به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « drought tolerance » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • حسن فرهادی، محمدمهدی شریفانی*، مهدی علیزاده، حسین حکم آبادی، ساسان علی نیائی فرد

    فرآیندهای به نژادی از جمله تلاقی های هدفمند در جهت افزایش میزان تحمل، می تواند راهکاری مطمئن و دائمی برای کم کردن اثرات زیان بار تنش خشکی بر گیاهان در نظر گرفته شود. بنابراین با توجه به اهمیت محصول پسته در کشور به عنوان یک محصول استراتژیک و همچنین قرار گرفتن ایران در شرایط خشک و نیمه خشک، تحقیقات به منظور دستیابی به پایه های هیبرید  متحمل به خشکی ضروری می باشد. آزمایش نخست به صورت گلدانی و آزمایش دوم به منظور اندازه گیری اسمولیت های آلی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار به ترتیب در گلخانه و آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در طی سال های 1398- 1397 به اجرا در آمدند. تیمارهای آزمایش شامل 10 ژنوتیپ پسته احمد آقایی، اکبری، سرخه حسینی، گرمه، فندقی و هیبرید بین گونه ای (احمد آقایی × اینتگریما، اکبری × اینتگریما، سرخه حسینی × اینتگریما، گرمه × اینتگریما و فندقی × اینتگریما) و سه سطح خشکی شامل شاهد (ظرفیت زراعی)، تنش ملایم (65 درصد ظرفیت زراعی) و تنش شدید (30 درصد ظرفیت زراعی) بودند که 84 روز روی دانهال های سه ماهه پسته اعمال شدند. با افزایش سطوح خشکی، غلظت پرولین، گلایسین بتائین، کربوهیدارات های محلول کل (TSC)، فنل و مالون دی آلدهید (MDA) در برگ ژنوتیپ های مورد مطالعه افزایش معنی داری یافتند. ژنوتیپ فندقی بیش ترین غلظت مالون دی آلدهید (23/280 درصد) و ژنوتیپ های هیبرید سرخه حسینی × اینتگریما، احمد آقایی × اینتگریما و اکبری × اینتگریما به ترتیب با میزان 18/70، 70/76، 03/81 درصد کم ترین افزایش را در خصوص غلظت مالون دی آلدهید برگ بین دانهال ها نسبت به شاهد نشان دادند. پایه های دانهالی واکنش های متفاوتی به تنش خشکی نشان دادند به طوری که متحمل ترین آن ها به ترتیب پایه های دورگه سرخه حسینی × اینتگریما، احمد آقایی × اینتگریما و اکبری × اینتگریما بود. بنابراین بر اساس نتایج پژوهش حاضر به نظر می رسد بتوان از پایه های مورد نظر به عنوان ژنوتیپ های متحمل به خشکی در مناطق خشک استفاده کرد.

    کلید واژگان: تحمل به خشکی, تلاقی کنترل شده, ظرفیت زراعی, محلول های سازگار کننده}
    Hassan Farhadi, Mohammadmehdi SHARIFANI *, Mehdi Alizadeh, Hossein Hokmabadi, Sasan Aliniaefard
    Introduction

    Cross breeding processes including targeted crossings to increase drought tolerance, can be considered as a safe and permanent solution to reduce the harmful effects of drought stress on plants. Therefore, two issues of pistachio as a strategic crop in the country and location of Iran in arid and semi-arid region necessitated research in order to achieve rootstocks drought-tolerant hybrids are necessary.

    Materials and methods

    The experiment was conducted as factorial based on a Completely Randomized Design with four replications in the research greenhouse of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2018-2019. The treatments were consisted of 10 pistachio genotypes Ahmad Aghaei, Akbari, Sorkheh Hosseini, Garmeh, Fandoghi and interspecific hybrids (Ahmad Aghaei ×Integerrima, Akbari ×Integerrima, Sorkheh Hosseini × Integerrima, Garmeh × Iintegerrima and Fandoghi × Integerrima) and three levels of drought including control (field capacity), mild stress (65% of field capacity) and Severe stress (30% of field capacity) were applied on 3 months old the seedlings for 84 days.

    Results and Discussion

    According to the results, fandoghi genotype showed a higher malondialdehyde concentration in leaves (280.23 %), while the hybrid genotypes of Sorkheh Hosseini × Integerrima, Ahmad Aghaei ×Integerrima and Akbari × Integerrima showed a lower malondialdehyde concentration in leaves by 70.18, 76.70, 81.03 % respectively compared to the control. Several osmotic mechanisms are carried out by plants, especially pistachios, in stressful conditions to reduce the effects of drought stress. In fact, these mechanisms have enabled plants to withstand the damages caused by drought and have made plants able to recover their biochemical and physiological functions faster after removing the stress factor. For example, a general physiological mechanism adopted by plants to cope with abiotic stresses is the production of large amounts of low molecular weight, water-soluble, non-toxic organic compounds even in high amounts called osmolytes. One of the most important of them is proline. Therefore, the genotypes with higher amount of proline can be more tolerant to drought conditions. The next osmolyte is glycine betaine, which has a significant protective role in the stability of enzymes and the structure of plasma membranes when faced with drought stress. Therefore, glycine betaine plays a significant role in the resistance of plants to stress through the protection of enzymes, the photosynthetic apparatus, the elimination of free radicals, the preservation of membrane integrity, the protection of large molecules, and as a non-toxic compatible osmolyte. It has an environment. Carbohydrates also increase membrane stability in response to drought stress. Therefore, the accumulation of carbohydrates in the osmotic responses of plants is one of the factors that can prevent disorders in the cell membrane. In addition, phenols are also one of the antioxidant mechanisms of plants in drought stress conditions, because such compounds act as scavengers of reactive oxygen species and thus stabilize membrane, cells and prevent lipid peroxidation. Malondialdehyde is also a decomposition product of unsaturated fatty acids and hydroxides and is used as a suitable marker for lipid peroxide. Therefore, the amount of malondialdehyde obtained from the peroxidation of membrane lipids is used as an indicator for oxidative damage in most cases.

    Conclusion

    Based on the results of the present research, it seems that it is possible to use the hybrids of Sorkhe Hosseini × Integerrima, Ahmad Aghaei × Integerrima, and Akbari × Integerrima as drought-tolerant genotypes in dry areas. Therefore, based on the results of the present research, it seems that the plants in question can be used as drought tolerant genotypes in arid regions.

    Keywords: Compatible Osmolytes, Controlled Crosses, Drought Tolerance, Field Capacity}
  • جعفر گیلکی، سعید نواب پور*، ابوالفضل مازندرانی
    مقدمه

    یکی از مشکلات عمده زراعت برنج کمبود منابع آب است، به ویژه در دوره هایی که کاهش ریزش باران بر رشد رویشی و عملکرد آن تاثیر می گذارد. تنش خشکی به عنوان یکی از موثرترین عامل های کاهش تولید در گیاهان شناخته شده است. شناسایی و گسترش ژنوتیپ های سازگار به تنش یکی از راه کارهای غلبه بر شرایط نامساعد محیطی است. برای ارزیابی آسان تر ژنوتیپ ها در مواجهه با تنش خشکی و شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی، شاخص های مختلفی به عنوان معیار انتخاب ژنوتیپ ها بر اساس عملکرد آن ها در شرایط تنش و بدون تنش پیشنهاد شده است. بر همین اساس، مطالعه حاضر به منظور ارزیابی برخی از ژنوتیپ های برنج تحت شرایط تنش خشکی و معرفی ارقام متحمل به خشکی با استفاده از شاخص های مهم حساسیت و تحمل به تنش انجام شد. 

    مواد و روش ها

    این آزمایش در شهرستان آزادشهر استان گلستان به صورت کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. فاکتور اصلی شامل دو سطح آبیاری (تنش خشکی و آبیاری غرقابی به عنوان 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 به صورت چهار بوته در هر کپه انجام شد. هر ژنوتیپ در شش ردیف دو متری با فاصله 25 × 25 سانتی متر کشت شد. آبیاری مزرعه آزمایشی در هر دو شرایط تنش و بدون تنش تا مرحله پنجه دهی ژنوتیپ ها به طور یکسان به صورت غرقاب انجام شد. سپس در شرایط تنش، آبیاری از 40 روز پس از نشاکاری (مرحله حداکثر پنجه زنی) 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 به عنوان حاشیه حذف و ردیف های دوم تا چهارم جهت نمونه برداری انتخاب شدند. پس از اندازه گیری صفات و محاسبه شاخص های مختلف، داده ها با نرم افزار SAS تجزیه و تحلیل شدند. نمودار دو بعدی بای پلات نیز با نرم افزار STATGRAPHIC رسم شد.

    یافته های تحقیق: 

    نتایج تجزیه واریانس تفاوت بسیار معنی داری را بین ژنوتیپ ها از نظر کلیه صفات مورد مطالعه در هر دو شرایط تنش خشکی و غرقاب نشان داد. مقایسه میانگین ژنوتیپ ها نشان داد که در هر دو شرایط غرقاب و تنش، بیش ترین میانگین عملکرد متعلق به ژنوتیپ های فجر، IRAT216، سنگ جو و سنگ طارم گرده و کم ترین میانگین عملکرد متعلق به رقم سپیدرود بود. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که عملکرد دانه در شرایط غرقاب به ترتیب با شاخص های بهره وری متوسط (MP)، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، میانگین هارمونیک (HARM) و تحمل خشکی (TOL) دارای همبستگی مثبت و معنی دار بود و بالاترین همبستگی بین عملکرد دانه و شاخص بهره وری متوسط (r=0.918) مشاهده شد. در شرایط تنش نیز شاخص های میانگین هارمونیک (HM)، میانگین هندسی بهره وری (GMP) و بهره وری متوسط (MP) همبستگی بالایی با عملکرد دانه نشان دادند و بالاترین آن مربوط به شاخص میانگین هارمونیک (r=0.933) بود. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که 94.31 درصد از تنوع کل بین داده ها توسط دو مولفه اصلی اول و دوم توجیه شد. تجزیه خوشه ای بر اساس شاخص های تنش نیز ژنوتیپ های برنج را به سه گروه تفکیک کرد و ژنوتیپ های موجود در خوشه اول دارای بیش ترین تحمل به تنش خشکی بودند.

    نتیجه گیری

    نتایج به دست آمده از تجزیه بای پلات و همبستگی بین شاخص ها نشان داد که شاخص های GMP، MP و HM بهترین شاخص ها جهت گزینش ژنوتیپ های پرمحصول در هردو شرایط تنش و بدون تنش در این آزمایش بودند. بر اساس این شاخص ها و رسم نمودار بای پلات، ژنوتیپ های فجر، سنگ طارم گرده، سنگ جو و IRAT216 به عنوان ژنوتیپ های با عملکرد بالا و متحمل به تنش خشکی و ژنوتیپ های سپیدرود و غریب سیاه ریحانی به عنوان ژنوتیپ های با عملکرد پایین و حساس به خشکی شناسایی شدند.

    کلید واژگان: بای پلات, تجزیه خوشه ای, تحمل به خشکی, شاخص های تحمل, عملکرد دانه}
    Jafar Gilaky, Saied Navabpour *, Abolfazl Mazandarani
    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.

    Keywords: Cluster Analysis, Drought Tolerance, Tolerance Indices, Biplot, Grain Yield}
  • رامین صادق قول مقدم*، جلال صبا، فرید شکاری، مظفر روستایی، سهیلا مرادی
    مقدمه و هدف

    گندم نان به‎عنوان یکی از مهمترین غلات، جزء ضروری امنیت غذایی در جهان می‎باشد که یک پنجم کل کالری جمعیت جهان را تامین می‎کند. امروزه خشکسالی به‎دلیل تغییرات آب و هوایی به‎عنوان یکی از مهمترین تنش‎های غیر زیستی عملکرد گندم را تحت تاثیر قرار داده و به یک تهدید مهم برای امنیت غذایی در جهان تبدیل شده است. در اصلاح گیاهان برای تحمل تنش خشکی صفات ریشه ای و روزنه ای اهمیت ویژه ای دارند. روزنه ها نقش کلیدی برای کنترل جذب دی اکسیدکربن و از دست دادن آب از طریق تعرق دارند. روزنه ‎ها همچنین نقش مهمی در به حداقل رساندن اتلاف آب برای سازگاری گیاه در محیط های با سطوح مختلف تابش خورشیدی، رطوبت هوا، دمای هوا، سرعت باد و محتوای آب خاک دارد. بنابراین، از خصوصیات روزنه ای به‎ عنوان شاخص وضعیت آب و رشد گیاه به ‎ویژه در شرایط تنش خشکی استفاده می شود. ریشه ها با داشتن طیف وسیعی از خصوصیات فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی نقش اساسی در جذب آب و مواد غذایی دارند. همچنین به‎عنوان اولین اندامی هستند که در پاسخ به خشکی سیگنال‎هایی را جهت کنترل روزنه ‎ها ارسال می‎کند. بنابراین تفاوت در ساختار سیستم ریشه‎ای می‎تواند سبب ایجاد تفاوت بین عملکرد در ارقام مختلف شود. این مطالعه به ‎منظور بررسی خصوصیات روزنه و ارتباط آن با سیستم ریشه ای و عملکرد گیاه در 24 لاین و رقم گندم نان انجام شد.

    مواد و روش ها

    به‎منظور بررسی رابطه بین ابعاد و تراکم روزنه با سیستم ریشه ای آزمایشی بر روی 24 ژنوتیپ گندم نان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط دیم مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان در سال زراعی 98-1397 اجرا شد. در این آزمایش، جهت مطالعه سیستم ریشه‎ای از لوله های پی وی سی استفاده شد. در هر لوله تعداد 12 بذر کشت شد که پس از سبز شدن به 7 عدد تنک گردید. در هر واحد آزمایشی برای هر ژنوتیپ دو لوله وجود داشت که از یکی از آن ها برای ارزیابی صفات و عملکرد نهایی و از لوله دوم برای مطالعات ریشه استفاده گردید. صفات روزنه ای شامل طول و عرض روزنه و تعداد روزنه در واحد سطح، صفات ریشه ای شامل طول ریشه، قطر ریشه، حجم ریشه، سطح ریشه و بیوماس ریشه و عملکرد دانه (گرم در متر مربع) اندازه گیری شدند. بعد از اندازه گیری صفات، تجزیه و تحلیل داده های حاصل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد و میانگین ها به‎روش LSD مورد مقایسه قرار گرفتند. به‎منظور بررسی روابط بین صفات تجزیه های آماری چند متغیره شامل تجزیه رگرسیون، تجزیه علیت و تجزیه عاملی انجام و از تجزیه کلاستر برای گروه بندی ژنوتیپ ها استفاده گردید. محاسبات آماری با استفاده از نرم‎افزارهای  SAS 9.0و SPSS 21 انجام گرفت.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین نشان دهنده تنوع بالا میان ژنوتیپ ها برای تمام صفات اندازه گیری شده بود. نتایج مقایسه میانگین ژنوتیپ ها نشان داد که ژنوتیپ های 2، 5، 8 و 16 به‎ترتیب بیشترین میزان عملکرد و ژنوتیپ 23 کمترین میزان عملکرد را در بین ژنوتیپ های مورد بررسی داشتند. بیشترین تعداد روزنه در سطح فوقانی و زیرین برگ مربوط به ژنوتیپ های 5 و 2 بود. از نظر صفات ریشه ای بیشترین قطر، حجم، طول، سطح ریشه و وزن خشک ریشه در عمق 25-0 سانتی متر به‎ترتیب مربوط به ژنوتیپ های 2، 3، 18 و 5 بود. همبستگی بالا و معنی داری بین عملکرد با تعداد روزنه در سطح فوقانی و زیرین برگ، طول و عرض روزنه در سطح فوقانی برگ، قطر، حجم، وزن خشک و سطح ریشه در عمق 25-0 سانتی متری خاک وجود داشت. بر اساس نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام دو متغیر تعداد روزنه در سطح زیرین برگ و وزن خشک ریشه در عمق بیشتر از 25 سانتی متر 91/4 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه کردند که بر اساس نتایج تجزیه علیت تعداد روزنه در سطح زیرین برگ بیشترین اثر مستقیم مثبت را بر عملکرد دانه داشت. نتایج تجزیه عاملی صفات مورد بررسی را در سه عامل با توجیه 82/48 درصدی تغییرپذیری گروه بندی کرد. سهم عامل اول از تبیین تغییرات داده ها 48/86 درصد، سهم عامل دوم 24/62 و سهم عامل سوم 8/99 درصد بود. بر اساس پلات حاصل از تجزیه به عامل‎ها ژنوتیپ های 2، 5، 8 و 16، دارای مقادیر بالا برای عامل اول و دوم بودند که با توجه به ضرایب عامل ها می توان بیان کرد که ژنوتیپ های قرار گرفته در این ناحیه دارای عملکرد بالا، تعداد روزنه زیاد و صفات ریشه ای قوی در عمق 25-0 سانتی متری خاک بودند به‎ همین دلیل این ژنوتیپ ها، ژنوتیپ هایی هستند که با جذب آب از لایه های سطحی خاک توانسته اند با داشتن تعداد روزنه زیاد و انجام فتوسنتز بیشتر عملکرد زیادی تولید کنند. همچنین ژنوتیپ های مورد بررسی با استفاده از تجزیه کلاستر به‎روش ward و فاصله اقلیدسی در سه گروه قرار گرفتند. ژنوتیپ های 2، 5، 8 و 16 در گروه اول قرار گرفتند و دارای بیشترین مقدار میانگین برای صفات عملکرد دانه، تعداد و عرض روزنه در سطح فوقانی و زیرین برگ و صفات ریشه ای شامل قطر، حجم و وزن خشک ریشه هم در عمق 25-0 سانتی متر خاک و قطر ریشه در عمق بیشتر از 25 سانتی متر و کمترین مقدار برای طول روزنه در هر دو سطح برگ بودند. که این ژنوتیپ ها بهترین ژنوتیپ ها برای کشت در شرایط دیم بودند.

    نتیجه گیری

    سیستم ریشه‎ای سطحی قوی می توانند آب حاصل از بارندگی های پراکنده ای که با فراوانی کم در پایان دوره رشد رخ می دهد را در اختیار گیاه قرار دهند. از طرفی افزایش تعداد روزنه به‎همراه اندازه کوچکتر آن ها موجب کاهش منافذ برگ شده و امکان پاسخ سریعتر روزنه ها را فراهم می کند و پاسخ سریع روزنه ها سبب به حداکثر رساندن کارایی مصرف آب می‎شود. بنابراین در شرایط دیم دارا بودن سیستم ریشه‎ای سطحی قوی به‎همراه تراکم روزنه بالا می‎تواند سبب افزایش عملکرد دانه شود.

    کلید واژگان: تحمل خشکی, صفات فیزیولوژیک, صفات ریشه ای, عملکرد دانه, گندم نان}
    Ramin Sadegh Ghol Moghadam*, Jalal Saba, Farid Shekari, Mozafar Rousraii, Soheila Moradi
    Background

    As one of the most important cereals, bread wheat is an essential part of food security in the world, which supplies one-fifth of the total calories of the world population. Nowadays, the yield of wheat has been affected by climate change-driven drought as one of the most important abiotic stresses that has become an important threat to food security in the world. Root and stomatal traits are especially important in breeding plants to withstand drought stress. Stomata play a key role in controlling carbon dioxide uptake and water loss through transpiration. Therefore, stomatal characteristics are used as indicators of water status and plant growth, especially in drought stress conditions. Having a wide range of physiological and morphological characteristics, roots play an essential role in absorbing water and nutrients. They are also the first organ that sends signals to control the stomata in response to dryness. Therefore, the difference in the structure of the root system can cause the difference between the performance in different cultivars. This study was conducted to investigate stomatal characteristics and their relationship with the root system and plant performance in 24 bread wheat lines and cultivars.

    Methods

    To investigate the relationship between stomatal dimensions and density with the root system, an experiment was conducted on 24 bread wheat genotypes in the form of a randomized complete block design with three replications in the rainfed conditions of the research farm at Zanjan University Faculty of Agriculture in the crop year 2018-2019. In this experiment, PVC pipes were used to study the root system. Twelve seeds were planted in each tube, which were thinned to seven after germination. In each experimental unit, there were two tubes for each genotype, one of which was used to evaluate traits and final yield, and the second tube was used for root studies. Stomatal traits, including the length and width of stomata and number of stomata per unit area, root traits including root length, root diameter, root volume, root surface, and root biomass, and seed yield were measured in the end. The resulting data from the measured traits were analyzed in the form of a randomized complete block design, and the averages were compared using the LSD method. The data were analyzed using multivariate statistical analyses, including regression analysis, path analysis, and factor analysis, and cluster analysis was used to group genotypes. Statistical calculations were done using SAS 9.0 and SPSS 21 software.

    Results

    The results of analysis of variance and mean comparison showed high variability among genotypes for all measured traits. The results of the mean comparison of genotypes showed that genotypes 2, 5, 8, and 16 had the highest yield, and genotype 23 had the lowest yield among the examined genotypes. The highest number of stomata on the upper and lower leaf surfaces belonged to genotypes 5 and 2. In terms of root traits, the highest diameter, volume, length, root surface, and root dry weight at a depth of 0-25 cm were recorded for genotypes 2, 3, 18, and 5, respectively. There was a high and significant correlation between the yield and the number of stomata on the upper and lower leaf surfaces, the length and width of  the stomata on the upper leaf surface, diameter, volume, dry weight, and root surface at a depth of 0-25 cm in the soil. Based on the results of stepwise regression analysis, two variables, the number of stomata on the lower leaf surface and root dry weight at a depth of more than 25 cm explained 91.4% of the changes in grain yield. According to the results of the causality analysis of the number of stomata on the lower leaf surface, the most direct effect had a positive effect on seed yield. The results of factor analysis grouped the studied traits into three factors with 82.48% variability justification. The shares of the first, second, and third factors to explaining data changes were 48.86%, 24.62%, and 8.99%, respectively. Based on the plot obtained from factor analysis, genotypes 2, 5, 8, and 16 had high values for the first and second factors. According to the coefficients of the factors, it can be claimed that the genotypes located in this area have high performance, a high number of stomata, and strong root traits, which were found at the soil depth of 0-25 cm. For this reason, these are the genotypes that could produce high yields by absorbing water from the surface layers of the soil by having a large number of stomata and carrying out more photosynthesis. Moreover, the investigated genotypes were divided into three groups from cluster analysis by the ward method and Euclidean distance. Genotypes 2, 5, 8, and 16 were placed in the first group and had the highest mean values for grain yield traits, number and width of stomata on the upper and lower leaf surfaces, and root traits including diameter, volume, and dry weight at a soil depth of 0-25 cm, and root diameter at a depth greater than 25 cm. The lowest values for stomatal length were observed in both leaf surfaces. These were the best genotypes for cultivation in dry conditions.

    Conclusion

    A strong superficial root system can provide the plant with water from scattered rains that occur with low frequency at the end of the growth period. On the other hand, the increase in the number of stomata along with their smaller size reduces leaf pores and enables a faster response of the stomata, and the rapid response of the stomata maximizes water use efficiency. Therefore, having a strong superficial root system along with high stomatal density can increase seed yield in dry conditions.

    Keywords: Bread Wheat, Drought Tolerance, Grain Yield, Physiological Traits, Root Traits}
  • حدیث مقدم، سعیده ملکی فراهانی*، آرش فاضلی
    مقدمه و هدف

    خشکی یکی از مهم ترین تهدیدهای جهانی برای تولید مواد غذایی است علاوه بر آن تغییرات آب و هوا و افزایش جمعیت جهانی نیز ابعاد این مشکل را گسترده تر می کنند. یکی از راه های بر طرف کردن این مشکل ایجاد ارقام جدید با تحمل بیشتر نسبت به تنش خشکی است. گندم از مهم ترین منابع غذایی انسان در سراسر جهان بوده است و از آن در انواع محصولات غذایی و صنایع تبدیلی استفاده می شود. گندم به‎همراه برنج و ذرت بیش از 60 درصد از کالری و پروتئین مورد نیاز برای تغذیه انسان را تامین می کنند. در مناطقی مانند ایران که بیش تر بارندگی در زمستان و آغاز بهار رخ می دهد گندم در پایان فصل رشد با کمبود آب و در نتیجه تنش خشکی روبرو خواهد شد. در محصولات زراعی یکی از روش های موثری که می تواند در تلفیق سایر روش های مدیریت کم آبی اثر این پدیده را به حداقل برساند استفاده از ارقام پر محصول و متحمل به شرایط خشکی است. با وجود منابع علمی متعددی که در این زمینه منتشر شده، هنوز خلاءهای زیادی در این مطالعات به چشم می خورد، بنابراین مطالعه اثرات تنش خشکی همیشه از اولویت های پژوهشی است. استان ایلام به‎عنوان یکی از مناطق تولید گندم آبی از کمبود ارقام مقاوم یا متحمل به شرایط کم آبیاری رنج می برد لذا بررسی پاسخ ژنوتیپ های مختلف گندم در شرایط کم آبیاری به‎عنوان سیستم های تولید کم نهاده بسیار مهم است و در این مطالعه به آن پرداخته می شود.

    مواد و روش‎ها:

     به منظور ارزیابی برخی از ژنوتیپ های گندم نان تحت شرایط تنش خشکی و نرمال تعداد 36 ژنوتیپ گندم در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1400-1399 در شهرستان دره شهر واقع در استان ایلام مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورد بررسی شامل طول سنبله، تعداد سنبله در بوته، طول ریشک، طول پدانکل، محور زیر پدانکل، طول برگ پرچم، عرض برگ پرچم، تعداد گره ساقه، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه در بوته، تعداد دانه در سنبله، تعداد دانه در بوته، تعداد پنجه، وزن صد دانه، وزن دانه تک بوته و عملکرد دانه بودند. بر اساس عملکرد در شرایط تنش (Yp) و نرمال (Ys)، شاخص های تحمل خشکی از قبیل شاخص تحمل میانگین بهره وری، میانگین هارمونیک، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، شاخص حساسیت به تنش شاخص تحمل به تنش شاخص پایداری عملکرد (YSI) و شاخص پایداری نسبی (RSI) و شاخص عملکرد (YI) محاسبه شدند. آزمون مقایسه میانگین ها با استفاده از روش دانکن و با استفاده از نرم افزار R انجام شد. همبستگی ساده (پیرسون)، تجزیه به مولفه ها، تجزیه به عامل ها بین صفات مورد آزمون نیز انجام شد. برای تجزیه آماری صفات، از نرم افزار آماری SAS 9. 1 استفاده شد.

    نتایج

    نتایج تجزیه واریانس در شرایط تنش خشکی و نرمال، نشان داد که بین ژنوتیپ ها در کلیه صفات اختلاف معنی داری در سطح احتمال یک درصد وجود داشت. بیشترین ضریب همبستگی مثبت معنی دار در هر دو شرایط بین عملکرد دانه به ترتیب مربوط به وزن دانه تک بوته و تعداد دانه در بوته بود. با توجه به همبستگی بالا و معنی دار عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش با شاخص های تحمل به خشکی، شاخص های میانگین بهره وری، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، میانگین هندسی و شاخص تحمل تنش به عنوان بهترین شاخص ها انتخاب شدند. به نظر می رسد برای ارزیابی تحمل به تنش، انتخاب ژنوتیپ ها باید بر پایه چند شاخص صورت گیرد. بر اساس شاخص TOL ژنوتیپ های G27 و G12 کمترین تحمل به شرایط تنش خشکی را نشان دادند و به عنوان ژنوتیپ های حساس یه تنش خشکی و همچنین ژنوتیپ های G14 و G13، به عنوان ژنوتیپ های متحمل شناخته شدند. ژنوتیپ های G13 و G4 دارای بیشترین میزان شاخص های MP، GMP و HM بودند و بر اساس این شاخص ها تحمل بیشتری نسبت به تنش خشکی دارند. همچنین ژنوتیپ های G16 و G31 تحمل کمی نسبت به تنش خشکی نشان دادند. تجریه به عامل ها نشان داد که درشرایط تنش خشکی دو عامل اول در مجموع 97/57 درصد از تغییرات را توجیه کردند که عامل اول، عامل پتانسیل عملکرد و عامل دوم عامل پایداری به تنش نام گذاری شدند. نمودار بای پلات نیز نشان داد که ژنوتیپ های شماره 13 و 47 در مجاورت بردارهای مربوط به شاخص های مقاومت به خشکی (تحمل به تنش، میانگین بهره وری، میانگین هندسی بهره وری و میانگین هارمونیک) قرار گرفتند و به عنوان ژنوتیپ های برتر معرفی شدند.

    نتیجه گیری

    با توجه به داده های حاصل از تجزیه واریانس در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی، ژنوتیپ ها از لحاظ کلیه صفات معنی دار بودند. معنی دار بودن صفات مورد مطالعه بیانگر وجود تنوع بین ژنوتیپ ها از نظر صفات مورد مطالعه است که برخی از این صفات می توانند برای ارزیابی تحمل تنش مورد استفاده قرار گیرند. برترین ژنوتیپ ها، برای طول پدانکل ژنوتیپ 33، برای تعداد دانه در بوته ژنوتیپ 5، برای وزن دانه تک بوته و عملکرد دانه ژنوتیپ 1 برترین میانگین ها را داشتند. نقشه حرارتی نشان دهنده ارتباط بین تحمل خشکی مبتنی بر عملکرد متفاوت و شاخص های تحمل به تنش خشکی است (شکل2). با توجه به همبستگی بالا و معنی دار عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش با شاخص های تحمل به خشکی، شاخص های میانگین بهره وری، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، میانگین هندسی و شاخص تحمل تنش به عنوان بهترین شاخص ها انتخاب شدند که قادرند ژنوتیپ های متحمل را از سایر ژنوتیپ ها غربال کنند. شاخص عملکرد (YI) بالاترین ضریب همبستگی با عملکرد دانه در شرایط تنش را داشت. بر اساس نتایج بای پلات ژنوتیپ های شماره 13 و 47 متحمل ترین ژنوتیپ ها در شرایط تنش خشکی بیش از سایر ژنوتیپ ها بودند و به عنوان ژنوتیپ های برتر معرفی شدند.

    کلید واژگان: تحمل خشکی, تنش خشکی, گندم نان, روش های آماری چند متغیره}
    Hadis Moghadam, Saeideh Saeideh Maleki Farahani*, Arash Fazeli
    Introduction and Objective

     Drought is one of the most important global threats to food production, in addition to that, climate change and the increase in the global population also widen the dimensions of this problem. One of the ways to solve this problem is to create new cultivars with greater tolerance to drought stress. Wheat has been one of the most important sources of human food all over the world and it is used in various food products and processing industries. Wheat together with rice and corn provide more than 60% of calories and protein needed for human nutrition. In areas like Iran, where most of the rain occurs in winter and early spring, wheat will face water shortage and drought stress at the end of the growing season. In crops, one of the effective methods that can minimize the effect of this phenomenon in combination with other methods of water deficit management is the use of high-yielding and drought-tolerant cultivars. Despite the numerous scientific sources published in this field, there are still many gaps in these studies, so studying the effects of drought stress is always a research priority. Ilam province, as one of the irrigated wheat production areas, suffers from the lack of cultivars that are resistant or tolerant to low irrigation conditions, so investigating the response of different wheat genotypes in low irrigation conditions as low input production systems is very important and is addressed in this study. 

    Material and Methods

    In order to evaluate some bread wheat genotypes under normal and drought stress co ditions, 36 wheat genotypes were evaluated in the form of a randomized complete block design in three replicates in the crop year of 2019-2019 in Darehshahr city located in Ilam province. The examined traits include spike length, spike number per plant, spike length, peduncle length, sub-peduncle axis, flag leaf length, flag leaf width, number of stem nodes, plant height, number of spikes per plant, number of seeds per spike, number of seeds per plant. plant, number of tillers, hundred seed weight, single plant seed weight and seed yield. Based on performance under stress (Yp) and normal (Ys), drought tolerance indices such as average productivity tolerance index, harmonic mean, geometric meanproductivity (GMP), stress sensitivity index, stress tolerance index, performance stability index (YSI) and Relative Stability Index (RSI) and Performance Index (YI) were calculated. The mean comparison test was performed using Duncan's method and using R software. Simple correlation (Pearson), decomposition into components, decomposition into factors were also performed between the tested traits. SAS 9.1 statistical software was used for statistical analysis of traits. 

    Results

    The results of the analysis of variance in drought and normal stress conditions showed that there was a significant difference between genotypes in all traits at the probability level of 1%. The most important significant correlation coefficient in both conditions between seed yield was related to the seed weight of a single plant and the number of seeds per plant. Considering the high and significant correlation of grain yield under stress and non-stress conditions with drought tolerance indices, higher productivity indices, geometric mean productivity (GMP), geometric mean  and stress tolerance index  as the best indicators. were chosen. It seems that in order to evaluate stress tolerance, the selection of genotypes should be based on several indicators. Factor analysis at the drougth stress condition indicated that the two first factors expalined a total of 97. 57% of the variance. The first factor was called the performance stability factor and the second factor was named theStability Factor. The biplot diagram also showed that the genotypes of no. 13 and 47 were placed in the vicinity of the ranges related to drought resistance indices (STI, MP, GMP, and HM) and were introduced as superior genotypes. 

    Conclusion

    According to the data obtained from analysis of variance in both normal and drought stress conditions, the genotypes were significant in terms of all traits. The significance of the studied traits indicates the existence of diversity between genotypes in terms of the studied traits, and some of these traits can be used to evaluate stress tolerance. The best genotypes had the best averages for peduncle length of genotype 33, for the number of seeds per plant of genotype 5, for seed weight of a single plant and seed yield of genotype 1. The heat map shows the relationship between drought tolerance based on different yield and drought stress toleranceindices. Considering the high and significant correlation of grain yield under stress and non-stress conditions with drought tolerance indices, average productivity indices, GMP, geometric mean and stress tolerance index were selected as the best indices that are able to distinguish tolerant genotypes from other Screen the genotypes. The yield index (YI) had the highest correlation coefficient with grain yield under stress conditions. Based on biplot results, genotypes No. 13 and 47 were the most tolerant genotypes under drought stress conditions more than other genotypes and were introduced as superior genotypes.

    Keywords: Bread Wheat, Drought Tolerance, Drought, Multivariate Statistical Methods}
  • Mohsen Hoseini, Ahmad Arzani *

    The severe impact of drought and salinity on plant productivity presents a significant threat to worldwide food security. Plants exhibit the capacity to sense stimuli in their environment and adjust defense mechanisms through diverse regulatory networks to cope with abiotic stress. The complexities of drought and salinity tolerances can be deconstructed into contributing factors and mechanisms, classified under two categories: genetics and epigenetics. Epigenetic mechanisms play a role in partially attributing crop adaptation to the most formidable drought and salinity stresses. Plants respond to stress in part by undergoing stable alterations in gene expression, a process that involves the physical "marking" of DNA or its associated proteins, commonly called epigenetics. Plants utilize various epigenetic mechanisms to refine gene expression, vital for adaptation and phenotypic plasticity. These include DNA methylation, histone modifications, chromatin remodeling, epitranscriptomics, and gene silencing mediated by small RNAs. Notably, epigenetic modifications can be inherited or erased. Enhanced knowledge of epigenetics complements genetics and will aid in developing strategies to integrate them into crop improvement programs aimed at addressing adaptation to abiotic stress. This review highlights the latest and noteworthy findings regarding crop epigenetic responses to abiotic stress signals, particularly those pertinent to drought and salinity tolerance.

    Keywords: drought tolerance, CpG island, epigenomics, osmotic stress, Salt tolerance, Water stress}
  • فاطمه سعیدنیا*، حسن نجار

    خشکی از مهم ترین تنش های غیرزیستی است که رشد و تولید گیاهان زراعی را تحت تاثیر قرار می دهد. از این رو نیاز به بهبود ارقامی که از سازگاری زیاد و نیاز آبی کمی برخوردار باشند، وجود دارد. این پژوهش به منظور ارزیابی اثر سطوح آبیاری بر ارقام و لاین های امیدبخش پنبه، بهره گیری از شاخص های تحمل و حساسیت به تنش برای شناسایی و انتخاب ژنوتیپ های متحمل به خشکی و همچنین مقایسه لاین های امیدبخش (KD-92-11،وKD-92-17 و KD-92-19) با ارقام شاهد آریا و غوزه قرمز (که مناسب مناطق پنبه کاری در استان های خراسان و اصفهان هستند)، انجام شد. بدین منظور، آزمایشی در قالب طرح کرت های خردشده در چهار سطح آبیاری (بدون تنش یا شاهد، 25، 50 و 75% کم آبیاری نسبت به شاهد) هر کدام با سه تکرار در سال 1399 در کاشمر اجرا شد. نتایج نشان داد که سطح آبیاری بر کلیه صفات مورد بررسی به جز درصد کیل و زودرسی تاثیر معنی داری داشته است. صفت وزن تک غوزه در سطوح آبیاری 25، 50 و 75% به ترتیب به میزان 7، 24 و 32% نسبت به سطح آبیاری بدون تنش کاهش یافت. صفت عملکرد کل نیز در شرایط مشابه به ترتیب به میزان 3، 34 و 48% کاهش یافت. بین ژنوتیپ های مورد بررسی از نظر کلیه صفات مورد بررسی (به جز درصد کیل و زودرسی) و شاخص های تحمل و حساسیت به تنش تفاوت معنی داری وجود داشت، که بیان گر تنوع ژنتیکی زیاد در بین ژنوتیپ ها از نظر تمامی صفات مورد بررسی و شاخص های محاسبه شده است و می تواند در بهبود انتخاب در برنامه های اصلاحی موثر باشد. مقایسه میانگین صفات در چهار سطح آبیاری نشان داد که با کاهش سطوح آبیاری از 25 به 75%، میانگین کلیه صفات کاهش یافت و بیش ترین کاهش در سطح آبیاری 75% تنش مشاهده شد. در هر یک از چهار سطح آبیاری، ارقام شاهد از نظر صفات وزن تک غوزه، عملکرد چین دوم و عملکرد کل نسبت به لاین های امیدبخش برتری داشتند. اما از نظر صفات درصد کیل، زودرسی، تعداد شاخه رویا و زایا و تعداد غوزه باز لاین های امیدبخش نسبت به ارقام شاهد برتری نشان دادند. در هر یک از سه سطح تنش، ارقام شاهد غوزه قرمز و آریا تفاوتی از نظر تحمل به تنش نشان ندادند ولی در مقایسه با لاین های امیدبخش از نظر صفات مختللف بین 5 تا 25 درصد از تحمل به تنش بیش تری برخوردار بودند.

    کلید واژگان: پنبه, سطح آبیاری, هیبریدهای بین گونه ای, شاخص های تحمل, حساسیت به تنش}
    F. Saeidnia*, H. Najjar

    Drought is one of the most important abiotic stresses that affects the growth and production of crops. Therefore, the need to breed cultivars that have high compatibility and low water demand is strongly felt. This study was conducted to evaluate the effect of irrigation levels on cultivars and promising lines of cotton, to use the stress tolerance and susceptibility indices for identification and selection of drought tolerant genotypes, as well as to compare cotton promising lines (KD-92-11, KD-92-17 and KD-92-19) with control cultivars of Aria and Ghoze Ghermez (which are suitable for cotton growing areas in Khorasan and Isfahan provinces). For this purpose, an experiment was performed according to the split-plot design with three replications under four irrigation levels (normal, 25, 50 and 75% deficit irrigation compared with normal) in 2020 at Kashmar. The results showed that the irrigation level had a significant effect on all traits except for keel percentage and earliness. The trait of single boll weight decreased by 7, 24 and 32% at the irrigation levels of 25, 50 and 75%, respectively, compared to the normal regime. In the same conditions, the total yield also decreased by 3, 34 and 48%, respectively. There was a significant difference between genotypes in terms of all studied traits (except for keel percentage and earliness) and drought tolerance and susceptibility indices, which indicates high genetic diversity among the genotypes and can be effective in improving selection in the breeding programs. Mean comparison of traits in the four irrigation levels showed that with the reduction of irrigation levels from 25 to 75%, the average of all traits decreased and the greatest decrease was observed in the 75% moisture regime. In each of the four irrigation levels, control cultivars were superior to promising lines in terms of single boll weight, second harvest yield, and total yield. However, in terms of the traits of keel percentage, early maturity, number of vegetative and reproductive branches, and number of open bolls, the promising lines were superior to the control cultivars. In each of the three moisture stress regimes, the control cultivars of Ghoze Ghermez and Aria did not show any difference in stress tolerance, but compared to hybrids, the promising lines had between 5 and 25% more stress tolerance in terms of various traits.

    Background and Objective

    Drought is one of the most important abiotic stresses that limit the growth and production of agricultural plants and affects all morphological, physiological, biochemical and metabolic aspects of plants (Blum, 2011). Changing the cultivation pattern and identifying heat and drought tolerant plant species and cultivars with high adaptability and low water requirements are among the main objectives of plant breeding in arid and semi-arid regions of the world. Cotton, as a strategic plant and the most important fiber plant, is one of the most important agricultural plants that provides the connection between the two sectors of agriculture and industry and plays a valuable role in the economy of some countries. It shows greater tolerance to abiotic stresses than other major crops. However, extreme environmental conditions such as drought are severe threats to the sustainability of cotton crops in dryland agriculture and affect the growth, productivity, and quality of cotton fibers (Barzali et al., 2016). This study was conducted to evaluate the effect of irrigation levels on cultivars and promising lines of cotton, to identify and select the drought-tolerant cultivars, and to compare the cotton lines with control cultivars.

    Methods

    In this study, three promising lines resulting from the crossing of Herbaceum and Arboreum species (KD-92-11, KD-92-17 and KD-92-19) along with two diploid control cultivars (Aria and Ghoze Ghermez) were cultivated according to the split-plot design with three replications at four irrigation levels (normal or control, 25, 50 and 75% deficit irrigation compared with normal) in 2020 at the field of the Research and Training Station of Agriculture and Natural Resources in Kashmar. Then, in order to select for drought tolerance, a set of morphological traits (height, number of vegetative and reproductive branches, number of opened and closed bolls, and crown diameter) and agricultural traits (single boll weight) along with yield, earliness and keel percentage were measured. Some drought tolerance and susceptibility indices were also calculated based on the yield of genotypes under normal and drought stress conditions.

    Results

    Drought stress had a significant effect on all traits except for keel percentage and earliness. There was a significant difference between the studied genotypes in terms of all traits (except for keel percentage and earliness) and indices, which indicates high genetic diversity among the genotypes. The mean comparison showed that with the reduction of irrigation level from 25 to 75%, the average of all traits decreased, and the greatest decrease was observed in the 75% moisture regime. In all four moisture regimes, control cultivars were superior to the lines in terms of single boll weight, the yield of the first cut, the yield of the second cut, and total yield. However, in terms of the other traits, promising lines were superior to the control cultivars. In all three moisture stress regimes of 25, 50, and 75%, the control cultivars of Ghoze Ghermez and Aria did not show any difference in stress tolerance, but compared to the lines, they had more drought tolerance.

    Conclusions

    Based on the results of this study, there was high genetic diversity between the studied genotypes, which can be used in the breeding programs. Drought stress negatively affected all traits and reduced their diversity. Most significant decrease was observed in the 75% moisture regime. In all of the moisture environments, control cultivars were superior to promising cotton lines in terms of yield and single- boll weight. However, promising lines were superior to control cultivars regarding the remaining traits. Moreover, in all three moisture stress regimes, the control cultivars of Ghoze Ghermez and Aria did not show any difference in terms of stress tolerance, but compared to the promising lines (KD-92-11, KD-92-17, and KD-92-19), they showed more drought tolerance.

    Keywords: Cotton, Irrigation level, Interspecific hybrids, Drought tolerance, Susceptibility indices}
  • فاطمه باوندپوری*، عزت الله فرشادفر، محسن فرشادفر

    به منظور مقایسه 25 ژنوتیپ گندم نان از لحاظ صفات مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی، آزمایشی در سال 96-1395 در مزرعه تحقیقاتی و آزمایشگاه های دانشگاه رازی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط دیم و آبیاری انجام شد. برای ارزیابی تنوع ژنتیکی و شناسایی ژنوتیپ های پایدار با عملکرد بالا و تحمل خشکی از GT بای پلات استفاده شد. تجزیه واریانس مرکب نشان داد تنوع بالایی بین ژنوتیپ ها برای اکثر صفات وجود داشت. بررسی همبستگی صفات در دو شرایط محیطی نشان داد که صفات مورفوفیزلوژیکی خصوصا اجزای عملکرد بیشترین ارتباط با عملکرد را داشتند. نتایج حاصل از روش GT بای پلات نشان داد در شرایط دیم و آبیاری هر کدام به ترتیب 7/41 و 1/40 درصد از مجموع تغییرات را مولفه های اصلی اول و دوم توجیه می کردند. بر اساس نمودارهای تجزیه GT بای پلات ژنوتیپ های 10، 15، 6، 13، 2، 14 و رقم پیشتاز از نظر صفات فیزیولوژیک، عملکرد و اجزای آن و صفات مربوط به ساقه و سنبله در شرایط آبیاری و ژنوتیپ های 10، 15، 6، 18 و 17 از نظر صفات بیوشیمیایی، عملکرد و اجزای آن و صفات مربوط به ساقه و سنبله در شرایط دیم به عنوان ژنوتیپ های برتر شناخته شدند. ژنوتیپ های 2 و 6 در شرایط آبیاری و ژنوتیپ 6 در شرایط دیم کمترین اثر متقابل ژنوتیپ×صفت را داشتند. در نهایت ژنوتیپ های 10، 15 و 6 در دو شرایط محیطی برتر بودند و ژنوتیپ 6 دارای کمترین اثر متقابل در هر دو شرایط بود. بنابراین از این ژنوتیپ ها می توان در برنامه های اصلاحی استفاده کرد.

    کلید واژگان: اثر متقابل ژنوتیپ×صفت, ارتباط, بای پلات, تحمل خشکی, گندم نان}
    Fatemeh Bavandpouri *, Ezatollah Farshadfar, Mohsen Farshadfar

    In order to compare 25 genotypes of bread wheat in terms of morpho-physiological and biochemical traits, an experiment was conducted in a randomized complete blocks design with three replications in the rainfed and irrigated conditions at Razi University, Iran, in 2016-2017. GT-biplot was used to evaluate genetic diversity and to identify stable genotypes with high yield and drought tolerance. Combined variance analysis showed that there was high variability among genotypes for the most of traits. Examining the correlation of traits in two environmental conditions showed that morpho-physiological traits; especially yield components, were the most related to yield. The results of the GT-biplot method showed that the first and second principal components explain 41.7% and 40.1% of the total changes in rainfed and irrigated conditions, respectively. Based on the GT-biplot analysis diagrams of genotypes 10, 15, 6, 13, 2, 14, and the Pishtaz cultivar in terms of physiological traits, yield and its components and the traits related to stem and spike in irrigated conditions, and genotypes 10, 15, 6, 18, and 17 in terms of biochemical traits, yield and its components, and traits related to stem and spike in rainfed conditions were recognized as superior genotypes. The genotypes 2 and 6 in irrigated conditions and the genotype 6 in rainfed conditions had the lowest genotype×trait interaction. Finally, the genotypes 10, 15, and 6 were superior in two environmental conditions and the genotype 6 had the least interaction effect in both conditions. Therefore, these genotypes can be used in breeding programs.

    Keywords: Biplot, bread wheat, Correlation, drought tolerance, genotype×trait interaction}
  • هژیر بهشتی زاده*، براتعلی فاخری، رضا اقنوم، نفیسه مهدی نژاد، سید سعید پورداد، بهرام مسعودی، سارا فرخ زاده
    مقدمه
    جو (Hordeum vulgare L.) به عنوان چهارمین غله مهم در جهان شناخته می شود. تنش خشکی نیز یکی از عوامل اصلی کاهش رشد و عملکرد جو است و عملکرد دانه با ویژگی های مورفولوژیکی برگ پرچم به طور مستقیم ارتباط دارد.
    مواد و روش ها
    به منظور شناسایی نواحی ژنومی اصلی و اپیستاتیک و بررسی اثر متقابل آن ها با محیط برای صفات مورفولوژیک مرتبط با برگ پرچم از جمله طول، عرض، سطح و طول غلاف برگ پرچم، آزمایشی با 136 لاین دابل هاپلویید جو به همراه والدین آن ها ‘Nure’ و  ‘Tremois’در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار تحت دو شرایط نرمال و تنش خشکی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زابل در سال زراعی 95-1394 اجرا شد. برای تجزیه QTL، نقشه ژنتیکی جمعیت مورد نظر شامل 543 نشانگر (DArT، SSR، SNP و AFLP) بود. در این مطالعه، تجزیه QTL تک مکانی و دو مکانی به ترتیب با استفاده از روش های نقشه یابی فاصله ای مرکب (CIM) و مدل ترکیبی بر اساس مکان یابی فاصله ای مرکب (MCIM) انجام گرفت.
    یافته ها
    بر اساس تجزیه تک مکانی، پنج QTL شامل سه QTL قوی Q1FLW-1H.SZ، Q1SHFLL-1H.NZ و Q2SHFLL-1H.NZ در فاصله های نشانگری bPb-6343-bPb-8081، bPb-1419-bPb-9180 و bPb-9108-bPb-6343 و دو QTL پیشنهادی روی کروموزوم های 1H و 5H برای صفات عرض برگ پرچم (FLW, cm) و طول غلاف برگ پرچم (SHFLL, cm) مشخص شدند. بر اساس تجزیه دو مکانی، هشت QTL افزایشی (M-QTL) و 15 جفت QTL اپستازی (E-QTL) برای صفات مختلف شناسایی شدند که در این بین، دو جفت QTL اپستازی برای صفت FLW، اثرات متقابل QTL در محیط معنی داری (AAEI) را نشان دادند. همهM-QTLهای شناسایی شده برای صفات مرتبط با برگ پرچم در دو محیط، بدون اثرات متقابل افزایشی × محیط(AEI) ، به عنوانQTLهای پایدار شناسایی شدند و بیشترین تعدادQTLهای پایدار مربوط به کروموزوم 1H بود. در این مطالعه، QTLهای مربوط به تحمل خشکی در همه کروموزوم های جو به جز کروموزوم 2H شناسایی شدند..
    نتیجه گیری
    اکثرQTL های مرتبط با صفات مورد بررسی در جمعیت Nure/Tremois در مطالعه حاضر قبلا گزارش نشده اند و جدید هستند. QTLهای قوی و پایدار کنترل کننده صفات مرتبط با برگ پرچم در این مطالعه، همراه با نشانگرهای پیوسته به این QTLها، پس از تایید و اعتبارسنجی در شرایط محیطی و زمینه های ژنتیکی مختلف، می توانند در برنامه های به نژادی انتخاب به کمک نشانگر (MAS) و هرم سازی ژن برای ایجاد ارقام جو پر محصول و متحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، یافته های این پژوهش، درک روابط ژنتیکی بین صفات مرتبط با برگ پرچم را در سطح مولکولی تسریع می کند.
    کلید واژگان: اثرات اپیستازی, اثر متقابل QTL × محیط, تحمل به خشکی, جو, QTL افزایشی}
    Hazhir Beheshtizadeh *, Barat Ali Fakheri, Reza Aghnoum, Nafiseh Mahdi Nezhad, Seyyed Saeid Pourdad, Bahram Masoudi, Sara Farokhzadeh
    Introduction
    Barley (Hordeum vulgare L.) is known as the fourth most important grain crop in the world. Drought stress is also one of the main factors that reduce the growth and yield of barley, and grain yield is directly related to the morphological characteristics of the flag leaf..
    Materials and methods
    In order to identify the main and epistatic genomic regions and investigate their interaction with the environment for morphological traits related to flag leaf, including length, width, area, and flag leaf sheath length, an experiment was conducted with 136 doubled haploid lines of barley along with their parents 'Nure' and 'Tremois' using an alpha lattice design with two replications under normal and drought stress conditions at the Zabol Agricultural Research Station, Iran, in 2015-16 growing season. The genetic map of the target population comprised 543 markers (including DArT, SSR, SNP, and AFLP markers) for the QTL analysis. In this study, single-locus and two-locus QTL analyses were performed using the composite interval mapping (CIM) and mixed-model based composite interval mapping (MCIM) methods, respectively.
    Results
    Based on a single-locus analysis, five QTLs were identified, including three putative QTLs, Q1FLW-1H.SZ, Q1SHFLL-1H.NZ and Q2SHFLL-1H.NZ at bPb-6343-bPb-8081, bPb-1419-bPb-9180, and bPb-9108-bPb-6343 marker intervals, and two suggestive QTLs, on chromosomes 1H and 5H for the traits of flag leaf width (FLW, cm) and flag leaf sheath length (SHFLL, cm). Based on a two-locus analysis, eight additive (M-QTL) QTLs and 15 pairs of epistatic effects (E-QTL) were detected for different traits, among which two pairs of epistatic QTLs for the FLW trait showed significant QTL × environment interactions (AAEI). All detected M-QTLs for flag-leaf-related traits across two environments, without additive × environment interactions (AEI), were identified as stable QTLs, and the highest number of stable QTLs was associated with chromosome 1H. In this study, drought stress-tolerant QTLs were identified in all barley chromosomes except chromosome 2H.
    Conclusion
    Most of the QTLs associated with the investigated traits in the Nure/Tremois population in the present study have not been reported previously and, therefore, are novel. The stable and putative QTLs controlling flag-leaf-related traits in this study, along with the markers linked to these QTLs, can be utilized in marker-assisted selection (MAS) and gene pyramiding breeding programs after confirmation and validation in different environmental conditions and genetic backgrounds to create high-yielding and drought-tolerant barley cultivars. Additionally, these findings will accelerate the understanding of the genetic relationships among spike-related traits at the molecular level.
    Keywords: Additive QTL, Barley, Drought tolerance, epistatic effects, QTL × environment interaction}
  • مریم میردورقی، علی بهپوری*، احسان بیژن زاده
    تنش خشکی یکی از محدودیت های عمده در تولید محصولات زراعی در سراسر جهان است. مخلوط ژنوتیپ ها به عنوان روشی جدید برای افزایش عملکرد در محصولات گوناگون مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه، سامانه های مخلوط ژنوتیپ های گوناگون گندم دوروم (Triticum durum Desf.) تحت تاثیر تنش آبی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایش ها در دو شرایط معمولی و تنش آبی در قالب طرح های بلوک های کامل تصادفی، هر کدام با سه تکرار، در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب، دانشگاه شیراز به مدت دو سال (1396-1395 و 1397-1396) انجام شد. از تک کشت های چهار ژنوتیپ گندم دوروم شامل ارقام شبرنگ و بهرنگ و لاین های DW-92-4، DW-94-14 و ترکیب دوتایی و چهارگانه آنها در سامانه های کشت استفاده شد.  شاخص های تحمل به خشکی شامل شاخص تحمل پایداری (STI)، میانگین بهره وری (MP)، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، شاخص حساسیت به تنش (SSI)، شاخص تحمل (TOL)،شاخص عملکرد (YI) و شاخص پایداری عملکرد (YSI) و یک معیار جدید با عنوان SIIG (شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل) برای شناسایی بهترین سامانه کشت مورد استفاده و ارزیابی قرار گرفت. سامانه کشت بهرنگ + DW-94-14 بالاترین مقادیر GMP، STI و MP را در شاخص های خشکی نشان داد و بیشترین مقدار SIIG (0.890) در سامانه کشت ژنوتیپ شبرنگ + DW-94-14 شناسایی شد. همبستگی مثبتی بین GMP، STI و MP با YP پیدا شد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل بای پلات این شاخص ها با استفاده از تحلیل مولفه های اصلی، همبستگی مثبت قوی را بین GMP، STI و MP نشان داد در حالی که شاخص SIIG ارتباط نزدیکی با شاخص YSI داشت. در این مطالعه، شاخص های GMP، MP و STI به عنوان بهترین معیار برای شناسایی سامانه های کشت در شرایط تنش آبی شناسایی شدند. کشت چهارتایی ژنوتیپ ها در مقایسه با کشت خالص ژنوتیپ ها و اکثر کشت های دوتایی هم در شرایط نرمال و هم در شرایط تنش آبی عملکرد بالاتری را نشان داد. اما بیشترین عملکرد دانه در تیمارهای نرمال و تنش آبی در سامانه کشت بهرنگ + DW-94-14 به ترتیب با میانگین 8815 و 7342 کیلوگرم در هکتار به دست آمد.
    کلید واژگان: تنش آبی, ژنوتیپ, شاخص تحمل به خشکی, عملکرد, گندم دوروم}
    Maryam Mirdoraghi, Ali Behpouri *, Ehsan Bijanzadeh
    Drought stress is one of the major limitations in crop production worldwide. Genotype mixture has been evaluated as a new way to increase yield in different crops. In this study, different genotype mix systems in durum wheat (Triticum durum Desf.) as impacted by drought stress were investigated. The experiments were conducted under normal and water-stressed conditions in the form of randomized complete block designs, each with three replicates,  in the research farm of the College of Agriculture and Natural Resources of Darab, Shiraz University for two years (2016-2017 and 2017 - 2018). Monocultures of four durum wheat genotypes including Shabrang and Behrang cultivars and DW-92-4, DW-94-14 lines and their binary and quadruple mixing combinations were used in the cropping systems. Drought tolerance indices, including stability tolerance index (STI), mean productivity (MP), geometric mean productivity (GMP), stress susceptibility index (SSI), tolerance index (TOL), yield index (YI), yield stability index (YSI) and a new criterion designated as SIIG (Selection Index of Ideal Genotype) were used and evaluated to identify the best cropping system. Behrang+DW-94-14 cropping system showed the highest GMP, STI and MP values of drought indices, while the highest value (0.890) of SIIG index was identified in the Shabrang+DW-94-14 cropping system. Positive correlations were found among GMP, STI, and MP with YP. Moreover, biplot analysis of these indices using principle component analysis revealed strong positive correlations among GMP, STI and MP while SIIG index was closely related to YSI index. GMP, MP, and STI indices were identified as the best criteria to identify cropping systems in water-stressed conditions. In both normal and water-stressed circumstances, quadruple genotype culture yielded better yields than monoculture and most binary cultures. However, the highest seed yield was obtained in the normal and water-stressed treatments in the Behrang + DW-94-14 cultivation system with an average of 8815 and 7342 kg ha-1, respectively.
    Keywords: Drought tolerance, Durum wheat, Genotype, Index, water-stressed, Yield}
  • سارا بستاندوست راد*، اسلام مجیدی هروان، محمدرضا اوراضی زاده

    این پژوهش به منظور تهیه والد پدری (گرده افشان) متحمل به تنش خشکی با استفاده از فامیل های تمام خواهری در منطقه کرج در ایستگاه مهندس مطهری موسسه تحقیقات چغندر قند در سال 1394 در شرایط بدون تنش (بر اساس نیاز آبی) و تنش خشکی انجام شد. برای این منظور 13 فامیل تمام خواهری به همراه دو رقم متحمل به تنش خشکی (IR7) و (پایا) و یک ژنوتیپ معمولی (191) به عنوان ارقام شاهد به صورت یک آزمایش کرت خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی که فاکتور اصلی شامل دو سطح (آبیاری با اعمال تنش خشکی و آبیاری بدون تنش) و فاکتور فرعی فامیل های تمام خواهری و ژنوتیپ های شاهد در چهار تکرار به مدت یک سال اجرا شد. نتایج نشان داد که بین تیمارهای آبیاری برای صفت عملکرد ریشه و عملکرد شکر ناخالص از نظر آماری به ترتیب در سطح احتمال یک درصد و پنج درصد اختلاف معنی دار وجود داشت بطوری که بالاترین عملکرد این دو صفت به رقم پایا اختصاص یافت همچنین میانگین عملکرد ریشه در فامیل های مورد بررسی در دو حالت آبیاری معمولی و تنش اختلاف معنی دار در سطح احتمال یک درصد نشان داد. در نتیجه اعمال تنش خشکی (SI=0/72) باعث کاهش عملکرد ریشه و عملکرد شکر شد همچنین بیشترین درصد قند ناخالص و بالاترین شاخص تحمل به خشکی متعلق به رقم شماره سه با منشاء S1-930637 می باشد.

    کلید واژگان: تحمل به خشکی, تنش خشکی, چغندر قند, فامیل های تمام خواهری}
    Sara Bostandust Rad *, Eslam Majidi Hervan, MohamadReza Orazi Zade

    This study aims to prepare a paternal parent (pollinator) tolerant to drought stress using full sib families in the Karaj region in Motahhari's station of Sugar Beet Research Institute in 2015 in conditions without stress (based on water needs) and drought stress. For this purpose, an experiment in the form of a split-plot design was conducted with 13 full sib families, two drought-tolerant cultivars (IR7) and (stable), and a normal genotype (191) as control cultivars, with the main factor consisting of two levels (irrigation with drought stress and irrigation without stress) and the sub-factor of all sister families and control genotypes implemented in four replications for one year. After emergence, irrigation treatments were used in both instances (at least twice irrigation). At a probability threshold of 1% and 5%, respectively, the results revealed a statistically significant difference between irrigation treatments for root production and gross sugar output. As a result, a stable cultivar has the largest production of these two qualities.Furthemore, in the two modes of regular watering and stress, the mean root output in the examined families revealed a significant difference at the one percent probability level. Drought stress (SI = 0.72) lowered root and sugar yields. Cultivar 3, origin S1-930637, also has the greatest percentage of gross sugar and the highest drought tolerance index.

    Keywords: Drought stress, Drought tolerance, Full sib families, Sugar beet}
  • Hossein Rostami Ahmadvandi *, Mehdi Jamshid Moghaddam, Seyyed Saeid Pourdad

    To study the genetic diversity based on agronomic traits and their application in safflower breeding programs, an experiment was conducted in the 2019-2020 crop season at Dryland Agricultural Research Institute (DARI), Sararood, Kermanshah, Iran. A total of 251 safflower genotypes and two cultivars (Faraman and Sina) were planted in a non-repeating observational design. Total rainfall in Sararood station was equal to 518.8 mm, during the 2019-2020 cropping season. Regarding rainfall distribution, the amount of rainfall in autumn, winter and spring was 173.2, 229.1 and 116.5 mm (33.38%, 57.65% and 22.45% of the total annual rainfall), respectively. The results of this research showed genetic diversity in the studied germplasm. Mean seed yield, 1000- seed weight, seed oil content, seed yield, flowering period length, physiological ripening period, plant height, pod diameter and the number of sub-branches per plant for the genotypes were 879 kg/ha, 33 g, 30.4%, 268.1 kg/ha, 170 days, 200 days, 75.5 cm, 13.2 mm and 4.2, respectively. Genotypes PI198009, PI197831, PI271139 and PI305205 produced the highest seed yield (2427, 2483, 2693 and 2965 kg/ha, respectively) and the highest oil yield (675, 798, 804 and 937 kg/ha). The seed oil content of PI306971, PI306954, PI205604, PI306853 and PI343780 genotypes was above 35% and higher than other genotypes. Considerable diversity in the morphological characteristics of the germplasm was observed in this research, which indicates the possibility of using them in breeding programs. Finally, some genotypes were selected that seed yield, 1000- seed weight, seed oil content, plant height, pod diameter and the number of sub-branches per plant were more than the third quarter and the number of days from planting to flowering and their physiological maturity were less than the first quarter. These genotypes were chosen for repeated experiments in the following year.

    Keywords: Dryland, Oil content, Drought tolerance, Earliness}
  • فاطمه پیرنجم الدین، محمدمهدی مجیدی*

    تنش خشکی یکی از مهم ترین تنش های غیرزنده است که رشد، تولید و بقای گیاهان را در بسیاری از مناطق جهان محدود کرده و به دلیل تغییرات اقلیمی شدت و گسترش آن در حال افزایش است. انواع گونه های گندمیان برای پایداری سامانه های کشاورزی، تامین علوفه برای دام ها و فضای سبز حایز اهمیت هستند. علف های چمنی از طریق واکنش های مورفولوژیک و فیزیولوژیک مانند تغییر در رشد ریشه، رنگیزه های فتوسنتزی، فعال سازی آنزیم های آنتی اکسیدانی و انباشته شدن ترکیبات اسمزی، به تنش خشکی سازگار شده و بعلاوه دارای ویژگی های اختصاصی دیگری مانند خواب تابستانه، برگشت پذیری پس از خشکی و دیرزیستی هستند که باعث سازگاری آن ها به تنش خشکی طولانی مدت می شود. خواب تابستانه یکی از سازوکارهای اجتناب از تنش خشکی در علف های چمنی سردسیری است که باعث کاهش عملکرد گیاه طی گرما و خشکی تابستان و افزایش برگشت پذیری و بقای آن ها پس از رفع خشکی طولانی مدت می شود. نتایج تحقیقات نشان داده است که اغلب صفات گیاهی در علف های چمنی دارای وراثت پذیری خصوصی بالا و همبستگی مثبت با تحمل به خشکی هستند، بنابراین می توان از آنها به عنوان شاخص برای شناسایی و انتخاب  ژنوتیپ های متحمل به خشکی استفاده کرد. استفاده از روش های مولکولی در کنار روش های به نژادی متداول در علف های چمنی، باعث افزایش دقت و سرعت برنامه های به نژادی در تولید ارقام متحمل به خشکی شده است. این روش ها کمک شایانی به ارزیابی تنوع ژنتیکی، تعیین والد پدری در جوامع دگرگشن، تعیین مکان های ژنی، توالی یابی ژنوم و شناسایی ژن های مرتبط با تحمل به خشکی در علف های چمنی کرده است.

    کلید واژگان: برگشت پذیری, خواب تابستانه, ریشه, دیرزیستی, ژنتیک و علف های چمنی}
    Fatemeh Pirnahmedin, Mohammad Mahdi Majidi*

    Drought stress is one of the most limiting abiotic stresses affecting growth, production and survival of plants in many areas of the world, and is expected to intensify considering the trend of climate change. Grass species are important for the sustainability of agricultural systems, forage resources for animal farming and landscapes. Grass species adapt to water deficit by different morphological and physiological responses such as changes in the root growth, photosynthetic pigments, activation of antioxidant enzymes and accumulation of osmotic compounds as well as other specific characteristics, such as summer dormancy, post drought recovery, and persistence, which lead to their drought adaptation following suffering prolonged water stresses. Summer dormancy is one of the important drought avoidance mechanisms in cool-season perennial grasses which lead to decreasing of forage yield during hot and dry summer, and increasing of recovery and survival potential of grasses after suffering from a prolonged drought stress. The results of the studies have indicated that most of plant traits in grasses have high narrow-sense heritability and positive correlation with drought tolerance, therefore can be considered as effective and useful indices in identification and selection of drought tolerance cool seasons grasses genotypes. Using molecular techniques and tools along with the conventional breeding methods in grasses have increased the accuracy and speed of breeding programs for producing drought tolerant cultivars. These techniques in grasses have been instrumental in assessing genetic diversity, molecular identification of paternal parents in the open pollinated populations, determining the gene loci, genome sequencing, and genes associated with drought tolerance.

    Keywords: Grasses, Drought tolerance, Recovery, Summer dormancy, Root, Genetic, Physiology}
  • Ali Salehi Sardoei *, Azadeh Alizadeh, Hamideh Azad Ghouge Bigloo, Hadi Ghasemi
    Breeding for drought tolerance is an important objective of crop breeding programs in arid and semi-arid regions. A factorial experiment based on a randomized complete blocks design with three replicates was carried out to determine suitable drought tolerance indices in chamomile ecotypes under stress and non-stress conditions in 2018. According to the results of the analysis of variance, there was a significant difference among the ecotypes regarding plant yield under both environmental conditions (stress and non-stress). The highest average yield (0.568 and 0.665 g plant-1) under stress and non-stress conditions were associated with Arak and Kerman ecotypes, respectively. Based on the plant yield of ecotypes under non-stress environments (Yp) and moisture stress (Ys), ecotypes were evaluated in terms of drought tolerance by six different indices of geometric mean productivity (GMP), stress tolerance index (STI), stress sensitivity index (SSI), tolerance index (TOL), mean productively (MP), and harmonic mean (HM). According to the results obtained under both stress and non-stress conditions, SSI and STI were selected as the best indices for isolation of tolerant ecotypes. Based on these indices, biplot diagram, and mean comparison table, ecotypes of Mashhad, Khuzestan, and Kerman were identified as tolerant. Isfahan, Arak and Shiraz ecotypes were the most sensitive ecotypes to drought stress. Also, cluster analysis by Ward̕ s method was used to group ecotypes based on plant yield; based on which the ecotypes were divided into 3 separate groups in both environments. Considering the results of this study, it is recommended to exploit the drought stress tolerance of indigenous chamomile populations of the country and conserve this valuable plant as valuable genetic resources.
    Keywords: Biplot, cluster analysis, Chamomile ecotype, Drought tolerance, sensitivity indices, Yield}
  • فرزاد آهک پز*
    خشکی یکی از اصلی ترین تنش های غیرزیستی است که رشد و بهره وری گندم را در سراسر جهان محدود می کند. هدف اصلی این پژوهش تعیین ساختار جمعیت و نقشه ارتباطی 13 صفت مورفو-فیزیولوژیکی گندم نان جهت اصلاح تحمل به خشکی بود. بدین منظور، 25 رقم و لاین امیدبخش گندم با استفاده از نشانگرهای AFLP مورد بررسی قرار گرفتند. ژنوتیپ های گندم تحت شرایط عادی و تنش خشکی به مدت 3 سال بررسی شدند. وراثت پذیری پایینی برای طول سنبله، تاریخ خوشه دهی و زیست توده اندام هوایی (87/24-8/28٪) بدست آمد، در حالی که، برای تعداد دانه در سنبله (21/89-55/90٪) وراثت پذیری بالایی مشاهده شد. نتایج سطح بالای چندشکلی از 62/84 تا 100 را نشان داد که ثابت می کرد روش AFLP می تواند ابزاری موثر در برنامه های اصلاحی گندم باشد. تجزیه ساختار جمعیت، پنج زیرجمعیت با حداقل 65 درصد عضویت در زیرجمعیت ها را نشان داد که تطابق بالایی با نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای داشت. تجزیه ارتباط به روش خطی مختلط، 66 MTA معنی دار با مقادیر p-value از 6-10 تا 4-10 را شناسایی کرد که 8/7 تا 7/38 درصد از تغییرات فنوتیپی را در هر دو شرایط محیطی مورد مطالعه توجیه می کرد. دو نشانگر پلیوتروپیک برای عملکرد دانه و تعداد دانه در سنبله در شرایط عادی و یک نشانگر پلیوتروپیک برای عملکرد دانه، وزن هزاردانه و تعداد دانه در سنبله در شرایط تنش شناسایی شد. MTAهای مشترک برای تاریخ خوشه دهی، ارتفاع بوته، طول پدانکل و وزن هزاردانه در هر دو شرایط محیطی بدست آمد. نشانگرهای شناسایی شده مرتبط با عملکرد دانه و اجزای آن در این مطالعه می توانند کاندیدای مطلوب برای مطالعات آتی و انتخاب به کمک نشانگر جهت توسعه ژنوتیپ های مقاوم به خشکی در برنامه های اصلاحی گندم باشند
    کلید واژگان: ارتباط نشانگر-صفت, تجزیه ساختار, تحمل خشکی, گندم نان}
    Farzad Ahakpaz *
    Drought is one of the main abiotic stresses limiting wheat growth and productivity worldwide. The main objective of this work was to determine population structure and marker-trait association (MTA) of 13 morpho-physiological traits of bread wheat for drought-tolerance breeding. To this end, twenty-five diverse wheat cultivars and promising lines were genotyped using AFLP. The phenotype evaluation steps of studding wheat genotypes were performed under normal and drought-stress conditions during 3 years. Low heritability estimates were obtained for spike length, heading date (DTH), and shoot biomass (24.87-28.8%) while, a high heritability was observed for the number of kernels per spike (KPS) (89.21-90.55%). The results exhibited high polymorphic level ranged from 84.62 to 100%, proving that AFLP method can be an effective tool in assessing genetic variability in any wheat breeding programs. Population structure analysis showed five subpopulations with at least 65% membership ancestry to their allocated sub-clusters, which was highly consistent with the results of cluster analysis. Mixed linear method association analysis identified 66 significant MTAs with p-values 10−06 to 10−04, justifying 7.8 to 38.7% of the phenotypic variation, observed under both environmental conditions. There were two pleiotropic markers for grain yield (GY) and KPS under normal and one pleiotropic marker for GY, thousand kernel weight (TKW) and KPS under stress conditions. The common MTAs were detected for DTH, plant height, peduncle length, and TKW under both environmental conditions. The identified linked markers with GY and its components in this study could be desirable candidate genes for future studies and marker assisted selection to develop drought-tolerant genotypes in wheat breeding programs.
    Keywords: Bread wheat, Drought tolerance, marker-trait association, structure analysis}
  • گودرز نجفیان*، فرشاد بختیار، غلامحسین احمدی، امیرکیوان کفاشی، احمد جعفرنژاد، داود امین آزرم، اکبر قندی، عزت الله نباتی، احمد زارع فیض آبادی، احمد رضا نیکزاد، جواد حسن پور، فرزاد افشاری، عبدالکریم ذاکری، محمود عطا حسینی، محسن یاسایی، نصرت الله طباطبایی فرد، شهریار کیا، غلامعباس لطفعلی آینه، محمد دالوند، شاهپور ابراهیم نژاد، صفرعلی صفوی، محمدعلی دهقان، علی ملیحی پور، کمال شهبازی، رحیم هوشیار، مهرداد چایچی، سید طاها دادرضایی، علی ناظری

    رقم جدید گندم نان طلایی از میان لاین های دریافتی از مرکز بین المللی تحقیقات ذرت وگندم (CIMMYT) که در سال 1387 به کشور وارد شد انتخاب گردید و در سال زراعی 89 - 1388 در ایستگاه تحقیقاتی اسلام آباد غرب مورد ارزیابی اولیه قرار گرفت و به دلیل مناسب بودن آن در سال زراعی 90-1389 در آزمایش مقایسه عملکرد مقدماتی اقلیم معتدل تحت شرایط آبیاری بهینه و تنش خشکی آخر فصل به‏ترتیب با میانگین عملکرد دانه 6967 و 5370 کیلوگرم در هکتار در مقابل میانگین عملکرد 6857 و 3850 کیلوگرم در هکتار ارقام شاهد پارسی، سیوند، بهار و پیشتاز در هر دو شرایط انتخاب شد. لاین مذکور در سال زراعی 91-1390 در آزمایش مقایسه عملکرد پیشرفته مناطق معتدل کشور تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل در سه منطقه با میانگین عملکرد 4851 در مقابل 4631 کیلوگرم در هکتار رقم شاهد سیروان برای بررسی سازگاری انتخاب شد. میانگین عملکرد لاین مذکور با کد M-91-18 در آزمایش سازگاری اقلیم معتدل طی سال های 93-1391، در شرایط بهینه 7563 کیلوگرم در هکتار و در شرایط تنش خشکی 6385 کیلوگرم در هکتار در مقایسه با رقم پارسی با عملکرد 8022 کیلوگرم در هکتار در شرایط بهینه و 6200 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش خشکی بود. در آزمایش های تحقیقی-ترویجی لاین  M-91-18 دارای میانگین عملکرد دانه 9583 کیلوگرم در هکتار در شرایط بهینه و 8042 کیلوگرم در هکتار در شرایط کم آبیاری در مقایسه با رقم پارسی به ‏ترتیب با عملکردهای 7875 و 6828 کیلوگرم در هکتار در شرایط یاد شده بود. پتانسیل عملکرد رقم طلایی در مزارع کشاورزان در استان های البرز و کرمانشاه به‏ ترتیب 10070 و10670 کیلوگرم در هکتار بود. واکنش این رقم نسبت به بیماری های زنگ زرد و قهوه‏ای تحت آلودگی مصنوعی نیمه مقاوم بود. رقم طلایی از زودرسی قابل توجهی برخوردار است وکیفیت نانوایی خوبی دارد. این رقم در سال 1396 برای کشت در شرایط نرمال و تنش خشکی آخر فصل در مناطق معتدل کشور معرفی شد.

    کلید واژگان: گندم آبی, زودرسی, تحمل به خشکی, طلایی}
    G. Najafian *, F. Bakhtiar, G. H. Ahmadi, A. K. Kafashi, A. Jafar Nejad, D. Amin Azarm, A. Ghandi, E. Nabati, A. Zare Faizabadi, A. R. Nikzad, J. Hassanpour, F. Afshari, A. Zakeri, M. Atahossaini, M. Yassaei, N. Tabatabaei Fard, Sh. Kia, Gh. A. Lotfaly Ayeneh, M. Dalvand, Sh. Ebrahimnezhad, S. A. Safavi, M. A. Dehghan, A. Malihipour, K. Shahbazi, R. Hoshiar, M. Cheichi, S. T. Dadrezaei, A. Nazeri

    A bread wheat breeding line that led to release of Tallaei cultivar introduced from International Research Center for Maize and Wheat (CIMMYT) to Iran through an international nursery in 2009 and was evaluated in a primary trial in Islam Abad-Gharb research station and due to its favorable characteristics was selected for further evaluation. This line showed grain yield of 6967 and 5370 kgha-1 under normal irrigation and terminal drought conditions, respectively, while mean grain yields of four check cultivars: Parsi, Sivand, Bahar and Pishtaz for those two conditions were 6857 and 3850 kgha-1, respectively, Aforementioned line showed grain yield of 4851 kgha-1 in advanced yield trial of temperate regions breeding program under water deficit conditions compared to 4631 khha-1 of drought tolerant check cultivar "Sirvan" in three locations, hence selected for final evaluation in adaptation trial. Grain yield of this line which was presented as M-91-18 at the adaptation trial was 7563 and 6385 kgha-1 against 8022 and 6200 kgha-1 of Parsi check cultivar under normal and water stress conditions, respectively, during two cropping seasons 2012-13 and 2013-14. This line showed overall mean grain yield, of 9583 and 8042 kgha-1 in normal irrigation and water deficit conditions under extensional farmer fields, respectively. For these two conditions check cultivar Parsi showed 7875 and 6828 kgha-1 records. Grain yield potential of this line was recorded as 10070 and 10670 kgha-1 in Alborz and Kermanshah farmers' fields, respectively. According to the latest evaluations the response of this line to yellow and leaf rusts was moderately resistant under severe artificial infection. Wheat line M-91-18 has considerable earliness and good bread making quality and based on its good agronomic characteristics in 2017 this line was released as Tallaei, for cultivation under normal and terminal moisture stress conditions in temperate agro-climatic regions.

    Keywords: irrigated wheat, earliness, drought tolerance, Tallaei}
  • Aram Sharifi-Zagheh, Amir Gholizadeh *, Behzad Sorkhilalehloo, Mostafa Khodadadi
    Development of drought-tolerant cultivars with high essential oil yield is important for production of medicinal plants. So far application of half-sib mating has not been used in the coriander breeding for high essential oil yield and drought tolerance. In this study, 14 half-sib families of coriander derived from poly-cross design were evaluated under three irrigation treatments including: well water, mild water deficit stress and intense water deficit stress. In each environment, the half-sib families were evaluated using a randomized complete block design with three replications. Six drought-tolerance indices, including stress tolerance index (STI), geometric mean productivity (GMP), mean productivity (MP), harmonic mean (HM), stress tolerance (TOL) and stress susceptibility index (SSI) were calculated based on essential oil yield under non-stress (YP), mild stress (YM) and intense stress (YS). The results of correlation coefficients and biplot analysis revealed that STI, GMP, MP and HM indices could be effectively used for screening of drought tolerant genotypes of the coriander. Selection by these indices can be useful to identify a genotype with desirable essential oil yield in both non-stress and stress conditions. According to the results of three-dimensional graphs and view of biplot, half-sib families’ No. 6, 7 and 14 under mild stress and half-sib families’ No. 6, 7 and 12 under intense stress were selected as drought tolerant, and with high essential oil yield under non-stress and stress conditions. Therefore, these half-sib families can be used as a source of elite parents for synthetic cultivars in the coriander.
    Keywords: Coriander, drought tolerance, Medicinal plant, Synthetic cultivars, water deficit stress}
  • علیرضا نبی پور، رضا درویش زاده*، احمد صرافی

    دانه های روغنی بی شک از راهبردی ترین محصولات کشاورزی هستند که تولید آن ها جزو نیازهای زیربنایی برای ایجاد امنیت غذایی هر جامعه محسوب می شود. آفتابگردان با نام علمی Helianthus annuus L. گیاهی یکساله، یک پایه، دولپه از تیره ی مرکبان (Composite) می باشد. این جنس دارای گونه های دیپلویید، تتراپلویید و هگزاپلویید است که آفتابگردان زراعی جزو گونه های دیپلویید با تعداد کروموزم پایه 17=x می باشد. آفتابگردان به طورعمده به خاطر روغن خوراکی آن کشت می شود. تنش های محیطی از قبیل خشکی، شوری، دمای غیرمعمول، مسمومیت با فلزات سنگین و تابش فرابنفش از تهدیدات جدی برای رشد، سوخت و ساز و بهره وری گیاهان می باشند. در سال های اخیر، پیشرفت های شگفت آور در زمینه های زیست فناوری، مهندسی ژنتیک و علوم کامپیوتر باعث شده است تا برنامه های به نژادی از سرعت، دقت و کارایی بسیار بالاتری نسبت به گذشته برخوردار باشند. تکنیک های جدید در صورتی که به طور مناسب در برنامه های به نژادی وارد شوند باعث افزایش چشم گیر سرعت و دقت این برنامه ها شده و می توانند هزینه ها را به میزان فوق العاده ای کاهش دهند. در این مقاله به طور مختصر ضمن اشاره به روش های به نژادی متداول، به روش های نوین و کاربرد آن ها در اصلاح آفتابگردان پرداخته می شود. در 10 سال اخیر علم ژنومیک اطلاعات ژنتیکی صفات کمی را توسعه داده و گزینش به کمک نشانگر تبدیل به یک ابزار کاربردی شده است.

    کلید واژگان: گیاهان تراریخته, شناسایی QTL, مقاومت به بیماری, تحمل خشکی, همسانه سازی بر اساس نقشه}
    Alireza Nabipour, Reza Darvishzadeh *, Ahmad Sarrafi

    Oilseeds are undoubtedly one of the most strategic agricultural products; their production is of basic needs for food security in any society. Sunflower with the scientific name of Helianthus annuus L. is an annual, monoecy, dicotyledonous plant that belongs to composite family. This genus consists diploid, tetraploid and hexaploid species, and common sunflower is a diploid species with a base chromosome number of x=17. Sunflower is grown mainly for its edible oil. Environmental stresses such as drought, salinity, unusual temperatures, heavy metal and UV radiation are serious threats to plant growth, metabolism and productivity. In recent years, astonishing advances in biotechnology, genetic engineering, and computer science have made breeding programs much faster, more accurate, and more efficient than ever before. New techniques, if properly incorporated into breeding programs, can dramatically increase the speed and accuracy of these programs and can reduce costs by an extraordinary amount. In this article, while briefly referring to conventional breeding methods, new methods and their application in sunflower breeding are discussed. In the last 10 years, the science of genomic has expanded the genetic information of quantitative traits, and marker assisted selection has become a practical tool.

    Keywords: Disease resistance, Drought tolerance, map based cloning, QTL mapping, Transgenic plants}
  • فرشاد بختیار*، گودرز نجفیان، منوچهر خدارحمی، غلامحسین احمدی، احمد جعفرنژاد، شکوفه ساریخانی خرمی، داوود امین آزرم، اکبر قندی، عزت الله نباتی، احمد زارع فیض آبادی، احمدرضا نیکزاد، حسن عبدی، فرزاد افشاری، عبدالکریم ذاکری، محسن یاسایی، سید محمود عطا حسینی، نصرت الله طباطبایی، محمد دالوند، شاهپور ابراهیم نژاد، صفرعلی صفوی، محمدعلی دهقان، کمال شهبازی، رحیم مهرابی

    گندم ترابی در سال 1389 درقالب خزانه 28th SAWSN از مرکز تحقیقات بین المللی ذرت و گندم (سیمیت) به کشور وارد شد و در سال زراعی 90-1389 در شرایط قطع آبیاری از مرحله سنبله دهی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس در سال زراعی 91-1390 در آزمایش مقایسه عملکرد مقدماتی اقلیم معتدل تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل در کرج با عملکرد 4878 کیلوگرم در هکتار در مقابل متوسط عملکرد 3939 کیلوگرم در هکتار رقم شاهد پارسی انتخاب شد. این رقم در سال زراعی 92-1391 در آزمایش مقایسه عملکرد پیشرفته مناطق معتدل کشور با میانگین عملکرد دانه 6634 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش خشکی در مقایسه با عملکردهای 6073 و 6768 کیلوگرم در هکتار به ‏ترتیب ارقام شاهد پارسی و سیروان برای بررسی سازگاری انتخاب شد. میانگین عملکرد رقم ترابی در آزمایش سازگاری اقلیم معتدل طی سال‏ های 94-1392 در شرایط تنش خشکی 6516 کیلوگرم در هکتار در مقابل 6110 کیلوگرم در هکتار رقم سیروان و 5697 کیلوگرم در هکتار رقم پارسی بود و عملکرد این رقم نسبت به میانگین کل شاهدهای آزمایش در شرایط تنش 9/41 درصد برتری نشان داد. با توجه به وضعیت خوب واکنش رقم ترابی نسبت به بیماری‏ های زنگ زرد و زنگ قهوه ‏ای و همچنین زودرسی و کیفیت نانوایی خیلی خوب آن، رقم جدید برای بررسی در سطح مزارع زارعین انتخاب شد که در مجموع آزمایش‏ های تحقیقی- ترویجی دارای میانگین عملکرد دانه 8637 کیلوگرم در هکتار در شرایط بهینه و 5672 کیلوگرم در هکتار در شرایط قطع آبیاری در مقایسه با میانگین عملکرد ارقام شاهد پیشتاز با عملکرد 6150 کیلوگرم در هکتار در شرایط بهینه و شاهد سیروان با عملکرد 5104 کیلوگرم در هکتار در شرایط تنش بود.

    کلید واژگان: گندم آبی, زودرسی, تحمل به خشکی, ترابی}
    F. Bakhtiar *, G. Najafian, M. Khodarahmi, G. H. Ahmadi, A. Jafar-Nejad, S. Sarikhani Khorami, D. Amin Azarm, A. Ghandi, E. Nabati, A. Zareh Faiz Abadi, A. Nikzad, H. Abdi, F. Afshari, A. Zakeri, M. Yasaei, S. M. Ata Hoseini, N. Tabatabai, M. Dalvand, Sh. Ebrahim Nejad, S. A. Safavi, M. A. Dehghan, K. Shahbazi, R. Mehrabi

    Torabi wheat cultivar introduced to iranian wheat breeding program through an international nursery from CIMMIT (28th SAWSN) in 2010 and was evaluated under terminal drought stress implemented from the flowering stage in 2010-2011 cropping season. Then in 2011-2012 cropping season it was tested in the preliminary regional wheat yield trial under terminal drought stress in Karaj and was selected based on its average grain yield of (4878 kgha-1) compared to the average grain yield of (3939 kgha-1) Parsi check cultivar. This cultivar was further studied in the advanced regional wheat yield trial in the temperate regions of the country during 2012-2013 and with average grain yield of 6634 kgha-1 under drought stress condition compared to 6073 and 6768 kgha-1 yields of check cultivars Parsi and Sirvan, respectively, was selected for evaluation in the adaptability and yield stability. The average grain yield of Torabi (line M-92-20) in adaptability experiment during the years 2013-2015 under drought stress conditions was 6516 kgha-1 compared to 6110 kgha-1 of Sirvan check cultivar and 5697 kgha-1 of Parsi check cultivar and also its total grain yield mean was 3% higher than the average grain yields of all genotypes. Due to the resistant reaction of the line M-92-20 to stripe and leaf rust diseases, as well as the early maturity and very good bread making quality, this line was selected for evaluation in the on-farm trials in farmer’s fields. Overall in farmer’s fields, this line had grain yield mean of 8637 kgha-1 under normal irrigation, and 5672 kgha-1 under water deficit conditions compared to the average yield of check cultivars with 6150 kgha-1 under optimal conditions and 5104 kgha-1 under water deficit conditions.

    Keywords: irrigated wheat, earliness, drought tolerance, Torabi}
  • محمد مهدی شریفانی، حسن فرهادی*، مهدی علیزاده، حسین حکم آبادی، ساسان علی نیائی فرد

    در پژوهش حاضر تکنیک فلورسانس کلروفیل به عنوان یک ابزار غیرتخریبی با هدف مقایسه میزان تحمل به خشکی پایه ها برای تخمین کارکرد فتوسیستم II به کار گرفته شد. این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار به صورت گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان به اجرا در آمد. فاکتورهای آزمایش شامل 10 پایه پسته احمد آقایی، اکبری، سرخه حسینی، گرمه، فندقی و هیبرید بین گونه ای (احمد آقایی × اینتگریما، اکبری × اینتگریما، سرخه حسینی × اینتگریما، گرمه × اینتگریما و فندقی × اینتگریما) و سه سطح خشکی شامل شاهد (ظرفیت زراعی)، تنش ملایم (65 درصد ظرفیت زراعی) و تنش شدید (30 درصد ظرفیت زراعی) بودند که 84 روز در دانهال های سه ماهه پسته اعمال شدند. نتایج نشان داد که با افزایش سطوح خشکی میزان فلورسانس بیشینه (Fm)، فلورسانس متغیر (Fv)، حداکثر کارایی فتوسیستم II (FV/Fm) و زیست توده دانهال ها کاهش و فلورسانس کمینه (F0) افزایش یافت. بیش ترین میزان این شاخص ها به جز شاخص F0 در تیمار شاهد مشاهده شد و تفاوت معنی داری با تنش شدید داشت. بر اساس نتایج، پاسخ های فیزیولوژیکی متفاوتی در پاسخ به تنش های اعمال شده بین پایه ها مشاهده شد. پایه های هیبرید سرخه حسینی × اینتگریما، احمد آقایی × اینتگریما و اکبری × اینتگریما بالاترین و پایه فندقی کم ترین عملکرد کوانتومی (فتوسیستم II) را نسبت به سایر پایه ها نشان دادند. از نظر میزان وزن تر و خشک ساقه، ریشه و برگ نیز پایه های هیبرید سرخه حسینی × اینتگریما، احمد آقایی × اینتگریما و اکبری × اینتگریما کمتر تحت تاثیر خشکی قرار گرفتند. بر اساس نتایج پژوهش حاضر به نظر می رسد بتوان از این سه پایه به عنوان پایه های حاوی ژن های متحمل به خشکی برای اصلاح ارقام با پتانسیل عملکرد بالا در مناطق خشک استفاده کرد.

    کلید واژگان: اینتگریما, پایه های دانهالی, تحمل به خشکی, عملکرد کوانتومی فتوسیستم II, نسبت Fv, Fm}
    Mohammad Mahdi Sharifani, Hassan Farhadi *, Mahdi Alizade, Hossin Hokmabadi, Sasan Aliniaeifard

    In the present study, chlorophyll fluorescence technique was used as a non-destructive tool to compare the drought tolerance of rootstocks and to estimate the performance of photosystem II. In this regard, this research was conducted as a factorial Completely Randomized Design with four replications in the research greenhouse of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2018-2019. The experimental factors were consisted of ten pistachio rootstocks of Ahmad Aghaei, Akbari, Sorkheh Hosseini, Garmeh, Fandoghi and interspecific hybrids of Ahmad Aghaei × integerrima, Akbari × integerrima, Sorkheh Hosseini × integerrima, Garmeh × integerrima and Fandoghi × integerrima, and three levels of drought stress including control (Field Capacity), mild stress (65% of Field Capacity) and Severe stress (30% of Field Capacity) were applied on 3 months old seedlings for 84 days. The results showed that with increase in drought levels, the maximum fluorescence (Fm), variable fluorescence (Fv), maximum efficiency of photosystem II (F / Fm) and seed biomass were decreased and minimum fluorescence (F0) was increased. The highest amount of these indices except F0 index was observed in the control and there was a significant difference with severe stress. Based on the results, different rootstocks showed different physiological responses in response to the applied stresses. Sorkheh Hosseini × Integrima, Ahmad Aghaei × Integrima and Akbari × Integrima hybrids showed the highest and the Fandoghi rootstock showed the lowest quantum performance (photosystem II) compared to other rootstocks. In terms of fresh and dry weight of stems, roots and leaves, Sorkheh Hosseini × Integrima, Ahmad Aghaei × Integrima and Akbari × Integrima hybrid rootstocks were less affected by drought stress. Based on the results of the present study, it seems that these three rootstocks can be used as containing drought tolerant genes for breeding cultivars with high yield potential in arid regions.

    Keywords: Drought tolerance, Fv, Fm ratio, Integerrima, Quantum yield of photosystem II, Seedlings rootstocks}
  • پیمان علیقلی زاده مقدم، غلامعلی رنجبر*، حمید نجفی زرینی، حسین شهبازی
    مقدمه

    جوانه زنی از مهم ترین مراحل رشد گیاه است که دوام، استقرار و عملکرد نهایی گیاهان زراعی را تعیین می کند و در مناطقی که استقرار موفق گیاه در اثر وجود شرایط خشکی با مشکل مواجه می شود، اصلاح صفات جوانه زنی یکی از اهداف اصلاحی مهم بشمار می آید. مطالعه حاضر بمنظور تعیین تاثیر سطوح مختلف تنش اسمزی بر خصوصیات جوانه زنی و ارتباط این صفات با عملکرد تعدادی از ارقام گندم نان مورد کاشت در مناطق سردسیری طراحی و اجرا گردید.

    مواد و روش ها: 

    آزمایش جوانه زنی به روش کاغذ صافی مرطوب و ظروف پتری به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد که در آن فاکتور اول شامل 20 رقم گندم نان (ارقام دیم و ارقام آبی متحمل به تنش خشکی پایان فصل) و فاکتور دوم شامل 3 سطح تنش اسمزی (بدون تنش و تنش اسمزی 3- و 6- بار) بود. در این آزمایش، صفات طول غلاف ساقه چه (کولیوپتیل)، طول ساقه چه، وزن ساقه چه، طول ریشه چه، وزن ریشه چه، نسبت طول و وزن ریشه چه به ساقه چه، زاویه رشد ریشه های بذری و سرعت جوانه زنی و شاخص تنش جوانه زنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. در آزمایش مقایسه عملکرد 20 رقم فوق در شرایط بدون تنش و تنش خشکی انتهایی مورد مقایسه قرار گرفتند.

    یافته ها: 

    نسبت طول و وزن ریشه چه به ساقه چه و وزن ساقه چه بیشترین حساسیت و تعداد ریشه چه کمترین حساسیت را به تنش اسمزی داشت. افزیش طول ریشه چه همزمان با کاهش وزن ریشه چه تحت تنش، نشان داد که در اثر تنش، ریشه ها طویل تر و باریک تر شده اند. در شرایط بدون تنش 11 ژنوتیپ شامل ژنوتیپ های هشترود، آذر 2، صایین، CD62-6، CD91-12، میهن، باران، حیدری، هما، کراس آذر 2 و زارع دارای طول غلاف ساقه چه بیشتری بودند. در تنش 3- بار نیز 11 ژنوتیپ دارای بیشترین طول غلاف ساقه چه بودند که بالاترین مقادیر به هشترود، حیدری و صایین اختصاص یافت. در تنش 6 بار، لاین های CD91-12 و CD62-6، هشترود، هما، پیشگام و زارع دارای بیشترین طول غلاف ساقه چه بودند. از لحاظ سرعت جوانه زنی در تنش 3- بار کراس آذر 2 دارای بیشترین سرعت و صایین، CD62-6، گاسکوژن و HD2985 در رتبه های بعدی قرار گرفتند. در تنش 6 بار کراس آذر 2 و HD2985 دارای بیشترین سرعت و گاسگوژن، CD62-6 و صایین در مقام بعدی قرار گرفتند. از لحاظ شاخص تنش جوانه زنی (GSI) در هر دو شرایط 3- و 6- بار ارقام صایین، کراس آذر 2، CD62-6 و HD2985 دارای برتری بودند. از لحاظ عملکرد دانه در شرایط بدون تنش ارقام آبی گاسگوژن، حیدری، پیشگام، اروم و زرینه دارای بیشترین عملکرد بوده و ارقام باران، HD2985، C-88-4، C-90-11 و کراس آذر 2 در مقام بعدی قرار گرفتند. در شرایط تنش دار ارقام باران، گاسگوژن، HD2985، کراس آذر 2، حیدری و زرینه دارای بهترین عمکرد بودند. بر اساس شاخص STI ارقام گاسکوژن، حیدری، لاین HD2985 و زرینه متحمل ترین ژنوتیپ ها به تنش خشکی بودند. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های مورد مطالعه را در 3 خوشه گروه بندی کرد.

    نتیجه گیری

    اختلاف معنی دار در تمام صفات مورد بررسی در بین ژنوتیپ ها حاکی از وجود تنوع ژنتیکی کافی برای اعمال گزینش در صفات جوانه زنی است. ارقام صایین، زارع، پیشگام، صدرا، باران و میهن در مجموع دارای صفات جوانه زنی مطلوبی هستند. تحت تنش، از بین صفات گیاهچه ای زاویه ریشه و سرعت جوانه زنی قوی ترین روابط را با عملکرد دانه نشان داده و به عنوان معیار غیر مستقیم گزینش تحمل به خشکی در گندم پیشنهاد می شوند.

    کلید واژگان: تحمل به خشکی, جوانه زنی, گندم مناطق سردسیری}
    Peyman Aligholizadeh Moghaddam, GholamAli Ranjbar*, Hammid Najafi Zarrini, Hosein Shahbazi
    Introduction

    Germination is one of the most important stages of plant growth that determines the durability, establishment and final yield of crops and in regions that due to drought conditions the growth of plant encounters with problem, improving germination traits count as one of the important breeding strategies. The present study was designed to determine the effect of different levels of osmotic stress on germination and seedling traits of some bread wheat cultivars cultivated in cold regions of Iran.

    Materials and Methods

    In order to investigate the effect of different levels of osmotic stress on germination characteristics of bread wheat cultivars cultivated in cold regions of Iran, a factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with 3 replications in which, the first factor consisted of 20 bread wheat cultivars (including rain fed cultivars as well as end-of-season water stress tolerant varieties) and the second factor consisted of 3 levels of osmotic stress (non-stress, -3 and -6 bar stress). Seedling traits such as coleoptile length, shoot length, shoot weight, root length, root weight, root / shoot ratio, root growth angle, germination speed and the germination stress index (GSI) were evaluated. For the experiment concerning the yield comparison, 20 cultivars mentioned above were compared under non-stress and terminal drought stress conditions.

    Results

    The results showed that the ratio of root/shoot length and weight and shoot weight had the highest sensitivity and the lowest number of roots to osmotic stress. Increasing root length as root weight decreased with increasing stress showed that roots became longer and thinner due to stress. Among the genotypes, Saein, Zare, Pishgam, Sadra, Baran and Mihan had desirable traits and CrossMV17, Homa, Orum and Cross Azar2 had no desirable germination traits. In non-stress conditions, 11 genotypes had high coleoptile length including Hashtrood, Azar 2, Saein, CD62-6, CD91-12, Mihan, Baran, Heydari, Homa, Cross Azar 2 and Zare genotypes. At 3 bar stress, 11 genotypes had the highest coleoptile length, with the highest values being assigned to Hashtrood, Heidari and Saein. At 6 bar stress, CD91-12 and CD62-6 lines, Hashtrood, Homa, Pishgam, and Zare had the highest coleoptile length. At 3 bar stress cross Azar 2, Saein, CD62-6, Gascogen and HD2985 demonstrated the highest germination rate. Furthermore, Cross Azar2, HD2985, Gascogen, CD62-6 and Saein led to the best results, respectively. However, in both 3 and 6 bar stress conditions Saein, Cross Azar2, CD62-6 and HD2985 were superior for germination stress index (GSI). For grain yield under normal conditions, Gascogen, Heidari, Pishgam, Orum and Zarrineh had the highest yield and Baran, HD2985, C-88-4, C-9011 and Cross Azar2 were placed next. Under stress conditions Baran, Gascogen, HD2985, Cross Azar2, Heidari and Zarrineh consisted the highest performance. According to STI index Gascogen, Heidari, HD2985 and Zarrineh were the most tolerant genotypes to drought stress. Cluster analysis grouped the studied genotypes into 2 clusters, the first cluster comprising 13 genotypes Heidari, Mihan, HD2985, Baran, Pishgam, Hashtrood, Cross Azar 2, CD62-6, Gascogen, Azar 2, Saein, Sadra and Zare. The second cluster consisted of 7 genotypes C-88-4, Zarineh, C-90-11, Orum, CD91-12, CrossMV17 and Homa. Genotypes of cluster 1 were superior in terms of germination traits such as shoot length, coleoptile length, root length and root weight and reduced root/shoot ratio.

    Conclusion

    Significant differences in all studied traits among genotypes indicated sufficient genetic variation for selection in germination traits. Results showed that Saein, Zare, Pishgam, Sadra, Baran and Mihan cultivars had desirable germination traits and were superior to other genotypes.

    Keywords: Drought tolerance, Germination, Cold wheat}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال