بررسی روند تجمع ماده خشک در اندام‌های رویشی و زایشی ارقام مختلف گندم

جودی, مهدی; مهری, شهرام

doi:10.22059/jci.2021.320075.2525

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار، گروه علوم گیاهی و گیاهان دارویی، دانشکده کشاورزی مشگین‌شهر، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

² استادیار، گروه کشاورزی، واحد پارس‌آباد مغان، دانشگاه آزاد اسلامی، پارس‌آباد مغان، ایران.

https://doi.org/10.22059/jci.2021.320075.2525

چکیده

هدف از پژوهش حاضر مطالعه تسهیم ماده خشک به اندامهای هوایی در زمان گرده‌افشانی، دو هفته بعد از گرده‌افشانی و رسیدگی فیزیولوژیک در ارقام مختلف گندم و ارتباط احتمالی آن با عملکرد دانه بود. تعداد 18 رقم گندم آبی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی مغان طی سال زراعی 94-1393 موردبررسی قرار گرفتند. در زمان گرده‌افشانی، مقدار تجمع ماده خشک در کل گیاه از 95/1 گرم در رقم سومای3 تا 33/3 گرم در رقم الوند متغیر بود. در این زمان ارقام مختلف نسبتهای مختلفی از ماده خشک را به ساقه (از 31 تا 41 درصد)، برگ (از 37 تا 50 درصد) و سنبله (از 16 تا 27 درصد) اختصاص دادند. در فاصله گرده‌افشانی تا دو هفته بعد از آن، وزن خشک ساقه و سنبله در همه ارقام افزایش اما وزن برگ عموماً ثابت ماند. بیش‌ترین افزایش در وزن ساقه و سنبله مربوط به شیرودی (52/1 گرم) و کم‌ترین آن مربوط به سرداری (52/0 گرم) بود. در فاصله دو هفته بعد از گرده‌افشانی تا رسیدگی فیزیولوژیک، سنبله مخزن غالب بود، اما اما تفاوت ارقام از نظر صدور مواد فتوسنتزی به سنبله و استفاده از ذخایر ساقه (انتقال دوباره) باعث تغییر دوباره الگوی تسهیم مواد فتوسنتزی در بین ارقام گندم شد. ارتباط مشخصی بین ارتفاع ارقام و وزن سنبله در زمان گرده‌افشانی مشاهده نشد، اما اما ارقام با ارتفاع کوتاه عموماً در رسیدگی فیزیولوژیک دارای وزن و درصد سنبله بالا بودند. این نتایج نشان می‌دهد الگوی تسهیم مواد فتوسنتزی بسته به مرحله نموی گیاه و رقم مورداستفاده تغییر مییابد. بنابراین الگوی تسهیم مواد فتوسنتزی یک رقم در طی یک مرحله نموی ضرورتاً نمیتواند در مرحله نموی دیگر نیز دیده شود. در پایان فصل رشد، ارقام کراس البرز و پیشتاز، از نظر تسهیم ماده خشک و عملکرد دانه برتر بودند. تجزیه همبستگی نشان داد وزن برگها در زمان گرده‌افشانی، وزن ساقه در دو هفته بعد از گرده‌افشانی و مقدار تسهیم مواد فتوسنتزی به دانه‌ها، ارتباط مثبت و معنیداری با عملکرد دانه داشتند. بنابراین، صفات ذکر شده میتوانند در برنامههای مرتبط با افزایش عملکرد گندم، موردتوجه پژوهش‌گران قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Dry Matter Partitioning to Vegetative and Reproductive Organs in Wheat Cultivars

نویسندگان [English]

Mehdi Joudi ¹
shahram mehri ²

¹ Associate Professor, Department of Plant Science and Medicinal Herbs, Meshgin Shahr Faculty of Agriculture, University of Mohaghegh

² Assistant Professor, Department of Agriculture, ParsAbad Moghan Branch, Islamic Azad University, ParsAbad Moghan, Iran.

چکیده [English]

The aim of this research is to study the pattern of dry matter partitioning to different above-ground plant parts during anthesis, two weeks after anthesis, and physiologic maturity among wheat cultivars and to investigate its possible relationship with grain yield. Eighteen well-watered wheat cultivars have been grown at research farm of Moghan College of Agriculture and Natural Resources based on randomized complete block design with three replications during 2014-2015 growing season. At anthesis, total dry matter accumulated in the plant, range from 1.95 (Sumay3) to 3.33 g (Alvand). At this time, depending on the cultivar, dry matter partitioned to the stem which differ from 31% to 41%, vary from 37% to 50% in the leaves, and from 16% to 27% in the spike. From anthesis to two weeks post-anthesis, dry weight of stem and spike increase, while those of leaves, generally, remain constant. The highest (1.52 g) and the lowest (0.52 g) increases in the weight of stem and spike have been observed in the case of Shirodi and Sardari, respectively. During two post-anthesis weeks to physiologic maturity, the spike has been dominant; however, the cultivar differences in the amount of allocated photoassimilates to the spike as well as stem reserves remobilization change the pattern of dry matter partitioning among wheat population again. At anthesis, there has been no clear association between cultivar height and spike weight. At physiologic maturity, however, dwarf cultivar generally has had higher weight and proportion of the spike. These results show that the pattern of dry matter partitioning is varied depending on the plant developmental stages and cultivars. Therefore, partitioning pattern of a cultivar observed at one growth stage is not necessarily similar in other growth stages. At physiologic maturity, Crossed Alborz and Pishtaz are superior with respect to dry matter partitioning and yield performance. Analysis of correlation reveals that leaves dry weight at anthesis, stem dry weight at two weeks after anthesis, and partitioned photoassimiltes to the grain are correlated positively with square grain yield. Therefore, these traits deserve further attentions in wheat programs dealing with increased grain yield.

کلیدواژه‌ها [English]

Developmental stages
Grain yield
Partitioning
Remobilization
Wheat

مراجع

Ahmadi, A., Saeidi, M., & Jahansouz, M. R. (2005). Pattern of photoassimilates partitioning and grain filling in wheat cultivars grown under irrigated and drought stress conditions. Iranian Journal of Agricultural Science, 36(6), 1333-1343. (In Persian)

Alavi Sini, M., Saba, J., Jabbari, F., Soleimani, K., & Nasiri, J. (2010). Pattern of photoassimilates partitioning to above-ground parts of bread wheat grown under rain-fed conditions and its association with grain yield. Iranian Journal of Field Crop Science, 41(2), 281-289. (In Persian)

Allahverdiyev, T., & Huseynova, I. (2017). Influence of water deficit on photosynthetic activity, dry matter partitioning and grain yield of different durum and bread wheat genotypes. Cereal Research Communications, 45, 432-441. https://doi.org/10.1556/0806.45.2017.029

Araus, J. L., Slafer, G. A., Royo, C., & Serreat, M. D. (2008). Breeding for yield potential and stress adaptation in cereals. Critical Review in Plant Science, 27, 377-412. https://doi.org/10.1080/07352680802467736

Bayat, Z., Ahmadi, A., Sabokdast, M., & Joudi, M. (2011). The Pattern of photoassimilates partitioning in wheat genotypes under irrigated and drought stress conditions. Iranian Journal of Field Crop Science, 42(4), 821-832. (In Persian)

Dias, A. S., & Lidon, F. C. (2009). Evaluation of grain filling rate and duration in beard and durum wheat, under heat stress after anthesis. Journal of Agronomy and Crop Science, 195, 137-147. https://doi.org/10.1111/j.1439-037X.2008.00347.x

Ehdaie, B., Alloush, G. A., & Waines, J. G. (2008). Genotypic variation in linear rate of grain growth and contribution of stem reserves to grain yield in wheat. Field Crops Research, 106, 34-43. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.10.012

Ehdaie, B., Alloush, G. A., Madore, M. A., & Waines, J. G. (2006a). Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: I. postanthesis changes in internode dry matter. Crop Science, 46, 735-746. https://doi.org/10.2135/cropsci2005.04-0033

Ehdaie, B., Alloush, G. A., Madore, M. A., & Waines, J. G. (2006b). Genotypic variation for stem reserves and mobilization in wheat: II. Postanthesis changes in internode water-soluble carbohydrates. Crop Science, 46, 2093-2103. https://doi.org/10.2135/cropsci2006.01.0013

Fischer, R. A. (2007). Understanding the physiological basis of yield potential in wheat. The Journal of Agricultural Science, 145, 99-113. https://doi.org/10.1017/S0021859607006843

Fischer, R. A. (2011). Wheat physiology: a review of recent developments. Crop and Pasture Science, 62, 95-114. https://doi.org/10.1071/CP10344

Foulkes, M. J., Slafer, G. A., Davies, W. J., Berry, P. M., Sylvester-Bradley, R., Martre, P., Calderini, D. F., Griffiths, S., & Reynolds, M. (2011). Raising yield potential of wheat. III. Optimizing partitioning to grain while maintaining lodging resistance. Journal of Experimental Botany, 69, 469-486. https://doi.org/10.1093/jxb/erq300

Joudi, M. (2017). Genotypic variations for photoassimilates partitioning to the grains during early development of endosperm in wheat: association with grain weight. Genetika, 49(1), 313-328. https://doi.org/10.2298/GENSR1701313J

Joudi, M., & Van den Ende, W. (2018). Genotypic variation in Pre- and Post-anthesis dry matter remobilization in Iranian wheat cultivars: Associations with stem characters and grain yield. Czech Journal of Genetic and Plant Breeding, 54(3), 123-134. https://doi.org/10.17221/93/2017-CJGPB

Joudi, M., Ahamadi, A., & Mohammadi, V. (2017). Changes in stem and spike related traits resulting from breeding in Iranian wheat cultivars: associations with grain yield. Czech Journal of Genetic and Plant Breeding, 53(3), 107-113. https://doi.org/10.17221/178/2016-CJGPB

Joudi, M., Ahmadi, A., Mohamadi, V., Abbasi, A., & Mohammadi, H. (2014). Genetic changes in agronomic and phenologic traits of Iranian wheat cultivars grown in different environmental conditions. Euphytica, 196, 237-249. https://doi.org/10.1007/s10681-013-1027-7

Joudi, M., Ahmadi, A., Mohamadi, V., Abbasi, A., Vergauwen, R., Mohamadi, H., & Van den Ende, W. (2012). Comparison of fructan dynamics in two wheat cultivars with different capacities of accumulation and remobilization under drought stress. Physiolgia Plantarum, 144, 1-12. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2011.01517.x

Kumakov, V. A., Evdokimova, O. A., & Buyanova, M. A. (2001). Dry matter partitioning between plant organs in wheat cultivars differing in productivity and drought resistance. Russian Journal of Plant Physiology, 48(3), 421-426. https://doi.org/10.1023/A:1016670501685

Poorter, H., & Nagel, O. (2000). The role of biomass allocation in the growth response of plants to deferent levels of light, CO2, nutrients and water: a quantitative review. Australian Journal of Plant Physiology, 27, 595-601. https://doi.org/10.1071/PP99173_CO

Reynolds, M. P., Pask, A. J. D., […] & Joshi, A. K. (2017). Strategic crossing of biomass and harvest index-source and sink-achieves genetic gains in wheat. Euphytica, 213, 257. https://doi.org/10.1007/s10681-017-2040-z

Rivera-Amado, C., Trujillo-Negrellos, E., Molerob, G., Reynolds, M. P., Sylvester-Bradley, R., & Foulkes, M. J. (2019). Optimizing dry-matter partitioning for increased spike growth, grain number and harvest index in spring wheat. Field Crops Research, 240, 154-167. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2019.04.016

Saini, H. S., & Westgate, M. E. (1999). Reproductive development in grain crops during drought. Advance in Agronomy, 68, 59-96. https://doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60843-3

Scofield, G. N., Ruuska, S. A., Aoki, N., Lewis, D. C., Tabe, L. M., & Jenkins, C. L. D. (2009). Starch storage in the stems of wheat plants: localization and temporal changes. Annals of Botany, 103, 859-868. https://doi.org/10.1093/aob/mcp010

Slafer, G. A., Elia, M., Savin, R., García, G.A., Terrile, I. I., Ferrante, A., Miralles, D. J., & González, F. G. (2015). Fruiting efficiency: an alternative trait to further rise wheat yield. Food and Energy Security, 4(2), 92-109. https://doi.org/10.1002/fes3.59

Tyagi, P. K., Pannu, R. K., Sharma, K. D., Chaudhary, B. D., & Singh, D. P. (2002). Post-anthesis dry-matter accumulation and its partitioning in different wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under varying growing environments. Indian Journal of Agronomy, 49(3), 163-167.

Wacker, L., Jacomet, S., & Körner, C. (2002). Trends in biomass fractionation in wheat and barley from wild ancestors to modern cultivars. Plant Biology, 4(2), 258-265. https://doi.org/10.1055/s-2002-25735

Zhang, J., Chen, W., Dell, B., Vergauwen, R., Zhang, X., Mayer, J. E., & Van den Ende, W. (2015). Wheat genotypic variation in dynamic fluxes of WSC components in different stem segments under drought during grain filling. Frontiers in Plant Science, 6, 624. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00624

به زراعی کشاورزی

بررسی روند تجمع ماده خشک در اندام‌های رویشی و زایشی ارقام مختلف گندم

مراجع

مراجع

دوره 24، شماره 2
تیر 1401
صفحه 297-309

بررسی روند تجمع ماده خشک در اندام‌های رویشی و زایشی ارقام مختلف گندم

مراجع

مراجع

دوره 24، شماره 2تیر 1401صفحه 297-309

دوره 24، شماره 2
تیر 1401
صفحه 297-309