ارزیابی تنوع ژنتیکی ارقام گندم بهاره ایرانی تحت تنش شوری در مرحله گیاهچه ای با استفاده از روش های آماری چندمتغیره

در مناطق خشک و نیمه‎خشک، تنش های زیستی و غیرزیستی می توانند به‎صورت مستقیم یا غیرمستقیم منجر به محدودیت و کاهش رشد گیاهان مختلف می شوند. در این مناطق، تنش شوری یکی از چالش های بزرگ پیش روی حوزه کشاورزی و تولید محصول است که سالانه خسارات زیادی به عملکرد محصولات زراعی وارد می نماید. میزان کم شوری در خاک محدودیت رشد گیاه را به‎دنبال داشته و افزایش مقدار شوری خاک سبب می شود جذب آب و عناصر غذایی ضروری برای گیاه مختل و رشد گیاه کاهش یافته و در ادامه می تواند منجر به مرگ گیاه شود. کاهش رشد و توسعه ریشه ها، کاهش جذب عناصر غذایی، افزایش احتمال ایجاد حساسیت به بیماری ها و آفات، کاهش عملکرد و کیفیت محصول نهایی مانند کمبود عناصر غذایی، افزایش میزان عناصر سمی از جمله اثرات منفی شوری بر گیاه می باشند. عوامل مختلفی در ایجاد شوری نقش دارند که از مهم ترین آن ها می‎توان به تغییرات اقلیمی، هوازدگی سنگ مادر، آبیاری نادرست، خشکسالی، مصرف بی رویه کودها و کاهش سطح آب دریاها و اقیانوس ها ایجاد شود. به‎دنبال تغییرات اقلیمی، این خسارات هر ساله در حال افزایش است. باتوجه به افزایش رشد جمعیت، افزایش تقاضا برای تولید غذای بیشتر روز به‎روز در حال افزایش است. گندم به‎عنوان مهم ترین غله در تامین نیاز غذایی جهان شناخته می شود، بنابراین تولید پایدار آن بسیار حائز اهمیت است. شوری به‎عنوان یک عامل مهم در کاهش عملکرد گندم شناخته می شود و ممکن است باعث افزایش تجمع نمک های مضر در بافت گیاه شود که منجر به آسیب های فیزیولوژیک و کاهش رشد در گیاه می شود. اثرات شوری خاک بسته به مقدار شوری، نوع شوری و نوع گندم متفاوت است. یکی از راه های پیشگیری از اثرات منفی شوری، استفاده از ارقام گندم مقاوم به شوری است. گستره تنوع در ارتباط با تحمل به تنش شوری در گیاهان مختلف به‎ویژه گیاه گندم، به عوامل مختلفی از جمله ژنوتیپ گیاهی، مدت زمان تنش، مرحله رشدی گیاه بستگی دارد. مرحله گیاهچه در گندم یکی از مراحل مهم در ارتباط با تحمل به تنش شوری می باشد. هدف از این مطالعه، بررسی پاسخ ارقام زراعی گندم بهاره در مرحله گیاهچه ای به تنش شوری می باشد.

در پژوهش حاضر واکنش 64 ژنوتیپ گندم بهاره ایرانی در مرحله گیاهچه ای تحت دو شرایط نرمال و تنش شوری 12 دسی زیمنس بر متر در دو تکرار در قالب طرح لاتیس ساده در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه در سال زراعی 1401-1400 بررسی شدند. در این پژوهش، در مرحله چهاربرگی تنش شوری به‎صورت تدریجی در طی دو روز اعمال شد و سپس صفات سبزینگی برگ (SPAD)، دمای کانوپی (canopy)، طول ساقچه (SL)، طول ریشه چه (RL)، طول گیاهچه (PL)، میزان پتاسیم اندام هوایی (KS)، میزان پتاسیم ریشه چه (KR)، میزان سدیم اندام هوایی (NaS)، میزان سدیم ریشه چه (NaR)، نسبت پتاسیم به سدیم اندام هوایی (KNaS)، نسبت پتاسیم به سدیم ریشه چه (KNaR)، حجم ریشه چه (RV)، شاخص سطح برگ (LAI)، وزن تر ریشه چه (FWR)، وزن خشک ریشه چه (DWR)، محتوای نسبی آب برگ (RWC)، وزن تر ساقچه (FWS)، وزن خشک ساقچه (DWS)، وزن تر گیاهچه (FWP)، وزن خشک گیاهچه (DWP) مورد مطالعه قرار گرفتند. تجزیه داده های صفات مورد مطالعه در قالب طرح بلوک کامل تصادفی انجام شد. برای تجزیه واریانس از PROC GLM در نرم افزار SAS 9.4 استفاده شد. همبستگی با استفاده از PROC CORR و تجزیه به عامل ها با استفاده از PROC FACTOR صورت گرفت. گروه بندی ارقام با استفاده از بسته نرم افزاری gplots و ترسیم نمودار بای‎پلات با بسته نرم‎افزاری factoextra در محیط R 4.1 انجام شد. همچنین برای تجزیه واریانس چند متغیره از گزاره MANOVA در PROC GLM در نرم افزار SAS 9.4 استفاده شد.

براساس نتایج تجزیه واریانس، اختلاف آماری معنی داری بین ارقام مورد بررسی، براساس صفات مورد مطالعه در مرحله گیاهچه ای از جمله وزن تر گیاهچه (FWP)، وزن خشک گیاهچه (DWP)، وزن تر ریشه چه (FWR)، وزن خشک ریشه چه (DWR)، وزن تر ساقچه (FWS)، وزن خشک ساقچه (RWS) و طول گیاهچه (PL) مشاهده شد. همچنین در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری، وزن خشک گیاهچه (DWP) بیشترین همبستگی معنی دار را با وزن تر گیاهچه (FWP) و وزن خشک ساقچه (DWS) و وزن خشک ریشه چه (DWR) نشان داد. در شرایط تنش شوری وزن تر ساقچه (FWS) نیز همبستگی معنی داری با صفات وزن خشک ساقچه (DWS)، وزن تر گیاهچه (FWP) و وزن خشک گیاهچه (DWP) داشت. براساس تجزیه به عامل ها صفات مورد مطالعه در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری در هفت عامل گروه‎بندی شدند که این هفت عامل در شرایط نرمال 77/93 درصد و در شرایط تنش شوری 76/44 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند. با استفاده از تجزیه خوشه ای، ارقام تحت هر دو شرایط نرمال و تنش شوری در سه خوشه گروه‎بندی شدند.

براساس نتایج بای پلات حاصل از تجزیه به عامل ها و تجزیه خوشه ای، ارقام مارون، دریا، شیرودی، مغان 3، داراب 2، روشن، پیشگام، پیشتاز به‎عنوان ارقام مطلوب و ارقام چمران، بم، البرز و مرودشت به‎عنوان ارقام نامطلوب معرفی شدند که در پروژه های به‎نژادی آتی گندم می‎توانند مورد استفاده قرار گیرند.