ارزیابی ژنوتیپ های آژیلوپس تائوشی (Aegilops tauschii) با استفاده از شاخص‌های تحمل به خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان

3 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه ایلام

4 دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان

5 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی

چکیده

خشک­سالی و آثار ناشی از آن مهم‌ ترین و رایج ‌ترین تنش محیطی است که تولیدات کشاورزی را در جهان با محدودیت روبه‌رو ساخته است. یکی از راه­ بردهای مفید اصلاح گیاهان زراعی برای مقاومت به خشکی، حفظ و بهره‌گیری از تنوع موجود ژرم­پلاسم آن‌ها می‌باشد. به‌منظور شناسایی منابع مقاومت به خشکی، 125ژنوتیپ گندم ­نیای آژیلوپس تائوشی در قالب طرح آگمنت با سه تکرار و تحت دو شرایط بدون تنش (آبیاری تکمیلی در سه مرحله ساقه­دهی، گلدهی و پرشدن دانه) و تنش خشکی (بدون آبیاری تکمیلی) کشت و بر اساس شاخص­های تحمل به خشکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. مطالعه همبستگی عملکرد با شاخص‌های تحمل نشان داد که شاخص‌های میانگین حسابی (MP)، میانگین هندسی (GMP)، تحمل به تنش (STI) و تحمل (TOL) برای شناسایی ژنوتیپ­های با عملکرد بالا در هر دو شرایط تنش و بدون تنش خشکی مناسب بودند. بر اساس این شاخص‌ها،به­ترتیب ژنوتیپ­های شماره 55، 50، 58 و 65 متحمل­ترین ژنوتیپ­ها و ژنوتیپ­های شماره 45، 34، 3 و 9 حساس‌ترین ژنوتیپ­ها تعیین شدند. گروه‌بندی ژنوتیپ­ها بر مبنای شاخص‌های تحمل با استفاده از تجزیه خوشه­ای به­روش متوسط فاصله بین گروه­ها (UPGMA)، ژنوتیپ­ها را در هفت گروه مختلف دسته­بندیکرد. ژنوتیپ­های شماره50،55، 58 و 65 کهدارایبیش­ترین مقادیر برایاین شاخص‌ها بودند، در دو گروه سه و پنجقرار گرفتند. نتایج تحلیل­های آماری مختلف در این تحقیق نشان داد که دو ژنوتیپ شماره 50 و 55 به‌عنوان متحمل­ترین ژنوتیپ­ها بودند و می­توانند به­عنوان منابع ژنتیکی مناسب در برنامه­های به­نژادی گندم برای تحمل به خشکی مورد توجه قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing Aegilops tauschii genotypes to drought stress using tolerance indices

نویسندگان [English]

  • Mehran Falaknaz 1
  • Ali Aalami 2
  • Ali Ashraf Mehrabi 3
  • Atefeh Sabouri 4
  • Danial Kahrizi 5
1 Ph.D. Student, Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences,University of Guilan, Rasht, Iran
2 Assoc. Prof., Dept. of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Assoc. Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Ilam, Ilam, Iran
4 Assoc. Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
5 Prof., Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Razi, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

The drought and its effect are the most important and common environmental stress that has limited agricultural production in the world. One of the useful strategies of crop breeding for drought resistance is maintaining and exploiting the diversity of their germplasms. To identify drought tolerant sources, 125 Aegilops tauschii genotypes in an augmented designwith three replications under twocontrol (supplementary irrigation in three stages of jointing, flowering and seed filling) and drought stress (without supplementary irrigation) conditions were cultivated and evaluated based on tolerance indices. Correlation coefficients between yield and tolerance indices showed that the indices ofmean productivity (MP), geometric mean productivity(GMP), stress tolerance index(STI) and tolerance index (TOL) were suitable for identifying high yielding genotypes under both stress and non-stress conditions. Based on these indices, genotypes 50, 55, 58 and 65 were identified as the most tolerant genotypes and genotypes 45, 34, 3 and 9 as the most sensitive genotypes. Cluster analysis based on tolerance indices using between-group average method (UPGMA) classified the studied genotypes into seven different groups. Genotypes number 50, 55, 58, and 65, with the highest values for above mentioned indices, were placed in two groups three and five. Finally, according to the results of different analyzes, genotypes number 50 and 55 were identified as the most tolerant genotypes, which could be considered as suitable genetic sources in wheat breeding programs for drought tolerance.



کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster analysis
  • Drought stress
  • Germplasm
  • Grain yield
Aghaee-Sarbarzeh, M., Rostaee, M., Mohammadi, R., Haghparast, R. and Rajabi, R. 2009.Determination of drought tolerant genotypes in bread wheat. Journal of Crop Production 2(1): 1-23. (In Persian with English Abstract).##Ahmadzadeh, S. and Jafari Shabestari, H. 1989.Evaluation of wheat cultivars for drought resistance.IranianJournal of Agriculture Science 19:37-42.(In Persian with English Abstract).##Azizinya, Sh., Ghanadha, M. R., Zali, A. A., Yazdi Samadi, B. and Ahmadi, A. 2005.An evaluation of quantitativetraitsrelatedtodroughtresistanceinsyntheticwheatgenotypesinstressandnon-stressconditions. Iranian Journal of AgricultureScience36 (2):281-293.(In Persian with English Abstract).##Bouslama, M. and Schapaugh, W.T. 1984. Stress tolerance in soybean. Part I: Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science24: 933-937.##Dhanda, S. S., Sethi, G. S. and Behl, R. K. 2004. Indices of drought tolerance in wheatgenotypes at early stages of plant growth. Journal of Agronomy and Crop Science 190:6-12.##Fernandez, G. C. J. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance.Proceedings of an International Symposium on Adaptation of Vegetables and other Food Crops in Temperature and Water Stress.August 13-16, 1992,Taiwan. pp: 257-270.##Fischer, R.A. and Maurer, R. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research14: 742-754.##Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campaline, R. G., Ricciaroli, G. L. andBorghi, B. 1997. Evalution of field and laboratory predictors of drought and heattolerance in winter cereals. Canadian Journal of Plant Science 77: 523-531.##Ghasemzadeh, R., Bihamta, M. R., Omidi, M., Mohammadi, V. and Aghaii M. J. 2011. Morphological variation in Aegilops tauschii wild populations in Iran and their reaction to yellow rust 134E134A at seedling stage. Iranian Journal of Crop Science 42(3): 431-443.(In Persian with English Abstract).##Hegde, S. G., Valkoun, J. and Waines, J. G. 2002. Genetic diversity in wild and weedy Aegilops, Amblyopyrum and Secale species - a preliminary survey. Crop Science 42 (2): 608-614.##Jaffar Aghaei, M., Naghavi, M.R., Taleei, A.R., Omidi, M. and Mozafari, J. 2008. A study of chromosome homology between three Iranian Aegilops species with D genome and bread wheat (T. aestivum). Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research 2: 95-112.(In Persian with English Abstract).##Jia, J., Zhao, S., Kong, X., Li, Y., Zhao, G., He, W., Appels, R., Pfeifer, M., Tao, Y., Zhang, X.,Jing, R.,Zhang, C.,Ma, Y., Gao, L., Gao, C., Mayer, K. F., Li, D., Pan, S., Zheng, F., Hu, Q., Xia, X., Li, J., Liang, Q., Chen, J., Wicker, T., Gou, C., Kuang, H., He, G., Luo, Y., Keller, B., Xia, Q., Lu, P., Wang, J., Zou, H., Zhang, R., Xu, J., Gao, J., Middleton, C., Quan, Z., Liu, G., Wang, J., Yang, H., Liu, X., He, Z., Mao, L. and Wang, J. 2013. Aegilops tauschii draft genome sequence reveals a gene repertoire for wheat adaptation. Nature496: 91-95.##Kakaei, M., Zebarjadi, A., Mostafaie, A. and Rezaeizad, A. 2011. Determination of drought tolerant genotypes in Brassica napus L.based on drought tolerance indice. Journal of Crop Production
4: 107-124. (In Persian with English Abstract).##Khaksar, N., Farshadfar, E. and Mohammadi, R. 2014. Evaluation of durum wheat advanced genotypes based on drought tolerance indices. Cereal Research 3(4):267-279.(In Persian with English Abstract).##Khezri Afrawi, M., Hoseinzadeh, A., Mohammadi, V. and Ahmadi, A.2010.Evaluation of drought resistance in some Iranianlandraces of durum wheat (Triticum turgidum). Iranian Journal of Field Crop Science 41 (4): 741-753. (In Persian with English Abstract).##Lagudah, E. S. and Halloran, G. M. 1988. Phylogenetic relationships of Triticum tauschii the Dgenome donor to hexaploid wheat. 1. Variation in HMW subunits of glutenin and gliadins. Theoreticaland Applied Genetics75:592-598.##Lagudah, E. S. and Halloran, G. M. 1989. Phylogenetic relationships of Triticum tauschii the D genomedonor to hexaploid wheat. 3. Variation in, and the genetics of, seed esterases. Theoretical and AppliedGenetics77:851-856.##Lagudah, E. S., Appels, R. and McNeil, D. 1991. The Nor-D3 locus of Triticum tauschii. Natural variationand genetic likage to markers in chromosome 5. Genome34 (3):387-397.##Nazeri Tahrudi, M., Khalili, K. and Ahmadi, F. 2016. Spatial and regional analysis of precipitation trend over Iran in the last half of century. Journal of Water and Soil 30(2): 643-654. (In Persian with English Abstract).##Normand Moaied, F., Rostami, M. and Ghanadha, M. 2002.Evaluation of drought resistance indices in bread wheat. Iranian Journal of Agriculture Science32 (4):795-805. (In Persian with English Abstract).##Rosielle, A. T. and Hamblin, J. 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science21: 943-945.##Siosemardeh, A., Ahmadi,A., Poustini, K. and Mohammadi, V. 2006. Evaluation of drought resistance indices under various environmental conditions.Field Crops Research98: 222-229.##Talebi, R., Fayaz, F. and Mohammadnaji, A. 2009. Effective selection criteria for assessing drought stress tolerance in durum wheat (Triticum aestivumL.). Plant Physiology 35: 64-74.##Zebarjadi, A., Tavakoli Shadpey, S., Etminan, A. and Mohamadi, R. 2013. Evaluation of drought stress tolerance in durum wheat genotypesusing drought tolerance indices. Seed and Plant Improvment Journal 29:1-12. (In Persian with English Abstract).