شناسایی صفات مرتبط با تحمل به خشکی در ژنوتیپ‌های جو بومی مناطق گرم و خشک ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

استادیار، بخش تحقیقات ژنتیک و بانک ژن گیاهی ملی ایران، مؤسسۀ تحقیقات اصلاح و تهیۀ نهال و بذر، ، کرج- ایران

چکیده

کاهش چشمگیر تنوع ژنتیکی در بسیاری از گونه‌های زراعی، توجه جهانی را به منشأ اولیۀ ژن‌های جدید که اغلب در توده‌های بومی نهفته است و می‌تواند ژن‌های ارزشمندی برای تحمل به تنش‌های زنده و غیر‌زنده و صفات مطلوب اقتصادی باشد، جلب کرده است. در تحقیق حاضر به‌منظور ارزیابی واکنش توده‌های بومی جو زراعی در برابر خشکی و بررسی صفات مرتبط با تحمل تنش و درک روابط بین آنها، 25 ژنوتیپ بومی اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک کشور از کلکسیون جو اهلی در بانک ژن گیاهی ملی ایران، به‌همراه سه رقم زراعی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در دو وضعیت آبیاری نرمال و قطع آبیاری (تنش خشکی) در مزرعۀ تحقیقاتی مؤسسۀ اصلاح و تهیۀ نهال و بذر ارزیابی شدند. صفات ارزیابی‌شده شامل صفات فنولوژیک، فیزیولوژیک و آگرونومیک بود. شاخص­های تحمل و حساسیت به تنش نیز برای ژنوتیپ‌ها محاسبه شد. با توجه به ضرایب همبستگی، شاخص STI بهترین شاخص برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی در گیاه جو شناخته شد. براساس این شاخص، ژنوتیپ­های شمارۀ 25 (6711TN)، 26 (رقم نصرت)، 24 (2/6652TN) و 16 (6436TN)، به‌ترتیب پرمحصول­ترین ژنوتیپ­ها در وضعیت نرمال و تنش خشکی شناسایی شدند. رگرسیون گام‌به‌گام بین شاخص تحمل تنش و صفات تحت ارزیابی، اهمیت فراوان صفات سطح ویژۀ برگ پرچم، تعداد سنبلچه در سنبله، سطح برگ و تعداد روز تا گلدهی را در وضعیت تنش خشکی نشان داد. تنها صفتی که در وضعیت رطوبتی نرمال با شاخص تحمل به تنش ارتباط نزدیکی داشت، صفت وزن صددانه بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of traits related to drought tolerance in barley genotypes originated from arid climates of Iran

نویسندگان [English]

  • Shakiba Shahmoradi
  • Mehdi Zahravi
Assistant Professor, Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran
چکیده [English]

To evaluate the effects of water deficit stress in barley germplasm collection of National Gene Bank of
Iran, 25 genotypes collected from arid and semi arid provinces of Iran and 3 sample cultivars were
studied in two environments including: non-stressed and water deficit stress. Agronomical, phenological
and morphological traits were measured. Stress indices were calculated to determine tolerant genotypes.
Based on correlation coeficiences, STI were better indicator of drought stress tolerance than the other
indices. Based on STI, morphotypes number 16, 24, 25 and 26 shown better stress tolerance potential than
the other morphotypes. Stepwise regression between stress tolerance index (STI) and quantitave traits
indicates the important role of leaf area and specific leaf area of flag leaf under drought stress condition,
in acclimation to drought conditions. It is also concluded that the 100 grain weight is the only trait under
normal condition witch shows a close relation with stress tolerance index.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • Drought stress
  • germplasm
  • index
  • tolerance
  1. رجبی ا.،  مقدم م.،  رحیم زاده خویی ف.، مصباح م. و رنجی ذ. (1381) ارزیابی تنوع ژنتیکی در توده های چغندرقند برای صفات زراعی و کیفیت محصول. علوم کشاورزی ایران. 33(3): 553-567.
  2. رودبار کلاری ف.، فرشادفر ع. و قره یاضی ب. (1380) بررسی تنوع ژنتیکی برنج های ایرانی با استفاده از نشانگر رپید. علوم زراعی ایران. 3(4): 8-15.
  3. زهراوی م (1388) ارزیابی ژنوتیپ های جو اسپانتانئوم (Hordeum spontaneum) از نظر شاخص های تحمل به خشکی. به­نژادی نهال و بذر (نهال و بذر). 25-1(4): 533-549.
  4. شاه مرادی ش.، زینالی خانقاه ح.، دانشیان ج.، خدابنده ن. و احمدی ع. (1388) بررسی اثرات تنش خشکی در ارقام و لاین های پیشرفته سویا با تاکید بر شاخص های تحمل به تنش. علوم گیاهان زراعی ایران (علوم کشاورزی ایران). 40(3):9-22.
  5. شاه مرادی ش.، شفاالدین س. ویوسفی ا. (1390) تنوع فنوتیپی اکوتیپ های جو بومی مناطق گرم و خشک ایران به نژادی نهال و بذر (نهال و بذر). 27-1(4): 495-515.
  6. شفاالدین س (1381) بررسی تنوع ژنتیکی و جغرافیایی ژرم پلاسم جوهای بومی مناطق شمال کشور بر اساس صفات زراعی و مورفولوژیکی. علوم کشاورزی ایران. 33(3): 569-581.
  7. کرمی ع.، قنادها م. ر.، نقوی م.ر. و مردی م. (1384) ارزیابی مقاومت به خشکی در جو. علوم کشاورزی ایران. 36(3): 547-56.
  8. کوچکی ع. ( 1376). زراعت در مناطق خشک. چاپ سوم، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. 202 صفحه.
  9. منجم س.، احمدی ع. و محمدی و. (1389) اثرات تنش خشکی در مراحل زایشی بر تسهیم مواد فتوسنتزی ارقام تجاری کلزا. تولید گیاهان زراعی. 3(3): 163-178.
  10. ویسی مال امیری ا.، حق ‌پرست ر.، آقایی سربرزه م. ، فرشادفر ع. و رجبی ر. (1389) ارزیابی تحمل به خشکی ژنوتیپ های جو (.Hordeum vulgare L) با استفاده از خصوصیات فیزیولوژیکی و شاخص های تحمل به خشکی. به نژادی نهال و بذر (نهال و بذر). 26-1(1): 43-60.
 

  1. Al Khanjari S Filatenko A and Hammer K (2008) Morphological spike diversity of Omani wheat. Genetic Resources and Crop Evolution. 55(8): 1185-1195.
  2. Backes G Orabi J and Woldoy A (2009) High genetic diversity revealed in barley (Hordeum vulgare) collected from small scale farmer's fields in Eritrea. Genetic Resources and Crop Evolution. 56(1): 85-97.
  3. Brush S B (1995) In situ conservation of landraces in center of crop diversity. Crop Science. (35): 346-354.
  4. Ceccarelli S Grando S Vivar H Yahyaoui A (1999) The ICARDA Strategy for Global Barley Improvement. RACHIS Newsletter. 18(2): 3-13.
  5. Ceccarelli S and Mekni M S (1985) Barley breeding for areas receiving less than 250 mm annual rainfall. RACHIS (ICARDA); Barley, Wheat and Triticale Newsletter. 4(2): 3-9.
  6. Fernandez G C J (1992) Effective Selection Criteria for Assessing Plant Stress Tolerance.pp. 257-270. In: Kuo, C. G. (ed.) Adaptation of food to temperature and water stress. AVRDC, Shanhua, Taiwan.
  7. Gallagher J N Biscoe P V and Scott R K (1975) Barley and its environmaent. V. Stability of grain weight. Applied Ecology. 24: 261-278.
  8. Haussmann B I G Parzies H K Presterl T Susic Z and Miedaner T (2004) Plant genetic resources in crop improvement. Plant Genetic Resources. 2(1): 3-21.
  9. IPGRI (1994).Descriptor for barley (Hordeum vulgare L.). International plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy.
  10. Ivandic V C Hackett A Zhang Z J Staub J E Nevo E Thomas W T B and Forster B P (2000) Phenotypic responses of wild Barley to experimentally imposed to water stress. Experimental Botany. 51(353): 2021-2029.
  11. Jaradat A Shahidb A M and Al Maskric A Y (2004) Genetic Diversity in the Batini Barley Landrace from Oman I. Spike and Grain Quantitative and Qualitative Traits. Crop Science. 44: 304-315.
  12. Jilal A Grando S Henry R J Slade lee L Rice N Hill H Baum M and Ceccarelli S (2008) Genetic diversity of ICARDA's world wide barley landrace collection. Genetic resources and crop evolution. 55: 1221-1230.
  13. Negassa M (1985) Patterns of phenotypic diversity in an Ethiopian barley collection and the Arussi-Bale high land as a center of origin of barley. Hereditas. 102: 139-150.
  14. Nevo E(1992) Origin, evolution, population genetics and resources for breeding of wild barley, Hordeum spontaneum, in the Fertile Crescent. In: Barley: Genetics, Molecular Biology and Biotechnology, Shewry, P. (ed.). C.A.B. International. pp: 19-43.
  15. Pickering R and Johnston P A (2005) Recent progress in barley improvement using wild species of Hordeum. Cytogenetic Genome Research, 109: 344-349.
  16. Rasmusson D C (1985)Barley. American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, Publishers, Madison, Wisconsin.
  17. Rizza F Badeck F W Cattivelli L Lidestri O Difonzo N and Stanca A M (2004) Use of a water stress index to identify Barley genotypes adapted.Crop science. 44: 2127-2137.
  18. Samarah N H (2005) Effects of drought stress on growth and yield of Barley. Agronomy for Sustainable Development. 25: 145-149.
  19. Zakova M and Benkova M (2004) Genetic diversity of genetic resources of winter barley maintained in the gene bank in Slovakia. Genetic Plant Breeding. 40(4): 118-126.