بررسی تنوع ویژگی‌های ریشه در لاین‌های نخود (Cicer arietinum L.)

پژوهش‌های حبوبات ایران

دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 29، خرداد 1403، صفحه 23-37   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.2024.80655.1051

نویسندگان

زهرا شکری¹؛ زهرا طهماسبی^{* 1}؛ همایون کانونی²؛ علی اشرف مهرابی³

¹َگروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

²بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، کردستان، ایران

³بخش زیست فناوری منابع طبیعی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، ایران

چکیده

نخود یکی از مهم‌ترین حبوبات در ایران و در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان است. بخش مهمی از موفقیت تولید در مناطق دارای تنش خشکی به جذب مؤثر آب و عناصر غذایی توسط سیستم ریشه‌ای کارآمد وابسته است. مطالب زیادی در ارتباط با تیپ مطلوب گیاهی و ساختار هندسی گیاه به رشته تحریر در‌آمده است، امّا اطلاعات در مورد رشد و نمو ریشه بسیار اندک است. به‌منظور ارزیابی صفات ریشه 39 لاین نخود، آزمایشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام انجام شد. پس از گذشت 30 روز از سبز شدن بذور، 16 ویژگی ریشه اندازه‌گیری شد. یافته‌های این مطالعه نشان داد که ویژگی‌های ریشه دارای دامنه تنوع بالایی در بین لاین‌های نخود مورد مطالعه بودند. نتایج نشان داد که تفاوت زیادی بین بیشترین و کمترین حجم ریشه وجود دارد (19و 43/4 سانتی‌مترمکعب). در میان لاین‌های مورد مطالعه، لاینFLIP07-20C  بیشترین طول ریشه، تراکم طول ریشه و محتوای آب ریشه را دارا بود. لذا، می‌تواند ضمن استفاده از آب موجود در حجم وسیع‌تری از نیم‌رخ خاک، از عناصر غذایی بیشتری نیز در طول دوره رشد بهره‌مند گردد و در برابر شرایط تنش خشکی تحمل بهتری از خود بروز می‌دهد. از‌ آنجا‌ که حجم ریشه نیز از مهم‌ترین ویژگی‎های گیاه به‌منظور جذب آب و مواد غذایی است و نسبت حجم ریشه به اندام‌های هوایی می‌تواند یکی از مهم‌ترین شاخص‌های پیش‌بینی‌شده برای میزان تنفس و جذب آب باشد، لاین FLIP07-31C با دارا بودن بیشترین حجم ریشه می‌تواند تحمل خوبی در برابر شرایط تنش خشکی داشته باشد. از داده‌های به‌دست‌آمده در مورد ویژگی­های ریشه­ لاین­های مورد مطالعه می‌­توان به‌منظور اصلاح لاین‌های مقاوم به خشکی نخود استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

تنش خشکی؛ حجم ریشه؛ ساختار هندسی؛ طول ریشه

مراجع

Ashraf, M., & Hariss, P.J.C. (2013). Photosynthesis under stressful environments: An overview. Journal of Photosynthetica, 51(2), 163-190. https://doi.org/10.1007/s11099-013-0021-6

Akhavan, S., Shabanpour, M., & Esfahani, M. (2012). Soil compaction and texture effects on the growth of roots and shoots of wheat.‏ Water and Soil, 26(3), 727–735. (In Persian with English Abstract). https://doi.org/10.22067/jsw.v0i0.14941

Arnon, I. (1972). Crop Production in Dry Region. Leonard hill Publishers London.

Bauhus, J., & Messier, C. (1999). Evaluation of fine root length and diameter measurements obtained using RHIZO image analysis. Agronomy Journal, 91(1), 142-147.‏ https://doi.org/10.2134/AGRONJ1999.00021962009100010022X

Caird, M.A., Richards, J.H., & Donovan, L.A. (2007). Nighttime stomatal conductance and transpiration in C₃ and C₄ plants. Plant physiology, 143(1), 4-10.‏ https://doi.org/10.1104/pp.106.092940

Chen, Y., Ghanem, M.E., & Siddique, K.H. (2017). Characterizing root trait variability in chickpea (Cicer arietinum L.) germplasm. Experimental Botany, 68(8), 1987-1999. https://doi.org/10.1093/jxb/erw368

Coohi chelecaran, N., Alizade, A., & Davari, K. (2015). The effect of different amounts of irrigation on root length density and corn yield in drip irrigation. Water Research in Agriculture, 29, 331-340.

Eshghizadeh, H.R., Kafi, M., Nezami, A., & Khoshgoftarmanesh, H. (2012). Studies on the role of root morphology attribution in salt tolerance of blue-panicgrass (Panicum antidotale Retz.) using artificial neural networks. Research on Crops, 13(2), 534-544.

Ganjeali, A., & Bagheri, A.R. (2010). Evaluation of morphological characteristics of root chickpea (Cicer arietinum L.) in response to drought stress. Iranian Journal Pulses Research, 1(2), 101-110. (In Persian with English Abstract). https://doi.org/10.22067/ijpr.v1i2.9225

Ganjeali, A., & Kafi, M. (2007). Genotypic differences for allometric relationships between root and shoot characteristics in chickpea (Cicer arietinum L.). Pakistan Journal of Botany, 39(5), 1523-1531.

Ganjeali, A., Kafi, M., & Bagheri, A., (2010). Approaches from root studies on chickpea (Cicer arietinum L.). Agricultural Sciences, 13(1), 179-189. (In Persian with English Abstract)

Ganjeali, A., Kafi, M., & Sabet Teimouri, M., (2010). Variations of root and shoot physiological indices in chickpea (Cicer arietinum L.) in response to drought stress. Environmental Stresses in Crop Sciences, 3(1), 35-45. (In Persian with English Abstract). https://doi.org/10.22077/escs.2010.81

Hajabbasi, M.A. (2001). Tillage effects on soil compactness and wheat root morphology. Agricultural Science and Technology, 3(1), 67-77.‏

Harris, G.A., & Campbell, G.S. (1989). Automated quantification of roots using a simple image analyzer. Agronomy, 81(6), 935-938.‏ https://doi.org/10.2134/AGRONJ1989.00021962008100060017X

Hasanabadi, T., Ardakani, M.R., Rejali, F., Paknejad, F., Eftekhari, S.A., & Zargari, K. (2010). Response of barley root characters to co-inoculation with Azospirillum lipoferum and Pseudomonas flouresence under different levels of nitrogen. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 9(2), 156-162.‏

Huang, B., & Gao, H. (2000). Root physiological characteristics associated with drought resistance in tall fescue cultivars. Crop Science, 40(1), 196-203.‏ https://doi.org/10.2135/CROPSCI2000.401196X

Imtiaz, M. (2010). A quantitative genetic approach to drought tolerance in chickpea. ASA, CAAS. and SSSA International Annual Meetings Long Beach, California, 31 Oct.- 4 Nov.

Kashiwagi, J., Krishnamurthy, L., Upadhyaya, H.D., Krishna, H., Chandra, S., Vadez, V., & Serraj, R. (2005). Genetic variability of drought-avoidance root traits in the mini-core germplasm collection of chickpea (Cicer arietinum L.). Euphytica, 146(3), 213-222. https://doi.org/10.1007/s10681-005-9007-1

Lalitha, N., Upadhyaya, H.D., Krishnamurthy, L., Kashiwagi, J., Kavikishor, P.B., & Singh, S. (2015). Assessing genetic variability for root traits and identification of trait‐specific germplasm in chickpea reference set. Crop Science, 55(5), 2034-2045. https://doi.org/10.2135/CROPSCI2014.12.0847

Mahanta, D., Rai, R.K., Mishra, S.D., Raja, A., Purakayastha, T.J., & Varghese, E. (2014). Influence of phosphorus and biofertilizers on soybean and wheat root growth and properties. Field Crops Research, 166, 1-9.‏ https://doi.org/10.1016/J.FCR.2014.06.016

Mafakheri, A., Siosemardeh, A., Bahramnejad, B., Struik, P.C., & Sohrabi, Y. (2011). Effect of drought stress and subsequent recovery on protein, carbohydrate contents, catalase and peroxidase activities in three chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars. Australian Journal of Crop Science, 5(10), 1255-1260.

Manschadi, A.M., Christopher, J., & Hammer, G.L. (2006). The role of root architectural traits in adaptation of wheat to water-limited environments. Functional Plant Biology, 33(9), 823-837. https://doi.org/10.1071/FP06055

Meskini-Vishkaee F, Mohammadi M.H, Neishaboori M.R, & Shekari F. (2016). Effect of soil moisture on wheat and canola root respiration rates in two soil textures. Plant Process and Function, 4, 177-188.

Muriuki, R., Kimurto, P.K., Towett, B.K., Vadez, V., & Gangarao, R. (2020). Study of root traits of chickpea (Cicer arietinum L.) under drought stress. African Journal of Plant Science, 14(11), 420-435. https://doi.org/10.5897/AJPS2019.1819

Musters, P.A.D., & Bouten, W. (2000). A method for identifying optimum strategies of measuring soil water contents for calibrating a root mater uptake model. Journal of Hydrology, 227, 273-286. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(99)00187-0

Pedersen, A., Zhang, K., Thorup-Kristensen, K., & Jensen, L.S. (2009). Modeling diverse root density dynamics and deep nitrogen uptake – A simple approach. Plant and Soil, 32(1-2), 493-510. https://doi.org/10.1007/s11104-009-0028-8

Purushothaman, R., Krishnamurthy, L., Upadhyaya, H.D., Vadez, V., & Varshney, R.K. (2017). Root traits confer grain yield advantages under terminal drought in chickpea (Cicer arietinum L.). Field Crops Research, 201, 146-161. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2016.11.004

Ramamoorthy, P., Lakshmanan, K., Upadhyaya, H.D., Vadez, V., & Varshney, R.K. (2017). Root traits confer grain yield advantages under terminal drought in chickpea (Cicer arietinum L.). Field Crops Research, 201, 146-161.‏ https://doi.org/10.1016/j.fcr.2016.11.004

Razavi Nasab, A., Shirani, H., Tajabadi pour, A., & Dashti, H. (2011). Effect of salinity and organic matters on chemical composition and root morphology of pistachio seedlings. Journal Crop Improvement, 13, 31-42.

Regan, K.L., Siddique, K.H.M., & Shackles, R.F. (2001). Kabuli chickpea production in the Ord River Area. Farmnote, 99. Department of Agriculture Western Australia.

Schenk, M.K., & Barber, S.A. (1979). Root characteristics of corn genotypes as related to p uptake 1. Agronomy, 71(6), 921-924. https://doi.org/10.2134/agronj1979.00021962007100060006x

Serraj, R., Krishnamurthy, L., Kashiwagi, J., Kumar, J., Chandra, S., & Crouch, J.H., (2004). Variation in root traits of chickpea (Cicer arietinum L.) Grown under terminal drought. Field Crops Research, 88, 115-127. https://doi.org/10.1016/J.FCR.2003.12.001

Shaaban, M., Mansourifar, S., Ghobadi, M., & Parchin, R.A. (2012). Effect of drought stress and starter nitrogen fertilizer on root characteristics and seed yield of four chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes. Seed and Plant Production, 27(4), 101-120. (In Persian)

Sheldrake, A.R., & Saxena, N.P. (1979). Growth and development of chickpeas under progressive moisture stress. Stress Physiology in Crop Plants, 2, 465-483.‏

Turner, N.C., Wright, G.C., & Siddique, K.H.M. (2003). Adaptation of grain legumes to water-limited environment: Selection for physiological, biochemical and yield component characteristics for improved drought resistance. In: Saxena, N. P. (Ed.), pp. 43-80.

Wu, Y., & He, D., (2011). Advances in root hairs in Gramineae and Triticum aestivum. African Journal of Agricultural Research, 6(5), 1047-1050. https://doi.org/10.5897/AJAR10.020