غربالگری ژنوتیپ‌های‌ نخود (Cicer arietinum L.) برای تحمل به شوری در مرحله ابتدای رشد رویشی

پژوهش‌های حبوبات ایران

دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 29، خرداد 1403، صفحه 1-21   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.2023.79906.1049

نویسندگان

نرگس صفائی قلعه زو؛ محمد کافی^* ؛ احمد نظامی؛ جعفر نباتی

گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

به‌منظور شناسایی و ارزیابی ژنوتیپ‌های متحمل به شوری، 206 ژنوتیپ نخود در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد در شرایط هیدروپونیک، در مرحله گیاهچه‌ای در معرض تنش شوری 12 دسی زیمنس بر متر سدیم کلرید قرار گرفتند. نتایج نشان داد که 31 ژنوتیپ، از بقای بین 100-76 درصد برخوردار بودند و از بین آن‌ها، 10 ژنوتیپ میزان بقای 100 درصد داشتند. در اثر تنش شوری با کاهش میزان بقا، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی در بوته و زیست‌توده کاهش یافت. میانگین غلظت سدیم اندام‌های هوایی گیاه فقط در دامنه بقای 50-26 درصد نسبت به سایر دامنه‌های بقا، افزایش نشان داد. میزان بقا با تعداد شاخه فرعی، ارتفاع بوته، اختلاف ارتفاع بوته قبل و بعد از تنش، زیست‌توده و غلظت پتاسیم در گیاه همبستگی مثبت و معنی‌داری نشان داد. بر اساس نتایج تجزیه عامل‌ها، سه عامل در مجموع 75 درصد از تغییرات موجود در کل داده‌ها توجیه کردند. عامل اول و دوم که بیشترین تغییرات واریانس داده‌ها را توجیه کردند، شامل میزان بقا، تعداد شاخه فرعی در بوته، ارتفاع بوته، اختلاف ارتفاع بوته قبل و بعد از تنش، زیست‌توده و غلظت سدیم در بوته بودند. ژنوتیپ‌های MCC1782، MCC1977، MCC1703، MCC1568، MCC1573، MCC1737، MCC1209، MCC1516، MCC1493، MCC1832، MCC1957، MCC1721، MCC2016، MCC1704، MCC1641، MCC1815، MCC1775،MCC178، MCC1754، MCC1627، MCC1716، MCC1918، MCC1827، به‌عنوان ژنوتیپ‌های متحمل‌تر انتخاب شدند. ژنوتیپ‌های مورد بررسی در چهار گروه، دسته‌بندی شدند که گروه سوم و چهارم از نظر بقا، زیست‌توده، ارتفاع بوته میانگین بالاتری را در میان سایر گروه‌ها داشتند و می‌توان از آن‌ها در برنامه‌های اصلاحی برای تحمل به شوری استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

تجزیه خوشه‌ای؛ تجزیه عامل‌ها؛ درصد بقا؛ زیست‌توده؛ سدیم

مراجع

Alipoor Yamchi, H., Bihamta, M., Peyghambari, S.A., Naghavi, M., & Majnoon Hoseini, N. (2013). Grouping of Kabuli chickpea genotypes using multivariate statistical methods. Iranian Journal Pulses Research, 4(2), 21-34. (In Persian with English summary)‏.‏ https://doi.org/10.22067/ijpr.v1392i2.41258

Arzani, A. (2008). Improving salinity tolerance in crop plants: A biotechnological view. In vitro Cellular & Developmental Biology – Plant, 44, 373–383. https://doi.org/10.1007/s11627-008-9157-7

Arzani, A., & Ashraf, M. (2016). Smart engineering of genetic resources for enhanced salinity tolerance in crop plants. Critical Reviews in Plant Sciences, 35(3), 146-189. https://doi.org/10.1080/07352689.2016.1245056

Aslam, M., Maqbool, M.A., Mushtaq, Q., Akhtar, M.A., & Aslam, A.Y.E.S.H.A. (2018). Uncovering the biological and agronomic stability of chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes against sodium chloride stress. Pakistan Journal of Botany, 50(4), 1297-1304.

Doraki, G.R., Zamani, G.R., & Sayyari, M.H. (2018). Effect of salt stress on yield and yield components in chickpea (Cicer arietinum L. cv. Azad).‏ Iranian Journal Pulses Research, 9(1), 57-68. (In Persian with English summary)‏. https://doi.org/10.22067/ijpr.v9i1.53816

Gautam, A., Panwar, R.K., Verma, S.K., Arora, A., Gaur, A.K., & Chauhan, C. (2021). Assessment of genetic variability parameters for yield and its components in chickpea (Cicer arietinum L.). Biological Forum–An International Journal, 13(2), 651-655.

Hoagland, D.R., & Arnon, D.L. (1950). The water culture method for growing plants without soil. California Agricultural Experiment Station Circular. pp. 347.

Kaashyap, M., Ford, R., Kudapa, H., Jain, M., Edwards, D., Varshney, R., & Mantri, N. (2018). Differential regulation of genes involved in root morphogenesis and cell wall modification is associated with salinity tolerance in chickpea. Scientific Reports, 8(1), 1-19.‏

Kaashyap, M., Ford, R., Mann, A., Varshney, R.K., Siddique, K.H., & Mantri, N. (2022). Comparative flower transcriptome network analysis reveals DEGs involved in chickpea reproductive success during salinity. Plants, 11(3), 434.‏ https://doi.org/10.3390/plants11030434

Kotula, L., Clode, .P.L., Jimenez, J.D.L.C., & Colmer, T.D. (2019). Salinity tolerance in chickpea is associated with the ability to ‘exclude’ Na from leaf mesophyll cells. Journal of Experimental Botany, 70(18), 4991-5002‏. https://doi.org/10.1093/jxb/erz241

Kumar, N., Barmukh, R., Sengar, M.S., Bharadwaj, C., & Varshney, R.K. (2020). Genetic dissection and identification of candidate genes for salinity tolerance using Axiom® CicerSNP array in chickpea. International Journal of Molecular Sciences, 21(14), 5058.‏

Kumar, N., Bharadwaj, C., Soni, A., Sachdeva, S.U.P.R.I.Y.A., Yadav, M.C., Pal, M.A.D.A.N., & Rana, M.A.N.E.E.T. (2020). Physio-morphological and molecular analysis for salt tolerance in chickpea (Cicer arietinum L.). Indian Journal of Agricultural Sciences, 90(4), 132-136.‏

Kumar, N., Soren, K.R., Bharadwaj, C., PR, S.P., Shrivastava, A.K., Pal, M., & Varshney, R.K. (2021). Genome-wide transcriptome analysis and physiological variation modulates gene regulatory networks acclimating salinity tolerance in chickpea. Environmental and Experimental Botany, 187, 104478.‏ https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2021.104478

Lavrenko, N., Lavrenko, S., Revto, O., & Lykhovyd, P. (2018). Effect of tillage and humidification conditions on desalination properties of chickpea (Cicer arietinum L.). Journal of Ecological Engineering, 19(5), 70-75.‏ https://doi.org/10.12911/22998993/91265

Moustafa, E.S., Ali, M.M., Kamara, M.M., Awad, M.F., Hassanin, A.A., & Mansour, E. (2021). Field screening of wheat advanced lines for salinity tolerance. Agronomy, 11(2), 281.‏ https://doi.org/10.3390/agronomy11020281

Munns, R., & Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59, 651-681. https://doi.org/10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911

Mushtaq, Z., Faizan, S., Gulzar, B., Mushtaq, H., Bushra, S., Hussain, A., & Hakeem, K.R. (2022). Changes in growth, photosynthetic pigments, cell viability, lipid peroxidation and antioxidant defense system in two varieties of chickpea (Cicer arietinum L.) subjected to salinity stress. Phyton, 91(1), 149.‏ 10.32604/phyton.2021.016231

Nabati, J., Kafi, M., Nezami, A., & Boroumand Rezazadeh, A. (2021). Evaluation of salinity tolerance of 140 desi chickpea (Cicer arietinum) genotypes. Iranian Journal of Pulses Research, 12(1), 220-205. (In Persian with English summary).

Nasiri, Z., Nabati, J., Nezami, A., & Kafi, M. (2021). Screening of Kabuli-type chickpea genotypes for salinity tolerance under field condition. Environmental Stresses in Crop Sciences, 14(4), 1055-1068.(In Persian with English summary)‏.‏ https://doi.org/10.22077/escs.2020.3290.1839

Pushpavalli, R., Quealy, J., Colmer, T.D., Turner, N.C., Siddique, K.H., Rao, M.V., & Vadez, V. (2016). Salt stress delayed flowering and reduced reproductive success of chickpea (Cicer arietinum L.), a response associated with Na⁺ accumulation in leaves. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(2), 125-138. https://doi.org/10.1111/jac.12128

Rencher, A.C., & Christensen, W.F. (2002). Methods of multivariate analysis. A john wiley and sons Inc. Publication.‏

Soren, K.R., Madugula, P., Kumar, N., Barmukh, R., Sengar, M.S., Bharadwaj, C., & Varshney, R.K. (2020). Genetic dissection and identification of candidate genes for salinity tolerance using Axiom® CicerSNP array in chickpea. International Journal of Molecular Sciences, 21(14), 5058.‏ https://doi.org/10.3390/ijms21145058

Sun, Y., Lindberg, S., Shabala, L., Morgan, S., Shabala, S., & Jacobsen, S.E. (2017). A comparative analysis of cytosolic Na+ changes under salinity between halophyte quinoa (Chenopodium quinoa) and glycophyte pea (Pisum sativum). Environmental and Experimental Botany, 141, 154-160. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2017.07.003

Tandon, H.L.S. (1995). Methods of analysis of soils, plants, water and fertilizers. Fertiliser Development and Consultation Organisation, New Delhi.

Tsehaye, A., Fikre, A., & Bantayhu, M. (2020). Genetic variability and association analysis of Desi-type chickpea (Cicer arietinum L.) advanced lines under potential environment in North. Gondar, Ethiopia. Cogent Food and Agriculture, 6(1), 1806668.‏ https://doi.org/10.1080/23311932.2020.1806668

Vaishnani, B., Nathwani, S.A., Baraiya, T., & Panigrahi, J. (2022). Physiological, biochemical, and enzymatic implications of “salt and lead” tolerance in Cicer arietinum under hydroponic culture condition. Egyptian Journal of Agricultural Research, 100(4), 483-498.‏ https://doi.org/10.21608/ejar.2022.131925.1226

Zare Mehrjerdi. M., Nabati, J., Masomi, A., Bagheri, A.R., & Kafi, M. (2011). Evaluation of tolerance to salinity based on root and shoot growth of 11 drought tolerant and sensitive chickpea genotypes at hydroponics conditions.‏ Iranian Journal Pulses Research, 2(2), 83-96. (In Persian with English summary)‏.‏ https://doi.org/10.22067/ijpr.v2i2.19045