ارزیابی تحمل به تنش رطوبتی در برخی از ژنوتیپ‌های گندم (Triticum aestivum L.) با استفاده از شاخص‌های انتخاب

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 5، دوره 13، شماره 3 - شماره پیاپی 39، مهر 1394، صفحه 524-542   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v13i3.26610

نویسندگان

ماندانا محسنی؛ سیدمحمدمهدی مرتضویان^* ؛ حسینعلی رامشینی؛ بهروز فوقی

دانشگاه تهران

چکیده

عملکرد دانه گندم در اکثر مناطق ایران به علت بروز تنش رطوبتی آخر فصل کاهش می‌یابد. به‌منظور بررسی اثر تنش رطوبتی بر عملکرد دانه 39 ژنوتیپ گندم بهاره، آزمایشی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه پژوهشی پردیس ابوریحان- دانشگاه تهران در سال زراعی 90-1389 اجرا شد. اعمال تنش رطوبتی در مرحله ظهور سنبله به‌صورت کم‌آبیاری صورت گرفت. نتایج نشان داد در شرایط بدون تنش ژنوتیپ‌های پیشتاز و آزادی (27/8 و 72/7 تن در هکتار) و در شرایط تنش رطوبتی ژنوتیپ‌های مغان1 و سیستان (48/5 و 84/4 تن در هکتار) از بیشترین عملکرد دانه برخوردار بودند. براساس نتایج تجزیه رگرسیون در شرایط آبیاری معمولی و تنش رطوبتی سه متغیر وارد مدل شدند که در شرایط نرمال 8/70 و در شرایط تنش 03/64 درصد تغییرات عملکرد را توجیه نمودند. براساس میزان عملکرد ژنوتیپ‌ها در دو شرایط، 15 شاخص تحمل و حساسیت به تنش برآورد شد. نتایج تجزیه همبستگی، مؤلفه‌های اصلی و ترسیم بای‌پلات نشان داد که از بین شاخص‌های محاسبه شده MP، GMP، STI، HARM، YI، DI، MSTI و SNPI برای انتخاب ژنوتیپ‌های با پتانسیل و پایداری عملکرد بالا در شرایط تنش رطوبتی جزو مناسب‌ترین شاخص‌ها بودند. تجزیه خوشه‌ای براساس شاخص‌های تحمل به خشکی، ژنوتیپ‌ها را در چهار گروه جداگانه قرار داد به‌طوری‌که ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی در گروه مشترکی قرار گرفتند. توزیع ژنوتیپ‌ها در فضای بای‌پلات، وجود تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپ‌ها را نسبت به تنش رطوبتی نشان داد. بر این اساس ژنوتیپ‌های مغان 1، سیستان، اکبری، بیات، دز، بک‌کراس روشن بهاره، مهدوی و طبسی جزو متحمل‌ترین و ژنوتیپ‌های تجن، نوید، شیرودی، زاگرس، کرخه و ویری‌ناک به‌عنوان حساس‌ترین ژنوتیپ‌ها به تنش رطوبتی آخر فصل شناسایی شدند.

کلیدواژه‌ها

تجزیه مؤلفه‌های اصلی؛ تحمل به خشکی؛ رگرسیون؛ شاخص‌های تحمل

مراجع

1. Abhari, A., Galeshi, S., Latifi, N., and Kalateh, M. 2008. The effect of some growth parameters on grain yield of wheat genotypes yield under drought stress conditions. Journal of Agriculture Science 6: 81-92.

2. Ahmadi, A., Joudi, M., and Janmohammadi, M. 2009. Late defoliation and wheat yield: Little evidence of postanthesis source limitation. Field Crops Research 113: 90-93.

3. Alam, M. S., Rahman, A. H. M., Nesa, M. N., Khan, S. K., and Siddquie, N. A. 2008. Effect of source and/or sink restriction on the grain yield in wheat. Europe Journal Applied Science Research 4 (3): 258-261.

4. Babu, R. C., Zhang, J., Blum, A., Ho, T-HD., Wu, R., and Nguyen, H. T. 2004. HVA1, a LEA gene from barley confers dehydration tolerance in transgenic rice (Oryza sativa L.) via cell membrane protection. Plant Science 166: 855-862.

5. Beltrano, J., and Ronco, M. G. 2008. Improved tolerance of wheat plants (Triticum aestivum L.) to drought stress and rewatering by the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus claroideum: effect on growth and cell membrane stability. Brazilian Journal of Plant Physiology 20: 29-37.

6. 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: 933-937.

7. Braun, H. J., Atlin, G., and Payne, T. 2010. Multilocation testing as a tool to identify plant response to global climate change. In: Reynolds MP, ed. Climate change and crop production. Wallingford, UK: CABI Publishers, 115-13.

8. Chowdhry, M. A., Ali, M., and Subhani, G. M., and Khaliq, I. 2008. Path coefficient analysis for water use efficiency, evapo-transpiration efficiency, transpiration efficiency and some yield related traits in wheat. Pakistan Journal of Biological Sciences 3: 313-317.

9. Emam, Y. 2007. Cereal Production. Shiraz University Press. Third edition. 190 pages. (in Persian).

10. Eskandari, H., and Kazemi, K. 2010. Response of different bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes to post-anthesis water deficit. Notulae Scientia Biologicae 2 (4): 49-52.

11. Farshadfar, E., and Sutka, J. 2002. Screening drought tolerance criteria in maize. Acta Agronomica Hungarica 50 (4): 411-416.

12. 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 and Biomedical Research 2: 143-158.

13. Fernandez, G. C. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Proceedings of the Symposium of AVRDC, 13-16 Aug. Taiwan.

14. Fischer, R. A., and Maurer, R. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain responses, Australian Journal of Agriculture Research 29: 897-912.

15. Fischer, R. A., and Wood, J. T. 1979. Drought resistance in spring wheat cultivars III Yield association with morpho-physiological traits, Australian Journal of Agriculture Research 30: 1001-1020.

16. 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. Canadian Journal of Plant Science 77: 523-531.

17. Golabadi, M., Arzani, A., and Mirmohamadi maibody, S. A. M. 2006. Assessment of drought tolerance in segregation population in durum wheat. African Journal of Agricultural Research 1: 162-171.

18. Heidari sharifabad, H. 2008. Drought mitigation strategies for the agriculture sector. The 10th Iranian congress of Crop Science, 18-20 Aug. 2008, SPII, Karaj, Iran.

19. Knight, C. A., Vogel, H., Kroymann, J., Shumate, A., Witsenboer, H., and Mitchell-Olds, T. 2006. Expression profiling and local adaptation of populations for water use efficiency across a naturally occurring water stress gradient. Moecular Ecology 15: 1229-1237.

20. Lan, J. 1998. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae

Bor-occid Sinica 7: 85-87.

21. Majidi, M., Tavakoli, V., Mirlohi, A., and Sabzalian, M. R. 2011. Wild safflower species (Carthamus oxyacanthus Bieb.): A possible source of drought tolerance for arid environments. Australian Journal of Crop Science 5 (8): 1055-1063.

22. Mitra, J. 2001. Genetics and genetic improvement of drought resistance in crop plants. Curr Science 80: 758-762.

23. Moayedi, A. A., Boyce, A. N., and Barakbah, S. S. 2010. The performance of durum and bread wheat genotypes associated with yield and yield component under different water deficit conditions. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 4 (1): 106-113.

24. Moghaddam, A., and Hadizade, M. H. 2002. Response of corn (Zea mays L.) hybrids and their parental lines to drought using different stress tolerance indices. Plant Seed Journal 18 (3): 255-272. (in Persian).

25. Mohammadi, R., Armion, M., Kahrizi, D., and Amri, A. 2010. Efficiency of screening techniques for evaluating durum wheat genotypes under mild drought conditions. International Journal of Plant Production 4 (1): 1735-8043.

26. Mohammadi, V., Qannadha, M. R., Zali, A. A., and Yazdi- Samadi, B. 2010. Effect of Post Anthesis Hear Stress on Head Traits of Wheat. T. International Journal of Agriculture & Biology 1: 42-44.

27. Monajjem, S., Mohammadi, V., and Ahmadi, A., 2011. Evaluation of drought stress in some canola cultivars using stress selection indices. Electronic Journal of Plant Production 4: 151-169.

28. Moosavi, S. S., Yazdi Samadi, B., Naghavi, M. R., Zali, A. A., Dashti, H., and Pourshahbazi, A. 2008. Introduction of new indices to identify relative drought tolerance and resistance in wheat genotypes. Desert 12: 165-178.

29. Naeemi, M., Akbari, Gh. A., Shirani Rad, A. H., Modares Sanavi, S. A. M., Sadat Nuri, S. A., and Jabari, H. 2008. Evaluation of drought tolerance in different Canola cultivars based on stress evaluation indices in terminal growth duration. Eelectronic Journal of Crop Production 1 (3): 83-98. (in Persian).

30. Nofouzi, F., Rashidi, V., and Tarinejad, A. R. 2008. Path Analysis of Grain Yield with Its Components in Durum Wheat under Drought Stress. International Meeting on Soil Fertility Land Management and Agroclimatology. Turkey, pp. 681-686.

31. Porch, T. G. 2006. Application of stress indicess for heat tolerance screening of common bean. Journal of Agronomy and Crop Science 192: 390-394.

32. Rebetzke, G. J., Richards, R. A., Condol, A. G., and Farquhar, G. D. 2006. Inheritance of carbon isotope discrimination in bread wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica.

33. Richards, R. A., Condol, A. G., and Rebetzke, G. J. 2001. Application of Physiology in wheat breeding. In: M.P. Reynolds, J.U. Ortiz-Monasterio and A. Mcnab (Eds), CIMMYT, Mexico.

34. Rosielle, A. A., and Hamblin, J. 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science 21 (6): 943-946.

35. Royo, C., Aparicio, N., Blanco, R., and Blanco, D. 2004. Leaf and green area development of durum wheat genotypes grown under Mediterranean conditions. Europe Journal Agronomy 20: 419-430.

36. Saeedpour, S. 2011. Effect of drought at the post-anthesis stage on remobilization of carbon reserves in two wheat cultivars differing in senescence properties. African Journal of Biotechnology 10 (18): 3549-3557.

37. Taghian, A. S., and Abo-Elwafa, A. 2003. Multivariate and RAPD analyses of drought tolerance in spring wheat (Triticum aestivum L.). Assuit Journal of Agricultural Sciences 34: 1-24.

38. Yan, W., and Kang, M. S. 2003. Biplot Analysis: A graphical Tool for Breeders, Geneticists and Agronomist, CRC Press, Boca Raton, FL. 313.

39. Zahravi, M. 2009. Evaluation of Genotypes of Wild Barley (Hordeum spontaneum) Based on Drought Tolerance Indices. Seed and Plant Improvement Journal 25: 533-549. (in Persian).