شناسایی ژنوتیپهای حساس و متحمل به تنش خشکی در گندم نان بر اساس برخی صفات فیزیولوژیک و فنولوژیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 مربی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

اصلاح ژنوتیپ­های متحمل به تنش می­تواند از کاهش شدید عملکرد در شرایط خشکی جلوگیری کند. انتخاب ژنوتیپ­ها بر اساس شاخص­های فیزیولوژیک منجر به تولید ژنوتیپ­هایی خواهد شد که سازگاری خوبی به شرایط تنش دارند. در این آزمایش، 30 ژنوتیپ گندم نان برای تحمل به خشکی بر اساس شاخص­های فیزیولوژیک و فنولوژیک در شرایط مزرعه­ای در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی مورد مقایسه قرار گرفتند. همچنین تنظیم اسمزی این ژنوتیپ­ها در مرحله گیاهچه­ای در شرایط تنش خشکی ارزیابی شد. تنش رطوبتی موجب کاهش محتوای نسبی آب برگ در ژنوتیپ­های مورد بررسی شد. پتانسیل اسمزی ژنوتیپ­ها تحت شرایط تنش خشکی در مرحله گیاهچه­ای نسبت به حالت بدون تنش منفی­تر شد و دوره رسیدگی تمامی ژنوتیپ­ها کاهش یافت، اما زودرسی در ژنوتیپ­های وری­ناک، فونگ، فرونتانا، تجن، شیرودی و WS-82-9 بیشتر از بقیه ژنوتیپ‌ها بود. همبستگی معنی­داری بین تنظیم اسمزی در مرحله گیاهچه­ای و عملکرد ژنوتیپ­ها در شرایط تنش خشکی به دست آمد. درصد کاهش محتوای نسبی آب برگ در ژنوتیپ سرداری 5/4 برابر بیشتر از ژنوتیپ وری­ناک بود. ژنوتیپ­های وری­ناک، WS-82-9 و فرونتانا تحت تنش خشکی به خوبی از ساز و کار فرار و اجتناب بهره بردند. در مقابل، بیشترین عملکرد دانه تحت شرایط تنش خشکی مربوط به توده بومی سرداری و ارقام روشن و طوس به ترتیب با 6، 46/5 و 37/5 تن در هکتار بود. در نتیجه، این ژنوتیپ­ها تحمل بیشتری به تنش خشکی داشتند و جهت کشت در شرایط تنش کمبود آب پیشنهاد می­شوند.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identification of sensitive and tolerant wheat genotypes to drought stress based on some physiological and phenological traits

نویسندگان [English]

  • Zinab Soleymani 1
  • Hossein Ali Ramshini 2
  • Seyed Mohammad Mahdi Mortazavian 2
  • Behroz Foughi 3
1 Former M. Sc. Student, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran Abureyhan Campus, Tehran, Iran
2 Assist. Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran Aburaihan Campus, Tehran, Iran
3 Lecturer, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran Aburaihan Campus, Tehran, Iran
چکیده [English]

Breeding for drought tolerance can prevent from loss of production under drought conditions. Physiological parameters can be utilized as tool for selection of genotypes with high adaption to drought stress. In this experiment, 30 bread wheat genotypes were compared in field in a randomized complete block design by measuring physiological and phenological parameters. Also, osmotic adjustment was evaluated at seedling stage for the same genotypes. According to results, water stress led to reduced leaf relative water content of the wheat genotypes. Also osmotic potential was more negative under stress condition compared with normal condition. During water stress, prematurity was observed for all genotypes. In Vierynak, Fong, Frontana, Tajan, Shiroodi and WS-82-9 the maturity date was sooner than other genotypes. Reduction in leaf relative water content in Sardari was 4.5 fold more than tolerant genotype (Vierynak). Vierynak, WS-82-9 and Frontana employed the mechanisms of escape and avoidance under drought stress. Highest yield under stress condition was belonged to Sardari, Roshan and Tous with 6, 5.46 and 5.37 t/ha, respectively. Therefore, these genotypes had more tolerance to drought stress and can be suggested to cultivate under water deficit conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Early maturity
  • Leaf rolling
  • Osmotic adjustment
  • Relative water content (RWC)
Almeselmani, M., Abdullah, F., Hareri, F., Naaesan, M., Ammar, M. A. and Zuher-Kanbar, O.  2011. Effect of drought on different physiological characters and yield component in different varieties of Syrian durum wheat. Journal of Agricultural Science 3: 127-133.##Babu, R. C., Zhang, J., Blum, A., Ho, T. H. D., Wu, R. and Nguyen, H. T. 2004. HVA1, a LEA gene from barleyconfers dehydration tolerance in transgenic rice (Oryza sativa L.) via cell membrane protection. Plant Science 166: 855-862.##Bajji, M., Lutts, S. and Kinet, J. M. 2001. Water deficit effects on solute contribution to osmotic adjustment as a function of leaf ageing in three durum wheat (Triticum durum Desf.) cultivars performing differently in arid conditions. Plant Science 160: 669-681.##Barr, H. D. and Weatherley, P. E. 1962. A re-examination of the relative turgidity technique for estimating water deficit in leaves. Australian Journal of Biological Sciences 15: 413-428.##Beltrano, J. and Ronco, M. G. 2008. Improved tolerance of wheat plants (Triticumaestivum L.) to drought stress and rewatering by the arbuscular mycorrhizal fungus Glomusclaroideum: Effect on growth and cell membrane stability. Brazilian Journal of Plant Physiology 20: 29-30.##Bijanzadeh, E. and Emam, Y. 2010. Effect of defoliation and drought stress on yield components and chlorophyll content of wheat. Pakistan Journal of Biological Sciences 13 (14): 699-705.##Blum, A. 1989. Osmotic adjustment and growth of barley cultivars under drought stress. Crop Science 29: 230-233.##Blum, A, 2009. Effective use of water (EUW) and not water-use efficiency (WUE) is the target of crop yield improvement under drought stress. Field Crops Research 112: 119-123.##Blum, A. 2011. Plant breeding for water-limited environments. Springer Verlag.##Bogale, S., Tesfaye, K. and Geleto, T. 2011. Morphological and physiological attributes associated to drought tolerance of Ethiopian durum wheat genotypes under water deficit condition. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES) 1 (2): 22-36.##Callister, A. N., Arndt, S. K., Ades, P. K., Merchant, A., Rowell, D. and Adams, M. A. 2008. Leaf osmotic potential of Eucalyptus hybrids responds differently to freezing and drought, with little clonal variation. Tree Physiology 28: 1297-1304.##Dastfal, M., Barati, V. and Haghighatnia, H. 2009. Effect of terminal drought stress on grain yield and its components in bread wheat (Triticum aestivum l.) genotypes in dry and warm conditions in south of fars province. Seed and Plant Production Journal 25 (3): 329-344. (In Persian with English Abstract).##Najafian, G., Jalal-Kamali, M. R. and Azimian, J. 2008. Description of Iranian grown wheat cultivars and promising lines. Seed and Plant Improvement institute. (In Persian).##Nouri, A., Etminan, A., Silva, J. A. T. and Mohammadi, R. 2011. Assessment of yield, yield-related traits and drought tolerance of durum wheat genotypes (Triticum turgidum  var.  durum  Desf.).Australian Journal of Crop Science5 (1): 8-16.##Rebetzke, G. J., Richards, R. A., Condon, A. G. and Farquhar, G. D. 2006. Inheritance of carbon isotope discrimination in bread wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica 150: 97-106.##Rohi, A. and Siosemarde, A. 2008. Study of gas exchange in different wheat genotypes (Triticum aestivum L.) under stress condition. Seed and Plant Improvement Journal 24: 45-62. (In Persian with English Abstract).##Salehi, M. and Arzani, A. 2011. Effect of salinity stress on morpho-physiological traits of triticale lines. Iranian Journal of Crop Sciences 3 (4): 697-711. (In Persian with English Abstract).##Schwartz, B. M., Kenworthy, K. E., Engelke, M. C., Genovesi, A. D. and Quesenberry, K. H. 2009. Heritability estimates for turfgrass performance and stress response in Zoysia spp. Crop  Science 49: 2113-2118.##Shamsi, K. 2010. The effects of drought stress on yield, relative water content, proline, soluble carbohydrates and chlorophyll of bread wheat cultivars. Journal of Animal and Plant Sciences 8 (3): 1051-1060.##Steponkus, P. L., Shahan, K. W. and Cutler, J. M. 1982. Osmotic adjustment in rice. Drought resistance in crops with emphasis on rice. IRRI, Los Banos, Philippines. pp: 181-194.##Trethowan, R. M. and Reynolds, M. 2007. Drought resistance: Genetic approaches for improving productivity under stress. In: Buck, H. T., Nisi, J. E. and Salomon, N. (Eds.). Wheat production in stressed environments. Springer. The Netherlands. pp: 289-299.##Zhang, J., Nguien, H. T. and Blum, A. 1999. Genetic analysis of osmotic adjustment in crop plants. Journal of Experimental Botany 50 (332): 291-302.