نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حسین نظری ¹
• مرتضی اشراقی‏ نژاد ²
• مظفر روستایی ³
• سید محمد علوی سینی ²

¹ بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان زنجان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، زنجان، ایران

² بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی جنوب استان کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، جیرفت، ایران

³ موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران

چکیده

مقدمه: گندم یکی از مهم‏ترین گیاهان خانواده غلات، نقش بسیار مهمی در امنیت غذایی جهان دارد. مسئله امنیت غذایی دنیا بعلت تغییرات شدید آب و هوایی و کمبود منابع آبیاری دچار چالش جدی شده است. درک واکنش‏های گیاهان به خشکی بخش اصلی در توسعه ارقام مقاوم به تنش است. عملکرد نسبی ژنوتیپ‏ها تحت شرایط تنش خشکی و شرایط بهینه یکی از نکات ضروری و مقدماتی در انتخاب ژنوتیپ‏های مطلوب برای شرایط دیم می‏باشد. این مطالعه با هدف شناسایی روابط بین شاخص‏ها و تعیین بهترین شاخص‏های تحمل به خشکی و همچنین انتخاب بهترین لاین‏های گندم مناسب برای مناطق سرد دیم برای برنامه‏های اصلاحی آینده انجام شد.
روش­شناسی پژوهش: به منظور شناسایی روابط بین شاخص‏های تحمل به خشکی و تعیین بهترین شاخص و همچنین انتخاب بهترین لاین‏ها برای برنامه‏های اصلاحی آینده، تعداد 144 لاین گندم در قالب طرح آلفا لاتیس در دو تکرار و در دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی در ایستگاه تحقیقات دیم مرکز تحقیقات کشاورزی زنجان مورد بررسی قرار گرفتند. شاخص های مختلف تحمل و حساسیت شامل شاخص تنش نسبی (RSI)، شاخص حساسیت به تنش (SSI)، شاخص مقاومت به تنش (SRI)، شاخص عملکرد (YI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI)، شاخص کاهش نسبی (RR)، شاخص تنش غیرزیستی (ATI)، شاخص تحمل (TOL) ، شاخص میانگین تولید (MP)، شاخص تحمل تنش (STI)، میانگین هندسی بهره‏وری (GMP)، شاخص درصد حساسیت به تنش (SSPI)، میانگین هارمونیک (HM)، شاخص میزان محصول تنش و محیط بدون تنش (SNPI) و نسبت افت عملکرد (PRR)  شاخص‏ها محاسبه شد.
یافته­های تحقیق: نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر محیط آبی و دیم بر روی عملکرد لاین‏ها در سطح یک درصد معنی‏دار بود. همچنین لاین‏ها از نظر عملکرد دانه تفاوت معنی‏داری در سطح یک درصد نشان دادند. تنش خشکی موجب کاهش عملکرد  دانه اکثر لاین‏ها در شرایط دیم گردید. لاین 82 بیشترین عملکرد را در شرایط پتانسیل (2876 کیلوگرم در هکتار) و دیم (2000 کیلوگرم در هکتار) داشت. لاین 21 نیز کمترین عملکرد  را در  دو شرایط داشت (به‏ترتیب دیم 825 و آبیاری تکمیلی 1113 کیوگرم در هکتار).  نتایج همبستگی نشان داد که عملکرد دانه در شرایط آبیاری تکمیلی همبستگی مثبت و معنی‏داری با شاخص‏های MP (56/0)، GMP (56/0)، HM (56/0) YI (55/0) و TOL (53/0) داشت. در شرایط تنش شاخص‏های MP (54/0)، GMP (54/0)، HM (54/0) YI (53/0) بیشترین همبستگی را با عملکرد داشتند.  بر اساس دو مولفه اول انتخابی حاصل از تجزیه به مولفه‏های اصلی که 35/91 درصد تغییرات را توجیه نمودند، لاین‏های 90 و 102 انتخاب شدند که بر اساس نمودار سه بعدی نیز تایید شدند. نتایج حاصل از تجزیه خوشه‏ای لاین‏ها نیز آن‏ها را در چهار گروه قرار داد که لاین‏هایی همچون 90، 131، 102 و 132 نیز در گروه با عملکرد بالا در هر دو شرایط قرار گرفتند. باتوجه به نتایج این مطالعه پیشنهاد می‏گردد که از شاخص‏های مقاومت به تنش، میانگین هارمونیک، میانگین هندسی و پایداری عملکرد که دارای بیشترین همبستگی مثبت معنی‏دار با عملکرد در شرایط دیم و آبی هستند در گزینش لاین‏‏ها استفاده شود؛ همچنین غربال‏گری براساس نتایج تجزیه به مولفه‏های اصلی و بای‏پلات و خوشه‏بندی با استفاده از چند شاخص انجام گیرد.

کلیدواژه‌ها

• تنش خشکی
• خوشه‏ بندی
• شاخص‏ های حساسیت
• مولفه ‏های اصلی

موضوعات

• به‌نژادی

عنوان مقاله [English]

Estimation of drought stress resistance indices in order to select dry wheat lines for cold regions of Iran

نویسندگان [English]

• Hossein Nazari ¹
• Morteza Eshraghi-Nejad ²
• Mozafar Roustaii ³
• Seid Mohammad Alavi Siney ²

¹ Crop and Horticultural Science Research Department, Agricultural and Natural Resources Research Center of Zanjan , Agricultural Research Education & Extension Organization (AREEO), Zanjan, Iran.

² Crop and Horticultural Science Research Department, Southern Kerman Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research Education & Extension Organization (AREEO), Jiroft, Iran.

³ Dryland Agricultural Research Institute, Agricultural Research Education & Extension Organization (AREEO), Maragheh, Iran

چکیده [English]

Introduction: As one of the most important plants of the cereal family, wheat plays a very important role in world food security. The problem of food security in the world is facing a serious challenge due to severe climate changes and a lack of supplementary irrigation resources. Understanding the responses of plants to drought is the main part of the development of stress-resistant cultivars. The relative performance of genotypes under drought stress conditions and optimal conditions is one of the necessary and preliminary points in choosing the optimal genotypes for dry conditions. This study was conducted with the aim of identifying the relationships between indicators and determining the best indicators of drought tolerance, as well as selecting the best wheat lines suitable for cold and rainy regions for future breeding programs.
Materials and Methods: In order to identify the relationships between drought tolerance indices and determine the best index as well as select the best lines for future breeding programs, 144 wheat lines in the form of Alpha Lattice design in two replications and in two conditions of rain and supplementary irrigation in The rain research station of Zanjan Agricultural Research Center were investigated. Different tolerance and sensitivity indices including relative stress index (RSI), stress sensitivity index (SSI), stress resistance index (SRI), performance index (YI), performance stability index (YSI), relative reduction index (RR), Abiotic Stress Index (ATI), Tolerance Index (TOL), Mean Production Index (MP), Stress Tolerance Index (STI), Geometric Mean Productivity (GMP), Stress Sensitivity Percentage Index (SSPI), Harmonic Mean (HM) ), the index of product of stress and non-stress environment (SNPI) and yield loss ratio (PRR) were calculated.
Research finding: The results of combined variance analysis showed that the effect of wet and rainy environment on the performance of lines was significant at the level of 1%. Also, the lines showed a significant difference in grain yield at the level of 1%. Drought stress decreased the grain yield of most lines in dry conditions. Line 82 had the highest yield in potential (2876 kg/ha) and rainfed (2000 kg/ha) conditions. Line 21 also had the lowest performance in two conditions (rainfed 825 and supplementary irrigation 1113 kg/ha respectively). Correlation results showed that grain yield in supplementary irrigation conditions had a positive and significant correlation with MP (0.56), GMP (0.56), HM (0.56), YI (0.55) and TOL (0.56) indicators. had 0.53). In the conditions of stress, MP (0.54), GMP (0.54), HM (0.54), and YI (0.53) indicators had the highest correlation with performance. Based on the first two selected components resulting from the decomposition into main components, which justified 91.35% of the changes, lines 90 and 102 were selected, which were also confirmed based on the three-dimensional diagram. The results of the cluster analysis of the lines also placed them in four groups, and lines such as 90, 131, 102 and 132 were also included in the group with high performance in both conditions. According to the results of this study, it is suggested to use the indicators of stress resistance, harmonic mean, geometric mean, and performance stability, which have the most significant positive correlation with performance in wet and dry conditions, in the selection of lines; Also, screening should be done based on the results of analysis into principal components and biplot and clustering using several indicators.

کلیدواژه‌ها [English]

• Clustering
• Drought stress
• Principal components
• Sensitivity indices