به زراعی کشاورزی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

داوران

عضویت و راهنمای پابلونز

دستورالعمل حذف نام داور از روی کامنت ها در برنامه Word

تجزیه به عامل ها و گروهبندی ژنوتیپ‌های مختلف گندم تحت شرایط تنش خشکی گلدهی در محیط گلخانه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، تبریز، ایران tahmasbpor@yahoo.com / b.tahmasebpour@uma.ac.ir: ایمیل موبایل:09148917394

2 استاد گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 دانشیار گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران tarinejad@yahoo.com / tarinejad@azaruniv.edu : ایمیل

4 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران ایمیل :hmohammadi@azaruniv.edu / hamidmohammadi78280@gmail.com

5 ستاد گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران ebadi@uma.ac.ir: ایمیل

10.22059/jci.2024.368625.2867

چکیده

هدف: گندم مهم‌ترین گیاه زراعی است که حدود 20 درصد از اراضی جهان به کشت آن اختصاص‌یافته است. براساس گزارش فائو حدود 90 درصد از کشور ایران در نواحی خشک و نیمه‌خشک قرار دارد. تنش خشکی هرساله خسارت فراوانی را در محصولات زراعی ایجاد می­کند و موجب کاهش 17 درصدی عملکرد می­گردد؛ ازاین‌رو انجام پژوهش‌ها در زمینه بهبود مقاومت گیاهان در برابر تنش خشکی و یافتن راه­کارهای مناسب به­منظور کمینه‌ساختن تلفات آب در بخش کشاورزی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. بنابراین ارزیابی و تعیین میزان تحمل به خشکی ژنوتیپ‌های گندم نان براساس عملکرد در شرایط تنش و بدون تنش رطوبتی و بررسی اهمیت نسبی صفات ریخت‌شناسی، فنولوژیکی و فیزیولوژیکی مؤثر بر عملکرد ژنوتیپ‌های موردمطالعه به‌منظور دستیابی به معیارهایی برای انتخاب ژنوتیپ‌های پرمحصول به­منظور استفاده در برنامه‌های به‌نژادی لازم و ضروری است. هدف این پژوهش بررسی روابط موجود بین صفات و استفاده از این روابط در گزینش ارقام پرمحصول تحت شرایط آبیاری مطلوب و تنش خشکی در مرحله شروع گلدهی بود.
روش پژوهش: به­منظور شناسایی همبستگی و روابط بین صفات مختلف در گندم نان، 30 ژنوتیپ به‌عنوان فاکتور فرعی تحت آزمایش اسپلیت ‌پلات در قالب طرح کاملاً تصادفی در گلخانه با سه تکرار در شرایط آبیاری طبیعی و تنش رطوبتی شروع گلدهی بررسی شدند. پس از اندازه‏گیری صفات موردمطالعه، به‎منظور بررسی روابط موجود بین عملکرد و اجزای عملکرد، با سایر صفات و بررسی اهمیت نسبی صفات مؤثر بر عملکرد ژنوتیپ‌های موردمطالعه، تجزیه واریانس، مقایسه میانگین‌ها، تجزیه خوشه‌ای و تجزیه به عامل­ها انجام شد.
یافته‌ها: تجزیه خوشه‌ای براساس کلیه صفات در شرایط نرمال و تنش کمبود آب به‌روش وارد و با استفاده از فاصله مربع اقلیدسی انجام گرفت، در تجزیه خوشه‌ای تحت شرایط نرمال، چهار گروه ایجاد شد که ژنوتیپ‌های برتر از نظر وزن دانه در گروه اول (cd-6، c-93-8، cd-3، cd-5، cd-7، cd-4، c-93-4، cd-1، cd-9، c-94-8 و c-93-6) با میانگین 93/7 گرم در واحد پنج بوته قرار گرفتند، اما تحت شرایط تنش خشکی ژنوتیپ‌های گروه دوم (میهن، اروم، c-93-3، c-94-7، c-93-9، c-94-3، c-93-8، cd-2 و c-93-7) دارای بیش‌ترین وزن دانه (18/2 گرم در واحد پنج بوته) بودند.
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج پژوهش، دو مؤلفه اول و دوم 24/76 درصد از تغییرات کل داده‌های اولیه را توجیه کردند که صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی توانستند ارقام حساس (C-93-11 و C-93-4) و متحمل به خشکی (میهن و اروم) را از هم تفکیک نمایند. براساس نتایج تجزیه بای‌پلات، صفات سطح برگ پرچم، سرعت رشد رویشی، تعداد پنجه بارور، عملکرد دانه، تعداد دانه در سنبله و وزن هزاردانه نقش تعیین‌کننده در جداسازی ژنوتیپ­ها تحت شرایط نرمال و تنش داشتند.       

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Cluster Analysis and Genotype Clustering of Wheat under Drought Stress over Flowering Phase in the Greenhouse conditions

نویسندگان [English]

  • Behnam Tahmasebpour 1
  • Sodabeh Jahanbakhsh 2
  • Ali Reza Tarinejad 3
  • Hamid Mohammadi 4
  • ali ebadi 5

1 Ph.D Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili,-Tabriz-Iran Email: b.tahmasebpour@uma.ac.ir Email: tahmasbpor@yahoo.com Tel: 09148917394 ORCID: 0000-0002-0710-8650

2 Professor., Department of plant genetics and production engineering, Faculty of agriculture and natural resources, University of Mohaghegh Ardabili,,Ardabil, Iran

3 Associate Prof., Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran Email:tarinejad@azaruniv.edu Email: tarinejad@yahoo.com Tel: 09141043508 ORCID: 0000-0002-8418-7663

4 Associate Prof., Department of Agronomy and plant breeding, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran. Email: hmohammadi@azaruniv.edu Email:hamidmohammadi78280@gmail.com Tel: 09144091319 ORCID: 0000-0001-9451-3250

5 Professor., Department of plant genetics and production engineering, Faculty of agriculture and natural resources, University of Mohaghegh Ardabili-Ardabil-Iran Email: ebadi@uma.ac.ir Tel: 09141512878 ORCID: 0000-0002-3951-6747

چکیده [English]

Objective: This study aimed to investigate the relationships between traits and use these relationships to select high-
Objective: Wheat, accounting for about 20% of global cultivated land, is vital for food security. With over 90% of Iran classified as arid or semi-arid, drought stress critically impacts crop yields, causing approximately 17% losses annually. Improving drought resilience and water-use efficiency in wheat is therefore essential. This study aims to assess drought tolerance in bread wheat genotypes based on their performance under normal and water-stressed conditions, and to identify morphological, phenological, and physiological traits linked to high yield for use in breeding programs.
Methods: A split-plot experiment with three replications was conducted in a greenhouse to evaluate 30 wheat genotypes under normal irrigation and post-anthesis drought stress. Trait correlations, yield associations, and the relative importance of traits were analyzed using ANOVA, mean comparisons, cluster analysis (Euclidean distance and Ward’s method), and factor analysis.
Results: Cluster analysis grouped genotypes into four under normal conditions, with the first group (including cd-6, c-93-8, cd-3, etc.) exhibiting the highest average grain yield of 7.93 g per five plants. Under drought, the second group (Mihan, Eroum, c-93-3, etc.) achieved the highest yield of 2.18 g per five plants. The first two principal components explained 76.24% of data variability, effectively distinguishing sensitive cultivars (C-93-11, C-93-4) and drought-tolerant genotypes (Mihan, Eroum). Biplot analysis identified flag leaf area, vegetative growth rate, fertile tiller number, grain yield, grains per spike, and 1000-grain weight as key traits for genotype separation under both conditions.
Conclusion: According to results,  the first and second two components explained 76.24% of the changes in the primary data, that the morphological and physiological traits could be determined by the sensitive cultivars (C-93-11 and C-93 4) and separate the drought tolerant (Mihan and Eroum) from each other. Based on the results of Biplot analysis, flag leaf area, vegetative growth rate, number of fertile tillers, grain yield, number of grains per spike and 1000-grain weight had a determinative role in isolating genotypes under normal irrigation and stress conditions..

کلیدواژه‌ها [English]

  • Discriminant analysis ‎
  • Drought
  • The morphological
  • ‎physiological traits
مراجع
اکبری، لیلا؛ بهرامی­نژاد، صحبت و چقامیرزا، کیانوش (1399). تجزیه ژنتیکی صفات فیزیولوژیک گندم نان تحت شرایط نرمال و تنش کمبود آب آخر فصل. تنش‌های محیطی در علوم زراعی، 13(4)، 1031-1044.
پورابوقداره، علیرضا؛ مقدم، محمد؛ علوی­کیا، سید سیامک و مهرابی، علی‌اشرف (1395). بررسی وراثت‌پذیری ویژگی‌های آگرو-مورفولوژیکی و ارتباط تنوع ژنتیکی با عوامل جغرافیایی در جمعیت‌های وحشی گندم اینکورن غرب و شمال‌غرب کشور. دو فصلنامه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران، 24(2)، 287-304.
تقی‌زادگان، مهدی؛ نوروزی، مجید و اهری­زاد، سعید (1394). ارزیابی لاین­های اینبرد نوترکیب گندم نان از نظر صفات زراعی و مورفولوژیکی. مجله اصلاح نباتات و باغبانی ایران، 2(3)، 137-149.
توانا، شهلا و صبا، جلال (1395). گروه‌بندی لاین­های گندم و گزینش گروهی آن‌ها در شرایط دیم. مجله پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی،  8(20)، 159-164.
حیدری­نژاد، حدیث؛ اسماعیلی، احمد؛ حسین‌پور، طهماسب و عیسوند، حمید­رضا (1397). تحلیل عاملی، همبستگی ژنتیکی و روابط علیت صفات مختلف در ژنوتیپ­های گندم دوروم. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی، 10(33)، 117-126.
صادق گلمقدم، رامین؛ خدارحمی، منوچهر و احمدی، غلامحسین (1392). بررسی تنوع ژنتیکی و تجزیه به عامل‌ها برای عملکرد دانه و سایر صفات مورفولوژیک گندم نان در شرایط تنش خشکی. مجله زراعت و اصلاح نباتات ایران، 7(1)، 133-147.
علی­پور، هادی؛ عبدی، حسین؛ رحیمی، یوسف و بی­همتا، محمدرضا (1398). بررسی عملکرد دانه و پایداری عملکرد ارقام گندم معرفی‌شده در بیش از نیم قرن اخیر در ایران. مجله تحقیقات غلات، 9(2)، 157-167.
فرشادفر، عزت اله (1394). اصول و روش‌های آماری چند متغیره (چاپ دوم). انتشارات طاق بستان کرمانشاه، 734 صفحه.
قاسمی، م (1396). ارقام گندم تحمل به تنش خشکی پایان فصل در دشت اردبیل. مرکز تحقیقات کشاورزی اردبیل.
کاویانی، رضا؛ آقایی سربرزه، مصطفی؛ بی­همتا، محمد­رضا و محمدی، محسن (1392). تنوع ژنتیکی و تجزیه به عامل‌ها برای صفات زراعی و مورفولوژیکی در توده­های گندم دوروم. مجله به­نژادی نهال و بذر، 1-29 (4)، 673-692.
مجیدی مهر، احمد و خوش­چهره، حنانه (1396). مطالعه ژنوتیپ­های مختلف برنج با آمار چندمتغیره. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی، 8(30)، 118-128.
معتضدی، سامان؛ سیف‌زاده، سعید؛ حق‌پرست، رضا؛ ذاکرین، حمیدرضا و جباری، حمید (1398). شناسایی صفات مؤثر بر عملکرد دانه ژنوتیپ­های گندم نان در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی. مجله پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی، 11(30)، 68-87.
موسوی، سید سعید؛ کیان ارثی، فرزاد و عبدالهی، محمد رضا (1392). کاربرد روش‌های آماری چند متغیره در شناسایی صفات مؤثر بر عملکرد گندم نان تحت شرایط تنش رطوبتی. مجله تحقیقات غلات، 3(2)، 119-130.
میر­محمدی میبدی، سید­علی‌محمد؛ گل­آبادی، مریم و گلکار، پوراندخت (1396). اصلاح گیاهان برای تحمل تنش خشکی. انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان،234 صفحه.
نادری زرنقی، رعنا و فتوت، رضا (1395). ارزیابی تحمل به خشکی ژنوتیپ‌های گندم نان پاییزه. مجله اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی، 4(40)، 945-958.
نظری، مریم و عبدالشاهی، روح‌اله (1393). بررسی تنوع ژنتیکی ارقام گندم نان (Triticum aestivum L.) از طریق صفات مورفوفیزیولوژیک و نشانگرهای مولکولی SSR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی، 6(1)، 214-231.
نیک‌سرشت، رضا؛ محمدی، عبداله؛  مجیدی هروان، اسلام و مصطفوی، خداد (1393). بررسی لاین­های پیشرفته گندم نان در دو شرایط تنش و بدون تنش خشکی (F7). مجله بوم‌شناسی کشاورزی، 6(1)، 97-107.
Abid, M., Ali, Sh., Qi, L. K., Zahoor, R., Tian, Z., Jiang, D., Snider, J. L., & Dai, T. (2018). Physiological and biochemical changes during drought and recovery periods at tillering and jointing stages in wheat  (Triticum aestivum L.). Scientific Reports-Nature, 8(1), 1-15.
Akbari, L., Bahraminejad, S., & Cheghamirza, K. (2021). Genetic analysis of physiological traits in bread wheat under normal and terminal water-deficit stress conditions . Environmental Stresses in Crop Sciences, 13(4), 1031-1044. (In Persian).
Alexieva, V., Sergei, I., Mapelli, S., & Karanov, E. (2001). The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in pea and wheat. Plant Cell Environment, 24, 1337-1344.
Ali-Mohammadi, M., Rezai, A. M., & Mirmohammadi Maibodi, S. A. M. (2009). Evaluation of Some Physiological Traits and Grain Yield of Ten Iranian Bread Wheat Cultivars Under Two Irrigation Conditions . Journal Of Science And Technology Of Agriculture And Natural Resources , 48, 107-120.
Alipour, H., Abdi, H., Rahimi, Y., & Bihamta, M. R. (2019). Investigating grain yield and yield stability of wheat cultivars introduced in Iran over the last half century . Cereal Research, 9(2), 157-167. (In Persian).
Arnon, A. N. (1967). Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23, 112-121.
Bates, L., Waldrem, R., & Teare, I. (1973). Rapid determination of free praline for water stress studies. Plant and Soil, 39, 205-207.
Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248.
Chance, B., & Maehly, A. C. (1955). Assay of catalase and peroxidases. Method Enzymol, 11, 764-755.
Cooke, J., & Leishman, M. R. (2016). Consistent alleviation of abiotic stress with silicon addition: a meta-analysis. Functional Ecology, 30, 1340-1357.
FAO. (2019). Statistical data. Food and Agriculture Organization. From www.faostat.org.
FAO. (2020). Food and Agriculture Organization. World food situation, Available at: http://www.fao.org/ world food situation/csdb.
Faris, H., Singh, A., Belay, H., & Johansson, E. (2006). Multivariate analysis of diversity of tetraploid wheat germplasm from Ethiopia. Journal of Genetic Resources and Crop Evolution, 53, 1089-1098.
Farshadfar,  E.  (2015). Statistical multivariate principles and methods (second edition). Kermanshah Taq Bostan Publications, 734 pp. (In Persian).
Flexas, J., Niinemets, U., Galle, A., Barbour, M. M., & Centritto, M. )2013). Diffusional conductances to CO as a target for increasing photosynthesis and photosynthetic water-use efficiency. Photosynthesis Research, 117, 1-3.
Gasemi, M. (2017). Wheat cultivars of tolerance to end season drought stress in Ardabil plain. Agricultural research center, Ardabil. (In Persian)
Heydarinejad, H., Esmaili, A., Hosseinpour, T., & Esvand, H. R. (2017). Factor analysis, genetic correlation and causal relationships of different traits in durum wheat genotypes. Journal of Plant Ecophysiology, 33, 126-117. (In Persian)
Hosseinzadeh, S. R., Amiri, H., & Ismaili, A. (2016). Effect of vermicompost fertilizer on photosynthetic characteristics of chickpea (Cicer arietinum L.) under drought stress. Photosynthetica, 54 (1), 87-92.
Kar, M., & Mishra, D. (1976). Catalase, Peroxidase, and Polyphenoloxidase activities during Rice leaf senescence. Plant Physiology, 57, 315-319.
Kaviani, R., Aghaee Sarbarzeh, M., Bihamta, M. R., & Mohammadi, M. (2013). Genetic diversity and factor analysis for agronomic and morphological traits in durum wheat stands.The Seed and Plant Journal, 1, 692-673. (In Persian).
Khodadai, M., Fotokian, M. H., & Miransari, M. (2011). Genetic diversity of wheat (Triticum aestivum L.) genotypes based on cluster and principal component analyses for breeding strategies. Australian Journal of Crop Science, 5, 17-24.
Majidi-Mehr, A., & Khoshchereh, H. (2017). Study of different genotypes of rice using multivariate analysis. Journal of Plant Echophysiology, 8(30), 118-128. (In Persian).
Maqbool, M. M., Ali, A., UL-Haq, T., Majeed, M. N., & Lee, D. J. (2015). Response of spring wheat (Triticum aestivum L.) to induced water stress at critical growth stages. Sarhad Journal of Agriculture, 31, 53-58.
Mirmohammadi Maibody, S. A. M., Golabadi, M., & Golkar, P. (2015). Plant breeding for drought stress tolerance. Jahad Publication. , Isfahan University of Technology. 234pp. (In Persian).
Moosavi, S. S., Kian Ersi, F., & Abdollahi, M. R. (2013). Application of multivariate statistical methods in detection of effective traits on bread wheat (Triticum aestivum L.) yield under moisture stress condition. Cereal Research, 3, 119-130. (In Persian).
Motazedi, S., Sefazadeh, S., Haghparast, R., Zakerin, H. R., & Jabbari, H. (2019). Identification of effective traits on grain yield of bread wheat genotypes in rainfed and supplementary irrigation. Journal of Crop Breeding, 11(30), 68-87. (In Persian).
NaderiZarnaghi, R., & Fotovat, R. (2017). Evaluation of drought tolerance of some winter wheat genotypes. Journal of Crop Ecophysiology,  10(4), 945-958. (In Persian)
Nazari, M., & Abdolshahi, R. (2013). Evaluation of Genetic diversity in bread wheat cultivars (Triticum aestivum L.) using morpho-physiological traits and SSR markers. Journal of Agricultural Biotechnology, 6(1), 214-231. (In Persian)
Nikoseresht, R., Mohammadi, A., Majidi Hervan, E., & Mostafavi, K. H. (2015). Study on advanced bread wheat lines under two conditions of normal and drought stress (F7). Journal of Agricultural Ecology, 6 (1), 97-107. (In Persian)
Ohkawa, H., Ohishi, N., & Yagi, K. (1979). Assay for lipid peroxidation in animal tissues by thiobarbituric acid reaction. Annals of Biochemistry, 95, 351-358.
Pordel-Maragheh, F. (2013). Assess the genetic diversity in some wheat genotypes through agronomic traits. European Journal of Zoological Research, 2(4), 71-75.
Pour-Aboughadareh, A. R., Moghaddam, M., Alavikia, S. S., & Mehrabi, A. A. (2016). Assessing heritability of agro-morphological characters and relationship between genetic diversity with geographical factors in Einkorn wild wheat populations collected from west and northwest of Iran. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 24(2), 287-304. (In Persian)
Saba, J., Tavana, S., Qorbanian, Z., Shadan, E., Shekari, F., & Jabbari, F. (2018). Canonical correlation analysis to determine the best traits for indirect improvement of wheat grain yield under terminal drought stress. Journal of Agricultural Science and Technology, 20(5), 1037-1048.
Sadeg Ghol Mogadam, R., Khodarahmi, M., & Ahmadi, G. H. (2013). Investigation on genetic diversity and factor analysis for grain yield and other morphologic traits of bread wheat under drought stress condition. Agronomy and Plant Breeding Journal, 7(1), 133-147. (In Persian)
Sarto, M. V. M., Sarto, J. R. W., Rampim, L., Bassegio, D., da Costa, P. F., & Inagaki, A. M. (2017). Wheat phenology and yield under drought: a review. Australian Journal Crop Science, 11, 941-946.
TaqiZadeghan, M., Norozi, M., & Aharizad, S. (2015). Evaluation of recombinant inbred lines of bread wheat in terms of agronomic and Morphological traits. Iranian Journal of Crop and Horticultural Breeding, 2(3), 137-149. (In Persian).
Tavana, S., & Saba, J. (2016). Grouping wheat Lines and their Group Selection under Rainfed Conditions. Journal of Crop Breeding, 8, 159-164. (In Persian).
Yarnia, M., Arabifard, N., Rahimzadeh Khoei, F., &  Zandi, P. (2011). Evaluation of drought tolerance indices among some winter rapeseed cultivars. African Journal of Biotechnology, 10, 10914-10922.
 
به زراعی کشاورزی
دوره 27، شماره 2
تیر 1404
صفحه 169-187
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار