جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "stress tolerance index" در نشریات گروه "زراعت"
تکرار جستجوی کلیدواژه «stress tolerance index» در نشریات گروه «کشاورزی»-
مقدمه
کمبود آب نسبت به سایر تنش های غیر زیستی، مهم ترین عامل محدود کننده رشد و تولید در تمامی گیاهان زراعی به ویژه گندم است. بررسی چگونگی واکنش گیاهان زراعی تحت شرایط تنش، بهترین راه کار برای مقابله با تنش خشکی به منظور تولید ارقام زراعی متحمل به تنش و بهبود عملکرد تحت این شرایط به شمار می رود. چالش اصلاح برای تحمل به تنش خشکی در تمامی گیاهان زراعی، دستیابی به یک روش سریع غربال گری ژنوتیپ ها و بهبود ژنتیکی عملکرد در این شرایط دشوار محیطی است. هدف از اجرای این آزمایش، شناسایی ژنوتیپ های پرمحصول و متحمل به تنش کم آبی در یک جمعیت نسل چهارم گندم نان بود.
مواد و روش هامواد گیاهی این آزمایش، 90 ژنوتیپ نسل چهارم حاصل از تلاقی بین دو رقم گندم نان (آرتا، یک رقم بهاره حساس به تنش های شوری و خشکی، و ارگ، یک رقم متحمل به تنش های شوری و خشکی) بود. این ژنوتیپ ها به همراه والدین در قالب کرت های خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار تحت دو شرایط آبیاری و قطع آبیاری در مرحله گرده افشانی در سال زراعی 1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز مورد ارزیابی قرار گرفتند. ارزیابی ژنوتیپ ها با استفاده همزمان از شاخص تحمل به تنش (STI) بر اساس صفات مرتبط با عملکرد شامل عملکرد دانه (STI-Y)، وزن سنبله (STI-S)، وزن هزار دانه (STI-1000) و شاخص برداشت (STI-HI) و شناسایی روابط میان این شاخص در صفات مربوطه توسط تجزیه بای پلات ژنوتیپ × صفت انجام شد. در انتها بر مبنای روابط موجود در بای پلات، ژنوتیپ های با عملکرد بالا و متحمل به تنش کم آبی رتبه بندی و شناسایی شدند.
یافته های تحقیقنتایج حاصل از بای پلات نشان داد که دو مولفه اصلی اول به ترتیب 46 و 26 درصد و در مجموع 72 درصد از تغییرات کل داده ها را در جمعیت مورد مطالعه توجیه کردند. زاویه بسته بین بردارهای STI-Y، STI-S و STI-HI وجود همبستگی مثبت بین این صفات را نشان داد، در حالی که زاویه باز بین صفات STI-Y و STI-HI با STI-1000 نشان دهنده وجود همبستگی منفی بین این صفات بود. در مقابل، بین بردارهای STI-S و STI-1000 زاویه قایمه مشاهده شد که بیانگر عدم وجود همبستگی بین این دو صفت بود. در مجموع، با توجه به روابط موجود در بای پلات و بر مبنای ترکیب بردارهای صفات STI-Y و STI-1000 ، ژنوتیپ های شماره 84، 45، 89 و 15 که دارای عملکرد بالاتر و تحمل بیش تر به تنش کم آبی بودند، شناسایی و معرفی شدند.
نتیجه گیرینتایج این آزمایش منجر به شناسایی ژنوتیپ های برتر و امیدبخش با پتانسیل عملکرد بالاتر و تحمل بیش تر به تنش کم آبی شد. ژنوتیپ های شماره 84، 45، 89 و 15 که برتر از والد متحمل به تنش خود بودند، بعد از مراحل خالص سازی می توانند به عنوان ژنوتیپ های مناسب و مطلوب جهت کشت در محیط های نرمال و دارای تنش کم آبی معرفی شوند. از این ژنوتیپ ها می توان به عنوان پایه های والدینی متحمل به تنش کم آبی در برنامه های به نژادی آینده نیز استفاده کرد.
کلید واژگان: برهمکنش ژنوتیپ× محیط, تنش خشکی, شاخص تحمل به تنش, عملکرد دانهIntroductionWater deficit compared to other abiotic stresses is the most important factor limiting the growth and production in all crops, especially wheat. Investigating the response of crop plants under stress conditions is the best way to produce drought-tolerant cultivars and improve yield under stress conditions. The challenge of breeding for drought stress tolerance in all crop plants, is to achieve a rapid screening method of genotypes and genetic improvement of yield under these difficult environmental conditions. The objective of this experiment was to identify high-yielding and water deficit tolerant genotypes in an F4 generation population of bread wheat.Materials and methodsThe plant materials of this experiment were 90 genotypes of the F4 generation resulting from a cross between two bread wheat cultivars (Arta, a spring cultivar sensitive to salinity and drought stresses, and Arg, a tolerant cultivar to salinity and drought stresses). These genotypes along with the parents, were evaluated in split plots based on randomized complete block design with three replications under two conditions (normal irrigation and non-irrigation from the pollination stage) in the research farm of Faculty of Agriculture, Tabriz University, Tabriz, Iran, in 2014. Evaluating the genotypes were done by simultaneous application of stress tolerance index (STI) based on yield-related traits including grain yield (STI-Y), spike weight (STI-S), 1000-grain weight (STI-1000) and harvest index (STI-HI) and identifying the relationship between these indices using genotype × trait biplot analysis. The studied genotypes were ranked based on the relationships in the biplot, and the high yield and water deficit tolerant genotypes were identified.Research findingsThe results of biplot showed that the first two principal components explained 72% (46% and 26%, respectively) of total variance in the studied population. Acute and closed angle between the STI-Y, STI-S and STI-HI vectors indicated a positive correlation between these traits, while the open and obtuse angle between the STI-Y and STI-HI traits with STI-1000 showed a negative correlation between them. In contrast, an quadrant angle was observed between STI-S and STI-1000 vectors, indicating that these two traits were independent and uncorrelated. In total, according to the relationships in the biplot and based on the combination of STI-Y and STI-1000 vectors, genotypes No. 84, 45, 89 and 15 were identified and introduced as the highest grain yield and most water deficit tolerant genotypes.ConclusionThe results of this experiment led to identification of superior and promising genotypes with higher yield potential and more tolerance to water deficit stress. Genotypes No. 84, 45, 89 and 15, which were superior to the stress-tolerant parent, after the purification steps, can be introduced as suitable genotypes for cultivation under water stress conditions as well as in normal environments. These genotypes can be used as drought tolerant parental lines in future breeding programs.
Keywords: Drought stress, Genotype × environment interaction, Grain yield, Stress tolerance index -
تنش کم آبی یکی از مهم ترین تنش های محیطی است که باعث کاهش عملکرد گندم در بسیاری از نقاط جهان از جمله ایران می شود. به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های گندم نان بهاره از نظر برخی صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه، 100 ژنوتیپ گندم نان بهاره از نظر 16 صفت مورفولوژیک و عملکرد دانه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم گچساران در شرایط مزرعه در سال زراعی 1400-1399 مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس تنوع بالا و معنی داری را در هر دو شرایط بدون تنش و تنش کم آبی نشان داد. ژنوتیپ 11 متحمل ترین ژنوتیپ با منشا جغرافیایی کشور نپال و ژنوتیپ 47 واجد کمترین میزان STI نسبت به تنش کم آبی با منشا جغرافیایی کشور چین بود. طول ریشک بیشترین درصد ضریب تنوع ژنوتیپی را در هر دو حالت تنش کم آبی (96.05) و بدون تنش (66.49) داشت. بالاترین میزان وراثت پذیری در هر دو شرایط محیطی بدون تنش و تنش کم آبی به ترتیب مربوط به صفات تعداد میان گره (99.72%) و تعداد برگ در ساقه (98.60%) بود. نتایج تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های مورد مطالعه در هر دو شرایط محیطی را در شش گروه مجزا و متفاوت قرار دارد، به طوری که بیشترین تفاوت فاصله ژنتیکی و عملکرد دانه در هر دو شرایط محیطی بین خوشه اول و ششم مشاهده گردید؛ بنابراین می توان در برنامه های تلاقی و همچنین مطالعات ژنتیکی (نظیر جوامع نوترکیب و نقشه یابی ارتباطی) و نیز بالا بردن میزان هتروزیس از ژنوتیپ های اولین کلاستر با 1 ، 29، 28، 75، 52، 47، 2، 4، 10، 9، 14، 13، 36 و 35 پراکنش جغرافیایی نامنظم از چند کشور آمریکا، نپال، ایتالیا، چین، هند، پرتغال، انگلستان و افغانستان و آخرین کلاستر با ژنوتیپ های 71، 94، 99، 97، 100، 93، 95، 69 و 98 با پراکنش جغرافیایی اکثرا ایران بودند که می توان در شرایط تنش کم آبی استفاده نمود.
کلید واژگان: برگ پرچم, تجزیه خوشه ای, شاخص تحمل به تنش, وراثت پذیریIntroductionCrop yield products reduction due to abiotic stress is estimated at 51 to 82%. Most plants are exposed to environmental stresses, and water deficit is one of the most important non-abiotic stresses in limiting and producing crops around the world, especially in arid and semi-arid regions. Plants have developed various strategies to cope with water deficit stress, including morpho-physiological and biochemical.Wheat is one of the most important crops in the world, which in 2020 had the highest area under cultivation at the rate of 221.33 million hectares (with a total production of 766.03 million tons) worldwide. In the same year in Iran, the area under wheat cultivation was 6.70 million hectares and its production was 16.75 million tons.
Materials and methodsThe research was performed in research farm of Rainfed Agricultural Research Station Gachsaran, Iran, over 2020-2021 cropping years. In this study, 100 lines obtained from the landrace bread wheat of different origins from several continents and several countries were studied. The experiment was performed in a simple lattice design 10×10 with two replications and separately in two environmental conditions of stress and non-stress. The operation planting is done in January after conventional tillage implementation of the area by hand. The source of moisture supply for both rain fed (water deficit stress) and irrigation (no stress) test conditions was rainfall and sprinkler irrigation before the phonological stage of flowering (pollination (Zadocs scale 61)). Irrigation interruption was applied at the beginning of flowering in a stress environment (water deficit stress conditions) which continued until harvest, but the environment without stress in two times when wheat plants to early reproductive stage, flowering stages, and the beginning of grain filling (Grain paste stage (Zadocs scale 61-83)) Irrigation was performed. In this study, 16 morphological traits and grain yield were measured under both stress and non-stress conditions, including flag leaf length and width (cm), flag leaf pod length (cm), and flag leaf area (cm2), number of nodes and leaves per stem, internodes number, peduncle length (cm), plant height (cm), tiller number, fertile and infertile tillers of number, length of awn (cm), spike length (cm) and spike yield (g).
Results and discussionThe results of the analysis of variance showed high and significant variability in both non-stress and deficit water stress. TRI 3492 was the most tolerant of geographical origin in Nepal and TRI 4549 had the lowest STI relative to deficit water stress of geographical origin in China. The highest and lowest heritability in stress conditions were related to plant height (98.02%) and the number of intermediate nodes (25.00%), respectively. The greatest decrease in heritability (66%) due to stress conditions was the leaf sheath length of the flag leaf. Among the traits studied in this study, flag leaf area with 31.41%, flag leaf length with 25.25% and grain yield with 23.53% had the highest percentage of stress reduction. The results of cluster analysis of the studied genotypes in both environmental conditions are in six separate and different groups so that the greatest difference in genetic distance and grain yield in both environmental conditions was observed between the first and sixth clusters.
ConclusionUsing the genotypes of first cluster (TRI 403, TRI 4013, TRI 3981, TRI 10340, TRI 5262, TRI 4549, TRI 2513, TRI 2656, TRI 3477, TRI 3242, TRI 3526, TRI 3513, TRI 4116 and TRI 4113) with 6TH cluster (TRI 10296, TRI657, TRI755, TRI752, TRI757, TRI 11020, TRI691, TRI 6129 and TRI754) Can be used in crossbreeding programs as well as genetic studies (such as recombinant populations and association mapping) and to increase the rate of heterosis used in water-deficit stress conditions.
Keywords: Cluster analysis, Flag leaf, Heritability, Stress tolerance index -
اصلاح ارقام متحمل با استفاده از روش های به نژادی و گزینش جزو روش های موثر در تولید و بهره برداری از خاک و آب شور به شمار می رود. بیست رقم و لاین گندم در دو محیط شور و بدون تنش شوری (به ترتیب با هدایت الکتریکی آب آبیاری 2/8 و 3/3 دسی زیمنس بر متر) و طی دو سال زراعی 1400-1398 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی محمدیه، مرکز تحقیقات کشاورزی خراسان جنوبی، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی گردیدند. نتایج نشان داد لاین های گندم واکنش متفاوتی نسبت به تنش شوری داشتند. تنش شوری به ترتیب منجر به کاهش 6/4، 9/21 و 4/21 درصدی ارتفاع بوته، عملکرد دانه و بهره وری آب در گندم در مقایسه با شرایط بدون تنش شوری گردید. تجزیه خوشه ای منجر به قرارگیری ارقام برزگر و نارین و لاین های 3، 4 و 18 در گروه اول گردید که در آن لاین های مذکور از تعداد روز تا ظهور سنبله کمتر و در مقابل از تعداد روز تا رسیدگی و همچنین دوره پر شدن دانه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه بیشتر از میانگین کل برخوردار بودند. با توجه به نتایج همبستگی، شاخص هایی که قادر به گزینش ارقام و لاین های متحمل با عملکرد بالا و پایدار در هر دو محیط هستند شامل MP، GMP، STI و HM می باشند. بر این اساس، لاین های 14، 13 و 20 به ترتیب حساس ترین و ارقام شاهد برزگر و نارین و لاین شماره 10 به ترتیب متحمل ترین ارقام و لاین ها به تنش شوری شناسایی شدند.
کلید واژگان: گندم نان, تجزیه خوشه ای, تنش شوری, صفات زراعی, شاخص تحمل به تنشIntroductionSalt stress affects 20% of global cultivable land and is increasing continuously owing to the change in climate and anthropogenic activities. Globally, wheat is cultivated on non-saline and saline soils, covering an area of approximately 214.79 million hectares (Becker-Reshef et al., 2020). Salinity stress negatively affects the growth and development of wheat leading to diminished grain yield and quality. For this reason, it is important to develop effective strategies to improve yield through salt tolerance. The breeding of salinity-tolerant cultivars through selection and breeding techniques is one of the effective methods in the production and exploitation of saline soil and water.
Materials and MethodsIn order to study the effects of salinity stress on grain yield, phenological and morphological traits and salinity tolerance indices among bread wheat elite lines, two separate experiments in a randomized complete block design with three replications were conducted in two saline and normal environments during two cropping years of 2019-2021. 20 wheat cultivars and elite lines cultivated at the South Khorasan Agricultural and Natural Resources Research and Education Centre. After determining the grain yield in both conditions, MP, GMP, TOL, HARM, STI and SSI indices were calculated and using SAS software, their correlation with grain yield was investigated and using STATISTICA software, the three-dimensional distribution of each cultivar and line was plotted. Combined analysis of variance was performed to determine the main and interaction effects in the two years of the experiment and the means were compared by Duncan's multiple range test at the level of 5% probability. Bartlett's uniformity test was performed before the combined analysis of variance. Analysis of variance and mean comparison was performed using SAS-9.0 software and cluster analysis was performed by Ward method through StatGraphics program.
Results and DiscussionThe reaction of wheat lines were different in two environments and salinity stress reduced grain yield. The experimental results showed that different wheat lines react differently to salinity stress. Salinity stress decreased grain yield and morphological traits in all lines compared to normal conditions. Salinity stress shortens intermediates and reduces plant height and consequently leaf and shoot dry weight by reducing cell proliferation and reducing dry matter accumulation (Dura et al., 2011).The difference between cultivars and lines in terms of all phenological, morphological and grain yield in two years of the experiment was significant, which indicates the existence of appropriate diversity in the wheat elite lines. The existence of this genetic diversity can be very useful for selecting high-yielding wheat cultivars in salinity conditions. In the first year of implementation, Narin, line No. 3 and Barzegar with an average of 6494, 6227 and 6072 kg/ha, respectively, in normal conditions and Barzegar, line No. 18 and Narin with an average of 6361, 6166 and 5805 kg/ha respectively, had the highest grain yield under salinity stress. In the second year of the experiment, line number 16, 10 and 4 with an average of 5388, 5305 and 5155 kg/ha in normal condition and Narin, Barzegar and line No. 3 with an average of 4930, 4611 and 4180 kg/ha respectively, had the highest grain yield under salinity stress. Naturally, wheat lines grain yield under salinity stress was lower than their yield under normal conditions. Under these conditions, the plant leaf area of is greatly reduced, which reduces the photosynthetic capacity of the plant, and as a result, the amount of dry matter produced and ultimately the grain yield of the plant is reduced (Munns et al., 2002).
ConclusionFor selecting wheat cultivars and lines in the areas that are most exposed to salinity stress, YI, HM, GMP, STI, MP, RSI and YSI indices and in areas not exposed to salinity stress, MP and STI indices are suggested. Barzegar and Narin check cultivars and line number 10 were determined as the most tolerant and lines No. 14, 13 and 20 as the most sensitive lines to salinity stress by different indices. Cluster analysis of lines based on STI index led to the placement of Barzegar and Narin cultivars and lines No. 3, 4 and 18 in the first cluster in which the mentioned lines have fewer days to heading and in contrast more days to maturity, grain filling period, thousand-grain weights and higher grain yield.
Keywords: Bread wheat, cluster analysis, Salinity stress, agronomic traits, Stress tolerance index -
مقدمه و هدف
گندم دوروم به عنوان دهمین گیاه زراعی مهم جهان در نظر گرفته می شود. تنش خشکی از محدودیت های اصلی تولید جهانی گندم است. اصلاح ارقام جدید که سازگاری مناسبی به شرایط واجد تنش داشته باشند هدفی مهم در افزایش تولید این محصول می باشد. در این راستا بهره برداری از توده های بومی از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از اجرای این پژوهش بررسی توده های بومی گندم دوروم از لحاظ تحمل خشکی و شناسایی نمونه های برتر بود.
مواد و روش هادر این پژوهش 196 توده بومی گندم دوروم متعلق به 18 کشور از نظر تحمل خشکی با استفاده از شاخص های مبتنی بر عملکرد دانه مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار در سال زراعی 1400-1399 در مزرعه تحقیقاتی معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم (سرارود) و در دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی انجام شد.
یافته هانتایج تجزیه واریانس بیانگر معنی دار بودن اثر ژنوتیپ، اثر محیط و اثرات متقابل ژنوتیپ × محیط برای عملکرد دانه بود. براساس نتایج تحلیل همبستگی و تجزیه بای پلات ژنوتیپ × شاخص (GI-biplot)، شاخص های بررسی شده در چهار گروه قرار گرفتند. گروه اول شامل شاخص پاسخ به خشکی (DRI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI)، شاخص عملکرد (YI) و عملکرد در شرایط دیم بود. شاخص های تحمل به تنش (STI) و میانگین هندسی تولید (GMP) که قادر به شناسایی اکسشن های با عملکرد بالا در هر دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی بودند در گروه دوم جای گرفتند. شاخص میانگین بهره وری (MP) با عملکرد دانه در شرایط آبیاری تکمیلی در گروه سوم قرار گرفتند. شاخص های حساسیت به تنش (SSI)، تحمل (TOL)، شدت تنش اشنایدر (SSSI) و درصد کاهش عملکرد (RI) که قادر به تفکیک نمونه های با عملکرد بالا در شرایط آبیاری تکمیلی و عملکرد پایین در شرایط دیم از مابقی نمونه ها بودند نیز در گروه چهارم دسته بندی شدند. براساس نتایج تجزیه خوشه ای توده های بومی مورد بررسی در سه گروه مجزا با ویژگی های متفاوت از لحاظ عملکرد دانه و تحمل خشکی قرار گرفتند.
نتیجه گیریطبق نتایج این پژوهش انتخاب همزمان برای مقادیر بالای DRI، STI و GMP و مقادیر پایین SSI، TOL و RI می تواند در شناسایی نمونه های با عملکرد بالا و متحمل به خشکی سودمند باشد. اعضای گروه اول که بیشتر از توده های بومی ایران، ژاپن، ترکیه و افغانستان بودند را می توان به عنوان توده های پر محصول و متحمل به خشکی در نظر گرفت.
کلید واژگان: تجزیه خوشه ای, شاخص پاسخ به خشکی, شاخص تحمل خشکی, دیمIntroduction and ObjectiveDurum wheat is considered as the 10th most important crop in the world. Drought stress is among the principal constraints to global wheat production. Improvement of new varieties having good adaptation to stressful conditions is an important goal of wheat breeding programs. In this regard, the exploitation of genetic diversity retained in landraces and wild relativesis is very important. The aim of this research was to evaluate durum wheat landraces collected from different contries for drought tolerance.
Material and MethodsIn this study 196 durum wheat landraces belong to 18 countries were evaluated for drought tolerance using several yield-based drought indices. The trials were conducted in the experimental field of dryland agricultural research institute (Sararood branch) based on alpha lattice design with two replications under rainfed and supplemental irrigation conditions during 2020-2021 cropping season.
ResultsAnalysis of variance revealed significant environment, genotype, and genotype × environment interaction effects for grain yield. Based on genotype-by-index (GI) biplot analysis the drought selection indices were classified into four groups. The first group included drought response index (DRI), yield stability index (YSI), yield index (YI) and yield under rainfed condition. The second group composed of stress tolerance index (STI) and geometric mean productivity (GMP) which were able to select genotypes producing higher yield in both conditions. The third group included mean productivity (MP) and yield under irrigated condition. Fourth group composed of stress susceptible index (SSI), tolerance index (TOL), Schneider’s Stress Severity Index (SSSI) and yield reduction percentage (RI) which were able to separate genotypes having higher yield in non-stress and low yield in stress condition. Cluster analysis identified three distinct groups having different yield performance and drought tolerance.
ConclusionGenerally, based on the results of this research, selection for higher values of DRI, STI and GMP and lower values of SSI, TOL and RI at the same time can be considered as a appropriate strategy for identification of drought tolerant landraces. The members of first group which mostly composed from landraces belong to Iran, Japan, Turkey and Afghanistan could be considered as high-yielding drought tolerant.
Keywords: Cluster analysis, Drought response index, Rainfed, Stress tolerance index -
به منظور ارزیابی تحمل ژنوتیپ های گلرنگ به شرایط تنش شوری و انتخاب ژنوتیپ مناسب 18 ژنوتیپ گلرنگ دریافتی از موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور بصورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات شوری صدوق یزد در سال 96-1395 و 97-1396 کشت و ارزیابی شدند. سه سطح تنش شوری (2، 6 و 12 دسی زیمنس بر متر) درکرت های اصلی و 18 ژنوتیپ گلرنگ به صورت تصادفی در کرت های فرعی قرار گرفتند. ارزیابی و انتخاب ژنوتیپ ها بر اساس عملکرد دانه در سطوح شوری مختلف و همچنین شاخص های تحمل به تنش انجام شد. میانگین کاهش عملکرد دانه ژنوتیپ ها در سال اول و دوم در سطح شوری 12 دسی زیمنس بر متر نسبت به سطح شوری دو دسی زیمنس بر متر به ترتیب 36 و 51 درصد بود. شاخص های STI، MP ،GMP، HM، Yis، Yip و MSTI1 همبستگی معنی دار با عملکرد دانه در سه محیط داشتند. تجزیه به مولفه های اصلی نیز نشان داد که مولفه اول نشان دهنده تحمل به تنش و مولفه دوم حساسیت به تنش شوری بود. تجزیه خوشه ای با استفاده از شاخص هایی که با عملکرد دانه همبستگی بالایی داشتند نشان داد که ژنوتیپ های 4،26،34 و 35 برتر از رقم شاهد (فرامان) بودند و در یک گروه قرار گرفتند و ژنوتیپ 6 در حد شاهد بود. ژنوتیپ های انتخابی عملکرد دانه بالاتری در سه شرایط شوری (12 و 6، 2 دسی زیمنس بر متر) داشتند. بر اساس نتایج این پژوهش ژنوتیپ های LRV-57-57، 26-S6-58-11، محلی کردستان، اصفهان 4 و PI-537682 به ترتیب با میانگین عملکرد دانه 172، 120، 152، 155 و 141 گرم در مترمربع درسطح شوری 12 دسی زیمنس بر متر به عنوان ژنوتیپ های متحمل به شوری انتخاب شدند.
کلید واژگان: گلرنگ, عملکرد دانه, شاخص تحمل به تنش, تجزیه به مولفه های اصلی, آب شورTo evaluate safflower genotypes under saline conditions and select tolerant genotype(s), 18 safflower genotypes obtained from Dryland Agricultural Research Institute, Iran, were planted at three salinity levels (2, 6, and 12 dS m-1) as main plot and genotypes randomized in subplots using split plots arrangements in randomized complete block design with three replications in Sadough salinity research station, Yazd, Iran, in 2016-17 and 2017-18 growing seasons. Gentypes were selected based on their performance at different salinity levels as well as using stress tolerance indices. The mean reduction in seed yield in the first and second growing season at 12 dS m-1 salinity level relative to control was 36% and 51%, respectively. The STI, MP, GMP, HM, Yis, Yip and MSTI1 indices were highly correlated with seed yield in three environments. Using principal component analysis the first component designated stress tolerance and the second component was salinity stress susceptibility. The results of cluster analysis using stress tolerance indices that had high correlations with seed yield showed that genotypes 4, 26, 34 and 35 were superior to control (cv. Faraman) and grouped in one group, however, genotype 6 performed the same as control. Selected genotypes had higher seed yield in three salinity conditions. In conclusion, LRV-57-57, 26-S6-58-11, Local Kurdistan, Isfahan 4 and PI-537682 with average seed yield of 172, 120, 152, 155 and 141 g m-2, at 12 dS m-1 salinity level, respectively, were selected as salinity tolerant genotypes.
Keywords: safflower, seed yield, Stress tolerance index, Principle Component Analysis, Saline water -
تنش خشکی عملکرد و سطح زیر کشت باقلا را در بسیاری از مناطق ایران کاهش داده است. لذا به منظور شناسایی شاخص-های تحمل تنش خشکی مطلوب و انتخاب ژنوتیپهای متحمل به خشکی، 24 ژنوتیپ باقلا از خزانه مقاومت به خشکی ایکاردا به همراه شاهد (رقم برکت) در دو ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان و گنبد (مرکز تحقیقات کشاورزی گلستان) مورد بررسی قرار گرفتند. ژنوتیپهای باقلا در قالب طرح لاتیس ساده در دو تکرار در دو شرایط مطلوب و بدون آبیاری درسال زراعی 1394-1395 بررسی شدند. شاخصهای تنش خشکی مانند شاخص تحمل TOLشاخص حساسیت به تنش SSI شاخص تحمل تنش STIمیانگین بهره وری MP میانگین هندسی بهره وری GMP و میانگین هارمونیک HM شاخص عملکرد YIشاخص پایداری عملکرد YSIشاخص درصد حساسیت به تنش SSPI و شاخص تحملبه تنش تصحیح شده K1STI بر اساس عملکرد ژنوتیپها در محیط تنش و بدون تنش محاسبه شدند. تجزیه واریانسمرکب داده ها نشان داد که تفاوت معنیداری بین ژنوتیپها وجود داشت. در شرایط تنش متوسط SI= 0/46این آزمایشبین عملکرد غلاف باقلا در شرایط تنش وبدون تنش همبستگی وجود داشت که بیانگر قابلیت تعمیم نتایج عملکرد درشرایط بدون تنش به شرایط تنش خشکی متوسط است. شاخصهای YI ،HM ،STI ،GMP ،MPو K1STI به دلیل همبستگی مثبت و معنیدار با عملکرد در هر دو شرایط تنش و بدون تنش قابل استفاده برای شناسایی ژنوتیپهای متحمل هستند. براین اساس ژنوتیپ های 23 ،22 ،21 ،20 ،19 ،12 ،1،3و 24جهت بررسیهای بیشتر در خزانه تلاقی برنامه هایبهنژادی مقاومت به خشکی انتخاب شدند
کلید واژگان: باقلا, ژنوتیپ, شاخص تحمل تنش, شدت تنش, عملکرد غلافDrought stress has reduced the yield and cultivated area of faba bean in many regions of Iran. So,in order to identify the best drought stress tolerance indices and select drought tolerant genotypes,24 genotypes of faba bean from ICARDA (International Center for Agricultural Research in DryAreas) drought resistance nursery and control cultivar (Barekat) were planted in two separateexperiments at Gorgan and Gonbad agricultural and natural resources research stations (GolestanAgricultural and Natural Resources Research and Education Center). Faba bean genotypes wereevaluated in a simple lattice design with two replications in 2015-2016. To determine droughttolerant genotypes, it is necessary to grow them under both stress and non-stress condition. To thisend, various stress tolerance indices such as tolerance (TOL), Stress Sensitivity Index (SSI), MeanProductivity (MP), Stress Tolerance Idex (STI), Geometric Man Poductivity (GMP), Yield Index(YI), Modified Stress Tolerance Index (K1STI) were calculated based on the genotypes in stressedyield in stress and non-stressed conditions. Multiple variance analysis of data showed that therewas a significant difference between the genotypes. In medium stress conditions (SI = 0.46), therewas a correlation between bean pod yield in stress and non-stress conditions, which indicates theability to generalize the yield results in non-stress to moderate drought stress conditions. MP,GMP, STI, HM, YI and K1STI indices can be used to identify tolerant genotypes due to theirpositive and significant correlation with yield in both stress and non-stress conditions. Therefore,1, 3, 12, 19, 20, 21, 22, 23 and 24 genotypes were selected for further investigations in thecrossbreeding program of drought resistance.
Keywords: faba bean, genotype, Pod yield, Stress Intensity, stress tolerance index -
وقوع تنش های رطوبتی ناخواسته از جمله عوامل افت عملکرد سیب زمینی در سال های اخیر بوده است. به منظور بررسی تاثیر تنش رطوبتی بر عملکرد و اجزای عملکرد سه رقم سیب زمینی، پژوهشی در سال 1398 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی رزوه، واقع در شهرستان چادگان انجام شد. برای انجام پژوهش از آزمایش کرت های یک بار خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار استفاده شد. دو تیمار آبیاری کامل براساس رطوبت در حد ظرفیت مزرعه و آبیاری معادل 75 درصد آبیاری کامل در طول دوره رشد به عنوان کرت های اصلی و سه رقم سیب زمینی مارفونا، آگریا و آتوسا به عنوان کرت های فرعی در نظر گرفته شدند. همه کرت های آزمایشی در مرحله استقرار و غده دهی به ترتیب 2 و 1 نوبت آبیاری کامل شدند. تاثیر برهم کنش تیمار آبیاری و رقم بر صفات عملکرد کل، عملکرد غیر قابل فروش و عملکرد قابل فروش در سطح یک درصد و برای سایر صفات در سطح پنج درصد از نظر آماری معنی دار بود. رقم آتوسا در شرایط تنش خشکی نسبت به دو رقم مارفونا و اگریا به ترتیب 3/40 و 1/40 درصد عملکرد قابل فروش بیش تری تولید نمود. شاخص بهره وری آب در شرایط تنش رطوبتی به ترتیب برای ارقام مارفونا، آگریا و آتوسا برابر با 82/4، 02/5 و 53/6 کیلوگرم غده به ازای هر مترمکعب آب بود. با توجه به برتری کمی و کیفی رقم آتوسا در شرایط تنش رطوبتی و آبیاری کامل، این رقم می تواند در منطقه موردمطالعه جایگزین ارقام رایج شود.
کلید واژگان: بهره وری آب, درصد ماده خشک غده, شاخص برداشت, شاخص تحمل تنش, عملکردThe phenomenon of reduced potato yield have increased in recent years under adverse conditions, such as water stress. The effects of water stress on yield and yield component of three potato cultivars have been evaluated in this study during 2019 growing season. This investigation has been arranged as split-plot experiment, based on a randomized complete block design with three replications at Rozveh Agricultural Research Station (Chadegan, Isfahan, Iran). The main-plots are assigned to irrigation levels (75% and 100% field capacity) and sub-plots to potato cultivars (Marfona, Agria, and Atousa). To ensure the initial establishment of the plant and prevent severe crop failure, one additional irrigation has been performed at the establishment stage, with two supplementary irrigations performed at the tuber initiation stage for all plots. There has been a significant interaction between irrigation level and cultivars for tuber yields (α<%1) as well as other traits (α<%5). In water stress conditions, yield and water use efficiency of Atousa, new cultivar, are more than the other cultivars. Marketable yield of Atousa cultivar is about 40% higher than Marfona and Agria cultivars. The new cultivar produces 6.53 kg of tubers per cubic meter of water, while water use efficiency for Marfona and Agria is only 4.82 and 5.02 kg m-3, respectively. In conclusion, it is suggested that Atusa cultivar in both water stress and in normal conditions is more suitable for cultivation in the study area than in Marfona and Agria cultivars.
Keywords: harvest index, Stress tolerance index, suber dry matter percentage, sater use efficiency, yield -
شناخت و بهرهگیری از کارکردهای فیزیولوژیک گیاهی میتواند در مقابله با تنشهای محیطی مانند تنش خشکی بهکار برده شود. پژوهش حاضر بهمنظور بررسی تاثیر وقوع تنش خشکی در سالهای قبل، بر تولید سال جاری چهار رقم سیبزمینی انجام شد. به این منظور از آزمایش کرتهای خردشده در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار استفاده شد. عامل اصلی شامل دو سطح آبیاری (آبیاری کامل در رطوبت ظرفیت مزرعه و آبیاری در 75 درصد رطوبت ظرفیت مزرعه) و عامل فرعی شامل هشت سطح (چهار رقم آگریا، مارفونا، آتوسا و آنوشا در دو حالت مقاوم شده و مقاوم نشده به خشکی) بودند.نتایج نشان داد کهتاثیر برهمکنش عوامل آبیاری و رقم بر صفت عملکرد کل در سطح پنج درصد و بر عملکرد غیرقابل فروش، عملکرد قابلفروش و بهرهوری آب در سطح احتمال یک درصد معنیدار بوده است. کاهش عملکرد در شرایط تنش خشکی برای ارقام آگریا، مارفونا، آتوسا، آنوشا که مقاومسازی به خشکی در آنها انجام نشده بود بهترتیب برابر با 6/30، 27، 7/39 و 9/38 درصد بود. در شرایط تنش خشکی و استفاده از ارقام مقاوم شده به خشکی، کاهش عملکرد دو رقم آتوسا و آنوشا فقط 5/8 درصد بود. ارقام آتوسا و آنوشا بهترتیب با شاخص تحمل به تنش 72/0 و 67/0 درصد نسبت به دو رقم مارفونا و آگریا برتری معنیدار داشتند. با توجه به نتایج به نظر میرسد در برخی از ارقام از "حافظه تنش" میتوان در جهت تعدیل اثرات تنش در کشتهای بعدی استفاده نمود.
کلید واژگان: بهره وری آب, شاخص تحمل تنش, کاهش عملکردIntroductionPotato (Solanum tuberosum L.) as a drought sensitive crop is one of the main sources of human nutrition in different countries and it is cultivated almost all over the world. It is predicted that among the 25 studied countries, the decline in potato yield in Iran between 2040 and 2069 will be 13.3% for drought-adapted cultivars and 48.3% for non-drought-adapted cultivars. Annually 164.4 thousand hectares of agricultural lands in Iran are allocated to potato cultivation with a yield of 32.4 t ha-1. Nowadays, plant biology is experiencing great advances in studies related to the complex behavior of higher plants, and stress memory is one of these progresses. Stress memory involves the accumulation of signaling proteins or transcription factors and epigenetic mechanisms in plants that leads to an improvement in the stress response when plants are exposed to a subsequent stress event. “Stress memory” in plants is also an essential feature of “intelligent” behavior and can be investigated at different levels.
Materials and MethodsIn order to investigate the effect of drought stress on yield and yield components of four potato cultivars, a study was conducted in 2020 in Rozveh Agricultural Research Station, Chadegan city. Half of the required seed tubers were obtained from the previous year's experiment. The treatments were laid out in a split plot arrangement in a randomized complete block design with three replications. Main plots included two irrigation treatments (100% and 75% of the field capacity) and sub-plots included four potato cultivars (Agria, Marfona, Atousa, and Anousha). Each plot consisted of four rows with four m length and 75 cm × 25 cm of plant density. At harvest time, two meters of the middle rows of each plot were used to estimate yield and yield components. Stress tolerance index and water use efficiency were investigated in this study. SAS software (version 9.1) was used to analyze the data and Duncan's multi-domain comparison method (5%) was used to compare the means.
Results and DiscussionThe effect of irrigation treatment on total yield, marketable and non-marketable yield, and on water use efficiency was statistically significant at the level of 1% and 5%, respectively. The effects of interaction between irrigation treatment and cultivar on total yield was significant at 5% probability level, and on non-marketable yield, marketable yield, and water use efficiency were significant at 1% probability level. The total yield in 8 experimental treatments under full irrigation conditions ranged from 30 to 39 t ha-1. In full irrigation conditions, Agria was the only cultivar that produced a significantly higher yield than other cultivars. Among the non-resistant cultivars, Atousa and Anousha cultivars experienced a greater yield decline of 40% and 39%, respectively, than Agria and Marfona cultivars. In drought stress conditions, two resistant cultivars, Atousa and Anousha, had the highest yield compared to other cultivars and the lowest yield compared to adequate water supply conditions (only 8.5% yield loss). Drought-resistant Atousa and Anousha cultivars with water use efficiency of 7.1 and 7.6 kg m-3, respectively, compared to the non-stress condition (6.1 and 6.2 kg m-3, respectively) had significant superiority.
ConclusionsThe results indicated that not only drought tolerance is different in different potato cultivars but also stress memory is different in different cultivars. The use of tubers that have been exposed to drought stress (drought tolerant) during previous growth stages can affect plant behavior in the current growth. According to the results, it seems that in some cultivars, "stress memory" can be used to moderate the effects of stress in subsequent cultures.
Keywords: Stress tolerance index, Water use efficiency, Yield loss -
تحقیق حاضر به منظور شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی آفتابگردان در معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم (سرارود) کرمانشاه انجام گردید. آزمایش در قالب طرح لاتیس ساده انجام شد که در آن، 64 ژنوتیپ آفتابگردان با آرایش 8×8 در دو شرایط عدم تنش و اعمال تنش رطوبتی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین ژنوتیپ ها و همچنین سطوح تیمار تنش رطوبتی، از نظر تعداد طبق در واحد سطح، اختلاف معنی داری وجود نداشت. در شرایط تنش رطوبتی، در 27 ژنوتیپ قطر طبق بیشتر از 11.4 سانتی متر بود و در 16 ژنوتیپ قطر طبق حتی به 10 سانتی متر هم نرسید. در صفت تعداد دانه در طبق در شرایط عدم تنش، ژنوتیپ Sil-96 با تولید بیش از 842 دانه در طبق، بیشترین تعداد دانه در طبق را از خود نشان داد. با این حال 12 ژنوتیپ دیگر با این ژنوتیپ در گروه برتر آماری قرار گرفتند. در شرایط اعمال تنش رطوبتی نیز در 11 ژنوتیپ (از جمله ژنوتیپ Sil-96) تعداد دانه در طبق بیش از 630 عدد و در 16 ژنوتیپ، تعداد دانه در طبق، کمتر از 400 عدد بود. از نظر وزن هزار دانه، بین ژنوتیپ های آفتابگردان در هر دو شرایط تنش و عدم تنش، اختلاف معنی داری وجود نداشت. اما مقایسه دو شرایط تنش و عدم تنش، نشان داد که اعمال تنش رطوبتی سبب کاهش معنی دار و 8.62 درصدی وزن هزار دانه گردید. ژنوتیپ Sil-96 در هر دو شرایط تنش و عدم تنش، بالاترین عملکرد دانه را از خود نشان داد. هرچند که در شرایط عدم تنش، با چهار ژنوتیپ دیگر مشترکا در گروه برتر آماری قرار گرفت. همچنین ژنوتیپ Sil-96 از بالاترین شاخص تحمل به خشکی برخوردار بود. لذا به نظر می رسد که این ژنوتیپ برای کشت در هر دو شرایط وجود و عدم وجود تنش رطوبتی قابل توصیه باشد.
کلید واژگان: آفتابگردان, تنش رطوبتی, شاخص تحمل به خشکی, عملکردThe present study was carried out to identify sunflower tolerant genotypes at Research Station of Dryland Agricultural Research Institute (Sararood) in Kermanshah. The experiment was carried out in the form of a lattice square design. In this study, 64 sunflower genotypes with 8x8 arrangements were compared in two conditions of non-stress and applying water stress (irrigation cut off at flowering stage). The results showed that between genotypes as well as water stress treatment levels, there was no significant difference in number of heads per area. For head diameter in water stress conditions, in 27 genotypes head diameter was more than 11.4 cm and in 16 genotypes, head diameter did not reach even 10 cm. In non-stress conditions, Sil-96 genotype was shown the highest number of seeds per head by producing more than 842 seeds per head. However, 12 other genotypes were placed in a statistical group with this genotype. By applying water stress in 11 genotypes (including the Sil-96), the number of seeds per head was more than 630 and in 16 genotypes, the number of seeds per head was less than 400. In terms of weight of 1000 seeds, there was no significant difference between sunflower genotypes in both conditions of non-stress and water stress application. But by comparing two conditions of stress and non-stress, it was found that water stress caused a significant reduction in the weight of 1000 seeds in amount of 8.62%. Sil-96 genotype showed the highest seed yield in both stress and non-stress conditions. Although in each of the conditions of the water treatment, were placed into a statistical group with four other genotypes. Also, Sil-96 genotype had the highest stress tolerance index. Therefore, it seems that this genotype is recommended for cultivation in both stress and non-stress conditions.
Keywords: Stress tolerance index, Sunflower, Water Stress, Yield -
این آزمایش به منظور ارزیابی تحمل به خشکی هیبرید های تست کراس چغندرقند (57 هیبرید) به همراه هفت شاهد (ارقام IR7، ماندارین، جلگه، پایا، فتورا، SC (7112*SB36) و جمعیت اصلاحی اولیه) در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی در دو آزمایش جداگانه در قالب طرح لاتیس نامتعادل (8×8) با چهار تکرار در سال زراعی 1395 انجام شد. آبیاری ها تا مرحله تنک و وجین (استقرار بوته ها) به طورمعمول انجام شد. آبیاری های بعدی در شرایط بدون تنش پس از 90 میلی متر و در شرایط تنش کم آبیاری پس از 200 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A صورت گرفت. صفات موردمطالعه شامل عملکرد ریشه، درصدقند،عملکردشکر، میزان سدیم، میزان پتاسیم، میزان نیتروژن مضره، ضریب قلیاییت، درصد قندملاس، شکر قابل استحصال، عملکردشکرسفید و ضریب استحصال شکر بود. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که ازنظر کلیه صفات بین ژنوتیپ های موردبررسی و رژیم های مختلف آبیاری تفاوت معنی داری در سطح یک درصد وجود دارد. بیشترین عملکرد شکر سفید در شرایط بدون تنش و تنش کم آبیاری به ترتیب در هیبرید (7112*SB36)*S1-73 به میزان 13.34 تن در هکتار و رقم شاهد ماندارین به میزان 9.37 تن در هکتار، مشاهده گردید. تجزیه همبستگی بیانگر رابطه مثبت و معنی دار بین عملکرد شکر سفید با عملکرد ریشه، درصد قند، عملکرد شکر، شکر قابل استحصال و ضریب استحصال شکر و همچنین همبستگی منفی و معنی دار با میزان سدیم، پتاسیم، ضریب قلیاییت و درصد قند ملاس تحت هردوشرایط بود. بر اساس نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام صفات عملکرد شکر، ضریب استحصال شکر، عملکرد ریشه و درصد قند بیش از99 درصد تغییرات عملکرد شکرسفید را در هر دو شرایط (بدون تنش و تنش کم آبیاری) توجیه کردند. همچنین نتایج نشان داد که در شرایط عدم تنش عملکرد ریشه (1.17) و در شرایط تنش نیز عملکرد شکر (0.98) بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد شکر سفید داشته اند. درنهایت، در بین هیبریدهای موردمطالعه، هیبریدهای (7112*SB36)*S1-73، (7112*SB36)*S1-66 و (7112*SB36)*S1-72 که هم ازلحاظ شاخص تحمل به تنش (STI) و هم ازلحاظ صفات عملکردی در شرایط تنش برتر بودند به عنوان متحمل ترین هیبریدها به تنش خشکی معرفی شدند.
کلید واژگان: تنش خشکی, شاخص تحمل به تنش, عملکرد شکر سفید, هیبریدIntroductionPlants encounter biological and non-biological stress at different stages of their development. In this regard, drought stress is the most important non-seismic factor that, with global warming and the increased likelihood of drought, it is anticipated that by 2050, the performance of agricultural products in 50 percent of the world's agricultural land would be at serious risk. This will lead to a significant reduction in the production of food products. The dry and semi-arid climate of the country has become inevitable the cultivation and production of crops under the conditions of environmental stresses (drought, salinity and heat).Crops are show different reactions against these stresses. The occurrence of any of the stresses, or a combination of them, leads to a reduction in production. Sugar beet is one of the plants that tolerates these stresses. The aim of this research was to evaluate the tolerance of sugar beet test cross hybrids under non-stress and water deficit stress conditions in Khorasan Razavi province in order to select promising and drought tolerant hybrids.
Materials and methodsThis experiment was conducted to evaluate the drought tolerance of sugar beet test cross hybrids (57 hybrids) with seven controls including IR7, Mandarin, Jolgeh, Paya, Fotora, SC (7112*SB36) and origin population) in Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center in two separate experiments under field conditions with unbalanced lattice design (8*8) with four replications in 2016. Irrigation was done routinely up to the thinning. Subsequent irrigations were done after 90 mm and 200 mm evaporation from the class A evaporation pan in non-stress and water deficit stress conditions, respectively. In this research, traits such as root yield, sugar content, sugar yield, Na, K, N, alkalinity, molasses sugar, white sugar content, white sugar yield and extraction coefficient of sugar were measured. Analysis of variance, estimation of correlations and step wise regression were performed with SAS 9.1 software and also path analysis was done using Amos v19 software.
Results and discussionCombined analysis of variance showed that there was a significant difference (p≤0.01) among studied genotypes and different irrigation regimes for all traits. The highest white sugar yield in non-stress and water deficit stress conditions were observed in (7112 * SB36) * S1 – 73 (13.34 ton / ha) and Mandarin (9.37 ton / ha), respectively. Correlation analysis revealed that the relationship between white sugar yield with root yield, sugar content, sugar yield, white sugar content and extraction coefficient of sugar was significantly positive in two conditions, while its correlation with Na, K, alkalinity and molasses sugar was significantly negative. According to the results of the stepwise regression analysis, more than 99 percent of white sugar yield variation was explained by sugar yield, extraction coefficient of sugar, root yield and sugar content in non-stress and drought stress conditions.
ConclusionsIn general, the results showed that the genotypes 61 (Mandarin), 60 (IR7), 63 (Fotora), 51 (7112 * SB36) * S1 – 73), 40 (7112 * SB36) * S1 - 66) and 56 (7112 * SB36) * S1 - 72), which were superior in terms of stress tolerance index (STI) and also in terms of yield traits in stress condition, were introduced as the most drought tolerant genotypes.
Keywords: Drought stress, Hybrid, Stress tolerance index, White sugar yield -
کمبود آب از مهمترین عوامل بازدارنده رشد و نمو گیاه و کاهش عملکرد به ویژه در مرحله گلدهی و گرده افشانی گیاهان است. به منظور ارزیابی اکوتیپ های سیاه دانه از لحاظ تحمل به تنش خشکی در مرحله گلدهی (انتهای فصل) آزمایش مزرعه ای به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه محقق اردبیلی اجرا در سال زراعی 96-1395 شد. فاکتور اصلی آزمایش شامل آبیاری (آبیاری کامل و قطع آبیاری در مرحله گلدهی) و عامل فرعی شامل اکوتیپ های مختلف سیاه دانه بودند. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که تنش خشکی باعث کاهش معنی دار در تمامی صفات اندازه گیری شده به جز تاریخ گلدهی شد. مقایسه میانگین داده ها نشان داد که بیشترین مقدار عملکرد دانه و درصد روغن را به ترتیب اکوتیپ های سمیرم و کاظمین دارند. همچنین بیشترین وزن هزار دانه در تیمار آبیاری کامل و در اکوتیپ های اردستان و خمینی شهر حاصل شد. بر اساس نتایج تجزیه خوشه ای در شرایط تنش خشکی، اکوتیپ های مورد مطالعه در سه گروه مختلف قرار گرفتند که اکوتیپ های گروه سوم شامل اکوتیپ های خمینی شهر، سمیرم، اصفهان، اردستان و شهرضا از عملکرد و اجزای عملکرد بالاتری برخوردار بودند. بنابراین، اکوتیپ های مذکور به عنوان اکوتیپ های با عملکرد بالا و متحمل به تنش خشکی شناخته شدند. مقایسه اکوتیپ های مختلف سیاه دانه با ترسیم نمودار سه بعدی بر اساس عملکرد در شرایط آبیاری کامل (Yp) و تنش خشکی انتهای فصل (Ys) و هر یک از شاخص های تحمل تنش (STI) و شاخص پایداری عملکرد (YSI) نشان داد که از لحاظ این شاخص ها اکوتیپ های خمینی شهر، سمیرم، اصفهان، شهرضا و اردستان به عنوان اکوتیپ های برتر در هر دو شرایط محسوب می شوند.
کلید واژگان: تجزیه خوشه ای, تنش خشکی, شاخص تحمل تنش, سیاه دانه, عملکرد دانهWater deficiency causes crop yield loss, especially in flowering and pollination stage. This investigation was conducted out as a field experiment in Agriculture Faculty of University of Mohaghegh Ardabili in 2018, to evaluate drought tolerance of ecotypes at flowering stage. All plots were arranged in split plots based on a randomized complete block design with three replications. The main factor of experiment included two irrigation levels (full irrigation and irrigation until flowering stage) and sub-factor consisted of 10 different ecotypes of black cumin. Analysis of variance showed that the effect of drought stress on all studied traits except flowering date was significant. Drought stress significantly reduced the mean of all traits except flowering date and oil percentage. Comparison of mean data showed that the highest grain yield and oil content were observed in Semirom and Kazemain ecotypes, respectively. Also, the highest 1000-grain weight was obtained and in Ardestan and Khomeini Shahr ecotypes at full irrigation. Based on the results of cluster analysis under drought stress condition, the studied ecotypes were divided into three groups. Ecotypes of third group including Khomeini Shahr, Semirom, Isfahan, Ardestan and Shahreza had higher yield and yield components than ecotypes in other groups. Therefore, these ecotypes were identified as high yielding and drought tolerant. Also, three-dimensional plots based on stress tolerance index (STI), yield stability index (YSI), yield under full irrigation (Yp) and end-season drought stress (Ys) showed that the ecotypes of Khomeini Shahr, Semirom, Isfahan, Shahreza and Ardestan are considered as superior ecotypes in both conditions.
Keywords: Cluster analysis, Drought stress, Stress tolerance index, Black cumin, Seed yield -
گشنیز یکی از مهم ترین گیاهانی است که در صنایع دارویی استفاده می شود. به منظور بررسی تاثیر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی، نسل های F2 حاصل از تلاقی های یکطرفه شش توده بومی گشنیز شامل اصفهان، همدان، بوشهر، مازندران، مرکزی و البرز به همراه والدین مربوطه در مجموع 21 ژنوتیپ در سه شرایط متفاوت آبیاری (آبیاری نرمال، تنش ملایم و تنش شدید) به طور جداگانه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در هر آزمایش در سال زراعی 95-1394 در مزرعه دانشکده کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات اندازه گیری شده در این آزمایش شامل، ارتفاع گیاه، تعداد برگ، تعداد شاخه در گیاه، تعداد چتر در گیاه، تعداد چتر بارور در گیاه، تعداد میوه در گیاه، وزن هزار میوه، وزن میوه در گیاه یا عملکرد میوه، عملکرد بیولوژیک، محتوای اسانس میوه، عملکرد اسانس، محتوای کلروفیل، محتوای رطوبت نسبی و شاخص پایداری غشا یا نشت یونی بودند. نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها نشان داد که اثر تنش خشکی بر کلیه صفات مورد بررسی معنی دار بود. نتایج نشان داد که با افزایش تنش خشکی اکثر صفات مورد بررسی کاهش یافتند در حالی که محتوای اسانس به طور معنی داری افزایش یافت. بیشترین محتوای اسانس در شرایط تنش ملایم مشاهده شد. همچنین در این مطالعه از شاخص تحمل به تنش (STI) بعنوان مناسب ترین شاخص برای ارزیابی تحمل به خشکی ژنوتیپ های گشنیز استفاده شد. در بین ژنوتیپ های مورد بررسی، ژنوتیپ مازندران و تلاقی های حاصل از این ژنوتیپ (البرز مازندران، مر کزی مازندران، اصفهان مازندران، مازندران همدان و مازندران بوشهر) متحمل ترین ژنوتیپ ها به خشکی شناخته شدند. بر پایه نتایج این پژوهش، به نظر می رسد بتوان از این ژنوتیپ ها به عنوان منابع حاوی ژن های تحمل به خشکی برای اصلاح ژنوتیپ های با ظرفیت عملکرد اسانس و میوه بالا در مناطق خشک استفاده کرد.کلید واژگان: شاخص تحمل به تنش, عملکرد اسانس, محتوای اسانس, محتوای رطوبت نسبیIntroductionCoriander is an annual herb of the umbel family and is belonged from North Africa to south-western of Asia. Coriander is one of the important medicinal plant that used in the pharmaceutical industry and it mainly cultivated and widely distributed for the fruits. The dried fruits are widely employed as a condiment, especially for flavoring of sauces, meat products and bakery and confectionery items. Also, coriander fruits are as a source of essential oils and fatty oil. Water deficit stress is one of the most important factors limiting the growth and survival of plants in arid and semi-arid regions of the world. Water is a major component of the fresh produce and significantly effects on weight and quality of plants. Also, water deficit may cause significant changes in the yield and composition of essential oils in aromatic and medicine plants. So that, was reported that water deficit increased essential oil percentage in coriander but decreased essential oil yield. Iran with an average annual rainfall of 240 mm is included among arid and semi-arid regions of the world. Of the million hectares of cultivated region, only five millions are under irrigation because of intense water limitations. However, Iran is one of the world’s commercial coriander producers. Coriander has been cultivated for many years in different parts of Iran. Therefore, development of drought-tolerant cultivars with high essential oil yield is important in coriander. This research was conducted in order to evaluate the effect of drought stress on morphological, physiological and phytochemical characteristics of endemic coriander genotypes.Materials and MethodsF2 generations derived from half-diallel crosses of six endemic coriander genotypes including Isfahan, Hamedan, Bushehr, Mazandaran, Markazi and Alborz, together with their parents were evaluated in randomized complete block design with three replications in each experiment during growing season of 2016 in the research field of Tarbiat Modares University. Plants were treated with different levels of water treatment: well watered (WW), moderate water stress (MWS) and severe water stress (SWS). Data were collected on plant height, leaf number, branch number per plant, umbel number per plant, fertile umbel number per plant, fruit number per plant, thousand fruit weight, fruit yield, biological yield, essential oil content, SPAD chlorophyll content, relative water content and electrolyte leakage.Results and DiscussionThe results of ANOVA and comparison of means indicated that the effect of drought stress was significant for all the studied characteristics. The results showed that by increasing drought stress the most studied traits decreased but the essential oil content significantly increased. The highest essential oil content was observed in moderate stress. Studies have, however, indicated that water stress have a number of positive effects on the biosynthesis of secondary metabolites such as essential oil content. Because in case of stress, more metabolites are produce in the plants and substances prevent from oxidization in the cells, but essential oil yield reduce under drought stress. This may because of the relationship between the amount of the essential oil and fruit yield that by progress in drought stress, increase in essential oil but decrease in fruit yield therefore essential oil yield is reduced. Also in the study was used of stress tolerance index (STI) as the best indicators for evaluating of tolerant to drought stress of coriander genotypes. The Mazandaran genotype and crosses derived from this genptype (Alborz Mazandaran, Markazi Mazandaran, Isfahan Mazandaran, Mazandaran Hamadan and Mazandaran Bushehr) were identified as drought tolerant genotypes.ConclusionGenerally, the results indicated that drought stress decreased all studied traits. Whereas essential oil content was increased under drought stress conditions. Also, The Mazandaran genotype and crosses derived from this genptype (Alborz Mazandaran, Markazi Mazandaran, Isfahan Mazandaran, Mazandaran Hamadan and Mazandaran Bushehr) as drought tolerant genotypes can be considered as donor parent which contains drought tolerance genes and could be used to improve coriander high essential oil yield in drought condition.
Acknowledgements: The authors thank from the Gene bank of the Seed and Plant Improvement Institute of Karaj, Iran for making available plant materials.Keywords: Essential oil, Essential oil yield, Relative water content, Stress tolerance index -
یکی از تنش های غیرزنده مهم در نواحی خشک و نیمه خشک دنیا از جمله ایران، شوری خاک و آب است که باعث کاهش عملکرد گیاهان زراعی از جمله گندم می شود. استفاده از ارقام متحمل به شوری یکی از راه های دستیابی به عملکرد بالا در این نواحی است. همچنین بررسی رابطه بین عملکرد و اجزای عملکرد، راندمان برنامه های اصلاحی را با تعیین معیار انتخاب مناسب، بهبود می بخشد. در این مطالعه، 110 ژنوتیپ گندم نان در مزرعه تحقیقاتی مرکز ملی تحقیقات شوری تحت دو شرایط بدون تنش و تنش شوری مورد ارزیابی قرار گرفتند. شوری آب آبیاری در شرایط بدون تنش و تنش شوری به ترتیب 7/2 و 5/9 دسی زیمنس بر متر بود. در این مطالعه از شاخص تحمل به تنش (STI) به عنوان مناسب ترین شاخص برای ارزیابی تحمل به شوری ژنوتیپ های گندم نان استفاده شد. بر مبنای شاخص تحمل به تنش (STI) و عملکرد دانه در شرایط بدون تنش و تنش شوری، لاین های Salt18، Salt19، Salt20، Salt21، Salt22، Salt23، Salt24، Salt25، Salt26، Salt27، Salt28، Salt29، Salt30 و ارقام ارگ، بم، روشن، سرخ تخم، بومی یزد، کویر، مغان 1، سرداری، شهریار و شیراز از عملکرد دانه بالایی در هر دو شرایط بدون تنش و تنش شوری برخوردار بودند و به عنوان متحمل ترین ژنوتیپ ها نسبت به تنش شوری انتخاب شدند. بیش ترین عملکرد دانه (13/178 گرم) در شرایط بدون تنش از لاین Salt29 و در شرایط تنش شوری از لاین Salt24 (33/164 گرم) به دست آمد که نسبت به ارقام شاهد (ارگ، بم، روشن، سرخ تخم، بومی یزد و کراچیا) از عملکرد دانه بیش تری برخوردار بودند. نتایج تجزیه مسیر ترتیبی نیز نشان داد که صفات وزن دانه در خوشه و تعداد پنجه بارور تحت شرایط بدون تنش و صفات وزن خوشه، تعداد پنجه بارور، روز تا گلدهی و وزن پدانکل تحت شرایط تنش شوری به عنوان متغیرهای موثر بر عملکرد دانه انتخاب شدند. بنابراین به نظر می رسد که این صفات می توانند به عنوان معیارهای مناسب برای انتخاب ژنوتیپ های با عملکرد بالا تحت هر دو شرایط بدون تنش و تنش شوری مورد استفاده قرار گیرند.کلید واژگان: تجزیه مسیر ترتیبی, تنش شوری, شاخص تحمل به تنش, معیارهای گزینشIn arid and semi-arid regions of the world including Iran, soil salinity is one of the major abiotic stresses. One of the ways to achieve high performance in these areas is using salt tolerant varieties. Also, study on relationships between yield and its components will improve the efficiency of a breeding program with appropriate selection criteria. In this study, 110 bread wheat genotypes were evaluated in two conditions (non-stress and saline stress) at the research field of the National Salinity Research Center (NSRC). The salinity of water used in irrigation in saline and non-stress conditions was 10 and 2 dS.m-1 respectively. In this study was used of stress tolerance index (STI) as the best indicators for evaluating of tolerant to salinity stress of bread wheat genotypes. Based on stress tolerance index (STI)and seed yield in non-stress and saline stress conditions, the linesSalt18, Salt19, Salt20, Salt21, Salt22, Salt23, Salt24, Salt25, Salt26, Salt27, Salt28, Salt29, Salt30, and varieties Arg, Bam, Rushan, Sorkhtokhm, BumiYazd, Kavir, Moghan 1, Sardari, Sharyar, Shirazhad had a high yield in the non-stress and saline stress conditions and these genotypes were selected as the most tolerant genotypes to salinity.The highest grain yield under non-stress and saline stress conditions was produced by Salt29 line (178.13 gr) and Salt24 line (164.33 gr), respectively which had more grain yield than control cultivars (Arg, Bam, Rushan, Sorkhtokhm, Bumi Yazd and Karchia). Also, based on the results of sequential path analysis, kernel weight per spike and number of fertile tillers in non-stress conditions and spike weight, number of fertile tillers, days to headingand peduncle weightin saline stress conditions were selected as first order variables.Therefore, it seems that these traits could be used as a suitable criterion in wheat breeding programs for increased seed yield in both non-stress and salinity stress conditions.Keywords: Salinity stress, Selection criteria, Sequential path analysis, Stress tolerance index
-
به منظور ارزیابی اثر سولفات پتاسیم بر غلظت کلروفیل و شاخص تحمل به تنش خشکی ژنوتیپ های ماش در منطقه شمال خوزستان، این پژوهش به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طی سال های 1390 و 1391 در مرکز تحقیقات کشاورزی جنوب غرب کشور (صفی-آباد) اجرا شد. کرت اصلی شامل آبیاری پس از 120، 180 و240 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر (با علامت به ترتیب I120، I180 و I240) و مقادیر کود پتاسیم (صفر، 5/37 و 75 کیلوگرم K2O در هکتار از منبع سولفات پتاسیم با علامت به ترتیب F0، F1 و F2) و ژنوتیپ های (پرتو، هندی و لاین های VC6173،Cn95وKPS1) به صورت فاکتوریل در کرت های فرعی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که عملکرد دانه در تیمارهایI180 و I240 نسبت به تیمار شاهد (I120) به ترتیب 8/21 و 4/30 درصد کاهش یافت. بیشترین و کمترین شاخص تحمل به تنش آب به ترتیب به توده هندی (83/0) و لاینKPS1 (47/0) اختصاص یافت. کاربرد پتاسیم به میزان 75 کیلوگرم در هکتار در تیمارI240، باعث افزایش تحمل به تنش خشکی همه ژنوتیپ ها به جز لاینKPS1 شد. تغییرات غلظت کلروفیل تحت تاثیر رژیم آبیاری، رژیم آبیاری و ژنوتیپ، رژیم آبیاری و کود و همچنین برهمکنش سه گانه در سطح1% و مصرف کود و ژنوتیپ در سطح 5% معنی دار بود. نتایج کلی نشان داد که توده هندی به دلیل تحمل بالا به تنش خشکی و لاین VC6173 به دلیل تحمل به تنش-خشکی، ایستاده بودن ساقه و تمرکز در رسیدگی برتر از سایر ارقام است.کلید واژگان: ماش, کودپتاسیم, شاخص تحمل به تنش, شاخص حساسیت به تنش, عملکردIn order to evaluate the effect of potassium sulfate nutrition on chlorophyll contentand drought tolerance indexon Mungbean genotypes in the north of Khuzestan Province, this study was conducted in split plot factorial in a randomized complete block design with three replications in 1390 and 1391 at the agricultural Research center south of west Country (Safiabad). The main plot was irrigation after 120, 180 and 240 mm evaporation from pan evaporation (respectively marked I120, I180 and I240),and the subplots were potassium fertilizers with 0, 37.5 and 75 kg K2O per hectarfrom potassium sulfate(respectively marked F0,F1 and F2) and genotypes (Parto, Hindi and VC6173, Cn95 and KPS1lines ) in a factorial arrangement.The results showed that grain yield in I180 and I240 treatments, reduced 21.8 and 30.4 percent respectively in comparison with control treatment(I120).the highest and lowest tolerance to drought stress were allocated to Hindi (0.83) and KPS1 (0.47) respectively. Potassium application at the rate of 75 kg/ha in I240 treatment, increased drought tolerance in all genotypes except KPS1. chlorophyllcontent was influenced irrigation regimes, irrigation and genotype, irrigation-fertilizer as well as the interaction of three factors at the of 1% and fertilizer and genotypes at the level of 5%.The overall results showed that Hindi due to high drought tolerance and VC6173 due to shoot standing and high drought tolerance were superior to other varities.Keywords: Mung bean, Potassium, stress tolerance index, sensitivity to stress, performance
-
سرما یکی از مهم ترین تنش های غیر زیستی است که رشد و تولید کلزا را در بسیاری از نقاط ایران تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور شناسایی ارقام متحمل به سرما در کلزا در مرحله گیاهچه ای و ارتباط آن با نشانگرهای ریزماهواره، این پژوهش به صورت دو آزمایش جداگانه در دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج اجرا شد. در آزمایش اول 24 ژنوتیپ کلزا تحت تاثیر درجه حرارت های پنج و 25 (شاهد) درجه سلسیوس در مرحله گیاهچه ای قرار گرفتند. 10 روز بعد از اعمال تیمارها تعدادی از ویژگی های مورفولوژیک و فیزیولوژیک اندازه گیری شدند. بیشترین میزان تنوع ژنوتیپی در حالت عدم تنش (25 درجه سلسیوس) و تنش (5 درجه سلسیوس) مربوط به وزن خشک ریشه به ترتیب با مقادیر 22/62 و 77/60 بود. تجزیه خوشه ایبراساس صفات اندازه گیری شده، ژنوتیپ ها را در چهار گروه قرار داد و ژنوتیپ CR3198 متحمل به سرما در مرحله گیاهچه ای تشخیص داده شد. این ژنوتیپ در شرایط سرما (پنج درجه سلسیوس) از نظر صفات طول ریشه (25/18 سانتی متر)، وزن خشک ریشه (3/0 گرم)، میزان سبزینگی(71/39 عدد اسپاد) و FV/Fm (7915/0) دارای میزان بالا و از نظر نشت الکترولیتی (02/13 درصد) دارای کمترین مقدار بود. ژنوتیپ های متحمل به سرما در کلزا دارای بنیه و توانایی اولیه بالایی بودند. در آزمایش دوم ارتباط بین 10 جفت نشانگر ریزماهواره و صفات مهم مرتبط با تنش سرما بررسی شد. نتایج حاصل از تجزیه رگرسیون لجستیک نشان داد که برخی نشانگرهای ریزماهواره مرتبط با ویژگی های اندازه گیری در شرایط سرما از جمله وزن خشک ساقه و ریشه و شاخص تحمل تنش سرما بودند. در این میان نشانگرهای Na10-B08، Na12-E09 و Ra2-E11 مرتبط با شاخص تحمل سرما در کلزا در مرحله گیاهچه ای بودند. در مجموع نتایج حاصل از این مطالعه می توانند برای بهبود تحمل سرما در کلزا در مرحله گیاهچه ای به کار روند.کلید واژگان: تجزیه لجستیک, شاخص تحمل به تنش, شدت تنش, فلورسانس کلروفیل, نشت الکترولیتCold is one of the most important abiotic stresses, limiting growth and yield of rapeseed in cold prone areas in Iran. In order to study the cold tolerance of selected popular rapeseed genotypes in Iran and its relationship with SSR markers, this research was conducted in two separate experiments. In the first experiment 24 genotypes of rapeseed were exposed to 25˚C (as control) and 5˚C (as cold stress) treatments at seedling stage. Ten days after implementing cold treatment (about 30 days after sowing), an array of morphological and physiological characteristics were measured. A wide genetic variation was observed among genotypes for the measured traits. The maximum of the genetic diversities of morphological characters in cold and non-stress conditions (60.77 and 62.22, respectively) was observed for the root dry weight. Cluster analysis classified genotypes into four groups based on the measured characters and CR3198 was the genotype identified as cold tolerant at seedling stage. This genotype indicated the greatest root length (18.25 cm), root dry weight (0.3 g), SPAD value (39.71) and Fv/Fm (0.79) and the smallest electrolyte leakage (13.02) under cold stress (5˚C) treatment. Cold tolerant genotypes were characterized by a high seedling vigor. In the second experiment relationships between ten pairs of SSR markers and cold-related traits were investigated. Results of binary logistic regression showed that some SSR markers were associated with shoot and root dry weight and cold stress tolerance index. Three SSR markers including Na10-B08, Na12-E09 and Ra2-E11 were found to be related to cold stress tolerance index of rapeseed at seedling stage. In general, results of this investigation can be used for improving cold tolerance of rapeseed seedlings in breeding programs.Keywords: Binary logistic analysis, Stress tolerance index, Stress intensity, Chlorophyll fluorescence, Electrolyte leakage
-
به منظور ارزیابی و شناسایی ژنوتیپ های لوبیای مناسب جهت کشت در مدیریت های زراعی کم نهاده، آزمایشی در مزرعه ایستگاه ملی تحقیقات لوبیای خمین در سال 1393 اجرا گردید. تعداد 559 ژنوتیپ لوبیاچیتی موجود در کلکسیون لوبیای این ایستگاه به همراه سه شاهد در قالب طرح آگمنت در دو شرایط مدیریت زراعی معمول و مدیریت زراعی کم نهاده کشت شدند. در طول فصل رشد و نمو، مراقبت های زراعی لازم بر اساس شرایط هر یک از مدیریت های زراعی صورت پذیرفت و در پایان عملکرد ژنوتیپ ها اندازه گیری شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مدیریت زراعی کم نهاده به طور متوسط منجر به کاهش عملکرد به میزان 5/45 درصد شد. برای ارزیابی ژنوتیپ ها از نظر تحمل به شرایط کم نهاده، میانگین حسابی(MP)، میانگین هندسی(GMP)، تحمل به تنش(STI)، حساسیت به تنش(SSI) و تحمل(TOL) محاسبه شد. بر اساس تجزیه کلاستر انجام شده، ژنوتیپ های لوبیا در پنج خوشه قرار گرفتند که ژنوتیپ های خوشه2 از نظر شاخص های GMP و STI به ترتیب 8/76 و 2/181 درصد بیشتر از میانگین کل و از نظر شاخص های SSI و TOL به ترتیب 60 و 5/48 درصد کمتر از میانگین کل بودند و لذا به عنوان ژنوتیپ های برتر برای کشت در شرایط کم نهاده، انتخاب گردیدند. بر اساس تجزیه به مولفه های اصلی بر روی شاخص های ذکرشده و عملکرد دانه در دو شرایط معمول و کم نهاده، با استفاده از نمودار بای پلات و مشاهده وضعیت قرارگرفتن ژنوتیپ ها در بای پلات، 10 ژنوتیپ Ks-21184، Ks-92021، Ks-21119، Ks-21280،Ks-21461، Ks-21362، Ks-92198، Ks-21671، Ks-21673 و Ks-21236 که STI و GMP بالاو SSI پایین داشتند، به عنوان ژنوتیپ های مناسب جهت کشت در مدیریت های زراعی کم نهاده شناسایی شدند.کلید واژگان: شاخص تحمل به تنش, عملکرد دانه, لوبیاچیتیIntroductionLegumes such as Pinto Bean (Phaseolus vulgaris L.), in addition to the value of food and proteins production, they are able to fix biological nitrogen and therefore, are desirable for planting in sustainable agricultural systems in order to strengthen and preserve soil fertility. Low input farming systems (LIFS), which are a part of sustainable agricultural systems was defined as a way to optimize the use of ecological inputs and to minimize the use of inputs such as chemical fertilizers and pesticides in every time and every place to reduce the cost of production, reduce pollution of groundwater and surface water, reduce of pesticide residues in food, reduce total risk in agriculture and an increase in short and long term profitability of agriculture. Evaluation and identification of the suitable cropping plant cultivars for planting in low-input agricultural systems has begun three decades ago, in the world. The aim of this study was to identify of pinto bean genotypes suitable for cultivation in low input crop management system and use them in breeding programs and the cultivar release process of this crop.
Material & MethodsIn order to evaluate Pinto bean genotypes (Phaseolus vulgaris L.) in terms of response to low input crop management, 559 Pinto bean genotypes were evaluated using augmented design in both conventional, and low-input crop management conditions. According to grain yield of genotypes in the two conditions, MP, GMP, TOL, STI and SSI were calculated and then, the correlation between the index and the main component analysis was performed. All Statistical analysis, correlation estimates, factor analysis and graphs performed using SPSS software.
Results & DiscussionAccording to correlation between grain yield in optimal and low input conditions (r=0.34**, n=559), it was found that genotype selection based on grain yield in both conditions can identify genotypes with high yield and stable production. The correlation between grain yield in conventional condition and MP, GMP, STI, SSI and TOL was positive and significant. In addition, the grain yield in low input condition had a positive significant correlation with GMP, MP and STI. Negative significant correlation was shown between grain yield in low input condition and SSI and TOL. According to cluster analysis, the bean genotypes were placed in 5 cluster that genotypes in cluster 2, in term of GMP and STI were 76% and 181% higher than overall average and in term of SSI and TOL were 60% and 48.5% lower than overall average, respectively. Therefore, they were selected as the best genotypes for cultivation in low input conditions. Based on the main component analysis on five indexes and YP and YS in evaluated genotypes, it was observed that two main component explained 97.8 percent of the total variation. The first and two principle components explained 61.8% and 35.9% of total variation, respectively. The highest positive factor in the linear combination of the first component was related to Yp, YS, MP, GMP and STI. Therefore, this component was called as yield component and tolerance to low input conditions. Because of high levels of these indicators are favorable, due to the positive and high values of these component, to select genotypes were acted that have a higher grain yield in both conventional and low input conditions. The highest positive factor in the linear combination of second component was related to SSI, TOL and a little Yp and the highest negative factor was related to Ys. So this component was called as sensitive to low input conditions. The genotypes that had lower values of second component had the least sensitive to low input conditions. According to biplot of two main components, genotypes were classified into four groups. Genotypes that were in the A zone, in terms of the tolerance index to low input conditions (MP, GMP and STI) have higher values than average and in terms of the sensitivity index to low input conditions (SSI) have lower values than average so they were most suitable genotypes.
ConclusionAccording to grain yield and tolerance indexes to low in put condition, the group 1 genotypes (Ks-21184, Ks-92021, Ks-21119, Ks-21280, Ks-21461, Ks-21362, Ks-92198, Ks-21671, Ks-21673 and Ks-21236) as the best genotypes for cultivation in low input farming systems (LIFS) were identified and selected.Keywords: Pinto bean, Seed Yield, Stress Tolerance Index -
سابقه و هدفسیاه دانه یکی از گیاهان دارویی مهم و ارزشمندی است که علاوه بر خودرو بودن این گیاه، به سبب کاربرد فراوان آن در صنایع داروسازی، در نقاط مختلف ایران به میزان فراوانی کشت می شود اما عوامل محدودکننده محیطی می توانند تاثیر نامطلوبی بر رشد و تولید آن داشته باشند. خشکی یکی از مهمترین بازدارنده های تولید گیاهان در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک دنیا و ایران است. تولید و پتانسیل سیاه دانه نیز تحت تاثیر تنش کم آبی قرار می گیرد. به همین دلیل این مطالعه با هدف بررسی واکنش عملکرد و اجزای عملکرد ده توده سیاه دانه به تنش کم آبی اجرا گردید.مواد و روش هاپژوهش حاضر در سال زراعی 1392 در شهرستان آباده واقع در استان فارس در قالب اسپلیت پلات با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. عامل اصلی در دو سطح شامل تنش کم آبی و عدم تنش کم آبی و عامل فرعی ده توده سیاه دانه بودند. تنش کم آبی از مرحله گیاهچه ای تا آخر فصل رشد اعمال گردید. صفات مورد مطالعه عبارت بودند از: ارتفاع بوته، تعداد شاخه های فرعی، تعداد فولیکول در بوته، تعداد دانه در فولیکول، تعداد دانه در بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، درصد روغن، عملکرد روغن، میزان پرولین، قندهای محلول و میزان پتاسیم. آمار توصیفی برای کلیه صفات و شاخص تحمل به تنش برای عملکردهای دانه و روغن محاسبه شدند.یافته هانتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر آبیاری برای کلیه صفات معنی دار گردید و اثر ژنوتیپ برای صفات تعداد فولیکول در بوته، عملکرد بذر، درصد روغن، میزان پرولین و قندهای محلول غیر معنی دار و برای بقیه صفات معنی دار بود. برهمکنش آبیاری و ژنوتیپ نیز برای اکثر صفات به جزء برای عملکرد دانه، عملکرد روغن و میزان پرولین معنی دار بود. در شرایط تنش کم آبی توده اراک از نظر صفات ارتفاع بوته، تعداد دانه در فولیکول، تعداد دانه در بوته و میزان پتاسیم، بالاترین مقادیر را داشت. گروه بندی توده ها براساس نمودار سه بعدی شاخص تحمل به تنش و عملکرد در شرایط تنش و بدون تنش نشان داد که توده اراک در شرایط تنش از نظر عملکرد و اجزای عملکرد دانه و توده هند از نظر عملکرد روغن نسبت به سایر ارقام برتر بودند. نتایج حاصل از شدت تنش نشان داد که صفات پرولین و تعداد شاخه های فرعی با مقدار 59/0 بیشترین تاثیر را از تنش کم آبی پذیرفتند.نتیجه گیریبراساس نتایج حاصل از این مطالعه تمام ویژگی های مورفوفیزیولوژی اندازه گیری شده سیاه دانه تحت تاثیر کم آبی قرار گرفتند. تنوع کافی از نظر برخی ویژگی های مهم مثل درصد روغن و تحمل به کم آبی در بین ژنوتیپ های سیاه دانه وجود دارد. از اینرو می توان با توجه به نتایج این مطالعه اقدام به کشت ژنوتیپ های متحمل به کم آبی در مناطقی که احتمال کم آبی وجود دارد نمود و در برنامه های اصلاحی جهت بهبود تحمل به کم آبی از آن ها استفاده نمود.کلید واژگان: تنوع ژنتیکی, درصد روغن, شاخص تحمل به تنش, عملکردBackground And ObjectivesIncreasing consumer demand for medicinal plants needs to develop agro-management and planning correctly. Black cumin is one of the important and valuable medicinal plants and, due to its frequent application in the pharmaceutical industry, is cultivated in different parts of Iran but, limiting environmental factors have a negative impact on its growth and production. Drought is one of the main inhibitors for crop production in Iran and many arid and semi-arid regions. Production and potential yield of black cumin also can affect by drought stress. There are not many reports available about drought tolerance of black cumin. Therefore, this research focused on response of 10 black cumin genotypes to water-stress condition.Materials And MethodsIn order to study the effects of drought stress on morpho-physiological traits including oil and grain yield of black cumin an investigation was carried out in Abadeh (city of Fars province) in 2014. The experimental design was split plot based on complete randomized block design with three replications. Water-stress and well-water conditions as main factor and 10 black cumin genotypes were used as sub-factor. Application of drought stress was seedling to ripening stages. Plant height, number of lateral branches, number of follicles per plant, number of seeds per follicle, number of seeds per plant, 1000 grain weight, grain yield, oil content, oil yield, proline content, total soluble sugars and potassium content of black cumin genotypes were measured in both stress and non-stress conditions. Descriptive statistic parameters for all the above measured traits and stress tolerance index (STI) for oil and grain yield were calculated. Data subjected to analysis of variance and means comparison using SAS and Excel soft wares.ResultsAnalysis of variance showed that the effect of drought stress for all the measured traits, genotype effect for the most of traits except for the number of follicles per plant, grain yield, oil content percentage, proline and total soluble sugars contents, and interaction between drought and genotype for all traits except for grain yield, oil yield, and proline content were significant. Arak genotype had the highest values for plant height, seed number per follicle, number of seeds per plant and potassium content in water-stress condition. Classification of genotypes using three-dimensional plots of stress tolerance index, stress and non-stress oil and grain yields showed that Arak and Indian were tolerant genotypes for grain and oil yields respectively. Stress intensity results indicated that proline content and number of lateral branches (SI=0.59) more affected by drought stress.ConclusionMorpho-physiological traits of black cumin affected by drought stress. There is enough genetic diversity for drought tolerance among black cumin genotypes. So, based on these results improvement of drought tolerance of black cumin is possible. These results can be used in breeding programs to improving drought tolerance of black cumin.Keywords: Genetic diversity, Oil content, Stress tolerance index, Yield
-
Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] is moderately tolerant to salinity and it is important as a candidate crop for both fodder and grain in salt-affected areas. This pot experiment was conducted at Research Greenhouse of College of Agriculture, Shiraz University, Iran, to evaluate the relative effectiveness of biochemical traits and stress tolerance indices contributing to genotypic differences in salinity tolerance in 30 lines and 14 cultivars of sorghum. In addition, a new indicator, Storage Factor Index (SFI), was defined and used to quantify the Na partitioning between shoot and root. Among the indices, stress tolerance index was found useful as a selection criterion. Furthermore, the tolerant genotypes had higher Kﳖ ratio in shoot and root with greater SFI, indicating that most of Na was stored in their roots. Although peroxidase and superoxide dismutase were enhanced under salinity conditions in both sensitive and tolerant genotypes, only Catalase (CAT) activity was found to be promoted in tolerant lines/cultivars. Proline accumulation did not appear to be related to salinity tolerance in sorghum lines/cultivars. Overall, our findings suggested that salinity tolerance in sorghum genotypes was not only associated with Na exclusion from the shoot, but also with the enhancement of CAT activity.Keywords: Catalase, Proline, Storage factor index, Stress tolerance index
-
مقدمه تنش دمای پایین یکی از فاکتورهای غیرزنده مهم محدودکننده رشد، تولید و پراکنش گیاهان است. بعلاوه دمای پایین باعث کاهش فعالیت بیولوژیکی و عملکرد اقتصادی گیاهان می شود. مشخص شده که چغندرقند نیز در طول دوره رشد خود به خصوص مراحل اولیه با تنش دمای پایین مواجه و دچار خسارت می شود. با وجود اینکه کشاورزان برای کاهش خسارت سرما و یخ زدگی تاریخ کاشت چغندرقند را تنظیم می نمایند اما چندین گزارش حاکی از کاهش عملکرد ریشه و قند در چغندر قند در اثر تنش دمای پایین بخصوص در مراحل اولیه رشد است. هدف از این بررسی مطالعه سرما در مرحله گیاهچه ای بر صفات مورفو-فیزیولوژیک ارقام مختلف چغندر قند و معرفی ارقام متحمل و ویژگی های مرتبط با تحمل به سرما در این گیاه بود.
مواد و روش ها به منظور بررسی تحمل به سرما در تعدادی از ارقام مورد کشت چغندرقند، پژوهشی در دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج در سال زراعی 93-1392 انجام شد. گیاهچه های 10 رقم چغندرقند (کرجی، SBSI-005، شیرین، راستاد، آناکوندا، دروتی، مراک، آنتیک، زرقان و پرشیا) در مرحله ی 2 تا 3 برگی در معرض چهار سطح دمایی شامل 0، 5، 10 و 25 (شاهد) درجه سلسیوس قرار گرفتند. آزمایش در هر سطح دمایی به صورت طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. برای اعمال تنش سرما گلدان ها درون اتاقک رشد با دمای موردنظر قرار گرفتند. صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک شامل ارتفاع اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی وزن خشک ریشه و ساقه، نشت الکترولیت، میزان سبزینگی (عدد کلروفیل متر)، پرولین، قندهای محلول کل و فلورسانس کلروفیل اندازه گیری شدند. شاخص تحمل به تنش (STI) بر اساس وزن خشک ریشه و ساقه محاسبه شدند. تجزیه مرکب مشاهدات انجام شد و اثرات اصلی و برهمکنش آنها به ترتیب به روش های LSD و LSmeans مقایسه میانگین شدند. آمار توصیفی، ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنوتیپی و وراثت پذیری عمومی برای صفات محاسبه شدند. شدت تنش برای تمام صفات محاسبه و صفاتی که بیشتر تحت تاثیر تنش قرار گرفتند معرفی شدند. تجزیه به عامل ها بر روی مشاهدات انجام و مهمترین عوامل پنهانی تفسیر شدند. امتیاز عامل ها برای ژنوتیپ ها محاسبه و گروه بندی بر اساس نمودار سه بعدی امتیازهای سه عامل اول صورت پذیرفت. در نهایت ژنوتیپ های متحمل و حساس به سرما معرفی شدند.
یافته ها نتایج تجزیه مرکب نشان داد که اثر دما، رقم و برهمکنش آن ها برای تمامی صفات معنی دار بود. میانگین صفات وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه در شرایط تنش صفر درجه سلسیوس به ترتیب کاهش 68 و 77 درصدی نسبت به حالت عدم تنش نشان دادند؛ اما میانگین نشت الکترولیت، قندهای محلول کل و پرولین در سطح تنش (صفر درجه سلسیوس) نسبت به عدم تنش به ترتیب 25، 71 و 90.5 درصد افزایش یافتند. بیشترین همبستگی ژنوتیپی در شرایط عدم تنش سرما (25 درجه سلسیوس) بین ارتفاع اندام هوایی و قندهای محلول کل (0.67-) و در شرایط تنش سرما (صفر درجه سلسیوس) بین وزن تر ریشه و وزن خشک اندام هوایی (0.43-) بود. میزان پرولین برگ بالاترین شدت تنش (0.9) را به خود اختصاص داد که نشان می دهد این صفت بیشتر از سایر صفات تحت تاثیر سرما قرار گرفته است. ارتفاع بوته بالاترین وراثت پذیری عمومی (75.09 درصد) داشت که نشان می دهد این صفت به نسل بعد می تواند منتقل شود. تجزیه به عامل ها در شرایط تنش سرما (صفر درجه سلسیوس)، 4 عامل را شناسایی کرد که درمجموع 71.7 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند. سه عامل اول مرتبط با تحمل به سرما بودند. گروه بندی ارقام با استفاده از نمودار سه بعدی حاصل از امتیاز سه عامل اول مراک و آنتیک را که ازنظر سه عامل اول بالاترین امتیازها داشتند به عنوان متحمل ترین در شرایط تنش سرما معرفی نمود. دروتی و آناکوندا نیمه متحمل و سایر ژنوتیپ ها حساس به سرما بودند.
نتیجه گیری درمجموع نتایج حاکی از وجود تنوع بین ژنوتیپ ها ازنظر تحمل به سرما و پاسخ متفاوت آن ها به دمای پایین بود. بعلاوه در این مطالعه ویژگی های میزان پرولین، کارایی فتوسیستم II و وزن خشک ریشه نقش کلیدی در تفکیک ارقام ازنظر تحمل به سرما داشتند به گونه ای که ارقام متحمل دارای مقادیر بالاتری از این صفات در مقایسه با ارقام حساس در شرایط تنش سرما بودند.کلید واژگان: تجزیه به عامل ها, شاخص تحمل به تنش, صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک, همبستگی ژنوتیپیIntroductionLow temperature stress is one of the important abiotic limiting factors for plants growth, production and distribution. Low temperature also reducing plants biological activity and their economical yield. In spite farmers are regulated planting data of sugar beet to reduce plants damage from cold and frozen stresses in moderate and cold regions but, there are several reports which show root and sugar yield reducing due to cold stress especially at the early growth stages. This study aimed to investigate the effect of low temperatures on the morpo-physiological traits of sugar beet varieties at seedling stage, and to introduce cold tolerant genotypes and effective cold tolerance related characters of sugar beet plants.
Material and methodIn order to study of cold tolerance of number of sugar beet cultivars, an experiment was conducted at Agriculture Faculty of University Yasouj in 2013-2014. Seedling of ten sugar beet cultivars {(Karaji, SBSI- 005, Shirin, Rastad, Zarghan, Persia (Iranian cultivars) and Anaconda, Dorothy, Merak, Antic (exotic cultivars)} at stage of 2 to 3 leaves (25 days after planting) exposed to four levels of temperature including: 0, 5, 10 and 25º C (as a control). The experiment for each temperature level was completely randomized design with three replications. In order to application of cold stress the pots were placed in a growth chamber at the above mentioned temperatures. Physiological and morphological traits of seedling plants including: shoot height, shoot and root dry weight, electrolyte leakage, proline content, SPAD number, total soluble sugars content and chlorophyll fluorescence were measured. Stress tolerance index (STI) calculated based on shoot and root dry matter. Combined analysis of variance was done and means of main (temperature and cultivar) and interaction effects were compared using LSD and LSmeans methods, respectively. Descriptive statistics, genetic and phenotypic coefficients of variation and broad sense heritability were calculated. Stress intensity for all the above mentioned traits was calculated and the most affected traits by cold stress determined based on its value. Data were subjected to factor analysis using principal component method and the most important factors were interpreted. Four factor scores were calculated and cultivar classification was done using three-dimensional scatter plot based on scores of the first three factors.
Results and discussionResults of combined analysis showed that the effects of temperature, cultivar and their interaction were significant for the all measured traits. There was high diversity among the studied sugar beet cultivars for cold stress tolerance. Based on the results, cultivars showed different responses to temperature levels. The means of shoot (68%) and root (77%) dry matter reduced in stress condition (0˚C) than control condition (25˚C) but, the means of electrolyte leakage, proline content, total soluble sugars content increased 25, 90.5 and 71% respectively, in cold stress condition (0˚C) than control condition (25˚C). The highest genotypic correlation was observed between shoot height and total soluble sugars (-0.67) in non-stress (25˚C) and between root fresh weight and shoot dry weight (-0.43) in cold stress (0˚C) conditions. Leaf proline content had the highest (0.9) stress intensity indicating that it was most affected by cold stress. Shoot height had the highest (75.09%) broad sense heritability so; this trait can be transmitted to next generation. Factor analysis identified 4 factors in the cold stress (0˚C) condition that justified 71.7 percent of total variation. The first three factors were related to cold stress tolerance. Genotypes grouping using three-dimensional plot based on the first three factor scores, introduced Merak and Antic cultivars as cold tolerant, Drothy and Anaconda cultivars as semi-cold tolerant and other cultivars as cold sensitive.
ConclusionIn general, results of this investigation showed that there is enough genetic diversity of cold tolerance in sugar beet cultivars at seedling growing stage. In this study proline content, Fv/Fm ratio and root dry matter played key role in genotypes grouping based on their response to cold stress. The tolerant cultivars had high amounts of these traits than other cultivars. The results of this investigation can be used in sugar beet breeding programs to improve cold tolerance at seedling growth stage.Keywords: Factor analysis, stress tolerance index, morphological, physical traits, genotypic correlation -
به منظور بررسی صفات مرتبط با تحمل به تنش آبی و روابط بین آنها در ژنوتیپ های جو و نیز شناسایی ژنوتیپ های متحمل، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در دو سال زراعی 92 - 1391 و 93 - 1392 انجام شد. هفتاد و چهار ژنوتیپ خارجی جو به همراه دو رقم تجاری ایرانی (ریحان و نصرت) در دو شرایط آبیاری نرمال و تنش آبی (قطع آبیاری در مرحله گل دهی) به صورت کرت های یک بار خرد شده بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفتند. با توجه به ضرایب همبستگی، شاخص تحمل تنش (STI) به عنوان بهترین شاخص برای انتخاب ژنوتیپ های متحمل به تنش خشکی در گیاه جو شناخته شد و صفات تعداد سنبله بارور، طول سنبله، عملکرد زیست توده و عملکرد دانه همبستگی معنی داری با شاخص تحمل به تنش داشتند. براساس این شاخص، ژنوتیپ های شماره 17، 23، 24، 41، 47، 58، 65، 71 و 72 از جمله ژنوتیپ های متحمل و پر محصول در هر دو شرایط نرمال و تنش شناخته شدند.کلید واژگان: شاخص تحمل تنش, تجزیه و تحلیل همبستگی, زیست تودهIn order to evaluate water stress tolerance-related traits and their relationships in barley genotypes, as well as identification of drought tolerant genotypes, a field experiment was carried out during 2012-13 and 2013-14 growing seasons in College of Agriculture, Shiraz University, Iran. Seventy four foreign barley genotypes and two Iranian varieties (Reyhan and Nosrat) were evaluated under normal irrigation and water stress (water withheld at flowering stage) conditions according to a split plot experiment based on a randomized complete block design. Correlation analysis indicated that stress tolerance index (STI) was the best criterion for selecting barley drought-tolerant genotypes and significant correlations between number of fertile spikes, spike length, biomass, and seed yield and stress tolerance index were observed. Based on STI, the genotypes number 17, 23, 24, 41, 47, 58, 65, 71 and 72 were proved to be the most tolerant and high-yielding genotypes under both normal and water stress conditions.Keywords: Biomass, Correlation analysis, Stress Tolerance Index
- 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.