BMC Genomics, 23(1), 1-25. doi: 10.1186/s12864-022-08968-w.##Rabieyan, E., Bihamta, M. R., Esmaeilzadeh Moghaddam, M., Alipour, H., Mohammadi, V., Azizyan, K., & Javid, S. (2023). Analysis of genetic diversity and genome-wide association study for drought tolerance related traits in Iranian bread wheat. BMC Plant Biology, 23(1), 431. doi: 10.1186/s12870-023-04416-3.##Rahimi, Y., Bihamta, M. R., Taleei, A., Alipour, H., & Ingvarsson, P. K. (2019). Applying an artificial neural network approach for drought tolerance screening among Iranian wheat landraces and cultivars grown under well-watered and rain-fed conditions. Acta Physiologiae Plantarum, 41, 156. doi: 10.1007/s11738-019-2946-2.##Rahmati, H., Nakhzari Moghadam, A., Rahemi Karizaki, A., & Evarsaji, Z. (2020). Evaluation of drought tolerance in durum wheat genotypes using drought tolerance indices. Journal of Crop Breeding, 12(33), 174-183. [In Persian]. doi: 10.29252/jcb.12.33.174.##Rauf, S., Teixeira-da-Silva, J. A., Khan, A. A., & Naveed, A. (2010). Consequences of plant breeding on genetic diversity. International Journal of Plant Breeding, 4(1), 1-21.##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.##Salam, A., Ali, A., Afridi, M. S., Ali, S., & Ullah, Z. (2022). Agrobiodiversity: Effect of drought stress on the eco-physiology and morphology of wheat. In: Öztürk, M., Khan, S. M., Altay, V., Efe, R., Egamberdieva, D., & Khassanov, F. O. (Eds.). Biodiversity, Conservation and Sustainability in Asia. Springer, Cham, Switzerland. pp. 597-618. doi: 10.1007/978-3-030-73943-0_33.##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.##Seki, M., Kameiy, A., Yamaguchi-Shinozaki, K., & Shinozaki, K. (2003). Molecular responses to drought, salinity and frost: Common and different paths for plant protection. Current Opinion in Biotechnology, 14(2), 194-199. doi: 10.1016/s0958-1669(03)00030-2.##Shabannejad, M., Bihamta, M. R., Majidi-Hervan, E., Alipour, H., & Ebrahimi, A. (2022). Assessment of genetic diversity of some Iran bread wheat (Triticum aestivum L.) landraces using multivariate statistical analysis. Environmental Stresses in Crop Sciences, 15(1), 1-17. [In Persian]. doi: 10.22077/escs.2020.3713.1893.##Shibani Rad, A., Farshadfar, E., & Najajfi, A. (2018). Evaluation of drought tolerance in some bread wheat genotypes using drought resistance. Journal of Plant Ecophysiology, 9(31), 1-14. [In Persian].##Sio-Se Mardeh, A., Ahmadi, A., Poustini, K., & Mohammadi, V. (2006). Evaluation of drought resistance indices under various environmental conditions. Field Crops Research, 98(2-3), 222-229. doi: 10.1016/j.fcr.2006.02.001.##Tahmasebi, S., Dastfal, M., Zali, H., & Rajaei, M. (2018). Drought tolerance evaluation of bread heat cultivars and promising lines in warm and dry climate of the south. Cereal Research, 8(2), 209-225. doi: 10.22124/C.2018.10434.1398.##Ullah, M. I., Mahpara, S., Bibi, R., Shah, R. U., Ullah, R., Abbas, S., Ullah, M. I., Hassan, A. M., El-Shehawi, A. M., Brestic, M., & Zivcak, M. (2021). Grain yield and correlated traits of bread wheat lines: Implications for yield improvement. Saudi Journal of Biological Sciences, 28(10), 5714-5719. doi: 10.1016/j.sjbs.2021.06.006.##Zali, H., Sofalian, O., Hasanloo, T., Asghari, A., & 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. doi: 10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x.##Zali, H., Hasanloo, T., Sofalian, O., Asghari, A., & Zeinalabedini, M. (2017). Appropriate strategies for selection of drought tolerant genotypes in canola. Journal of Crop Breeding, 8(20), 77-90. [In Persian]. doi: https://doi.org/20.1001.1.22286128.1395.8.20.7.4.##Zhang, P., Dreisigacker, S., Buerkert, A., Alkhanjari, S., Melchinger, A. E., & Warburton, M. L. (2006). Genetic diversity and relationships of wheat landraces from Oman investigated with SSR markers. Genetic Resources & Crop Evolution, 53(7), 1351-1360. doi: 10.1007/s10722-005-4675-1. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 518 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 234 |