دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 03 10 Evaluation of some rice genotypes under drought stress conditions based on stress tolerance indices ارزیابی برخی از ژنوتیپ‌های برنج در شرایط تنش خشکی با استفاده از شاخص‌های تحمل به تنش 301 314 7666 10.22124/cr.2024.26168.1800 FA جعفر گیلکی دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران سعید نواب پور دانشیار، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران ابوالفضل مازندرانی دانش‌آموخته دکتری، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. Journal Article 2023 09 09 Introduction The water deficit is one of the most important problems in rice cultivation, particularly when the decrease in rainfall and dry season affects its vegetative growth and grain yield. Drought stress is known as one of the most effective factors of yield reduction in crops. Identifying and introducing tolerant genotypes is a good way to cope incompatible environmental conditions. For easier evaluation of genotypes under drought conditions and identification of drought tolerant genotypes, various indices have been suggested as criteria for selection of genotypes based on their yield under stress and non-stress conditions. The present study was conducted to evaluate some rice genotypes under drought stress conditions as well as to introduce drought tolerant genotypes using important tolerance and sensitivity stress indices. Materials and methods This experiment was conducted in split plots based on randomized complete block design with three replications in Azadshahr, Golestan province, Iran. The main factor included two irrigation levels (drought stress and flooding as control) and the sub-factor included eight rice varieties. The experimental plots were three m2 with a distance of one m from each other. After randomly assigning the treatments to the experimental units, transplanting was done as four plants per pile. Each genotype was cultivated in six two-meter rows with a distance of 25 × 25 cm. Irrigation of the experimental field under both stress and non-stress conditions until the tillering stage of the genotypes was conducted as flooding. Then, under stressful conditions, irrigation was carried out from 40 days after transplanting (maximum tillering stage) until the end of the cropping season at an interval of 25 days, which according to the climatic conditions of the studied region, irrigation was done only once in stressful conditions. From the six rows planted in each plot, one row from around each plot was removed as border and the second to fourth rows were selected for sampling. After measuring traits and calculating different indices, the data were analyzed by SAS software. Two-dimensional biplot diagram was also drawn by STATGRAPHIC software. Research findings The results of analysis of variance showed a significant difference between the genotypes for all studied traits under both drought stress and flooded (control) conditions. Comparison of means showed that the highest average grain yield under both control and stress conditions belonged to Fajr, IRAT216, Sang-Jo, and Sang-Tarom Gerdeh genotypes, and the lowest grain yield belonged to the Sepidrood variety. The results of the correlation coefficients showed that grain yield in control conditions had a positive and significant correlation with mean productivity (MP), geometric mean productivity (GMP), harmonic mean (HARM), and drought tolerance (TOL) indices, respectively, and the highest correlation was observed between grain yield and MP index (r = 0.918). Also, under drought stress conditions, grain yield showed a high correlation with the harmonic mean (HARM), geometric mean productivity (GMP) and mean productivity (MP) indices, the highest of which was related to harmonic mean index (r = 0.933). The results of principal component analysis showed that 94.31% of the total variation between data was justified by the first and second principal components. Cluster analysis based on drought stress indices separated rice genotypes into three groups, and the genotypes in the first cluster had the highest drought tolerance. Conclusion The results of biplot analysis and correlation between stress indices indicated that GMP, MP, and HM indices were the best indices for selecting high-yielding genotypes under both stress and non-stress conditions in this experiment. Based on these indices and biplot diagram, Fajr, Sang-Tarom Gerdeh, Sang-Jo, and IRAT216 genotypes were identified as high-yielding and drought-tolerant genotypes, and Sepidrood and Gharib Siah Reyhani varieties as low yielding and drought sensitive genotypes. مقدمه: یکی از مشکلات عمده زراعت برنج کمبود منابع آب است، به‌ویژه در دورههایی که کاهش ریزش باران بر رشد رویشی و عملکرد آن تاثیر میگذارد. تنش خشکی به‌عنوان یکی از موثرترین عامل‌های کاهش تولید در گیاهان شناخته شده است. شناسایی و گسترش ژنوتیپهای سازگار به تنش یکی از راه‌کارهای غلبه بر شرایط نامساعد محیطی است. برای ارزیابی آسانتر ژنوتیپها در مواجهه با تنش خشکی و شناسایی ژنوتیپهای متحمل به خشکی، شاخصهای مختلفی به‌عنوان معیار انتخاب ژنوتیپها بر اساس عملکرد آنها در شرایط تنش و بدون تنش پیشنهاد شده است. بر همین اساس، مطالعه حاضر به‌منظور ارزیابی برخی از ژنوتیپ‌های برنج تحت شرایط تنش خشکی و معرفی ارقام متحمل به خشکی با استفاده از شاخصهای مهم حساسیت و تحمل به تنش انجام شد. مواد و روش‌ها: این آزمایش در شهرستان آزادشهر استان گلستان به‌صورت کرت‌های خرد شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتور اصلی شامل دو سطح آبیاری (تنش خشکی و آبیاری غرقابی به‌عنوان شاهد) و فاکتور فرعی شامل هشت رقم زراعی برنج بود. اندازه واحدهای آزمایشی سه مترمربع با فاصله یک متر از یکدیگر در نظر گرفته شد. بعد از انتصاب تصادفی تیمارها به واحدهای آزمایشی، نشاکاری به‌صورت چهار بوته در هر کپه انجام شد. هر ژنوتیپ در شش ردیف دو متری با فاصله 25 × 25 سانتی‌متر کشت شد. آبیاری مزرعه آزمایشی در هر دو شرایط تنش و بدون تنش تا مرحله پنجه‌دهی ژنوتیپ‌ها به‌طور یکسان به‌صورت غرقاب انجام شد. سپس در شرایط تنش، آبیاری از 40 روز پس از نشاکاری (مرحله حداکثر پنجه‌زنی) تا پایان فصل زراعی به فاصله 25 روز انجام شد که با توجه به شرایط اقلیمی منطقه، تا پایان فصل زراعی تنها یکبار آبیاری در شرایط تنش انجام شد. از شش ردیف کاشته شده در هر کرت، یک ردیف از طرفین به‌عنوان حاشیه حذف و ردیف‌های دوم تا چهارم جهت نمونه‌برداری انتخاب شدند. پس از اندازه‌گیری صفات و محاسبه شاخص‌های مختلف، داده‌ها با نرم‌افزار SAS تجزیه و تحلیل شدند. نمودار دو بعدی بای‌پلات نیز با نرم‌افزار STATGRAPHIC رسم شد. یافته‌های تحقیق: نتایج تجزیه واریانس تفاوت بسیار معنی‌داری را بین ژنوتیپ‌ها از نظر کلیه صفات مورد مطالعه در هر دو شرایط تنش خشکی و غرقاب نشان داد. مقایسه میانگین ژنوتیپ‌ها نشان داد که در هر دو شرایط غرقاب و تنش، بیش‌ترین میانگین عملکرد متعلق به ژنوتیپ‌های فجر، IRAT216، سنگ جو و سنگ طارم گرده و کم‌ترین میانگین عملکرد متعلق به رقم سپیدرود بود. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که عملکرد دانه در شرایط غرقاب به‌ترتیب با شاخص‌های بهره‌وری متوسط (MP)، میانگین هندسی بهره‌وری (GMP)، میانگین هارمونیک (HARM) و تحمل خشکی (TOL) دارای همبستگی مثبت و معنی‌دار بود و بالاترین همبستگی بین عملکرد دانه و شاخص بهره‌وری متوسط (r=0.918) مشاهده شد. در شرایط تنش نیز شاخص‌های میانگین هارمونیک (HM)، میانگین هندسی بهره‌وری (GMP) و بهره‌وری متوسط (MP) همبستگی بالایی با عملکرد دانه نشان دادند و بالاترین آن مربوط به شاخص میانگین هارمونیک (r=0.933) بود. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که 94.31 درصد از تنوع کل بین داده‌ها توسط دو مولفه اصلی اول و دوم توجیه شد. تجزیه خوشه‌ای بر اساس شاخصهای تنش نیز ژنوتیپ‌های برنج را به سه گروه تفکیک کرد و ژنوتیپ‌های موجود در خوشه اول دارای بیش‌ترین تحمل به تنش خشکی بودند. نتیجه‌گیری: نتایج به‌دست آمده از تجزیه بای‌پلات و همبستگی بین شاخص‌ها نشان داد که شاخص‌های GMP، MP و HM بهترین شاخص‌ها جهت گزینش ژنوتیپ‌های پرمحصول در هردو شرایط تنش و بدون تنش در این آزمایش بودند. بر اساس این شاخص‌ها و رسم نمودار بای‌پلات، ژنوتیپ‌های فجر، سنگ طارم گرده، سنگ جو و IRAT216 به‌عنوان ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا و متحمل به تنش خشکی و ژنوتیپ‌های سپیدرود و غریب سیاه ریحانی به‌عنوان ژنوتیپ‌های با عملکرد پایین و حساس به خشکی شناسایی شدند.

https://cr.guilan.ac.ir/article_7666_5d643be843fdfd17ac6b996666bc2e6c.pdf

دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 03 10 Identifying and prioritizing drivers affecting the resilience of paddy farmers in Guilan province شناسایی و اولویت‌بندی پیشران‌های اثرگذار بر تاب‌آوری شالیکاران استان گیلان 315 329 7716 10.22124/cr.2024.26768.1810 FA محمد کریم معتمد دانشیار، گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران محمد کاوسی کلاشمی گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران پریسا خلیق خیاوی دانش‌آموخته دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران فاطمه قربانی پیرعلیدهی استادیار، گروه ترویج و آموزش کشاورزی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران فاطمه عسکری بزایه محقق، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گیلان، سازمان تحقیقات،آموزش و ترویج کشاورزی، رشت، ایران فاطمه هودنه دافچاهی دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه اقتصاد کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران Journal Article 2023 12 16 Introduction The concept of resilience focuses on the ability to survive and grow in changing circumstances. Rice production in Guilan province faces many risks in the production system, product and input markets. During the recent years, the decrease of the runoff from the big Sefidroud basin and water deficit has threatened the sustainability of rice production in this province. In this situation, it is necessary to pay attention to the resilience of paddy farmers and to plan properly to identify and prioritize the drivers affecting it. Various dimensions of resilience, including economic, social, technical and physical, were considered in this study. The objective of this study was to identify different drivers separately for these four dimensions and prioritize them using the opinion of sample experts. Materials and methods The research decision tree was designed with the aim of prioritizing the drivers affecting on the resilience of paddy farmers after summarizing the findings of previous researches and the opinion of sample experts in the form of four criteria and 19 sub-criteria. The research tool was a pairwise comparison questionnaire consisting five comparison groups and 46 pairwise comparisons, which was completed by 10 experts in the field of agricultural resilience in the University of Guilan, Guilan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, and Rice Research Institute of Iran. The grey analytic hierarchical process was used to analyze the data related to pairwise comparisons. The algorithm of this process was implemented in eight steps using MATLAB software. The findings of this process were validated based on the incompatibility index value less than 10%. Research findings The results of this study showed that the economic criterion with a relative weight of 60.30% was the most important driver of paddy farmer’s resilience among the all criteria of the decision tree. Technical, social, and physical criteria with the relative weights of 20.71%, 12.44%, and 6.55%, respectively, were placed in the second to fourth ranks, respectively. The economic sub-criteria, including the assets of the paddy farmer family, income and assets of the paddy farm, were assigned the importance of the first to third priorities, respectively. The final weights related to the three mentioned sub-criteria were 19.43%, 17.19% and 12.15%, respectively, which indicates the high priority of economic drivers in the resilience of paddy farmers. The results of the distance of standard deviation from mean showed that the above mentioned three economic sub-criteria had a very high impact on resilience. Also, the economic sub-criteria of financial affairs and budget and subsidies along with the technical sub-criteria of access to inputs are introduced as drivers with high impact intensity on the resilience of paddy farmers. Conclusion The findings of the research indicated the high importance of economic criterion and sub-criteria on the resilience of paddy farmers in Guilan province. Therefore, attention to these drivers and proper planning to improve them should be on the agenda of provincial managers. Adopting the strategy of diversifying farmer’s income sources by using the development of tourism and rural handicrafts and focusing on the creation of workshop-service areas in rural regions will be a way forward in this regard. Also, planning to improve the financial capital and assets of paddy farmers as the most important driver of resilience should be considered. The technical criterion is also very important in the resilience of rice farmers. Therefore, it is necessary to improve the access of rice farmers to inputs and promote the use of modified and resistant seeds. مقدمه: مفهوم تاب‌آوری بر توانایی بقا و رشد در شرایط متغیر متمرکز است. تولید برنج در استان گیلان با مخاطره‌های زیادی در سامانه تولید، بازارهای محصول و نهاده مواجه است. طی سال‌های اخیر، کاهش رواناب ورودی از حوضه آبریز سفیدرود بزرگ و کم‌آبی، پایداری تولید برنج در این استان را تهدید کرده است. در این شرایط توجه به تاب‌آوری شالیکاران و برنامه‌ریزی مناسب برای شناسایی و اولویت‌بندی پیشران‌های اثرگذار بر آن ضروری است. ابعاد مختلف تاب‌آوری، شامل اقتصادی، اجتماعی، فنی و فیزیکی است که در این پژوهش مورد توجه قرار گرفت. هدف از این مطالعه، شناسایی پیشران‌های مختلف به‌تفکیک برای هر یک از این چهار بعد و اولویت‌بندی آن‌ها با استفاده از نظر خبرگان نمونه بود. مواد و روش‌ها: درخت تصمیم پژوهش با هدف اولویت‌بندی پیشران‌های مؤثر بر تاب‌آوری شالیکاران پس از جمع‌بندی یافته‌های پژوهش‌های قبلی و نظر خبرگان نمونه در قالب چهار معیار و 19 زیرمعیار طراحی شد. ابزار پژوهش پرسش‌نامه مقایسه زوجی بود که مشتمل بر پنج گروه مقایسه و 46 مقایسه زوجی است و توسط 10 نفر از خبرگان حوزه تاب‌آوری کشاورزی در دانشگاه گیلان، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان و مؤسسه تحقیقات برنج کشور تکمیل شد. به‌منظور تجزیه و تحلیل داده‌های مرتبط با مقایسه‌های زوجی، فرایند سلسله مراتبی خاکستری مورد استفاده قرار گرفت. الگوریتم این فرایند در هشت مرحله اجرا با استفاده از نرم‌افزار MATLAB پیاده‌سازی شد. یافته‌های حاصل از این فرایند بر اساس مقدار شاخص ناسازگاری کم‌تر از 10 درصد اعتبارسنجی شد. یافته‌های تحقیق: نتایج این مطالعه نشان داد که معیار اقتصادی با وزن نسبی 60.30 درصد به‌عنوان مهم‌ترین پیشران تاب‌آوری شالیکاران در بین تمامی معیارهای درخت تصمیم بود. معیار فنی با وزن نسبی 20.71 درصد، معیار اجتماعی با وزن نسبی 12.44 درصد و معیار فیزیکی با وزن نسبی 6.55 درصد نیز به‌ترتیب در جایگاه‌های دوم تا چهارم قرار گرفتند. زیرمعیارهای اقتصادی شامل دارایی‌های خانوار شالیکار، درآمد و دارایی‌های شالیزار به‌ترتیب اولویت‌های اول تا سوم اهمیت را به‌خود اختصاص دادند. وزن‌های نهایی مرتبط با این سه زیرمعیار به‌ترتیب 19.43، 17.19 و 12.15 درصد بود که بیانگر اولویت بالای پیشران‌های اقتصادی در تاب‌آوری شالیکاران است. نتایج مربوط به رهیافت فاصله انحراف معیار از میانگین نشان داد که در مجموع سه زیرمعیار اقتصادی یاد شده دارای شدت اثرگذاری بسیار زیاد بر تاب‌آوری بودند. همچنین، زیرمعیارهای اقتصادی امور مالی، بودجه و یارانه‌ها به‌همراه زیرمعیار فنی دسترسی به نهاده‌ها به‌عنوان پیشران‌های دارای شدت اثرگذاری زیاد بر تاب‌آوری شالیکاران معرفی می‌شوند. نتیجه‌گیری: یافته‌های این پژوهش اهمیت بالای معیار اقتصادی و زیرمعیارهای آن را بر تاب‌آوری شالیکاران استان گیلان نشان داد. از این‌رو، توجه به این پیشران‌ها و برنامه‌ریزی مناسب جهت بهبود آن‌ها باید در دستور کار مدیران استانی قرار گیرد. اتخاذ راهبرد متنوع‌سازی منابع درآمدی کشاورزان با استفاده از توسعه گردشگری و صنایع دستی روستایی و تمرکز بر ایجاد ناحیه‌های کارگاهی- خدماتی در مناطق روستایی در این خصوص راه‌گشا خواهد بود. برنامه‌ریزی برای بهبود سرمایه مالی و دارایی‌های شالیکاران نیز به‌عنوان مهم‌ترین پیشران تاب‌آوری باید مورد توجه قرار گیرد. همچنین، با توجه به اینکه معیار فنی اهمیت بالایی در تاب‌آوری شالیکاران داشت، از این‌رو، بهبود دسترسی شالیکاران به نهاده‌ها و ترویج کاربرد بذرهای اصلاح شده و مقاوم توسط آن‌ها ضروری است.

https://cr.guilan.ac.ir/article_7716_5c8c9f4ab6145450a82e383d2464d095.pdf

دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 02 20 Evaluating morpho-phenological and yield traits of bread wheat cultivars and near-isogenic lines in response to terminal heat stress in Ahvaz, Iran ارزیابی صفات مورفوفنولوژیک و عملکردی ارقام و لاین‌های ایزوژن نزدیک گندم نان در واکنش به تنش گرمای آخر فصل در منطقه اهواز 331 349 7669 10.22124/cr.2024.26382.1804 FA سارا کیانپور دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران افراسیاب راهنما دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران علی منصفی استادیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران روح‌اله عبدالشاهی دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران Journal Article 2023 11 05 Introduction Heat stress is a growing threat to food security and agricultural production. Terminal heat stress is a major abiotic stress especially in tropical and sub-tropical regions dramatically affecting crop growth and yield. The use of early-heading bread wheat cultivars is an appropriate method for many grain-producing regions experiencing terminal heat stress. In this experiment, the effect of terminal heat stress was assessed on morpho-phenological and yield traits of bread wheat cultivars and near-isogenic lines. The objective of this study was to use cultivars and near isogenic lines with early flowering to investigate the effect of earliness on grain yield and some phenological and agronomic traits of bread wheat in order to obtain superior cultivars and isogenic lines in terms of tolerance to heat stress caused by late sowing date. Materials and methods The experiment was carried out in split-plots based on randomized complete block design with three replications in Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran, in 2022-2023. The main plots included two sowing dates, November 23 and January 23 (normal and late sowing dates, respectively), and the sub-plots consisted seven bread wheat cultivars and near-isogenic lines (Roshan, Kalheydari, Mahdavi, Roshan’s near-isogenic line, Kalheydari’s near-isogenic line, Mahdavi’s near-isogenic line, and Mehrgan as control). Sowing date with desired temperature was considered as control, and late sowing date was considered as heat stress to ensure heat stress coincided with flowering and grain-filling phases. The data regarding grain yield, spike weight, grain number per spike, grain weight per spike, 1000-grain weigh, biological yield, harvest index, plant height, days to heading, and days to maturity was recorded. Research findings The results of this experiment showed that there was a significant difference between bread wheat cultivars and isogenic lines in terms of most studied traits. Heat stress induced by late sowing caused a significant decrease in grain yield of cultivars and near-isogenic lines through a significant reduction in spike weight, grain number per spike, grain weight per spike, and 1000-grain weight. Reduction values of the traits in cultivars were more than their near-isogenic lines. Heat stress led to a significant decrease in the grain yield of Roshan cultivar, Roshan’s near-isogenic line, Kalheydari cultivar, Kalheydari’s near-isogenic line, Mahdavi cultivar, Mahdavi’s near-isogenic line, and Mehrgan cultivar by 36, 35, 31, 31, 35, 32, and 30%, respectively, compared to normal sowing date as control. Decrease values in cultivars were almost similar to their near-isogenic lines, but Mahdavi’s cultivar and near-isogenic line as well as Mehrgan cultivar showed the highest grain yield in both sowing dates compared to other cultivars and isogenic lines. The isogenic lines were approximately 7 to 14 days earlier in maturity than their cultivars. In near-isogenic lines of Roshan, Kalheydari and Mahdavi, reducing the number of days from sowing to heading (5, 6, 11 days, respectively), and the number of days from sowing to full maturity (8, 7, 14 days, respectively) as two main components of earliness, caused to minimize exposure to terminal heat stress during the flowering and grain filling phases, and higher grain yield and stability. Conclusion Overall, the results of this experiment showed that the studied near-isogenic lines were superior to cultivars in term of grain yield, and agronomic and morphological traits. Mahdavi’s near-isogenic line using the earliness strategy and shortening the number of days to flowering and maturity had the highest grain yield and stability, it is recommended along with Mehrgan cultivar for both normal and late sowing date conditions in Khuzestan region. مقدمه: تنش گرمایی تهدیدی جدی برای امنیت غذایی و تولیدات کشاورزی است. تنش گرمای آخر فصل یک تنش غیرزیستی اصلی به‌ویژه در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری است که به‌طور قابل توجهی بر رشد و عملکرد غلات به‌ویژه گندم تأثیر میگذارد. استفاده از ارقام زودرس گندم روش مناسبی برای بسیاری از مناطق تولید کنندۀ غلات است که تنش گرمایی آخر فصل را تجربه میکنند. در این آزمایش، اثر تنش گرمای آخر فصل بر صفات مورفوفنولوژیک و عملکردی ارقام و لاینهای ایزوژن نزدیک گندم نان مورد بررسی قرار گرفت. هدف از این آزمایش، استفاده از ارقام و لاین‌های ایزوژن نزدیک دارای خوشه‌دهی زودهنگام به‌منظور بررسی اثر زودرسی بر عملکرد و برخی صفات فنولوژیک و زراعی گندم نان جهت دستیابی به ارقام و لاین‌های ایزوژن برتر از نظر تحمل به تنش گرمای ناشی از تاریخ کاشت دیرهنگام بود. مواد و روش‌ها: آزمایش به‌صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شهید چمران اهواز در سال زراعی 1402- 1401 اجرا شد. دو تاریخ کاشت (دوم آذرماه و دوم بهمن‌ماه به‌ترتیب به‌عنوان تاریخ کاشت به‌هنگام و دیرهنگام منطقه در کرت‌های اصلی و هفت رقم و لاین ایزوژن گندم نان (روشن، کل حیدری، مهدوی، لاین ایزوژن روشن، لاین ایزوژن کل حیدری، لاین ایزوژن مهدوی و رقم مهرگان به‌عنوان شاهد) در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. تاریخ کاشت به‌هنگام به‌عنوان شاهد و تاریخ کشت دیرهنگام به‌دلیل برخورد مراحل گلدهی و پرشدن دانه گندم با گرمای آخر فصل به‌عنوان تنش گرمایی در نظر گرفته شد. داده‌های مرتبط با عملکرد دانه، وزن سنبله، تعداد دانه در سنبلة اصلی، وزن دانه در سنبلة اصلی، وزن هزار دانه، عملکرد زیست‌توده، شاخص برداشت، ارتفاع بوته، تعداد روز از کاشت تا خوشه‌دهی و تعداد روز از کاشت تا رسیدگی دانه‌ها ثبت شد. یافته‌های تحقیق: نتایج این آزمایش نشان داد که تفاوت آماری معنی‌داری بین ارقام و لاین‌های ایزوژن گندم نان از نظر بیش‌تر صفات مورد مطالعه وجود داشت. تنش گرمای ناشی از کشت دیرهنگام، از طریق کاهش معنی‌دار تعداد دانه در سنبله، وزن دانه در سنبله، وزن سنبله و وزن هزار دانه سبب کاهش عملکرد دانه همة ارقام و لاین‌های ایزوژن شد. مقادیر کاهش صفات در ارقام بیش‌تر از لاین‌های ایزوژن مربوطه بود. تنش گرما منجر به کاهش معنی‌دار عملکرد دانه در رقم روشن، لاین ایزوژن روشن، رقم کل حیدری، لاین ایزوژن کل حیدری، رقم مهدوی، لاین ایزوژن مهدوی و رقم مهرگان به‌ترتیب به‌میزان 36، 35، 31، 31، 35، 32 و 30 درصد در مقایسه با تاریخ کاشت به‌هنگام شد. با وجود کاهش نسبتاٌ مشابه صفات در ارقام و لاین‌ها، مقادیر عملکرد دانه در رقم و لاین ایزوژن مهدوی و همچنین رقم مهرگان در هر دو تاریخ کشت به‌مراتب بیش‌تر از سایر ارقام و لاین‌های ایزوژن بود. لاین‌های ایزوژن 7 تا 14روز زودرس‌تر از ارقام والد خود بودند. در کشت به‌هنگام و در لاین‌های ایزوژن روشن، کل حیدری و مهدوی، کاهش تعداد روز از کاشت تا خوشه‌دهی (به‌ترتیب 5، 6 و 11 روز کاهش) و تعداد روز از کاشت تا رسیدگی (به‌ترتیب 8، 7 و 14 روز کاهش) به‌عنوان دو مؤلفه اصلی زودرسی، باعث به حداقل رساندن مواجه با تنش گرمای آخر فصل طی مراحل گلدهی و پر شدن دانه و در نتیجه عملکرد و پایداری عملکرد بالاتر شد. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که لاین‌های ایزوژن مورد بررسی از نظر عملکرد و صفات زراعی و مورفولوژیک برتر از ارقام گندم بودند. لاین ایزوژن مهدوی از طریق راهبرد زودرسی و کاهش تعداد روز تا خوشه‌دهی و رسیدگی، دارای بالاترین عملکرد دانه و پایداری عملکرد بود و همانند رقم مهرگان برای هر دو شرایط کشت به‌هنگام و دیرهنگام در منطقة خوزستان توصیه می‌شود.

https://cr.guilan.ac.ir/article_7669_e092051bd5af18b7a4e92172d10b82b1.pdf

دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 02 20 Genetic investigation of the resistance of promising wheat lines to virulence factors of stripe rust and leaf rust races بررسی ژنتیکی مقاومت لاین‌های امیدبخش گندم نسبت به فاکتور (ژن)های بیماری‌زایی نژادهای زنگ زرد و زنگ قهوه‌ای 351 366 7704 10.22124/cr.2024.26308.1801 FA امیر کبیری مربی پژوهش، موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران فائزه زعفریان دانشیار، گروه زراعت، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران علی عمرانی استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشـاورزی و منـابع طبیعـی اردبیـل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مغان، ایران Journal Article 2023 09 15 Introduction Stripe rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici) and leaf rust (Puccinia triticina Eriks) are among the prevalent and devastating fungal diseases of wheat worldwide. The use of genetic resistance is the most effective, sustainable, and economical strategy for controlling rusts. The first step in wheat breeding programs to create the effective genetic resistances (resistant varieties) to rust disease is to know the characteristics of rust isolates in different regions, and in the next step, is to identify resistance sources to produce resistant varieties. The objectives of this study were to determine the virulence factors of rust pathogens to resistance genes in international standard and differential cultivars and lines associated with each rust and to evaluate the response of promising wheat lines to stripe and leaf rust races to identify resistance sources. Materials and methods Five stripe rust isolates collected from the regions of Karaj, Sari, Zarqan, Moghan, and Mashhad, and three leaf rust isolates collected from the regions of Gorgan, Moghan, and Ahvaz were identified. To identify the sources of resistance to the studied stripe and leaf rust races, the reaction of 23 promising wheat lines (ERWYT-N99) was evaluated at seedling stage (rusts greenhouses of Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran) and adult plant stage (research station of the Ardabil Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Moghan, Iran). The resistance reaction of wheat lines to five stripe rust isolates and three leaf rust isolates at the seedling stage was evaluated in separate experiments based on randomized complete block design with three replications. The resistance reaction of wheat lines at the adult plant stage was also investigated under field conditions and natural contamination of stripe and leaf rusts using disease progression parameters on the plant and disease severity percentage appeared on leaves. Research findings The results of determining the race of the isolates showed that the stripe rust isolates collected from Karaj, Sari, Zarqan, Moghan, and Mashhad regions included the races of 14E158A+, Yr27; 142E158A+, Yr27; 6E134A+, Yr27;, 166E62A+, Yr27; and 6E142A+, Yr27; respectively, and the leaf rust isolates collected from Gorgan, Moghan, and Ahvaz included FDTTS, FKTTS, and FJTTS, respectively. The resistance genes Yr1, Yr4, Yr5, Yr10, Yr15, Yr24, YrSU, YrSP, and YrCV were identified as the effective resistance genes against stripe rust races, and the resistance genes Lr1, Lr2a, Lr9, Lr19, and Lr28 were identified as the effective resistance genes against leaf rust races. The results showed that there was a significant genetic difference between the reaction of promising wheat lines to stripe and leaf rust races. Based on the results of the reaction of wheat lines to stripe rust races in both seedling and adult plant stages, wheat lines were divided into two main groups (resistant and semi-resistant to semi-susceptible), so that except for lines number 21 and 22 (with semi-resistant to semi-susceptible reaction), other wheat lines showed acceptable resistance to stripe rust races. Based on the reaction of promising wheat lines to leaf rust races in both seedling and adult plant stages, the lines were also classified into three main groups (resistant, semi-resistant to semi-susceptible, and susceptible), and lines number 1, 3, 11, 14, 21, and 22 showed acceptable resistance to leaf rust races. Coclusion Developing durable and effective resistance is one of the crucial strategy for mitigating the detrimental effects of wheat diseases and reducing the excessive reliance of chemical fungicides. In addition to exhibiting high yield potential and desirable agronomic traits, newly developed wheat lines must harbor an acceptable level of resistance to the most prevalent wheat diseases, particularly rusts, to qualify for commercialization. The presence of rust pathogens poses a significant threat during the growing season. If environmental conditions favor their pathogenicity, the damage inflicted can be substantial, warranting the development of robust resistant varieties. The resistant lines identified in this study can be used as sources of resistance in breeding programs to develop wheat varieties resistant to stripe and leaf rust diseases. مقدمه: زنگ زرد (Puccinia striiformis f. sp. tritici) و زنگ قهوهای (Puccinia triticina Eriks) از شایع‌ترین و خسارت‌زاترین بیماری‌های قارچی گندم در سراسر جهان هستند. استفاده از مقاومت‌های ژنتیکی کارآمدترین، سالم‌ترین و اقتصادی‌ترین روش کنترل زنگ‌ها است. اولین گام در برنامه‌های به‌نژادی گندم برای ایجاد مقاومت‌های ژنتیکی موثر (رقم‌های مقاوم) نسبت به بیماری زنگ‌ها، اطلاع از ویژگی‌های نژادهای بیمارگر زنگ‌ها در مناطق مختلف و در مرحله بعد برای پیشبرد برنامه‌های به‌نژادی تولید ارقام مقاوم، شناسایی منابع مقاومت است. هدف از این مطالعه، تعیین الگوی پرآزاری عوامل بیماری‌زای مرتبط با هر یک از زنگ‌ها روی ژن‌های مقاومت در مجموعه ارقام و لاین‌های استاندارد و افتراقی بین‌المللی و ارزیابی واکنش لاین‌های امیدبخش‌ گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد و قهوه‌ای به‌منظور شناسایی منابع مقاومت بود. مواد و روش‌ها: نژادهای پنج جدایه زنگ زرد جمع‌آوری شده از مناطق کرج، ساری، زرقان، مغان، مشهد و سه جدایه زنگ قهوه‌ای جمع‌آوری شده از مناطق گرگان، مغان و اهواز تعیین شدند. به‌منظور شناسایی منابع مقاومت نسبت به نژادهای مورد مطالعه، واکنش 23 لاین امیدبخش گندم (ERWYT-N99) در مراحل گیاهچه‌ای (در گلخانه زنگ موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه و نهال و بذر کرج) و گیاه بالغ (در ایستگاه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، مغان) بررسی شد. واکنش مقاومت لاین‌ها نسبت به پنج نژاد زنگ زرد و سه نژاد زنگ قهوه‌ای در مرحله گیاهچه‌ای در آزمایش‌های مجزا در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی شد. در مرحله گیاه بالغ نیز واکنش مقاومت لاین‌ها تحت شرایط مزرعه و آلودگی طبیعی زنگ زرد و قهوه‌ای با استفاده از ویژگی‌های پیشرفت بیماری روی گیاه و درصد شدت بیماری ظهور یافته روی برگ‌ها بررسی شد. یافته‌های تحقیق: بر اساس نتایج تعیین نژاد جدایه‌ها در این مطالعه، جدایه‌های زنگ زرد جمع‌آوری شده از مناطق کرج، ساری، زرقان، مغان و مشهد به‌ترتیب به‌عنوان نژادهای 14E158A+, Yr27، 142E158A+, Yr27، 6E134A+, Yr27، 166E62A+, Yr27 و 6E142A+, Yr27 و جدایه‌های زنگ قهوه‌ای جمع‌آوری شده از مناطق گرگان، مغان و اهواز به‌ترتیب به‌عنوان نژادهای FDTTS، FKTTS و FJTTS شناسایی شدند. ژن‌های مقاومت Yr1، Yr4، Yr5، Yr10، Yr15، Yr24، YrSU، YrSP و YrCV از جمله ژن‌های مقاومت موثر نسبت به نژادهای زنگ زرد و ژن‌های مقاومت Lr1، Lr2a، Lr9، Lr19 و Lr28 نیز از جمله ژن‌های مقاومت موثر نسبت به نژادهای زنگ قهوه‌ای بودند. نتایج نشان داد که از لحاظ ژنتیکی تفاوت معنی‌داری بین واکنش لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد و زنگ قهوه‌ای وجود داشت. بر اساس واکنش مقاومت لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد در هر دو مرحله گیاهچه‌ای و گیاه بالغ، لاین‌های گندم در دو گروه اصلی (مقاوم و نیمه‌مقاوم تا نیمه‌حساس) تفکیک شدند، به‌طوری که به‌جز لاین‌های شماره 21 و 22 که دارای واکنش نیمه‌مقاوم تا نیمه‌حساس بودند، سایر لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ زرد مقاومت قابل قبولی را نشان دادند. همچنین، بر اساس واکنش مقاومت لاین‌های گندم نسبت به نژادهای زنگ قهوه‌ای در هر دو مرحله گیاهچه‌ای و گیاه بالغ، لاین‌ها در سه گروه اصلی (مقاوم، نیمه‌مقاوم تا نیمه‌حساس و حساس) دسته‌بندی شدند و لاین‌های شماره 1، 3، 11، 14، 21 و 22 مقاومت قابل قبولی را نسبت به نژادهای زنگ قهوه‌ای نشان دادند. نتیجه‌گیری: ایجاد مقاومت‌های مؤثر و پایدار یکی از راه‌هایی است که می‌تواند منجر به کاهش خسارت این بیماری‌ها و کاهش مصرف بی‌رویه سموم شیمیایی شود. لاین‌های جدید گندم، علاوه بر عملکرد بالا و ویژگی‌های زراعی مطلوب، باید نسبت به مهم‌ترین بیماری‌های گندم (زنگ‌ها) مقاومت قابل قبولی داشته باشند تا بتوانند به‌عنوان رقم تجاری معرفی شوند، در غیر این صورت حذف می‌شوند، زیرا در صورت فراهم شدن شرایط محیطی مناسب برای فعالیت بیمارگر زنگ‌ها، خسارت بسیار چشم‌گیر خواهد بود. از لاین‌های مقاوم شناسایی شده در این تحقیق می‌توان به‌عنوان منابع مقاومت در برنامه‌های به‌نژادی تهیه ارقام گندم مقاوم به زنگ زرد و زنگ قهوه‌ای استفاده کرد.

https://cr.guilan.ac.ir/article_7704_274e690d973370872fa5493a96a21362.pdf

دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 02 20 The performance of temperate maize testers for screening tropical and subtropical germplasm کارایی تسترهای ذرت در غربال ژرم‌‌‌پلاسم مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای 367 384 7668 10.22124/cr.2024.26326.1802 FA حسین عزیزدوست دانشجوی دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران محمدرضا شیری دانشیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران سارا دژستان دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران Journal Article 2023 10 24 Introduction Low diversity and poor genetic basis of germplasm in temperate regions is a significant challenge in maize breeding. Maize germplasms from tropical and subtropical regions often contain a broader genetic base and show larger diversity than germplasms from temperate regions. Therefore, it seems that foreign germplasms, especially germplasms from tropical and subtropical regions, can be used as a potential solution to strengthen the genetic base of germplasm in temperate regions. However, the efficiency of screening methods to identify superior and suitable sources of foreign germplasm remains a major challenge. The objective of this study was to determine the optimum number of testers and select suitable testers for screening maize lines derived from tropical and subtropical CIMMYT germplasm. Materials and methods In this experiment, three testers of temperate regions (MO17, B73, K1264/5-1) were crossed with 25 lines originated from the CIMMYT maize germplasm based on line × tester mating system. A total of 75 crosses along with the control hybrid (SC704) were evaluated in alpha-lattice experimental design in two replications each with four incomplete blocks in two regions (Moghan and Jiroft). Analysis of variance was done based on line × tester method, as well as separation of the effect of crosses into its components using the method suggested by Kemptorn (1957). GGE-biplot graphical analysis based on the methodology proposed by Fan et al. (2010) was also used to estimate the effects of general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA). Research findings The results showed that out of the 75 crosses, 32 crosses had higher and significant grain yield compared to the control hybrid SC704. The superiority of the superior cross compared to the control hybrid ranged from 1.46 to 3.77 tons per hectare. These findings highlighted the potential of utilizing tropical and subtropical CIMMYT germplasm to enhance maize yield in temperate regions of Iran. Based on the results, the lines No. 22, 9, 19, 12, 20, 5, 17, 21, 24, 14, 15, 23, and 11 had the highest positive GCA for grain yield, respectively. In general, in terms of grain yield, GCA, and SCA, it is possible to directly use lines No. 4, 5, 9, 11, 12, 19, 22, and 24 extracted from tropical and subtropical CIMMYT germplasm to improve grain yield in temperate regions. Evaluating the efficiency of the temperate maize testers also showed that two testers B73 and MO17 were highly efficient in selecting superior line derived from tropical and subtropical CIMMYT germplasm. Conclusion The results of the current study showed that it is possible to use maize germplasms from tropical and subtropical regions of CYMMIT to improve grain yield in temperate regions. Also, one temperate maize tester has the ability to distinguish superior sources (not all of them), although the use of two testers greatly reduces the risk of not choosing (deleion) a superior source. مقدمه: تنوع کم و پایه ژنتیکی ضعیف ژرم‌پلاسم در مناطق معتدل یک چالش مهم در به‌نژادی ذرت است. ژرم‌پلاسم‌های ذرت نواحی حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای اغلب دارای پایه ژنتیکی وسیع‌تری هستند و تنوع بیش‌تری نسبت به ژرم‌پلاسم مناطق معتدل دارند. بنابراین، به‌نظر می‌رسد بتوان از ژرم‌پلاسم‌های خارجی، به‌ویژه ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای، به‌عنوان یک راه حل بالقوه برای تقویت پایه ژنتیکی ژرم‌پلاسم در مناطق معتدل استفاده کرد. با این‌حال، کارایی روش‌های غربال‌گری برای شناسایی منابع برتر و مناسب ژرمپلاسم خارجی همچنان یک چالش بزرگ است. هدف از این مطالعه، تعیین تعداد مناسب تستر و انتخاب تستر‌های مناسب برای غربال لاین‌های ذرت استخراجی از ژرم‌پلاسم مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت بود. مواد و روش‌ها: در این آزمایش، سه تستر مناطق معتدله (MO17، B73، K1264/5-1) ذرت با 25 لاین انتخابی از ژرم‌پلاسم ذرت سیمیت بر اساس روش لاین × تستر تلاقی داده شدند. 75 تلاقی حاصله به‌همراه هیبرید شاهد (سینگل کراس 704) در قالب طرح آزمایشی آلفا لاتیس در دو تکرار با چهار بلوک ناقص در هر تکرار در دو منطقه (مغان و جیرفت) مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه واریانس داده‌ها بر اساس روش لاین × تستر و هم‌چنین تجزیه اثر تلاقی‌ها به اجزای تشکیل دهنده آن با استفاده از روش پیشنهادی کمپتورن (Kemptorn, 1957) انجام شد. برای برآورد اثر ترکیب‌پذیری عمومی (GCA; General Combining Ability) و خصوصی (SCA; Specific Combining Ability) نیز از روش تجزیه گرافیکی GGE-biplot بر اساس پیشنهاد فان و همکاران (Fan et al., 2010) استفاده شد. یافته‌های تحقیق: نتایج نشان داد که از 75 تلاقی ایجاد شده، 32 تلاقی عملکرد دانه‌ بالاتر و معنی‌دار در مقایسه با هیبرید شاهد سینگل کراس 704 داشتند. میزان برتری تلاقی برتر نسبت به هیبرید شاهد بین 1.46 تا 3.77 تن در هکتار بود. این نتایج نشان داد که امکان استفاده مستقیم از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت برای بهبود عملکرد دانه ذرت در شرایط مناطق معتدله ایران وجود دارد. بر اساس نتایج، لاین‌های شماره 22، 9، 19، 12، 20، 5، 17، 21، 24، 14، 15، 23 و 11 به‌ترتیب بالاترین GCA مثبت را برای عملکرد دانه داشتند. به‌طورکلی با در نظر گرفتن GCA، SCA و عملکرد دانه، استفاده مستقیم از لاین‌‌های شماره 4، 5، 9، 11، 12، 19، 22 و 24 استخراجی از ژرم‌پلاسم‌های ذرت مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت جهت اصلاح عملکرد دانه امکان‌پذیر است. بررسی کارایی تسترهای مناطق معتدله نیز نشان داد که دو تستر B73 و MO17 قدرت تفکیک بالایی در گزینش لاین‌های برتر از میان لاین‌های استخراجی از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت داشتند. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، نتایج این مطالعه نشان داد که امکان استفاده از ژرم‌پلاسم‌های مناطق حاره‌ای و نیمه‌حاره‌ای سیمیت در اصلاح عملکرد دانه ذرت برای مناطق معتدله وجود دارد. همچنین یک تستر مناسب مناطق معتدله، توانایی تشخیص منابع برتر (نه همه آن‌ها) را دارد، اما استفاده از دو تستر، خطر عدم انتخاب (حذف) یک منبع برتر را به‌میزان زیادی کاهش می‌دهد.

https://cr.guilan.ac.ir/article_7668_4d18f8f627900e6bc63a3dca0f3614f5.pdf

دانشگاه گیلان تحقیقات غلات 2252-0163 13 4 2024 02 20 Identification of virulence/avirulence spectrum of Blumeria graminis f.sp hordei, the causal agent of barley powdery mildew in different regions of Iran شناسایی طیف عامل‌های پرآزاری/ ناپرآزاری در جمعیت‌های قارچ Blumeria graminis f.sp. hordei عامل بیماری سفیدک پودری جو در مناطق مختلف ایران 385 400 7695 10.22124/cr.2024.26130.1799 FA رضا اقنوم دانشیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران محمدعلی دهقان استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرکان، ایران محسن یاسایی استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران حسام مفیدی مربی پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران کمال شهبازی استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اردبیل، ایران محمد دالوند استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی صفی آباد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، دزفول، ایران حمید رضا نیکخواه دانشیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران Journal Article 2023 09 07 Introduction Powdery mildew of barley is one of the most important diseases of barley worldwide that occur also in most of the barley cultivation areas in Iran. The use of resistant cultivar is known as the most effective, the most economic and the most environmentally safe method of disease control. Due to the high level of genetic diversity, the fungal pathogen have a big capacity for producing new physiological races and breaking down of effective sources of resistance. This study was carried out to determine the virulence/avirulence spectrum of the pathogen in major powdery mildew conductive regions, to monitor their annual changes in recent years and to evaluate the resistance of some Iranian commercial cultivars irrigated barley to powdery mildew. Materials and methods Trap nurseries consisting 77 lines and cultivars including 19 Pallas near-isogenic lines, a supplementary set including 34 cultivars carrying known or unknown resistance gene (s) along with 24 Iranian commercial barley cultivars were planted under natural disease development conditions at six powdery mildew hot spot locations in Mashhad, Gorgan, Ghaemshahr, Pars Abad (Moghan), Dezful and Zarghan during three consecutive cropping seasons (2016-2019). Evaluation of the reaction of studied barley cultivars and lines to powdery mildew was performed in 00-99 scroing scale based on the double digit system at the flowering stage. The virulence/avirulence spectrum of the pathogen in different regions was determined by considering the infection types 1-4 as incompatibile reaction (resistance) or avirulence and the infection types 5-9 as compatibile reaction (susceptibility) or virulence. Research findings The results of this study showed that there is a significant variation in the virulence spectrum of the pathogen in different locations of Iran, occurrence of changes in their virulence/avirulence spectrum, and appearing new virulence factores for some plants carrying resistance genes. Based on the results, Mlk and Mlk(1) resistance genes were ineffective in all locations during all three years, and Mlh, Mla22 and Mla23 resistance genes were also ineffective in all three years at least in two locations. The results also showed that the mlo resistance gene was effective in all locations, and Mla3, Mla6, Mla9, Mla13, Ml(Ru3), Mla12 and Mla14 genes were effective at least in three locations during all three years. Based on the results, new virulence factors for MlLa, Mlg and MlCP genes appeared in some regions. Evaluation of the supplementary set in different regions of Iran showed that all cultivars/lines carrying one of the alleles of the mlo resistance gene including Viskosa, Wren, Alexis, Brenda and Chalice were effective in all locations/years. Also, the majority of commercial cultivars showed a range of reaction from moderately resistant to susceptible in different locations. Conclusion Based on the high level of variation in the virulence spectrum of the pathogen in different locations and appearing new virulence factores for some effective resistance genes, as well as the susceptible or semi-susceptible reaction of most commercial cultivars, continuous research to monitor the virulence spectrum of the pathogen population and identify new genetic sources of disease resistance is necessary. Also, genetic resources with the effective resistance genes including Mla3, Mla6, Mla9, Mla13, Ml(Ru3), Mla12 and Mla14 can be used as resistant parents to develop new resistant cultivars in breeding programs. مقدمه: بیماری سفیدک‌ پودری با عامل قارچی Blumeria graminis f.sp. hordei یکی از مهم‌ترین بیماری‌های برگی جو با پراکنش جهانی است که در اغلب مناطق کشت جو در ایران نیز شیوع دارد. استفاده از رقم‌های مقاوم به‌عنوان موثرترین، کم‌هزینه‌ترین و سالم‌ترین روش کنترل این بیماری از نظر زیست‌محیطی شناخته می‌شود. به‌علت تنوع ژنتیکی بالا، قارچ عامل بیماری از توانایی زیادی برای ایجاد نژادهای فیزیولوژیک جدید و بی‌اثر کردن ژن‌های مقاومت برخوردار است. این مطالعه به‌منظور شناسایی طیف عامل‌های پرآزاری/ ناپرآزاری در جمعیت‌های قارچ عامل بیماری سفیدک‌ پودری جو در مناطق مهم شیوع این بیماری در ایران، پایش تغییرات این عامل‌ها در سال‌های اخیر و بررسی وضعیت مقاومت تعدادی از رقم‌های تجاری داخلی (ایرانی) جو آبی به سفیدک پودری انجام شد. مواد و روش‌ها: خزانه‌های تله متشکل از 77 لاین و رقم، شامل رقم پالاس و 18 لاین ایزوژن نزدیک با ژن (های) مقاومت مشخص در زمینه ژنتیکی پالاس، یک‌سری تکمیلی شامل 34 رقم با ژن (های) مقاومت مشخص و یا نامشخص، به‌همراه 24 رقم تجاری داخلی در شرایط آلودگی طبیعی در شش ایستگاه تحقیقات کشاورزی شامل مشهد، قائمشهر، گرگان، زرقان، پارس آباد (مغان) و دزفول طی سه سال زراعی (98-1395) کشت شدند. ارزیابی واکنش ارقام و لاین‌های جو مورد بررسی نسبت به سفیدک پودری در مرحله گلدهی به‌روش دو عددی (Double digit) در مقیاس صفر تا 99 انجام شد. با در نظر گرفتن تیپ آلودگی یک تا چهار به‌عنوان واکنش ناسازگاری (مقاومت) و ناپرآزاری (Avirulence) و تیپ‌های آلودگی پنج تا نه به‌عنوان واکنش سازگاری (حساسیت) و پرآزاری (Virulence)، طیف پرآزاری/ ناپرآزاری جمعیت بیمارگر در مناطق مختلف تعیین شد. یافته‌های تحقیق: نتایج این تحقیق، وجود تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه‌ای را در جمعیت‌های محلی این بیمارگر در مناطق مختلف کشور و بروز تغییراتی در طیف پرآزاری/ ناپرآزاری آن‌ها و ظهور فاکتورهای پرآزاری جدید برای برخی از گیاهان حامل ژن‌های مقاومت نشان داد. ژن‌های مقاومت Mlk و Mlk(1) طی هر سه سال زراعی و در همه مناطق و ژن‌های مقاومت Mla22، Mla23 و Mlh طی هر سه سال زراعی حداقل در دو منطقه از کشور، غیرموثر بودند. همچنین، ژن مقاومت mlo5 در همه مناطق اجرای آزمایش و ژن‌های مقاومت Mla3، Mla6، Mla9، Mla12، Mla13، Mla14 و Ml(Ru3) طی هر سه سال زراعی حداقل در سه منطقه موثر بودند. نتایج این مطالعه، ظهور فاکتورهای پرآزاری جدید برای ژن‌های مقاومت Mla، Mlg و MlCP را در برخی از مناطق کشور نشان داد. نتایج ارزیابی سری تکمیلی در مناطق مختلف کشور نیز موثر بودن مقاومت کلیه رقم‌های دارای یکی از آلل‌های ژن مقاومت mlo از جمله Viskosa، Wren، Alexis، Brenda و Chalice را در همه مناطق مورد مطالعه نشان داد. همچنین، اغلب رقم‌های تجاری داخلی طیفی از واکنش‌ها از نیمه‌مقاوم تا حساس را در مناطق مختلف نشان دادند. نتیجه‌گیری: با توجه به تنوع قابل ملاحظه در جمعیت‌های محلی عامل بیماری سفیدک پودری جو در مناطق مختلف کشور و ظهور فاکتورهای پرآزاری جدید برای برخی از ژن‌های مقاومت موثر و همچنین حساس یا نیمه‌حساس بودن اغلب رقم‌ها، تداوم تحقیقات مرتبط با پایش طیف فاکتورهای پرآزاری در جمعیت بیمارگر و شناسایی منابع ژنتیکی جدید مقاومت به بیماری ضروری است. همچنین، با توجه به موثر بودن ژن‌های مقاومت mlo، Mla3، Mla6، Mla9، Mla12، Mla13، Mla14 و Ml(Ru3) در مناطق مختلف کشور، منابع ژنتیکی دارای این ژن‌های مقاومت می‌توانند به‌عنوان والد مقاوم جهت تهیه رقم‌های مقاوم جدید در برنامه‌های به‌نژادی مورد استفاده قرار گیرند.

https://cr.guilan.ac.ir/article_7695_f11cc2c83a75eadf4f3d757b9bae8327.pdf