شناسایی صفات مرتبط با عملکرد گندم در شرایط تنش خشکی دوره‌ای با روش تجزیه تشخیص

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 4، دوره 20، شماره 3 - شماره پیاپی 67، مهر 1401، صفحه 291-303   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jcesc.2022.74015.1120

نویسندگان

مریم درانی نژاد¹؛ روح اله عبدالشاهی^{* 2}؛ علی کاظمی پور³؛ علی اکبر مقصودی مود³

¹دانشجوی دکتری اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

²پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

³گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

گندم یکی از مهم‌ترین غلات در رژیم غذایی انسان است و به‌طور گسترده در بسیاری از محصولات غذایی فرآوری‌شده استفاده می‌شود. تنش کم‌آبی از عوامل اصلی محدودکننده رشد و تولید گندم در جهان است. این پژوهش به‌منظور ارزیابی تأثیر صفات ثانویه زراعی و فنولوژیک بر عملکرد دانه ده ژنوتیپ گندم نان (شش لاین ایزوژن در سه زمینه ژنتیکی و چهار رقم) در شرایط تنش خشکی دوره‌ای انجام شد. دو آزمایش‌ مزرعه‌ای در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در دانشگاه شهید باهنر کرمان طی سال‌های زراعی 98-1397 و 1399-1398 اجرا و صفات متعددی اندازه‌گیری شد. در این بررسی بین صفات ثانویه متعددی که بررسی شد فقط طول ریشک، طول برگ پرچم و تعداد دانه در سنبله توانستند به‌طور معنی‌داری ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا و پایین در شرایط تنش رطوبتی را از هم تفکیک نمایند. این نتیجه اهمیت این صفات را در برنامه‌های به‌نژادی برای تحمل به خشکی نشان می‌دهد. تابع تشخیص این صفات به‌عنوان یک شاخص جامع برای انتخاب ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا مورد استفاده قرار گرفت. این شاخص 72 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه کرد و با عملکرد دانه در شرایط تنش آبی همبستگی مثبت و معنی‌داری (^**85/0=r) نشان داد. تابع تشخیص نشان داد که مهم‌ترین صفات تأثیرگذار بر عملکرد دانه در شرایط تنش رطوبتی به‌ترتیب طول برگ پرچم و طول ریشک بودند. این شاخص می‌تواند به‌عنوان معیاری برای انتخاب همزمان در برنامه‌های به‌نژادی آینده مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

انتخاب همزمان؛ تابع تشخیص؛ تنش رطوبتی؛ گندم نان

مراجع

1. Abdolshahi, R., Safarian, A., Nazari, M., Pourseyedi, S., and Mohamadi-Nejad, G. Screening drought-tolerant genotypes in bread wheat (Triticum aestivum L.) using different multivariate methods. Archives of Agronomy and Soil Science 59 (5): 685-704. https://doi.org/10.1080/03650340.2012.667080.
2. Abdolshahi, R. Introduction to multivariate statistics. Shahid Bahonar University of Kerman Publications, p.238.
3. Aghaee Sarbarzeh, M. Variation of agronomic traits in durum wheat genotypes. Seed and Plant Improvement Journal. 28 (3): 481-502. (in Persian).
4. Banziger, M., Edmeades, G. O., Beck, D., and Bellon, M. 2000. Breeding for drought and nitrogen stress tolerance in maize: From Theory to Practice. CIMMYT, Mexico, F.
5. Blake, N. K., Lanning, S. P., Martin, J. M., Sherman, J. D., and Talbert, L.E. 2007. Relationship of flag leaf characteristics to economically important traits in two spring wheat crosses. Crop Science 47 (2): 491-494. https://doi.org/10.2135/cropsci2006.05.0286.
6. Blum, A. 1989. Breeding methods for drought resistance. P. 197-215. In: Jounes, T.J. Flowers, and M.B. Jones, Plants Under Stress. Cambridge University Press. London.
7. Daryanto, S., Wang, L., and Jacinthe, P. A. 2016. Global synthesis of drought effects on maize and wheat production. PloS one 11 (5): e0156362. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156362.
8. Dawari, N. H., and Luthra, O. P. 1991. Character association studies under high and low environments in wheat (Triticum aestivum). Indian Journal of Agricultural Research. 25 (1991): 68-72.
9. Dorrani-Nejad, M., Mohammadi-Nejad, G., and Nakhoda, B. 2017a. Assessment of Relationship between Agronomic traits and grain yield in recombinant inbred lines derived from Roshan × Falat wheat varieties under drought stress. Journal of Crop Breeding 8 (20): 52-59. (in Persian with English abstract).
10. Dorrani-Nejad, M., Mohammadi-Nejad, G., and Abdoshahi, R. 2017b. Assessment of Genetic Parameters of Agronomic traits in bread wheat using generation means analysis under water-limited conditions. Iranian Journal of Field Crops Research 15 (2): 389-398. (in Persian with English abstract). DOI:22067/gsc.v15i2.51405.
11. Erkul, A., Aydin, U. N., and Konak, C. 2010. Inheritance of yield and yield components in a bread wheat (Triticum aestivum) cross. Turkish Journal of Field Crops 15 (2): 137-140.
12. Fakhar, U., Fida, M., and Sheraz, A. 2015. Genetic divergence in wheat recombinant inbred lines for yield and yield components. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Sciences 15 (9): 1854-1859.
13. Falconer, D. S., and Mackay, T. F. C. 1996. Introduction to Quantitative Genetics, 4^th Longman, London.
14. Fehr, W. R. 1987. Principles of Cultivar Development: Theory and Technique. vol. 1. Macmillan, New York.
15. Gol Parvar, A., Ghanadha, M. R., Zali, A., and Ahmadi, A. 2003. Determine of the best selection traits for yield improvement of bread wheat under drought stress. Seed Plant Journal 18 (2): 144-155. (in Persian). DOI: 22092/spij.2017.110852
16. Guoth, A., Tari, I., Galle, A., Csiszar, J., Pecsvaradi, A., Cseuz, L., and Erdei, L. 2009. Comparison of the drought stress responses of tolerant and sensitive wheat cultivars during grain filling: Changes in flag leaf photosynthetic activity, ABA levels, and grain yield. Journal of Plant Growth Regulation 28 (2): 167-176. DOI:1007/s00344-009-9085-8.
17. Hall, A. J., and Richards, R. A., 2013. Prognosis for genetic improvement of yield potential and water-limited yield of major grain crops. Field Crops Research 143 (2013): 18-33. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2012.05.014.
18. Houshmand, S. 2003. The Genetical Analysis of Quantitative Traits. ShahreKord University P.462.
19. Irani, S., Arzani, A., and Rezai, A. 2010. Evaluation of Heritability, Relationships of Physiological Traits and Grain Quality in Doubled haploid and their Corresponding Breeding Lines in Triticale. Iranian Journal of Field Crops Research 8 (3): 542-549. (in Persian). DOI: 22067/gsc.v8i3.7773
20. Izanloo, A., Condon, A., Langridge, P., Tester, M., and Schnurbusch, T. 2008. Different mechanisms of adaptation to cyclic water stress in two South Australian bread wheat cultivars. Journal of Experimental Botany 59 (12): 3327-3346. https://doi.org/10.1093/jxb/ern199.
21. Kamali Zadeh, M., Hossein Zadeh, A., and Zeinali Khaneghah, H. 2013. Inheritance of some quantitative traits in bread wheat under drought stress conditions. Iranian Journal of Field Crop Science 44 (2): 317-326. (in Persian). DOI: 22059/ijfcs.2013.35120
22. Kirigwi, F. M., Van ginkel, M., Trethowan, R., Sears, R. G., Rajaram, S., and Paulsen, G. 2004. Evaluation of selection strategies for wheat adaptation across water regimes. Euphytica 135 (3): 361-371. https://doi.org/10.1023/B:EUPH.0000013375.66104.04.
23. Koocheki, A., Banayan- Aval, A., Rezvani, P., Mahdavi- Damghani, A., Jamiolahmadi M., and Vesal, S. R. 2005. The plant ecophysiology. University of Ferdoosi Mashhad Publications, Mashhad, Iran. 271 pp.
24. Molaei,, Moghaddam, M., Alvaikia, S. S., and Bandeh-Hagh, A. 2017. Generation mean analysis for several agronomic and physiologic traits in bread wheat under normal and water deficit stress conditions. Journal of Plant Genetic Researches 3 (2):1-10. (in Persian with English abstract). DOI: 10.29252/pgr.3.2.1.
25. Mondal, S., Singh, R. , Mason, E. R., Huerta-Espino, J., Autrique, E., and Joshi, A. K. 2016. Grain yield, adaptation and progress in breeding for early maturing and heat-tolerant wheat lines in South Asia. Field Crops Research 192: 78-85. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2016.04.017.
26. Razia, R., and Chowdhry, M. A. 2003. Estimation of variation and heritability of some physio-morphic traits of wheat under drought condition. Asian Journal of Plant Sciences 2 (10): 748-755. DOI: 3923/ajps.2003.748.755.
27. Richards, R. A. 1996. Defining selection criteria improve yield under drought plant. Growth Regulation 20 (2): 157-166. https://doi.org/10.1007/BF00024012.
28. SAS Institute Inc. 2004. Base SAS 9.1 Procedures Guide. SAS Institute Inc., Cary, NC.
29. Sharma, S. 1996. Applied Multivariate Techniques. John Wiley and sons Inc., New York.
30. Shayan, S., Moghaddam Vahed, M., Norouzi, M., Mohammadi, S., and Toorchi, M. 2019. Genetic analysis of agronomic and physiological traits of bread wheat (Triticum aestivum) using generation mean analysis under drought stress conditions and spring planting in the cold climate. Iranian Journal of Crop Sciences 21 (3): 210-224. (in Persian with English abstract). DOI: 10.29252/abj.21.3.210.
31. Singh, R. K., and Chaudhary, B. D. 1985. Biometrical nethods in quantitative genetic analysis. Kayani Publisher, New Delhi.
32. Vanda, M., and Houshmand, S. 2011. Study of Genetic Structure of Stomatal and Flag Leaf Traits in Durum Wheat (Triticum turgidum ssp. durum). Journal of Crop Breeding 3 (7): 27-41. (in Persian with English abstract).
33. Zanganeh Asadabadi, Y., Khodarahmi, M., Nazeri, S. M., Mohamadi, A., and Peyghambari, S. A. 2012. Genetic study of grain yield and its components in bread wheat using generation mean analysis under water stress condition. Journal of Plant Physiology and Breeding 2 (2): 55-60.
34. Zhu, J. K. 2002. Salt and drought stress signal transduction in plants. Annual Review of plant Biology 53 (1): 247-273. DOI:1146/annurev.arplant.53.091401.143329.