فهرست مطالب

پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی
پیاپی 44 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/11/18
  • تعداد عناوین: 20
|
  • حمیدرضا نیکخواه*، حمید تجلی، سید علی طباطبائی، منوچهر طاهری صفحات 1-17

    مقدمه و هدف:

     تنش خشکی یکی از نتایج تغییرات آب و هوا است که تاثیر منفی بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی دارد. به  نژادی برای تحمل به خشکی و پایداری تولید از اهداف مهم برنامه  های اصلاحی گیاهان زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک می  باشد.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی پایداری عملکرد دانه و تحمل به تنش خشکی آخر فصل ژنوتیپ  های جو در اقلیم معتدل کشور، 20 رقم و لاین جو، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در طی دو سال زراعی 96-1395 و 97-1396 در چهار ایستگاه تحقیقاتی شامل کرج، ورامین، بیرجند و یزد در دو شرایط آبیاری نرمال و تنش خشکی انتهای فصل (قطع آبیاری در 50% سنبله دهی) مورد ارزیابی قرار گرفتند.

    یافته ها

    تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر ژنوتیپ، برهمکنش سال × مکان، مکان × ژنوتیپ و ژنوتیپ × سال × مکان بر عملکرد دانه معنی دار بود. جهت بررسی دقیق تر اثرات متقابل ژنوتیپ × محیط و تعیین ژنوتیپ های با عملکرد پایدار و متحمل به خشکی پارامترهای مختلف پایداری و شاخص  های تحمل و حساسیت به خشکی برای هر ژنوتیپ محاسبه گردید. محاسبه پارامترهای پایداری نشان داد که لاین های شماره 20، 4، 16 و 15 به ترتیب به عنوان ژنوتیپ  هایی با عملکرد پایدار و سازگاری مناسب شناخته شدند. از نظر شاخص  های تحمل به خشکی در سال اول لاین های 4، 17، 16، 20 و 11 و در سال دوم لاین  های 7، 3، 16، 4، 20 و 5 ژنوتیپ های برتر متحمل به خشکی انتهای فصل بودند.

    نتیجه گیری

    استفاده از شاخص  های تحمل و حساسیت به خشکی، نمودار سه بعدی و بای پلات در سال اول و دوم نشان می دهد که لاین  های 4، 16 و 20 به  طور مشترک در هر دو سال به عنوان ژنوتیپ  های برتر از نظر تحمل به خشکی انتخاب شدند، بنابراین این نتایج نشان می دهد که این لاین  ها از تکرارپذیری مناسبی برای تحمل به خشکی برخوردار بودند. از طرفی آماره های پایداری نیز دلالت بر پایداری عملکرد این لاین  ها داشت، پس با توجه به پایداری عملکرد دانه، تحمل به خشکی و پتانسیل بالای عملکرد، سه لاین 4، 16 و 20 به عنوان لاین های برتر و سازگار برای شرایط نرمال و تحت تنش خشکی آخر فصل در اقلیم معتدل کشور بعد از آزمایشات تکمیلی می تواند برای کمک به تولید در این مناطق مد نظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ در محیط، تنش خشکی انتهای فصل، سازگاری، شاخص های تحمل و حساسیت به تنش
  • محمدرضا علیزاده مومن، حمیدرضا خزاعی*، جعفر نباتی صفحات 18-32

     مقدمه و هدف:

     تنش شوری یک چالش جهانی در تولید محصولات زراعی است. نخود در دامنه وسیعی از شرایط اقلیمی رشد می کند و حساس به تنش شوری است. تنش شوری باعث ایجاد تنش های اسمزی، یونی و ثانویه می شود و فرآیندهای متابولیکی را در گیاهان مختل می کند و درنهایت باعث کاهش عملکرد گیاه می شود. استفاده از ارقام نخود متحمل به شوری به دلیل تثبیت بیولوژیکی نیتروژن می تواند به افزایش تولید و بهره وری در زمین های شور کمک کند. هدف از این مطالعه بررسی اثر تنش شوری بر ویژگی های فیزیولوژیک گیاهچه های 17 ژنوتیپ نخود بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تحمل به شوری ژنوتیپ های نخود آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه فردوسی مشهد روی 17 ژنوتیپ نخود کابلی به عنوان کرت فرعی و دو سطح شوری (12 وdS.m-116) و شاهد (dS.m-10/5) به عنوان کرت اصلی اجرا گردید. دو هفته بعد از کشت، تنش شوری اعمال شد و چهار هفته پس از اعمال تنش، صفات نشت الکترولیت ها، رنگ دانه های فتوسنتزی، فنل کل، کربوهیدرات های محلول، پرولین، پتانسیل اسمزی، درصد بقاء، میزان سدیم و پتاسیم اندام های هوایی و شاخص تحمل به شوری اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    در تمامی ژنوتیپ ها با افزایش سطح تنش شوری درصد بقاء کاهش و درصد نشت الکترولیت ها افزایش یافت. در سطح تنش شوری dS.m-116 ژنوتیپ های MCC72، MCC108 و MCC112 به ترتیب با 86/5، 82/6 و 100 درصد بیشترین درصد بقاء را داشتند. در تنش شوری dS.m-116 ژنوتیپ MCC108 با 82 درصد کمترین درصد نشت الکترولیت ها را نشان داد و ژنوتیپ های MCC12، MCC58 و MCC27 کمترین افزایش درصد نشت الکترولیت ها را نسبت به شاهد داشتند. ژنوتیپ ها واکنش متفاوتی نسبت به افزایش میزان شوری از نظر محتوای رنگ دانه های فتوسنتزی نشان دادند. در ژنوتیپ های MCC92، MCC108، MCC112 و MCC296 با افزایش تنش شوری به dS.m-116، بر محتوای کلروفیل a آن ها افزوده شد. محتوای کربوهیدرات های محلول و پرولین در تمامی ژنوتیپ ها با افزایش تنش شوری از شاهد به dS.m-116 افزایش یافت و پتانسیل اسمزی منفی تر گردید.

    نتیجه گیری

    به طورکلی بین ژنوتیپ های نخود تنوع زیادی از نظر صفات فیزیولوژیک وجود داشت تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها را به پنج گرده تقسیم کرد که مقایسه میانگین گروه ها با میانگین کل نشان داد که درصد بقاء در ژنوتیپ های گروه چهارم شامل MCC108 و MCC112 نسبت به میانگین کل برتر بودند، بنابراین مطالعات تکمیلی در شرایط مزرعه روی این دو ژنوتیپ توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: بقاء، پتانسیل اسمزی، پرولین، کربوهیدرات های محلول، نشت الکترولیت ها
  • مریم نوری، علیرضا مطلبی آذر، مهدی صیدی، جابر پناهنده، شهناز فتحی* صفحات 33-45

     مقدمه و هدف :

    گوجه فرنگی حساسیت بالایی به انواع تنش های محیطی از جمله تنش خشکی دارد، بنابراین انتخاب هیبریدهای سازگار به کم آبی و دارای عملکرد مناسب از طریق بررسی و مطالعه اثرات GCA، SCA و پاسخ فیزیولوژیکی مربوط به والدین و هیبریدهای گوجه فرنگی در شرایط تنش کم آبی می تواند به درک بهتر مکانیسم های مقاومت به خشکی و استفاده از آنها در برنامه های اصلاح گوجه فرنگی زراعی کمک کند.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق دوازده هیبریدحاصل از تلاقی3 لاین تجاری و 4 تستر گوجه فرنگی از نظر واکنش به تنش کم آبی و ارزیابی قابلیت ترکیب پذیری به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار و در سه سطح تنش (100% FC، 60% FC  و 40% (FC در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ایلام از طریق روش لاین×تستر مورد ارزیابی قرار گرفتند. لاین های مورد استفاده شامل: L1: Bitstoik، L2: Kingstone وL3: Petoearly و تسترها شامل: (S. pimpinellifolium) T1: LA1607، (S. pimpinellifolium) T2: LA2656، T3: LA2080 (S. lycopersicum var. cerasiforme) و T4: LA1579 (S. pimpinellifolium) بودند. صفات عملکرد گیاه، متوسط وزن میوه، طول و قطر میوه، ضخامت پریکارپ، تعداد حجره، اسیدیته کل، pH و مواد جامد محلول اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    در بررسی اجزای واریانس ژنتیکی، واریانس غیر افزایشی (غالبیت) نقش بیشتری در بروز صفات مورد بررسی داشت. در شرایط تنش و بدون تنش برای صفات مورد بررسی نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی برای والدین و هیبریدها و معنی داری اثر ترکیب پذیری عمومی و خصوصی GCA) و (SCA  برای این صفات بود. اثر لاین در شرایط بدون تنش برای اسیدیته کل و مواد جامد محلول  معنی دار نشد. در شرایط تنش شدید بهترین والد در ترکیب پذیری عمومی برای عملکرد گیاه و متوسط وزن میوه لاینBitstoik  (به ترتیب 0/83کیلوگرم و 1/26گرم) و در شرایط بدون تنش LA2656 از نظر عملکرد بوته و متوسط وزن میوه (0/321کیلوگرم و 2/18گرم) بودند. درشرایط تنش خشکی هیبرید  Petoearly × LA1579 (0/083 کیلوگرم) دارای بهترین ترکیب پذیری خصوصی (SCA) برای عملکرد گیاه و درشرایط بدون تنش LA2656 Bitstoik × دارای بهترین عملکرد گیاه بودند.

    نتیجه گیری

    این نتایج می توانند جهت استفاده در برنامه های اصلاحی و توسعه هیبریدهای گوجه فرنگی متحمل به کم آبی به عنوان ارقام آزمایشی مناسب در برنامه های تولید هیبرید در شرایط تنش استفاده شوند.

    کلیدواژگان: اثرات ژن، اسیدیته کل میوه، ضخامت پریکارپ، قابلیت ترکیب پذیری، مواد جامد محلول
  • مهدی قنواتی*، سعدالله هوشمند، سباستین آلبرشت، لارس گارنت اتوو صفحات 46-55
    مقدمه و هدف

    گیاهان دارویی کاربرد فراوانی در درمان انسان ها داشته و دارند، در این میان بابونه یکی از با ارزش ترین و پرکاربردترین گیاهان دارویی در جهان است. یکی از مهم ترین برنامه های اصلاحی، شناخت تنوع ژنتیکی برای ارزیابی اولیه توده  های گیاهی است به این منظور بررسی تنوع ژنتیکی و طبقه بندی اکوتیپ های بابونه آزمایشی طراحی و اجرا گردید.

    مواد و روش ها:

     25 اکوتیپ ایرانی و خارجی بابونه در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی شرکت فارماپلنت آلمان مورد ارزیابی قرار گرفت. برخی از این اکوتیپ ها از مناطق طبیعی رشد آن ها جمع آوری شد و برخی نیز نمونه های زراعی بابونه بودند. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی آنها برخی صفات مورفولوژیک، فنولوژیک و اسانس مورد ارزیابی قرار گرفتند.

    یافته ها: 

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف اکوتیپ ها از لحاظ تمام صفات در سطح احتمال 1% معنی دار بوده و تنوع ژنتیکی زیادی را بین اکوتیپ ها نشان داد. نتایج همبستگی های فنوتیپی صفات مورد بررسی نشان داد که صفات درصد اسانس، قطر گل، تعداد گل و وزن اندام هوایی از جمله صفات مهم و تاثیرگذار بر عملکرد اسانس بودند. بیشترین میزان وزن تر و خشک اندام هوایی، قطر گل و عملکرد اسانس را سه اکوتیپ اسلواکی، ایذه (2) و لهستان به خود اختصاص دادند، ولی بیشترین درصد اسانس را اکوتیپ ایذه (1) و دره شهر دارا بودند. با توجه به نتایج تجزیه به عامل ها، سه عامل انتخاب شدند که 85/79درصد از تغییرات را توجیه کردند. عامل اول که بیشترین درصد تغییرات داده ها را توجیه کرد، که پس از ترسیم بای پلات بر اساس دو مولفه، اکوتیپ های ایذه (2) و لهستان به عنوان اکوتیپ های برتر شناسایی شدند. تجزیه خوشه ای هم اکوتیپ های مورد نظر را در چهار گروه طبقه بندی کرد که در تمایز اکوتیپ ها بر اساس صفات مورد نظر به صورت مطلوب عمل کرد و پراکنش اکوتیپ ها بر اساس نمودار بای پلات را تایید کرد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که صفات درصد اسانس، قطر گل، تعداد گل و وزن اندام هوایی از جمله صفات مهم و تاثیرگذار بر عملکرد اسانس بودند. با توجه به اینکه تنوع برای این صفات در بین اکوتیپ های مورد بررسی مشاهده شد، بنابراین غربالگری به منظور افزایش این صفات می تواند باعث افزایش عملکرد شود. بیشترین میزان وزن تر و خشک اندام هوایی، قطر گل و عملکرد اسانس را سه اکوتیپ اسلواکی، ایذه (2) و لهستان به خود اختصاص دادند ولی بیشترین درصد اسانس را اکوتیپ ایذه (1) و دره شهر دارا بودند.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، تجزیه خوشه ای، تجزیه به مولفه های اصلی، عملکرد و درصد اسانس
  • فاطمه صحرایی قمش، سعید نواب پور*، احد یامچی، ابوالفضل مازندرانی صفحات 56-64

     مقدمه و هدف:

     تنش خشکی یکی از تنش‎های محیطی مهم است که عملکرد دانه ذرت را در دنیا و ایران کاهش می‎دهد. وقوع تنش خشکی در مزارع امری اجتناب ناپذیر است. برای حل این مشکل راهکارهای فراوانی پیشنهاد شده است که یکی از مهم ترین آن‎ها وجود رقم مناسب و متحمل به تنش خشکی است.

    مواد و روش ها

    آزمایشی به صورت کرت‎های خرد شده در قالب طرح بلوک‎های کامل تصادفی در سه تکرار در شرایط مزرعه اجرا شد. تنش خشکی به عنوان عامل اصلی در سه سطح: 75±5 میلی‏ متر تبخیر از طشتک تبخیر کلاس A (تیمار بدون تنش یا شاهد)، آبیاری پس از 5±115 میلی ‏متر تبخیر (تنش متوسط) و آبیاری پس از 5±140 میلی‏متر تبخیر (تنش شدید) و هیبریدهای ذرت (شامل سینگل کراس 704 به عنوان شاهد، کارون و مبین) به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نمونه برداری برای ارزیابی بیان ژن‎ها در سه مرحله 4 برگی، گرده افشانی و 10 روز بعد از گرده افشانی انجام و بیان ژن‎های ZmAN13، ZmSOD3، CAT2 و ZmMET1 مورد ارزیابی قرار گرفت. در زمان برداشت نیز مقدار پرولین و عملکرد دانه اندازه گیری گردید.

    یافته ها

    نتایج ارزیابی بیان ژن ها حاکی از افزایش بیشتر بیان ژن های کاتالاز و سوپر اکسیداز تحت تنش متوسط و افزایش بیان ژن های متالوتیونین و ZmAN13 در تنش های شدید  نسبت به شاهد بود. در بین ارقام مورد بررسی رقم کارون در تمامی مراحل ارزیابی هم در شرایط تنش متوسط و هم در تنش شدید برای ژن‎های مورد مطالعه نسبت به شاهد افزایش بیان نشان داد. با اندازه گیری میزان پرولین نیز مشخص شد که ارقام تحت تنش متوسط پرولین بالاتری داشتند و رقم کارون بالاترین مقدار پرولین را نسبت به سایر ارقام داشت. همچنین عملکرد دانه ارقام تحت تنش خشکی نسبت به شاهد کاهش معنی داری  نشان داد. در این میان رقم سینگل کراس 704 با 3/9 تن در هکتار کمترین عملکرد دانه را داشت که اختلاف آن با رقم مبین معنی دار نگردید و رقم کارون با عملکرد دانه 5/02 تن در هکتار بالاترین عملکر دانه را تحت تنش شدید دارا بود.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج نشان داد که تحت تنش خشکی رقم کارون عملکرد دانه بالاتری نسبت به دو رقم دیگر داشت که بیانگر تحمل این رقم نسبت به خشکی بود.

    کلیدواژگان: بیان ژن، پرولین، تنش خشکی، ذرت
  • افسانه شیرزاد، علی اصغری، حسن زالی*، امید سفالیان، حمیدرضا دوست چمن آباد صفحات 65-76

    مقدمه و هدف:

     جو به عنوان یکی از گیاهان زراعی مهم بعد از گندم، ذرت و برنج می باشد. جو منبع غذایی بسیار خوبی برای انسان است و از آن برای تغذیه دام نیز استفاده می شود. هدف از این تحقیق، ارزیابی و انتخاب ژنوتیپ های برتر با عملکرد دانه بالا و خصوصیات زراعی مطلوب و همچنین بررسی کاربرد شاخص MGIDI در انتخاب ژنوتیپ های برتر جو بر مبنای صفات مختلف مورفو-فنولوژیک در منطقه گرم و خشک جنوب فارس بود.

    مواد و روش ها

    به منظور گزینش ژنوتیپ های برتر جو در مناطق جنوبی استان فارس با استفاده از شاخص MGIDI، تعداد 108 لاین خالص در قالب طرح حجیم شده بدون تکرار آگمنت همراه با چهار ژنوتیپ شاهد (نوروز، اکسین، نوبهار و WB-97-11) در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس (ایستگاه داراب) طی سال زراعی 1400-1399 ارزیابی شدند. شاخص MGIDI برای انتخاب ژنوتیپ های برتر با استفاده از 13 صفت مورفو-فنولوژیک محاسبه شد. این صفات شامل عملکرد دانه، تعداد سنبله در متر مربع، تعداد دانه در سنبله، وزن سنبله، وزن هزار دانه، تراکم سنبله، طول دوره پر شدن دانه، طول پدانکل، طول ریشک، طول سنبله، ارتفاع بوته، تعداد روز تا ظهور سنبله و تعداد روز تا رسیدگی بود.

    یافته ها

    با توجه به نتایج تجزیه واریانس تفاوت معنی داری بین لاین های مورد مطالعه برای همه صفات (به جزء طول ریشک و وزن هزار دانه) در سطوح احتمال پنج و یک درصد مشاهده شد. همچنین نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین لاین ها و شاهدهای آزمایش در همه صفات (به جزء طول پدانکل) وجود داشت . نتایج تجزیه به عامل ها برای 13 صفت مورد بررسی، پنج عامل پنهانی را شناسایی کرد که 2/80 درصد از تنوع کل داده ها را توجیه نمود. بر مبنای شاخص MGIDI ژنوتیپ های L110، L99، L88، L51، L56، L108، L63، L33، L50، L112، L52، L36، L20، L69، L68، L94 و L35 به ترتیب با کمترین مقدار این شاخص جزء برترین ژنوتیپ ها بودند. بیشترین و کمترین مقدار درصد دیفرانسیل گزینش شاخص MGIDI به ترتیب مربوط به صفات عملکرد دانه (11/5 درصد) و وزن هزار دانه (3/62- %) بود. نتایج نشان داد که مقدار پایین صفات تعداد دانه در سنبله و وزن سنبله و مقدار بالای تعداد سنبله در متر مربع عامل موثر در انتخاب ژنوتیپ های برتر با استفاده از عامل اول بود که بر مبنای این عامل ژنوتیپ های L20، L94، L110 و L88 برتر بودند. در عامل دوم، بالا بودن مقدار صفات تعداد روز تا رسیدگی، عملکرد دانه و طول دوره پر شدن عامل اصلی انتخاب ژنوتیپ ها بود و بر مبنای این عامل ژنوتیپ L112 برتر بود. عامل سوم ژنوتیپ ها را بر اساس مقدار بالای هر دو صفت ارتفاع بوته و طول پدانکل گزینش کرد که ژنوتیپ های L88 و L94 براساس عامل سوم ایده آل بودند. عامل چهارم ژنوتیپ ها را بر اساس طول ریشک و طول سنبله بالا گزینش کرد (ژنوتیپ L33 برتر بود) و عامل پنجم ژنوتیپ های با طول دوره ظهور سنبله و وزن هزار دانه پایین را انتخاب کرد و بر اساس این عامل ژنوتیپ های L50، L35 و L51 ایده آل بودند.

    نتیجه گیری

    درکل نتایج نشان داد که هیچ کدام از عامل ها، نتوانستند ژنوتیپ های برتر را بر اساس مقدار ایده آل همه صفات درونی خود دسته بندی نمایند. به همین دلیل نهایتا ژنوتیپ هایی انتخاب شدند که کمترین مقدار MGIDI را داشته و علاوه بر آن، عملکرد دانه آن ها از متوسط عملکرد دانه ژنوتیپ های انتخاب نشده بالاتر بود. بنابراین، در بین ژنوتیپ های انتخابی با استفاده از شاخص MGIDI، ژنوتیپ های L99، L88، L51، L56، L108، L63، L20، L69 و L94 جزء ژنوتیپ های برتر در این تحقیق بودند. از طرفی اثبات کارایی و توسعه شاخص جدیدی مثل MGIDI نیاز به تحقیقات بیشتری در سایر گیاهان دارد.

    کلیدواژگان: اقلیم گرم، تجزیه به عامل ها، دیفرانسیل انتخاب، صفات مورفو- فنولوژیک
  • لیلا خزایی* صفحات 77-89
    مقدمه و هدف

    از روش های جهش زایی برای ایجاد تنوع ژنتیکی در بسیاری از گیاهان زراعی استفاده می شود و تعداد زیادی لاین های جهش یافته مفید از این طریق تولید شده است. بنابراین، این مطالعه با هدف ارزیابی خصوصیات زراعی و مقایسه عملکرد ژنوتیپ های جهش یافته برنج اجرا شد.

    مواد و روش ها: 

    41 ژنوتیپ جهش یافته حاصل از جهش زایی شیمیایی (EMS) در رقم محلی هاشمی به همراه چهار رقم شاهد هاشمی، آنام، TH2 و گیلانه در سال 1398 به صورت آزمایش آگمنت بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در موسسه تحقیقات برنج کشور مورد بررسی قرار گرفتند. در این آزمایش صفات زراعی و کیفی شامل ارتفاع بوته، تعداد پنجه، طول خوشه، تعداد دانه پر، تعداد دانه پوک، وزن صد دانه، راندمان تبدیل، میزان آمیلوز، درجه ژلاتینی شدن و عملکرد دانه در کلیه ی ژنوتیپ ها اندازه گیری شد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج، تنوع قابل ملاحظه ای در میان ژنوتیپ ها زمان گلدهی (روز تا 50 درصد گلدهی)، ارتفاع بوته، طول خوشه، عملکرد دانه، درصد تبدیل و میزان آمیلوز وجود داشت و تفاوت موجود در میان ژنوتیپ ها و نیز تفاوت میان ژنوتیپ ها با شاهدها، در تمام موارد معنی دار بود (p≤0.05). زمان گلدهی 33 درصد از ژنوتیپ ها کمتر از 83 روز بود. هم چنین، 43 درصد از ژنوتیپ ها ارتفاعی کمتر از 130 سانتی متر داشتند و عملکرد در 30 درصد از آن ها بیش از 5 تن در هکتار بود. نتایج نشان داد که ژنوتیپ های EM4-233 و EM4-83 با احتساب بیش از 6 تن در هکتار از لحاظ عملکرد نسبت به سایر ژنوتیپ ها برتری نشان دادند. تجزیه خوشه ای به روش Ward، ژنوتیپ های مورد مطالعه را در چهار گروه قرار داد.

    نتیجه گیری

    با توجه به صفات زودرسی، کیفیت دانه، عملکرد و سایر خصوصیات زراعی مطلوب، ژنوتیپ های جهش یافته EM4-83، EM4-233، EM4-29، EM4-106 و EM4-294 به عنوان ژنوتیپ های برتر انتخاب شدند.

    کلیدواژگان: آزمایش آگمنت، اتیل متان سولفونات، برنج، تنوع ژنتیکی، جهش
  • اسماعیل قلی نژاد*، رضا درویش زاده، عباس ابهری صفحات 90-102
    مقدمه و هدف

    یکی از روش هایی که در سال های اخیر برای مقابله با کم آبی و تنش های خشکی در بسیاری از گیاهان مورد استفاده قرار گرفته، استفاده از قارچ های هم زیست ریشه (میکوریز) است. مطالعات بوم شناسی و فیزیولوژیکی اثبات کرده، اغلب همزیستی میکوریزی باعث جذب بهتر آب و عناصر غذایی از خاک می شود. به دلیل اهمیت دانه های روغنی و بویژه کنجد، مطالعه ارقام تجاری از نظر اجزای واریانس ژنتیکی، فنوتیپی و وراثت پذیری صفات مهم می باشد. کنجد به دلیل داشتن روغن زیاد (52-42 درصد) و کیفیت مناسب آن (کلسترول پایین و وجود برخی آنتی اکسیدان ها) نقش مهمی در سلامت انسان دارد و از طرفی گیاهی متحمل به کم آبی و تنش خشکی است. در حال حاضر تنش خشکی مهمترین عامل در کاهش عملکرد در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. وراثت پذیری بالا برای یک صفت نشان می دهد که بخش عمده ای از واریانس فنوتیپی به دلیل واریانس ژنتیکی است، در حالی که در وراثت پذیری پایین، عوامل ژنتیکی سهم کمتری در تنوع فتوتیپی دارند. هدف از این مطالعه برآورد مولفه های واریانس و وراثت پذیری عملکرد دانه و صفات مربوطه در هشت رقم تجاری کنجد در شرایط مختلف آبیاری بود.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تنوع ژنتیکی و وراثت پذیری عملکرد و اجزاء عملکرد دانه در کنجد تحت شرایط مختلف، تعداد هشت رقم تجاری در در سه آزمایش جداگانه به صورت آزمایش فاکتوریل- اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی ایستگاه ساعتلوی ارومیه در سال زراعی 94-1395 و 95-1396 مورد بررسی قرار گرفتند. کرت های اصلی شامل ترکیب سه سطح مختلف آبیاری (آبیاری نرمال: آبیاری بعد از 70 میلی متر تبخیر و تعرق گیاه یا ETc، تنش ملایم: آبیاری بعد از 90 میلی متر ETc و تنش شدید: آبیاری بعد از 110 میلی متر ETc) و سه سطح تلقیح با قارچ میکوریزا Glomus mosseae، Glomus intraradices و عدم تلقیح بودند. کرت های فرعی در برگیرنده ارقام تجاری کنجد بود.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد تاثیر محیط، ژنوتیپ و اثر متقابل محیط × ژنوتیپ روی بیشتر صفات مورد مطالعه معنی دار بود. در رژیم های آبیاری مطلوب، تنش ملایم و شدید خشکی در شرایط تلقیح و عدم تلقیح با میکوریزا، بیشترین واریانس ژنتیکی به ترتیب در صفات عملکرد بیولوژیک، تعداد دانه در مترمربع و عملکرد دانه مشاهده شد. بیشترین وراثت پذیری در شرایط آبیاری مطلوب و بدون تلقیح با میکوریزا در صفات عملکرد دانه و تعداد دانه در کپسول؛ در شرایط آبیاری مطلوب و تلقیح با میکوریز در صفات عملکرد دانه و وزن هزار دانه؛ در شرایط تنش ملایم خشکی و بدون تلقیح با میکوریزا در صفات عملکرد دانه، وزن هزار دانه و تعداد دانه در کپسول؛ در شرایط تنش ملایم خشکی و تلقیح با میکوریزا گلوموس موسه آ در صفات وزن هزار دانه و تعداد دانه در کپسول؛ در شرایط تنش ملایم خشکی و تلقیح با میکوریزا گلوموس اینترادیسز در صفات عملکرد دانه، وزن هزار دانه و تعداد دانه در کپسول؛ در شرایط تنش شدید خشکی و بدون تلقیح با میکوریزا در صفات قطر ساقه و وزن هزار دانه؛ در شرایط تنش شدید خشکی و تلقیح با میکوریزا گلوموس موسه آ در صفات قطر ساقه، تعداد دانه در کپسول و تعداد دانه در مترمربع و در شرایط تنش شدید خشکی و تلقیح با میکوریزا گلوموس اینترادیسز در صفات قطر ساقه، تعداد دانه در مترمربع و وزن هزار دانه مشاهده شد. عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و اجزای عملکرد دانه در هر سه شرایط مختلف آبیاری، سود ژنتیکی و پیشرفت ژنتیکی بالایی داشتند.

    نتیجه گیری

    از بین اجزای عملکرد دانه با توجه به اینکه وراثت پذیری تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه در هر سه شرایط مختلف آبیاری در مقایسه با تعداد کپسول در هر بوته بیشتر است انتخاب از طریق تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه به منظور افزایش عملکرد دانه کارآیی بیشتری خواهد داشت. بنابراین ارقام تجاری کنجد (داراب 2 و داراب 14) که تعداد دانه در کپسول و وزن هزار دانه بیشتری دارند را می توان جهت تولید ارقامی با عملکرد دانه بالا در برنامه های به نژادی بهره برداری نمود.

    کلیدواژگان: پیشرفت ژنتیکی، تنش خشکی، تنوع ژنتیکی، سود ژنتیکی، کنجد، واریانس ژنتیکی
  • داریوش طالقانی، علی صارمی راد* صفحات 103-118

     مقدمه و هدف :

    چغندرقند یک محصول بسیار مهم کشاورزی می باشد که صرفا به طور تخصصی در صنعت قند مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان یکی از مهم ترین منابع تولید قند به شمار می رود. عملکرد و کیفیت قند در چغندرقند به وسیله ژنوتیپ، محیط و برهمکنش میان آن ها کنترل می شود. از این رو، مطالعه حاضر به منظور بررسی تاثیر برهمکنش ژنوتیپ- محیط بر عملکرد قند هیبریدهای مختلف چغندرقند پایه ریزی و به مرحله اجرا در آمد.

    مواد و روش ها

    اثر برهمکنش ژنوتیپ- محیط بر عملکرد قند و تعیین پایداری و سازگاری 155 هیبرید چغندرقند به همراه یک شاهد داخلی (سینا) و چهار شاهد خارجی (نووودورا، مودکس، لوریکوییت و پیرولا) مورد بررسی قرار گرفت. هیبریدهای منوژرم در قالب طرح آماری مقایسه عملکرد مقدماتی (آگمنت) در هفت منطقه خوی، شیراز، کرج، کرمانشاه، مشهد، میاندوآب و همدان در سال 1399 کشت شدند. پس از برداشت محصول و برآورد عملکرد قند مربوط به هر یک از هیبریدهای آزمایشی، تجزیه پایداری ویژگی مذکور با به کارگیری روش گرافیکی GGE biplot انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه پایداری عملکرد قند به روش گرافیکی GGE بای پلات نشان داد که بر اساس نمودار چندضلعی، رقم پیرولا در کرمانشاه و میاندوآب، هیبرید شماره 96 در همدان، کرج، شیراز و مشهد و هیبرید شماره 11 در خوی دارای بیش ترین سازگاری و عملکرد قند بودند. رتبه بندی محیط ها از بهترین محیط به سمت نامناسب ترین محیط به ترتیب به صورت همدان، شیراز، میاندوآب، کرج، مشهد، کرمانشاه و خوی بود. نمودار رتبه بندی هیبریدها بر اساس هیبرید ایده آل و همچنین نمودار رتبه بندی هیبریدها بر اساس میانگین عملکرد و پایداری، نشان داد که هیبرید شماره 96 به عنوان بهترین و پایدارترین هیبرید می باشد. مناطق مورد بررسی به سه محیط بزرگ (ابر محیط) تقسیم شدند، به طوری که کرمانشاه و میاندوآب به عنوان اولین محیط بزرگ، همدان، کرج، شیراز و مشهد به عنوان دومین محیط بزرگ و خوی به عنوان سومین محیط بزرگ شناخته شد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که برهمکنش ژنوتیپ- محیط بر عملکرد قند هیبریدهای اصلاحی چغندرقند تاثیرگذار بوده و سبب ایجاد نوسان عملکرد از محیطی به محیط دیگر شده است. به طور کلی نظر به عملکرد قند خوب برخی از هیبریدها، هیبریدهای منتخب به دو گروه تقسیم شده و تعدادی از آن ها وارد آزمون‎های معرفی رقم گردیدند و مابقی در قالب طرح‎های تکرار دار، در چند منطقه ارزیابی تکمیلی شده و سپس بهترین‎های آن ها به عنوان رقم معرفی می شوند.

    کلیدواژگان: بای پلات، سازگاری، چندضلعی و چغندرقند
  • سارا شریفی سلطانی، غلامعلی رنجبر*، سید کمال کاظمی تبار، علی پاکدین پاریزی، حمید نچفی زرینی صفحات 119-130
    مقدمه و هدف

    تنش خشکی از مهم ترین تنش های محیطی می باشد که بر روی گیاهان تآثیر می گذارد.؛ بنابراین شناخت مکانیسم های که گیاه در مواجهه با تنش از خود نشان می دهد، ضروری می باشد.

    مواد و روش ها

    به منظور مطالعه تآثیر تنش خشکی بر صفات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه کرچک، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی ساری در سال 8-1397 به اجرا در آمد. عامل اول شامل 22 اکوتیپ کرچک و عامل دوم اعمال تنش خشکی در 5 سطح، آبیاری کامل، قطع آبیاری در اوایل مرحله رشد سنبله به مدت (11، 22، 33 و 44 روز) انجام شد. در این پژوهش صفاتی شامل فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنویید، فنل، فلاونویید و میزان پروتیین و همچنین صفات مورفولوژیک مانند ارتفاع گیاه و شاخص سطح برگ نیز اندازه گیری شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که با افزایش شدت تنش فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، میزان پروتیین، فنل و فلاونویید به طور معنی داری افزایش می یابد در حالیکه میزان رنگیزه های فتوسنتزی و کاروتنویید و همچنین ارتفاع گیاه و شاخص سطح برگ کاهش معنی داری را با افزایش تنش از خود نشان دادند. با توجه به نتایج تجزیه خوشه ای در شرایط تنش خشکی اکوتیپ های کرچک به سه خوشه تقسیم شدند. اختلاف بین اکوتیپ هایی که در گروه مقاوم قرار گرفتند در مقایسه با اکوتیپ های حساس تحت تنش در صفات سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنویید، فنل، فلاونویید، میزان پروتیین، ارتفاع بوته و شاخص سطح برگ به ترتیب 83/41، 83/33، 85/57، 84/21، 82/08، 88/7، 86/44، 86/81، 78 و 80/9 درصد بود. با توجه به نتایج اکوتیپ های 2،3، 5، 8 و 19 را می توان به عنوان اکوتیپ های مقاوم جهت کارهای اصلاحی بعدی معرفی نمود.

    نتیجه گیری

    در مجموع به نظر می رسد اکوتیپ های مقاوم با توجه به شدت آسیب دیدگی کمتر از نظر شاخص های رشدی و افزایش بیشتر در فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و تجمع پروتیین، فنول و فلاونویید میزان مقاومت بیشتری در برابر تنش خشکی از خود نشان دادند.

    کلیدواژگان: پروتئین برگ، تنش غیر زیستی، سوپراکسید دیسموتاز، کاروتنوئید، محتوای فنل و فلاونوئید
  • فاطمه شیخ*، رضا سخاوت، محمدعلی آقاجانی صفحات 131-147
    مقدمه و هدف

    باقلا یکی از حبوبات چند منظوره با دامنه سازگاری وسیع، ارزش غذایی بالا، خواص دارویی و قابلیت تثبیت بیولوژیک نیتروژن است. سطح زیر کشت باقلا طی سال های اخیر کاهش یافته است، افزایش سطح زیر کشت و افزایش عملکرد در واحد سطح، با معرفی ارقام مقاوم به تنش های زیستی و غیرزیستی امکان پذیر خواهد بود.

    مواد و روش ها: 

    به منظور بررسی مقاومت مزرعه ای 64 ژنوتیپ باقلا در برابر بیماری های قارچی و همچنین گزینش ژنوتیپ هایی با صفات عملکردی مطلوب، آزمایشی در قالب طرح لاتیس ساده (8 × 8) در دو تکرار در در ایستگاه های تحقیقات کشاورزی گرگان و دزفول در سال زراعی 95-1394 اجرا شد. به منظور محاسبه سطح زیر منحنی استاندارد شده پیشرفت بیماری sAUDPC، از زمان ظهور اولین علایم بیماری های لکه برگی نمونه برداری در 5 مرحله انجام شد. تجزیه واریانس مرکب و تجزیه همبستگی برای ده صفت فیزیولوژیکی، مرفولوژیکی، فنولوژیکی و شدت بیماری انجام شد. همچنین دو روش گزینش گرافیکی تجزیه بای پلات ژنوتیپ × صفت (GT) در ترکیب با تجزیه خوشه ای برای ارتقاء چندین صفت کمی و مقاومت به بیماری به طور همزمان انجام شد. خوشه بندی ژنوتیپ ها و صفات به تفکیک در هر آزمایش با استفاده از روش Ward و فاصله مربع اقلیدسی انجام شد و نقشه گرافیکی هیت مپ با استفاده از نرم افزار MetaboAnalyst 3.0 ترسیم شد.

    یافته ها: 

    نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که تفاوت بسیار معنی دار در سطح احتمال یک درصد بین ژنوتیپ های باقلا برای صفات زراعی و مقاومت به بیماری وجود دارد. عملکرد دانه دارای بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار با وزن صد دانه و تعداد دانه در غلاف بود. بر اساس نتایج تجزیه گرافیکی هیت مپ ژنوتیپ های باقلا به ترتیب در سه و چهار گروه در گرگان و دزفول قرار گرفتند. گروه های متمایز به دست آمده، برای استخراج ژنوتیپ هایی با ویژگی های متنوع و شناسایی تنوع خزانه ژنی مفید هستند. بردارهای موجود در بای پلات نشان دادند، ارتباط مثبت بین صفات تعداد دانه در غلاف، وزن صد دانه و ارتفاع بوته با عملکرد دانه وجود دارد و تجزیه همبستگی نیز این نتایج را تایید کرد، صفات ارتفاع بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن صد دانه معیاری جهت بهبود عملکرد دانه در برنامه اصلاحی هستند. بر اساس نتایج حاصل از GT بای پلات، ژنوتیپ های G52، G56 و G58 در گرگان و ژنوتیپ های G47، G51 و G56 در دزفول، به عنوان برترین ژنوتیپ ها شناخته شدند.

    نتیجه گیری:

     ژنوتیپ های متعددی برای استفاده بالقوه به عنوان والدین انتخاب شدند، ژنوتیپ های G48 و G62 برای عملکرد دانه و صفات مربوطه و رقم Ascot به عنوان منبع مقاومت در برابر لکه شکلاتی برای برنامه های اصلاحی باقلا در نظر گرفته شدند. ژنوتیپ های G47، G51، G52،G55 ،G56  و G58 برای بررسی های بیشتر و معرفی رقم انتخاب شدند.

    کلیدواژگان: باقلا، بیماری، عملکرد، بای پلات ژنوتیپ × صفت، همبستگی، هیت مپ
  • عباس سعیدی*، زهرا حاجی برات، مهرشاد زین العابدینی، محمدرضا غفاری صفحات 148-155
    مقدمه و هدف

    تنش های غیرزیستی فاکتورهای مهم در کاهش عملکرد محصولات زراعی هستند. سرما، گرما و نور زیاد ازجمله مهمترین تنش های غیرزیستی در گیاهان به شمار می روند. لذا درک مکانیسم مولکولی ژن های درگیر در تنش ضروری به نظر می رسد. متالوپروتیاز FtsH یکی از تنظیم کننده های کلیدی در پاسخ به تنش های غیرزیستی است. مطالعات زیادی بر روی FtsH در گیاهان مختلف انجام شده است. اما تحت تنش سرما، گرما و نور زیاد بر روی سیب زمینی گزارشی وجود ندارد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، بیان ژن StFtsH5، StFtsH6 و StFtsH10 در سه بافت ریشه، ساقه و برگ در پاسخ به سه تنش سرما، گرما و نور زیاد بررسی شد. ژنوتیپ آگریا تحت شرایط کنترل شده در گلخانه کشت شد. بعد از تیمارهای سرما، گرما و نورزیاد، نمونه برداری از برگ، ساقه و ریشه تحت دو شرایط کنترل و تنش بعد از اعمال تیمار 24 و 48 ساعت انجام شد. بیان نسبی ژن های انتخاب شده تعیین شد.

    یافته ها

    ژن StFtsH5 بعد از 24 و 48 ساعت تحت تنش دمای پایین در برگ و ساقه افزایش بیان معنی داری را نسبت به شرایط کنترل نشان داد. همچنین این ژن تحت تنش گرمایی در دو زمان اعمال تنش در ریشه و برگ افزایش میانگین بیان نسبی نسبت به شرایط کنترل داشته است. StFtsH5 در برگ تحت تنش نور زیاد در 24 ساعت بعد از اعمال تنش افزایش بیان نسبی نسبت به شرایط نرمال نشان داد. اما ژن StFtsH6 تحت تنش دمای پایین، گرما و نور زیاد بعد از 48 و24 ساعت بعد از اعمال تنش در برگ، ساقه و ریشه میانگین بیان نسبی بالایی برخوردار نبود. ژن StFtsH10 تحت تنش نور زیاد در ساقه و ریشه در 48 ساعت بعد از تنش افزایش بیان معنی داری را نشان داد. در برگ و ساقه تحت تنش دمای پایین در 48 ساعت بعد از اعمال تیمار میانگین بیان بالایی را به خود اختصاص داد. اما این ژن 24 و 48 ساعت بعد از اعمال تنش گرمایی و نور زیاد به ترتیب افزایش بیان بالایی را در ساقه و ریشه نسبت به شرایط کنترل داشت. نتایج این تحقیق نشان داد که تحت 3 تیمار تنشی (سرما، گرما و نور زیاد) ژن های StFtsH5 و StFtsH6 در ساقه، برگ و ریشه بیشترین و کمترین میانگین بیان نسبی را نشان داد.

    نتیجه گیری

    در میان سه ژن، StFtsH5 بالاترین بیان را در سه بافت تحت تنش سرما، گرما و نور زیاد نشان داد. با توجه به یافته های فوق، تغییرات بیشتر بیان ژن StFtsH5 احتمالا می تواند ناشی از نقش موثر این ژن در تنش های غیرزیستی مخصوصا سرما، گرما و نور زیاد باشد.

    کلیدواژگان: آگریا، استرس غیرزیستی، سرما، گرما، FtsH
  • فاطمه باوندپوری*، عزت الله فرشادفر، محسن فرشادفر صفحات 156-173

     مقدمه و هدف:

     بررسی تنوع ژنتیکی در گیاهان زراعی برای برنامه های به نژادی و حفاظت از ذخایر توارثی امری ضروری است و یک گام کلیدی در ارزیابی سازگاری جمعیت با شرایط جدید محیطی و در نتیجه انتخاب ارقام جدید می باشد. روش های مختلفی به منظور برآورد تنوع ژنتیکی در گونه های مختلف گیاهی وجود دارد که از آن موارد می توان به استفاده از صفات مورفولوژی و نشانگرهای DNA اشاره نمود.

    مواد و روش ها

    بدین منظور در این پژوهش تنوع ژنتیکی بین 25 توده گندم نان از نظر 23 صفت زراعی و 20 نشانگر مولکولی SSR بررسی شد. آزمایشی مزرعه ای در سال 96-1395 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط دیم و آبیاری آخر فصل در مزرعه تحقیقاتی و آزمایشگاه های پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی به اجرا درآمد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف معنی داری بین توده ها برای اکثر صفات مورد بررسی وجود داشت. بر اساس نتایج تجزیه خوشه ای توده ها در چهار گروه قرار گرفتند. نتایج مقایسه میانگین و تجزیه خوشه ای حاکی از آن بود که توده های شماره 2، 13، 6، 15، 18 و 10 برترین توده ها بر مبنای خصوصیات زراعی بودند که بر این اساس قابل پیشنهاد برای برنامه های اصلاحی هستند و در مقابل توده های شماره 3، 24، 11، 12 و 16 به عنوان ضعیف ترین توده ها از نظر صفات زراعی مورد مطالعه شناسایی شدند. در ارزیابی تنوع ژنتیکی توده ها با استفاده از 20 نشانگر SSR، 16 ترکیب آغازگری که چندشکلی مناسبی داشتند، انتخاب شدند. درصد چندشکلی کل 93/75 برآورد گردید. آغازگرهای XCFD168-2D، XGWM350-7D و XGWM136-1A با صد درصد چند شکلی، بیشترین تعداد آلل، مقدار بالای شاخص های محتوی اطلاعات چندشکلی، شاخص نشانگری، شاخص نسبت چندشکلی موثر و شاخص قدرت تفکیک و با توجه به تکثیر بالای باندها و تولید نوارهای چندشکلی بالا به عنوان مناسب ترین آغازگرها برای گندم در مطالعات بعدی معرفی شدند. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که میزان تنوع درون گروه ها بیشتر از تنوع بین گروه ها بود. نتایج تجزیه خوشه ای به روش UPGMA بر مبنای ضریب تشابه جاکارد منجر به طبقه بندی 25 توده گندم نان در چهار گروه متفاوت گردید که با نتایج تجزیه به مختصات اصلی تطابق بالایی نشان داد و در نهایت توده های شماره 1، 3 و 25 بیشترین فاصله ژنتیکی با توده های شماره 13، 7 و رقم پیشگام داشتند بنابراین می توان انتخاب والدین از این دو گروه را برای برنامه های اصلاحی پیشنهاد نمود.

    نتیجه گیری

    ارزیابی خصوصیات زراعی نشان داد که توده های شماره 2، 13، 6، 15، 18 و 10 توده های برتری هستند که در بین آن ها، توده هایی با منشا خارجی و داخلی مشاهده شد. در ارزیابی تنوع ژنتیکی توده ها، آغازگرهای XCFD168-2D، XGWM350-7D و XGWM136-1A به عنوان مناسب ترین آغازگرها برای گندم در مطالعات بعدی شناسایی شدند. نشانگرهای با پلی مورفیسم بالا و همچنین نشانگرها و توده های دارای باندهای منحصر به فرد در الگوی نواربندی نیز از ارزش بالایی جهت برنامه های اصلاحی به عنوان مثال، شناسایی ژن های مفید برای مقاومت به انواع تنش های زیستی و غیرزیستی در گندم و ارتقاء ارقام مختلف آن برخوردار هستند.

    کلیدواژگان: تنوع، صفات زراعی، فاصله ژنتیکی، نشانگر SSR، Triticum aestivum
  • محمدرضا نظری*، فرناز شریعتی، حمید صادقی گرمارودی، حمید جباری صفحات 174-180
    مقدمه و هدف

    گلرنگ (Carthamus tictorius) یکی از قدیمی ترین گیاهان اهلی شده دنیا است که به طور عمده به عنوان دانه روغنی در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا کشت می شود. با توجه به شرایط اقلیمی دنیا که در آن کمبود آب همواره محدود کننده کشت و کار می باشد، اهمیت گیاهان متحمل به تنش خشکی نظیر گلرنگ بسیار زیاد خواهد بود. بنیان اصلاح ژنتیکی ارقام بر مبنای ایجاد تنوع و استفاده از تنوع ژنتیکی بنا شده است. در این مطالعه به دنبال بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های جمع آوری شده از مناطق مختلف دنیا در راستای شناسایی ژنوتیپ های برتر و شناسایی ارتباط موثر بین صفات خواهیم بود.

    مواد و روش ها

    این مطالعه با هدف بررسی 273 ژنوتیپ متنوع گلرنگ جمع آوری شده از مناطق مختلف دنیا در قالب طرح آگمنت با پنج شاهد گلدشت، صفه، پرنیان، فرامان و گلمهر که همگی از ارقام معرفی شده گلرنگ می باشند طی سال زراعی 99-98 انجام شد و صفات متنوعی چون عملکرد دانه، ارتفاع بوته، وزن هزاردانه، درصد روغن، تعداد شاخه فرعی، تاریخ گلدهی، قطر غوزه، خارداری و رنگ گل یادداشت گردید.

    یافته ها

    نتایج نشان دهنده وجود تنوع بالا از نظر همه صفات مورد ارزیابی بود به طوری که ژنوتیپ هایی با بیش از 40 درصد روغن (ژنوتیپ های 190، 226 و 227) و ژنوتیپ های پر بارتر و زودرس تر از شاهدها مشاهده شد. به عنوان مثال کد 187: با 100 روز تا گلدهی، کد 167: با 105 روز تا گلدهی و کد 37: با 106 روز تا گلدهی، نسبت به گلدشت با 113 روز تا گلدهی زودرس تر بودند. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد 3 مولفه اول توانستند بیش از 50 درصد از تغییرات را توجیه کنند. مولفه اول 21 درصد، مولفه دوم 18 درصد و مولفه سوم 12 درصد از تغییرات را توجیه کردند. نتایج تجزیه همبستگی جزء نشان داد که ارتباط معنی داری بین بسیاری از صفات وجود دارد که می توان در فرایند اصلاح از آن ها استفاده نمود. از مهمترین آن ها می توان به ارتباط بین رنگ گل و درصد روغن و همچنین ارتباط بین وزن هزار دانه و درصد روغن اشاره کرد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج نشان داد که تنوع موجود در مواد ژنتیکی گلرنگ می تواند تامین کننده فعالیت های هدفمند اصلاحی باشد.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، درصد روغن، ژرم پلاسم، گلرنگ، همبستگی
  • میترا وندا*، محمدحسن حکمت، عمران عالیشاه صفحات 181-189
    مقدمه و هدف

    شناخت دقیق ژرم پلاسم ها جهت انتقال صفات در برنامه های دورگ گیری از الزامات اصلاح ارقام برتر می باشد. هدف از این تحقیق بررسی تنوع ژنتیکی و گزینش ژنوتیپ های برتر پنبه با عملکرد، زودرسی و خصوصیات کیفی مطلوب بود.

    مواد و روش ها

    به منظور ارزیابی ژنوتیپ های پنبه با استفاده از شاخص SIIG، آزمایشی شامل 9 ژنوتیپ همراه با 2 رقم تجاری استان فارس (بختگان و گلستان) به عنوان شاهد، در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 4 تکرار، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی حسن آباد داراب طی سال های زراعی 1397 و 1398 اجرا شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه مرکب داده ها تفاوت معنی داری بین ژنوتیپ ها از نظر صفات کمی مورد مطالعه نشان داد که این مطلب، بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بین ژنوتیپ ها بود. ضریب تنوع فنوتیپی در صفات عملکرد و درصد زودرسی بیشتر از ضریب تنوع ژنوتیپی بود. عملکرد وش دارای وراثت پذیری بالایی (0/73) بود که نشان دهنده نقش بیشتر اثر ژن در بیان صفت و کارایی انتخاب در بهبود صفت در نسل های متوالی می باشد. نتایج شاخص SIIG نشان داد که ژنوتیپ های A-NB414 و A-NBK با بیشترین مقدار SIIG جزء برترین ژنوتیپ ها و ژنوتیپ های Va-1 و 96-A3 با کمترین مقدار SIIG جزء ضعیف ترین ژنوتیپ ها در این تحقیق بودند. به منظور بررسی کارایی شاخص SIIG  در انتخاب بهترین ژنوتیپ از نظر عملکرد وش، درصد زودرسی، ظرافت الیاف، درصد یکنواختی، کشش الیاف، استحکام و درصد کیل، ژنوتیپ های مورد بررسی بر اساس شاخص SIIG در 3 دسته گروه بندی شدند. نتایج کلی گروه بندی نشان داد که، با افزایش مقدار شاخص SIIG ، مقدار عملکرد وش، یکنواختی الیاف، درصد کیل و درصد زودرسی نیز افزایش یافت. مقدار درصد زودرسی و عملکرد وش نیز در ژنوتیپ های A-NB414 و A-NBK که دارای مقدار شاخص SIIG بالاتری بودند، بالا بود.

    نتیجه گیری

    بررسی حاضر نشان داد که شاخص SIIG به خوبی توانسته ژنوتیپ ها را دسته بندی نماید. در این تحقیق ژنوتیپ های A-NB414 و A-NBK به همراه رقم گلستان با عملکرد بالاتر از میانگین کل و شاخص SIIG بالا، به عنوان ژنوتیپ های برتر شناسایی شدند که می توانند در برنامه معرفی و توسعه کشت قرار گیرند. بر اساس نتایج تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ های پنبه در دو گروه متمایز طبقه بندی شدند که این موضوع انتخاب و استفاده از آنها در برنامه ها و اهداف مختلف به نژادی را تسهیل می کند.

    کلیدواژگان: پنبه، ژنوتیپ ایده آل، شاخص SIIG، عملکرد وش، کیفیت الیاف
  • امیر قلی زاده*، بهرام مسعودی، ابراهیم هزارجریبی، کمال پیغام زاده صفحات 190-198

    مقدمه و هدف :

    سویا یکی از مهم ترین گیاهان دانه روغنی جهان می باشد و انتخاب ژنوتیپ های پرمحصول در این گیاه از اهمیت بالایی برخوردار است. هچنین بررسی رابطه بین عملکرد و سایر صفات زراعی، راندمان برنامه های اصلاحی را با تعیین معیار انتخاب مناسب، بهبود می بخشد. بنابراین این مطالعه با هدف گزینش لاین های جدید سویا و مطالعه روابط میان صفات انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه تعداد 15 لاین پیشرفته امیدبخش به همراه دو رقم صبا و امیر در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال زراعی (1399 و 1400) مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات عملکرد و اجزای عملکردی شامل روز تا شروع گلدهی، روز تا شروع غلاف دهی، روز تا پایان گلدهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، ارتفاع بوته، ارتفاع شاخه بندی، تعداد گره، تعداد شاخه های فرعی، تعداد غلاف در شاخه اصلی، تعداد غلاف در شاخه های فرعی، تعداد غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف، تعداد دانه در بوته، وزن هزار دانه و عملکرد دانه مورد اندازه گیری قرار گرفتند. در این تحقیق به منظور گزینش ژنوتیپ های سویا و مطالعه روابط میان صفات از روش شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) و تجزیه به عامل ها استفاده شد.

    یافته ها

    بر اساس شاخص SIIG، ژنوتیپ های G15، G5، G12، G1، G4، G13 و G11 با بیشترین مقدار SIIG (به ترتیب 0/645، 0/638، 0/615، 0/600، 0/600، 0/544 و 0/520) ژنوتیپ های مورد مطالعه بودند. از طرفی ژنوتیپ های G17، G16، G7، G10 و G9 با مقدار SIIG کمتر (به ترتیب 0/309، 0/319، 0/376، 0/384 و 0/386) جزء ژنوتیپ های ضعیف از نظر اکثریت صفات مورد بررسی بودند. لاین های G4، G5 و G13 با داشتن مقدار SIIG بالا و همچنین عملکرد دانه بالاتر از میانگین، به عنوان ژنوتیپ های برتر از نظر عملکرد دانه و سایر صفات زراعی شناخته شدند. همچنین نتایج تجزیه به عامل ها نشان دهنده ارتباط مثبت صفات تعداد دانه در غلاف و زودرسی با عملکرد دانه بود.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج نشان داد که لاین های G4، G5 و G13 به عنوان ژنوتیپ های برتر از نظر عملکرد دانه و سایر صفات زراعی بودند. همچنین صفات تعداد دانه در غلاف و زودرسی می توانند به عنوان شاخص های مناسب در برنامه های اصلاحی برای انتخاب ژنوتیپ های با عملکرد بالا سویا در استان گلستان مورد استفاده قرار گیرند.

    کلیدواژگان: تجزیه به عامل ها، زودرسی، شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل، لاین های جدید سویا
  • عاطفه اسماعیلی، عبدالله نجفی*، دانیال کهریزی صفحات 199-210
    مقدمه و هدف

    کاملینا محصولی است که به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای سایر دانه های روغنی در طی بیست سال گذشته معرفی شده است. با توجه به نیاز روز افزون کشور به واردات روغن و معرفی کاملینا به عنوان یک جایگزین مناسب، متناسب با اقلیم کشور، مطالعه حاضر با هدف گزینش لاین های برتر و ایده آل گیاه دانه روغنی کاملینا بر مبنای شاخص SIIG و با استفاده از شاخص های مختلف تحمل خشکی جهت استفاده در برنامه های به نژادی آتی انجام شد.

    مواد و روش ها

    بررسی حاضر به منظور ارزیابی لاین های هاپلویید مضاعف کاملینا با استفاده از SIIG در پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی و در دو سال زراعی 99-1397 صورت گرفت. آزمایش با 40 لاین و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. آبیاری در شرایط نرمال براساس 80 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A صورت گرفت. ارزیابی لاین های متحمل و حساس به تنش خشکی با استفاده از شاخص تحمل (TOL)، میانگین بهره وری (MP)، شاخص حساسیت به خشکی (SSI)، میانگین هندسی عملکرد در دو شرایط تنش و بدون تنش (GMP)، شاخص مقاومت به خشکی (DI)، شاخص عملکرد (YI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI)، شاخص حساسیت به تنش (SDI)، شاخص پاسخ به خشکی (RDI)، شاخص تحمل به تنش (STI) و میانگین هارمونیک عملکرد (HAM) صورت گرفت و از تکنیک  SIIGبرای انتخاب لاین های متحمل به خشکی با استفاده از سایر شاخص های تحمل تنش به طور همزمان استفاده شد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج این بررسی شاخص های GMP، MP، HAM و STI دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد دانه در شرایط نرمال و تنش بودند و بنابراین شاخص های مناسب برای انتخاب لاین های متحمل به خشکی می باشند. بر اساس این شاخص ها لاین 39 به عنوان مناسب ترین لاین شناسایی شد. شاخص های مناسب برای بر اساس نمودار بای پلات، لاین های 39، 120، سهیل، 46، 112 و 49 به عنوان لاین های مطلوب انتخاب شدند. همچنین این لاین ها بر اساس شاخص SIIG نیز به عنوان لاین های متحمل شناخته شدند. از سوی دیگر لاین 114 با بیشترین فاصله از ژنوتیپ ایده آل (0.56) و کمترین مقدار SIIG (0.06) ضعیف ترین لاین این بررسی شناخته شد.

    نتیجه گیری

    نتایج کلی این بررسی نشان داد که استفاده از شاخص ژنوتیپ ایده آل (SIIG) به دلیل ادغام شاخص های مختلف و رسیدن به یک شاخص واحد در انتخاب ژنوتیپ های متحمل به تنش خشکی می تواند نتایج مطمین تری به محقق ارایه کند. بر اساس این شاخص بهترین ژنوتیپ، ژنوتیپی خواهد بود که مقدار شاخص SIIG برای آن به یک نزدیک تر باشد و ژنوتیپی که مقدار شاخص SIIG برای آن به صفر نزدیک باشد به عنوان ژنوتیپ ضعیف شناخته خواهد شد. بنابراین لاین 39 با کمترین فاصله از ژنوتیپ ایده آل (0/11) و بیشترین مقدار SIIG (0/83) متحمل ترین لاین از نظر تحمل به تنش خشکی بود که مطابق با نتایج حاصل از نمودار بای پلات است.

    کلیدواژگان: بای پلات، شاخص SIIG، ژنوتیپ ایده آل، عملکرد دانه و کاملینا
  • سامان نجفی، رضا محمدی*، لیا شوشتری، علیرضا اطمینان، علی مهراس مهرابی صفحات 211-226
    مقدمه و هدف

    هدف اولیه برنامه اصلاح نبات ارزیابی و انتخاب بهترین ژنوتیپ ها بر اساس صفات مختلف مورد بررسی می باشد. هدف از این مطالعه بررسی تنوع ژنوتیپ های گندم دوروم بر اساس صفات مورفو-فیزیولوژیک و بررسی روابط متقابل بین صفات با استفاده از تکنیک بای پلات ژنوتیپ در صفت بود.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش 86 ژنوتیپ گندم دوروم شامل 82 لاین اصلاحی گندم دوروم دریافتی از سیمیت به همراه 4 ژنوتیپ شاهد در سال زراعی 97-1396 در معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور (ایستگاه سرارود) در قالب طرح آگمنت و بر اساس 22 صفت مختلف زراعی، مورفولوژیک و فیزیولوژیک مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ژنوتیپ ها بر اساس روش بهترین پیش بینی نااریب خطی (بلاپ)1 انجام و سپس بر اساس داده های بلاپ تجزیه بای پلات ژنوتیپ در صفت انجام شد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج حاصل، اختلاف آماری معنی داری بین ژنوتیپ های مورد بررسی از لحاظ صفات تمام مورد مطالعه به جز دمای کانوپی و طول سنبله در شرایط دیم مشاهده گردید، که بیانگر تنوع ژنتیکی قابل توجه بین ژنوتیپ ها از لحاظ صفات مطالعه شده می باشد. بر اساس نمایش چندضلعی بای پلات ژنوتیپ در صفت، ژنوتیپ ها در هشت گروه و صفات در شش گروه قرار گرفتند. ژنوتیپ شماره 17 از لحاظ ترکیب صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، وزن هزاردانه و شاخص محتوای نسبی کلروفیل2 دارای بیشترین مقدار بود. ژنوتیپ شماره 3 دارای بهترین ترکیب صفات ارتفاع بوته، تعداد دانه در سنبله، شاخص سرعت رشد اولیه، طول سنبله، میزان آب نسبی برگ و طول برگ پرچم بود. ژنوتیپ شماره 27 از لحاظ هدایت روزنه و طول پدانکل و ژنوتیپ شماره 76 از لحاظ دمای کانوپی دارای بیشترین مقدار نسبت به سایر ژنوتیپ ها بودند. ژنوتیپ شماره 4 دارای بالاترین ترکیب صفات تعداد روز تا چکمه ای شدن و طول پدانکل خارجی بود. ژنوتیپ شماره 10 از نظر صفات تعداد روز تا رسیدن فیزیولوژیک و تعداد سنبله در متر مربع مقادیر بالایی داشت که از این لحاظ ژنوتیپی دیررس محسوب می شود. بر اساس نتایج تجزیه همبستگی و نتایج تجزیه بای پلات ژنوتیپ در صفت، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، وزن هزار دانه، شاخص محتوای نسبی کلروفیل ، تعداد سنبله در واحد سطح به عنوان مهمترین صفات موثر بر عملکرد دانه شناسایی شدند.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج حاصل، ژنوتیپ های شماره 75، 17، 72، 13 بر اساس شاخص های انتخاب، به عنوان ژنوتیپ های ایده آل در شرایط دیم شناسایی و جهت بررسی های بیشتر در برنامه اصلاح گندم دوروم توصیه می شوند.

    کلیدواژگان: بای پلات ژنوتیپx صفت، شرایط دیم، صفات آگرو-فیزیولوژیک، گندم دوروم
  • سمانه اکبری، امیدعلی اکبرپور*، پیام پزشک پور صفحات 227-238

    مقدمه و هدف:

     اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط سبب بروز تفاوت های قابل ملاحظه ای بین واکنش ژنوتیپ ها در محیط های مختلف می گردد. عملکرد و پایداری ارقام به مقدار زیادی تحت تاثیر اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط می باشد. روش های متعدد آماری برای برآورد اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط و انتخاب ژنوتیپ های پایدار و پر محصول معرفی شده است. این پژوهش نیز به منظور بررسی اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط و پایداری عملکرد دانه و معرفی بهترین ژنوتیپ و همچنین بررسی کارایی روش های پارامتری در گزینش ژنوتیپ های پایدار با عملکرد بالا انجام شده است.

    مواد و روش ها

    این مطالعه در طی چهار سال زراعی (1399- 1395) در ایستگاه تحقیقات کشاورزی سراب چنگایی خرم آباد، اجرا شد. آزمایش شامل 14 ژنوتیپ عدس به همراه دو ژنوتیپ شاهد گچساران و سپهر بود. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه واریانس مرکب نشان دهنده معنی داری اثرات سال، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط بود. معنی دار شدن اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط می توان این استنباط را نمود که عملکرد ارقام در محیط های مختلف یکسان نیست و دارای نوسان می باشد و ژنوتیپ های پایدار قابل شناسایی می باشند. با توجه به این موضوع به بررسی اثر متقابل ژنوتیپ Í محیط و گزینش ژنوتیپ های پایدار پرداخته شد. بر اساس آماره های اکووالانس ریک، واریانس پایداری شوکلا، ضریب تغییرات محیطی، انحراف از خط رگرسیون و ضریب تشخیص ژنوتیپ شماره 5 (FLIP2014-032L) به عنوان ژنوتیپ پایدار با عملکرد بالا شناسایی شد. همچنین بر اساس همبستگی رتبه ای همبستگی مثبت و معنی داری میان آماره های ریک، واریانس پایداری شوکلا، ضریب تغییرات محیطی و انحراف از خط رگرسیون مشاهده شد. بر اساس نتایج تجزیه خوشه ای آماره های پارامتری در سه خوشه اصلی قرار گرفتند و آماره های اکووالانس ریک، واریانس پایداری شوکلا، ضریب تغییرات محیطی و انحراف از خط رگرسیون در یک گروه و در خوشه سوم قرار داشتند. با توجه به نتایج تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ های عدس بر اساس میانگین عملکرد و آماره های پایداری پارامتری ژنوتیپ ها در چهار خوشه اصلی قرار گرفتند که ژنوتیپ شماره 5 در گروه دوم قرار داشت.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج این پژوهش روش های پایداری پارامتری مورد استفاده در این مطالعه به استثناء آماره های ضریب رگرسیون و واریانس محیطی قادر به شناسایی ژنوتیپ های پایدار با عملکرد بالا بودند. در مجموع بر اساس اکثر روش های پایداری پارامتری مورد استفاده در این پژوهش ژنوتیپ شماره 5 با میانگین عملکرد دانه 1574/68کیلوگرم در هکتار به عنوان ژنوتیپ پایدار معرفی شد.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تجزیه مرکب، روش های پایداری، عدس، همبستگی
  • حسین اورسجی، منوچهر خدارحمی*، مرجان دیانت، اسلام مجیدی هروان، حبیب الله سوقی صفحات 239-252

     مقدمه و هدف:

     در ایران گندم از نظر تولید و سطح زیر کشت مهم ترین محصول کشاورزی است و افزایش محصول آن روز به روز مورد توجه بیشتری قرار گرفته است و از نظر اقتصادی و امنیت غذایی مردم از اهمیت بسیاری برخوردار است. پژوهش حاضر به منظور بررسی روابط بین صفات مختلف با یکدیگر و تعیین مهمترین صفات موثر بر عملکرد دانه در ارقام گندم نان معرفی شده در اقلیم شمال کشور و گروه بندی آن ها بر اساس برخی صفات مورفولوژیک انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش تعداد 20 رقم گندم اصلاح شده در اقلیم گرم و مرطوب شمال کشور در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار طی سه سال زراعی 98-1395، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی گرگان مورد مطالعه قرار گرفتند.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که در میان ارقام مورد مطالعه از نظر صفات مورد بررسی اختلاف معنی داری وجود داشت. اثر سال نیز برای تمام صفات به غیر از تعداد روز تا گرده افشانی معنی دار بود و اثر متقابل رقم در سال نیز برای تمام صفات به غیر از صفات تعداد پنجه در مترمربع، طول پدانکل و طول سنبله، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک معنی دار بود. بیشترین میزان عملکرد دانه (5/59 تن در هکتار) مربوط به رقم احسان بود. مقایسه گروهی بین ارقام جدید و قدیمی نشان داد در صفات عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت، وزن هزاردانه، طول دوره پر شدن دانه و سرعت پر شدن دانه، تعداد دانه در سنبله، ارتفاع، تعداد روز تا ظهور سنبله و تعداد روز تا گرده افشانی بین دو گروه تفاوت معنی داری وجود داشت. عملکرد دانه بیشترین همبستگی را با شاخص برداشت (**0/924r=)، سرعت پر شدن دانه (**0/632r=) و وزن هزار دانه (**0/595r=) داشت. سه متغیر طول دوره پر شدن دانه، تعداد روز تا رسیدگی و طول سنبله به عنوان مهم ترین صفات موثر بر عملکرد دانه وارد مدل رگرسیونی شدند که دارای اثرات مستقیم منفی بر عملکرد دانه بودند که بیشترین اثر مستقیم مربوط به تعداد روز تا رسیدگی بود. تجزیه به عامل ها پنج عامل را مشخص کرد که 89/052 درصد تغییرات را توجیه کردند. تجزیه خوشه ای بر اساس روش Ward برای صفات مورد بررسی، رقم ها را در چهار خوشه گروه بندی کرد. ارقامی که در گروه اول و دوم قرار گرفتند دارای عملکرد، وزن هزاردانه و سرعت پر شدن دانه بیشتر بودند.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده از بین صفات مورد بررسی شاخص برداشت بیشترین ضریب همبستگی را با عملکرد دانه داشت و سه صفت طول دوره پر شدن دانه، تعداد روز تا رسیدگی و طول سنبله به عنوان مهم ترین صفات تاثیرگذار بر عملکرد دانه تعیین شدند، به طوری که ارقامی که دارای طول دوره رسیدگی کمتری بوده و دوره پر شدن دانه در آن ها با تنش انتهای فصل برخورد نداشت، دارای عملکرد دانه بیشتری بودند. رقم جدید احسان با داشتن عملکرد بالاتر در سه سال آزمایش و قرار گرفتن آن در خوشه دو که دارای عملکرد بالا بود، به نظر می رسد که رقم برتر در شرایط آب و هوایی گرگان باشد.

    کلیدواژگان: ارقام معرفی شده، تجزیه به عامل ها، تجزیه خوشه ای، عملکرد دانه، مقایسه گروهی
|
  • HamidReza Nikkhah*, Hamid Tajali, Seyed Ali Tabatabaie, Manoochehr Taheri Pages 1-17
    Introduction

    Drought stress is one of the results of climate change that has a negative impact on the growth and yield of crops. Breeding for drought tolerance and production stability are important goals of crop breeding programs in arid and semi-arid regions.

    Materials and Methods

    In order to evaluate the stability of grain yield and drought tolerance at barley genotypes in temperate climates of Iran, 20 cultivars and barley lines, in a randomized complete block design with three replications during the two cropping years 2016-2017 and 2017-97 in four stations including Karaj, Varamin, Birjand and Yazd were evaluated under two conditions, normal irrigation and drought stress at the end of the season (irrigation interruption in 50% of heading).

    Results

    Combined analysis of variance showed that the effects of genotype, year × location, location × genotype and genotype × year × location on grain yield was significant. In order to study the interactions of genotype × environment more precisely and to determine genotypes with stable and drought tolerant yield, different stability parameters and drought tolerance and susceptibility indices were calculated for each genotype. Calculation of stability parameters showed that lines 20, 4, 16 and 15 were recognized as genotypes with stable yield and suitable adaptation, respectively. In terms of drought tolerance indices in the first year, lines 4, 17, 16, 20 and 11 and in the second year, lines 7, 3, 16, 4, 20 and 5, the top genotypes were drought tolerant at the end of the season.

    Conclusion

    The use of drought tolerance and susceptibility indices, three-dimensional charts and biplot in the first and second years showed that lines 4, 16 and 20 were jointly selected as the best genotypes in terms of drought tolerance in both years, so this the results showed that these lines had good repeatability for drought tolerance. On the other hand, stability statistics also indicated the stability of yield of these lines. so due to grain yield stability, drought tolerance and high yield potential, three lines 4, 16 and 20 were superior and adaptable  lines for normal and terminal drought stress conditions in the temperate climate of Iran that after supplementary  tests can be considered to help production in these areas.

    Keywords: Adapta, Genotype × environment interactions, Terminal drought stress, Tolerance, susceptibility, indices
  • Mohammadreza Alizadeh Momen, Hamidreza Khazaei*, Jafar Nabati Pages 18-32
    Introduction and Objective

    Salinity is a global challenge to crop production. Chickpea grow under a wide range of climatic conditions and is highly sensitive to salt stress. Salt stress causes osmotic, ionic and secondary stresses, impairing various metabolic processes in plants and eventually decreases plant yield. Using salinity tolerant chickpea cultivars could be effective in increasing production and productivity of saline fields due to their ability in biological nitrogen fixation. The aim of the present study was to evaluate the effect of salinity on physiological responses of 17 chickpea genotypes in seedling stage.

    Material and Methods

    To determine the most tolerant genotype to salinity stress, a split plot experiment was conducted based on randomized complete block design (RCBD) with three replications in Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. 17 Kabuli chickpea genotypes as sub plot, two salinity levels (12 and 16 dS.m-1 NaCl) and a control (0.5 dS.m-1) as main plot were evaluated. Salinity stress was applied two weeks after sowing. Four weeks after salinity stress was imposed, traits including electrolyte leakage, photosynthetic pigments, total phenol, soluble carbohydrates, proline content, osmotic potential, survival percentage, sodium and potassium content of shoots and salinity tolerance index were measured.

    Results

    In all genotypes, with increasing salinity stress level, survival percentage decreased and electrolyte leakage percentage increased. In the 16dS.m-1 NaCl treatment, MCC72, MCC108 and MCC112 genotypes had the highest survival percentage of 86.5, 82.6 and 100%, respectively. In salinity level of 16dS.m-1, MCC108 genotype showed the lowest percentage of electrolyte leakage (82%) and MCC12, MCC58 and MCC27 genotypes showed the lowest increase in the percentage of electrolyte leakage compared to the control. The chickpea genotypes showed different responses by increased salinity in terms of photosynthetic pigment content. In MCC92, MCC108, MCC112 and MCC296 genotypes, content of chlorophyll a increased as salinity level increased to 16dS.m-1. Soluble carbohydrates and proline content in all genotypes increased and osmotic potential became more negative as salinity levels increased from 0.5 (control) to 16 dS.m-1.

    Conclusion

    In general, there was a wide variety among chickpea genotypes based on physiological traits. The analysis of clusters of genotypes was divided into five groups. Cluster analysis and mean comparison showed that the survival percentage in MCC108 and MCC112 genotypes were higher than total mean, so supplementary field studies on these two genotypes are recommended.

    Keywords: Electrolyte leakage, Osmotic potential, Proline, Soluble carbohydrates, Survival
  • Maryam Noori, Alireza Motallebi Azar, Mehdi Saidi, Jaber Panahandeh, Shahnaz Fathi* Pages 33-45
    Introduction and Objective

    Tomatoes are highly sensitive to a variety of environmental stresses, including drought stress, so the selection of hybrids adapted to dehydration and have good performance by studying the effects of GCA, SCA and physiological response of parents and tomato hybrids in conditions of dehydration It can help to better understand the mechanisms of drought resistance and their use in tomato breeding programs.

    Material and Methods

    In this study, 12 hybrids obtained from the combining four testers and three commercial lines of tomato in terms of response to water deficit stress and evaluation of cross combinations in the layout split plots according to randomized complete block design with three replications and three stress levels (100% FC, 60% FC and 40% FC) in the research farm of the Faculty of Agriculture of Ilam University. Dates were evaluated by line × tester method. The studied genotypes were L1: Bitstoik, L2: Kingstone, L3: Petoearly, as lines, and T1: LA1607, T2: LA2656, T3: LA2080 and T4: LA1579 as Testers. Plant yield traits, average fruit weight, fruit length and diameter, pericarp thickness, Number of Locules, total acidity, pH and total soluble solids were measured.

    Results

    The analysis of genetic variance indicated the more contribution of non-additive variances in the occurrence of the studied traits. The analysis of variance indicated that genotype, parents, crosses and line×tester effects were significant for all of the studied traits, which showed high differences between general combinig ability of parents and specific combinig ability of hybrids. The effect of the line under stress-free conditions was not significant for total acidity and soluble solids. For plant yield and average fruit weight, the parental line Bitstoik under severe drought stress conditions (0.83 kg and 1.26 g, respectively) and the tester LA2656 in non-drought stress (0.321 Kg and 2.18 g, respectively) were found to be the best general combiner. The crosses Kingstone×LA157 under drought stress condition (0.083 kg) and Petoearly×LA1579 in non-drought stress conditions were the best combination for plant yield, which can be suggested for use in drought stress breeding programs.

    Conclusion

    These results can be used in breeding programs and develop tolerate tomato hybrids as suitable experimental cultivars in hybrid production programs under stress conditions.

    Keywords: Combiner ability, Gene affects, Pericarp thickness, Soluble solids concentration, Titratable acidity
  • Mehdi Ghanavati*, Sadollah Houshmand, Sebastian Albrecht, Lars-Gernot Otto Pages 46-55
    Introduction and Objective

    Medicinal plants have many applications in the treatment of humans, among which chamomile is one of the most valuable and widely used medicinal plants in the world. One of the most important breeding programs is the recognition of genetic diversity for the initial evaluation of plant masses. For this purpose, a study of genetic diversity and classification of experimental chamomile ecotypes was designed and implemented.

    Material and Methods

    25 native and foreign ecotypes of chamomile were evaluated in a randomized complete block design with four replications in the research farm of German Pharmaplant. Some of these ecotypes were collected from their natural growing areas and some were chamomile cultivars. For this purpose, some morphological, phenological and essential traits were evaluated.

    Results

    The results of analysis of variance showed that the difference between ecotypes in terms of all traits was significant at the level of 1% probability and showed great genetic diversity between traits. The results of phenotypic correlations and comparison of the mean of the studied traits showed that the traits of essential oil percentage, flower diameter, number of flowers and shoot weight were among the important and effective traits on essential oil yield. Slovakia, Izeh (2) and Poland had the highest fresh and dry shoot weight, flower diameter and essential oil yield, but Izeh (1) and Darrehshahr had the highest percentage of essential oil. According to the results of factor analysis, three factors were selected that explained 85.79% of the changes. The first factor, which justified the highest percentage of data changes, was named as the essential oil yield factor, which after drawing a biplot based on two components, Izeh (2) and Poland ecotypes were identified as superior ecotypes. Cluster analysis also classified the ecotypes into four groups, which performed well in differentiating the ecotypes based on the desired traits, and confirmed the distribution of the ecotypes based on the biplot diagram.

    Conclusion

    The results showed that the characteristics of essential oil percentage, flower diameter, number of flowers, and weight of aerial parts were among the important and influencing characteristics of essential oil performance. Considering that these traits are observed among the investigated ecotypes, therefore screening to increase these traits can increase yield. The three ecotypes of Slovakia, Izeh (2) and Poland had the highest amount and dryness of aerial parts, flower diameter and essential oil yield, but the percentage of weight was obtained by Izeh ecotype (1) and Dareh Shahr ecotypes.

    Keywords: Cluster analysis, Genetic diversity, Principal component analysis, Yield, percentage of essential oil
  • Fatemeh Sahraei Ghamesh, Saeid Navabpour*, Ahad Yamchi, Abolfazl Mazandarani Pages 56-64
    Introduction and Objective

    Drought stress is one of the most important environmental stress that affect maize grain yield worldwide. The event of drought stress in field is investable. In order to solve the problem some suggestions have been made, among those, it seems the best one is using tolerated cultivars.

    Material and Methods

    Experiment was conducted in split plot format by using randomized complete block design with three replicates in field condition. The main factor was three level of drought treatments including 75+- 5 mm (control), 115+- 5 mm (mild stress) and 140+- 5 mm (severe stress) evaporation out of evaporation pan class A. The sub factor included three maize cultivars, 704 single cross, Karoon and Mobin. Sampling for gene expression including ZmAN13, ZmSOD3, CAT2 and ZmMET1 were conducted at three growth stages including four leaves, anthesis and 10 days after anthesis. Measuring of grain yield and proline were conducted at harvesting stage.

    Results

    The amount of genes catalase and superoxide-dismutase increased by mild drought stress whereas for two genes metalothinonein and ZmAN13 increased by severe drought stress. The Karoon cultivar showed increases transcript for all genes at all sampling stages. The amount of proline was higher in mild drought stress rather than severe, also, Karoon cultivar had higher level of proline rather than other cultivars. Grain yield was decreased significantly by drought stress treatments. Single cross 704 has 3.90 ton/ha in overall and it showed no statistical difference to Mobin grain yield. Karoon cultivar had most grain yield amount (5.02 ton/ha) by severe drought stress.

    Conclusion

    Karoon cultivar showed the most amount of grain yield under drought stress treatments in compared to other cultivars. This was somehow expected base on gene expression trend as well as proline amount in Karoon cultivar.

    Keywords: Drought stress, Gene expression, Maize, Proline
  • Afsaneh Shirzad, Ali Asghari, Hassan Zali*, Omid Sofalian, Hamidreza Mohammaddoust Chamanabad Pages 65-76
    Introduction and Objective

    Barley is one of the most important crops after wheat, corn, and rice. Barley is an excellent source of food for humans and is also used to feed livestock. The purpose of this study was to evaluate and select superior genotypes with high grain yield and desirable agronomic characteristics and also to investigate the application of MGIDI in selecting superior genotypes based on morpho-phenological different traits in the warm and dry region of southern Fars.

    Material and Methods

    To select the best barley genotypes in the southern regions of Fars using the MGIDI index, 108 pure lines in the non-repeating Augment design with four controls (Nowruz, Auxin, Nobahar, and WB-97-11) in the Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (Darab station) were evaluated during the cropping year 2020-2021. MGIDI index was calculated to select superior genotypes using 13 morpho-phenological traits. These traits include grain yield, number of spikes per square meter, number of grain per spike, weight of spikes, 1000-grain weight, spike density, filling period length, peduncle length, awning length and spike length, plant height, days to flowering and days until the maturity.

    Results

    According to the results of variance analysis, a significant difference was observed between the studied lines for all traits (except awning length and 1000-grain weight) at the probability levels of 5 and 1%. Also, the results showed that there was a significant difference between the lines and experimental controls in all traits (except peduncle length). The results of factor analysis for the 13 studied traits identified five hidden factors that explained 80.2% of the total variance of the data. Based on the MGIDI index, L110, L99, L88, L51, L56, L108, L63, L33, L50, L112, L52, L36, L20, L69, L68, L94 and L35 genotypes, respectively, with the lowest value of this index were superior genotypes. The highest and lowest values ​​of differential selection percentage of MGIDI index were related to grain yield (11.5%) and 1000-grain weight (-3.62%), respectively. The results showed that low values ​​of the number of grain per spike and weight of spikes and high values of the number of spikes per square meter were effective factors in selecting superior genotypes using the first factor. Based on this factor, L20, L94, L110 and L88 were superior. In the second factor, high values of the number of days to maturity, grain yield, and grain filling period were the main factors in selecting genotypes, and based on this factor, L112 genotype was top. Third factor selected genotypes based on high values ​​of both trait plant height and peduncle length. L88 and L94 genotypes were ideal based on the third factor. Fourth factor selected genotypes based on high awning length and spike length (L33 genotype was superior), and fifth factor selected genotypes with low values ​​of spike emergence length and 1000-grain weight and based on this factor L50, L35 and L51 genotypes were ideal.

    Conclusion

    Overall, the results showed that none of the factors could classify the superior genotypes based on the ideal value of all their internal traits. Therefore, genotypes are selected that have the lowest MGIDI value, and also their grain yield is higher than the average grain yield of unselected genotypes. So the results showed that among the selected genotypes using the MGIDI index, L99, L88, L51, L56, L108, L63, L20, L69 and L94 genotypes ​​were the top genotypes in this study. On the other hand, proving the efficiency and development of a new index such as MGIDI requires more research in other plants.

    Keywords: Factor analysis, Morpho-phenological traits, Selection differential, Warm climate
  • Leila Khazaie* Pages 77-89
    Introduction and Objective

    Mutagenesis techniques are used for induce genetic diversity  in many crop plants and several desire mutant lines have been developed by mutagenesis. So, this study was conducted with the aim of evaluating agronomic traits and yield comparison of rice mutant genotypes.

    Material and Methods

    41 mutant genotypes, resulted from chemical mutation of Hashemi local rice variety, with control cultivars Hashemi, Anam, TH2 and Gilaneh was studied in an augmented design based on a randomized complete block design with 4 replications, at the Rice Research Institute of Iran, Rasht, in 2019.In this study, agronomic and qualitative characteristics including flowering time, plant height, number of fertile tillers, panicle length, number of filled grains, number of unfilled grains, 100-grain weight, milling recovery, amylose content, mean gelatinization temperature and grain yield were assessed in all genotypes.

    Results

    Based on the results, there were considerable variations among genotypes in terms of flowering time (days to 50% of flowering), plant height, panicle length, grain yield, milling recovery and amylose content, and the differences among genotypes and as well as differences among genotypes with controls in all cases were significant (p≤0.05). Number of days from planting to flowering was less than 83 days in 33% of genotypes. Also, in 43% of lines, plant height was less than 130 cm and 30% of genotypes had yields higher than 5 t/ha. Results showed that mutant genotypes EM4-233 and EM4-233 had highest yields (more than 6 t/ha) and were superior to other genotypes. Cluster analysis by Ward method divided genotypes to four groups.

    Conclusion

    Regarding earliness, grain quality, yield traits and other desirable agronomic characteristics, mutant genotypes EM4-83, EM4-233, EM4-29, EM4-106 and EM4-294 were selected as superior genotypes.

    Keywords: Augmented, Ethylemethane Solphonate, Genetic diversity, Mutation, Rice
  • Esmaeil Gholinezhad*, Reza Darvishzadeh, Abbas Abhari Pages 90-102
    Introduction and Objectives

    One of the methods that has been used in recent years to deal with dehydration and drought stress in many plants is the use of root symbiotic fungi (mycorrhiza). Ecological and physiological studies have shown that mycorrhizal symbiosis often results in better absorption of water and nutrients from the soil. Due to the importance of oilseeds and especially sesame, the study of commercial cultivars in terms of genetic variation, phenotypic components and heritability of traits is important. Sesame due to its high oil content (52-42 Percentage) and its proper quality (low cholesterol and the presence of some antioxidants) play an important role in human health and on the other hand the plant tolerates dehydration and drought stress. Currently, water stress is the most important and common factor in reducing yield in arid and semi-arid regions. High heritability for a trait indicates that the major part of phenotypic variance is due to genetic variance, while in low heritability, genetic factors have a smaller share in phototypic diversity. The aim of this study was to estimate the variance components and heritability of grain yield and related traits in 8 commercial sesame cultivars under different irrigation conditions.

    Material and Methods

    In order to investigate the genetic diversity and the heritability of grain yield and yield components in sesame, 8 commercial cultivars were studied in three separate experiments using factorial split plot based on randomized block complete design with three replications in research field of Agricultural Research Center, West-Azerbaijan in 2015-2016 and 2016-2017 cropping seasons. The main plots (factor A and B) consisted of three different levels of irrigations (normal irrigation: irrigation after 70 mm evapotraspiration of crop or ETc, moderate drought stress: irrigation after 90 mm ETc and severe drought stress: irrigation after 110 mm ETc) and factor B included three levels: two species of mycorrhiza fungi Glomus mosseae, Glomus intraradices and non-inoculated (control). Sub plots (factor C) consisted of eight commercial cultivars of sesame.

    Results

    The results of analysis of variance showed that the effect of environment, genotype and the interaction of environment × genotype on most of the studied traits were significant. In optimal irrigation regimes, moderate and severe drought stress under inoculation and non-inoculation conditions with mycorrhiza, the highest genetic variance was observed in biological yield, number of seeds per square meter and seed yield, respectively. The highest heritability in optimum irrigation conditions without mycorrhiza inoculation of traits (seed yield and number of grains per capsule), in optimum irrigation conditions and inoculation with mycorrhiza (both two species) (seed yield and 1000 seed weight), in moderate drought stress conditions and no inoculation with mycorrhiza (seed yield, 1000 seed weight and number of seeds per capsule), under moderate drought stress and inoculation with mycorrhiza G. mosseae (1000 seed weight and number of grains per capsule), under moderate stress conditions and inoculation with mycorrhiza G. intradices (seed yield, 1000 seed weight and number of grains per capsule), under severe drought stress conditions and without inoculation with mycorrhiza (stem diameter and 1000 seed weight), under severe drought stress conditions and inoculation with mycorrhiza G. mosseae (stem diameter, number of seeds per capsule and number of seeds per square meter) and in conditions of severe drought stress and inoculation with mycorrhiza G. intraradices (stem diameter, number of seeds per square meter and 1000 seed weight) were observed. Seed yield, biological yield and seed yield components had high genetic gain and genetic advance in all three different irrigation conditions. Among the components of grain yield, considering that the heritability of number of seeds per capsule and 1000 seed weight in all three different irrigation conditions is higher compared to the number of capsules per plant, so selection through number of seeds per capsule and 1000 seed weight to increase seed yield will be more efficient.

    Conclusion

    Therefore, commercial sesame cultivars that have more seeds per capsule and a 1000 seed weight can be used in breeding programs to produce cultivars with high seed yield. According to the information of this study, only general heritability can be calculated, but since many studies on commercial sesame cultivars in interaction with different conditions of irrigation and inoculation and non-inoculation with mycorrhiza have not been done, so this study can useful for researchers.

    Keywords: Drought stress, Genetic advance, Genetic diversity, Genetic gain, Genetic variance, Sesame
  • Dariush Taleghani, Ali Saremirad* Pages 103-118
    Introduction and Objective

    Sugar beet is a very important agricultural product that is used only professionally in the sugar industry and is considered as one of the most significant sources of sugar production. The yield and quality of sugar in sugar beet is controlled by genotype, environment, and interaction between them. Therefore, the present study was conducted to investigate the effect of genotype-environment interaction on the sugar yield of different sugar beet hybrids.

    Material and Methods

    The effect of genotype-environment interaction on sugar yield and stability and adaptability of 155 sugar beet hybrids was conducted with one internal control (Sina) and four external controls (Novodoro, Modex, Loriquet, and Pirola). Monogerm hybrids were planted in seven regions of Khoy, Shiraz, Karaj, Kermanshah, Mashhad, Miandoab, and Hamedan in 2020 in an augmented randomized complete design. After harvesting and estimating the sugar yield of each of the experimental hybrids, the stability analysis of this feature was performed using the GGE biplot graphical method.

    Results

    Stability analysis of sugar yield by GGE biplot graphical method showed that according to the polygonal diagram, Pirola cultivar in Kermanshah and Miandoab, hybrid 96 in Hamedan, Karaj, Shiraz, and Mashhad, and hybrid 11 in Khoy had the highest sugar adaptability and yield. The environments were ranked from the best environment to the most unsuitable environment as Hamedan, Shiraz, Miandoab, Karaj, Mashhad, Kermanshah, and Khoy. The ranking diagram of hybrids based on the ideal hybrid as well as the ranking diagram of hybrids based on mean yield and stability showed that hybrid 96 is the best and most stable hybrid. The study areas were divided into three mega-environments so that Kermanshah and Miandoab as the first mega-environment, Hamedan, Karaj, Shiraz, and Mashhad as the second mega-environment, and Khoy was the third mega-environment.

    Conclusion

    The results showed that the genotype-environment interaction had an effect on the sugar yield of sugar beet breeding hybrids and caused yield fluctuations from one environment to another. In general, due to the best sugar yield of some hybrids, the selected hybrids were divided into two groups, and a number of them entered the cultivar introduction tests. The rest are evaluated in several areas, and then the best of them is introduced as a cultivar.

    Keywords: Adaptability, Biplot, Polygon, Sugar beet
  • Sara Sharifi Soltani, GholamAli Ranjbar*, Seyed Kamal Kazemitabar, Ali Pakdin Parizi, Hamid Najafi Zarini Pages 119-130
    Introduction and Objective

    Drought stress is a major environmental stress that effects on plants Therefore, it is necessary to know the mechanism that plant shows in encounter of stress.

    Materials and Methods

    In order to evaluate the effect of drought stress on physiological and biochemical traits of castor plant, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University in 1397-8. The first factor was 22 castor ecotypes and the second factor was drought stress with 5 levels, full irrigation, four levels (irrigation was cuted at the primary of spike growth) (11, 22, 33, 44 days after Irrigation cut off). In this study, traits including superoxide dismutase (SOD), chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, phenol, flavonoids and protein content, as well as morphological traits such as plant height and leaf area index were measured.

    Results

    The results showed that activity of superoxide dismutase (SOD), the amount of protein, phenol and flavonoids increased significantly with increasing the intensity of stress while the amount of photosynthetic pigments and carotenoids as well as plant height and leaf area index showed a significant decrease with increasing level of stress. According to the results of cluster analysis under drought stress, castor ecotypes were divided into three clusters. Differences between ecotypes in the resistant group compared to sensitive ecotypes under drought stress in superoxide dismutase (SOD), chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, phenol, flavonoids, protein content, plant height and index Leaf area were 83.41, 83.33, 85.57, 84.21, 82.08, 88.7, 86.44, 86.81, 78 and 80.9%, respectively. According to the results, ecotypes 2, 3, 5, 8 and 19 were introduced as resistant ecotypes for future breeding. Programs.

    Conclusion

    In general, it seems that resistant ecotypes due to the severity of damage less in terms of growth indices and further increase in the activity of superoxide dismutase (SOD) and accumulation of proteins, phenols and flavonoids, more resistance in Showed against drought stress.

    Keywords: Abiotic Stress, Carotenoid, Leaf Protein, Phenol, Flavonoid Content, Superoxide Dismutase
  • Fatemeh Sheikh*, Reza Sekhavat, Mohammadali Aghajani Pages 131-147
    Introduction and Objective

    Faba bean (Vicia faba L.) is one of the most important multi-purpose legumes with a wide range of adaptation, high nutritional value, medicinal effect and biological nitrogen fixation. In recent years, the area under Faba bean cultivation has declined due to the spread of diseases and other tensions, increasing production will be possible by introducing cultivars resistant to biological and abiotic stresses.

    Material and Methods

    To access the field resistance of 64 Faba bean genotype to fungal diseases and select suitable genotypes, genotypes were evaluated for disease severity in the field, based on simple lattice design (8 × 8) with two replications in both Gorgan and Dezful research stations in the 2015-2016 cropping season. To calculate the area under the disease progress curve (AUDPC), sampling was done in five steps from the occurrence of leaf spot diseases. Combined analysis of variance and correlation analysis was performed for 10 physiological, morphological, phenological traits and diseases severity. also conducted two graphical multipurpose selection procedures GT biplot in combination with cluster analysis for simultaneous improvement of quantitative traits and disease resistance in two environment. Clustering of genotypes and traits traits separately in each experiment using Ward method and Square Euclidean Distance were performed and the corresponding heatmap was plotted using metaboanalyst 3.0 software.

    Results

    Based on combined analysis of variance, highly significant differences (P ≤ 0.01) were observed among the faba bean genotypes for agronomic traits and diseases resistance. Number of grains in pod and 100sw indicated positive and significant correlation with yield among of traits. Based on Heatmap graphical mapping assigned the faba bean genotypes into three and four groups in Gorgan and Dezful, respectively. The different groups obtained can be useful for deriving the genotypes with diverse features and diversifying the heterotic pools. The biplot vector view indicates that there was a strong positive association between Number of seed per Pod, 100sw and Plant Height with seed yield in two conditions. Correlation analysis confirmed these results. It seems that Number of seed per Pod, 100sw and Plant Height traits can be used as selection criterion for improving of seed yield in faba bean. Results of the GT biplot in the present study indicated that G52, G56 and G48 genotypes were identified as superior genotypes in Gorgan, and G47, G51 and G56 were identified as superior genotypes in Dezful.

    Conclusion

    Several genotypes were selected for potential use as parents, The G48 genotype were recognized as superior genotypes regarding yield and traits related to yield and Ascot cultivar can be considered as resistance resource to chocolate spot for faba bean breeding program. G47, G51, G52, G55, G56 and G58 genotypes were chosen for further cultivar release consideration.

    Keywords: Correlation, Disease, Genotype by trait biplot, Heatmap
  • Abbas Saidi*, Zahra Hajibarat, Mehrshad Zeinalabdeini, Mohammadreza Ghaffari Pages 148-155
    Introduction and Objective

    Abiotic stresses are among major factors limiting crop yields. Cold, heat, and high-light are the most important abiotic stress among plants. Thus, it is considered the understanding of molecular mechanisms response to stress.  FtsH metallopeptidase is one of the key regulators of plant response to abiotic stresses. Many surveys were performed on the FtsH in different plants. However, there is not report on potato under cold, heat, and high-light stress.

    Material and Methods

    In this study, the gene expression of StFtsH5, StFtsH6, and StFtsH10 was evaluated in root, stem, and leaves under cold, heat, and high light stresses. Agria genotypes were planted under controlled greenhouse conditions. After cold, heat, and high light treatment duration, leaves, stem, and root sampling were performed under two conditions stress and normal after 24h and 48h treatment. The relative expression of selected genes was estimated.

    Results

    StFtsH5 gene was strongly up regulated in leaves and stem at the 24h and 48h under cold stress as compared to non-stress condition, respectively. Further, this gene had the higher mean relative expression than normal condition in root and leaves at the 24h and 48h under heat stress. At 24h after high light stress, the more mean relative increase StFtsH5 gene than control condition was observed. However, StFtsH6 gene is not increased gene expression under low temperature, and high light after utilization of stress treatment in leaves, stem, and root. StFtsH10 gene showed the significantly increased expression of in stem and root under high-light stress at the 48h. It showed an increase in gene expression in stem and leaves under cold stress at the 48h after stress treatment. However, this gene had the high gene expression in stem and root as compared to control at the 24h and 48h after stress treatment. The results of this study showed that StFtsH5 and StFtsH6 had the maximum and minimum gene expression in stem, leaves, and root under three stress treatments.

    Conclusions

    Among three genes, StFtsH5 showed the high expression in three tissues under cold, heat, and high-light stress. According to the above results, changes in gene expression of StFtsH5 could refer to the key roles of this gene in abiotic stresses, particularly cold, heat, and high light stresses.

    Keywords: Abiotic stress, Agria, Cold, FtsH, Heat
  • Fatemeh Bavanpori*, Ezatollah Farshadar, Mohsen Farshadar Pages 156-173
    Introduction and Objective

    The study of genetic diversity in crops is essential for breeding programs and conservation of heritage resources and is a key step in assessing the adaptation of the population to new environmental conditions and thus the selection of new cultivars. There are various methods for estimating genetic diversity in different plant species, including the use of morphological traits and DNA markers.

    Material and Methods

    For this purpose, in this study, genetic diversity between 25 bread wheat accessions in terms of 23 agronomic traits and 20 SSR molecular markers was investigated. A field experiment was conducted in 2016-2017 in the form of a randomized complete block design with three replications in rainfed and irrigation at the end of the growing season conditions in the research farm and laboratories of the Faculty of Agriculture and Natural Resources of Razi University.

    Results

    The results of analysis of variance showed that there was a significant difference between the accessions for most of the studied traits. Based on the results of cluster analysis, the accessions were divided into four groups. The results of comparing the mean and cluster analysis showed that accessions 2, 13, 6, 15, 18 and 10 were the best accessions based on agronomic characteristics, which can be suggested for breeding programs, and in contrast to accessions 3, 24, 11, 12 and 16 as the weakest accessions in terms of The studied agronomic traits were identified. In assessing the genetic diversity of the populations using 20 SSR markers, 16 primers with suitable polymorphisms were selected. The percentage of total polymorphism was estimated to be 93.75. XCFD168-2D, XGWM350-7D and XGWM136-1A primers with 100% polymorphism, maximum number of alleles, high amount of polymorphic information content indices, marker index, effective multiplex ratio index and resolving index due to the high proliferation of bands and the production of high polymorphic bands, they were introduced as the most suitable primers for wheat in subsequent studies. Molecular analysis of variance showed that the degree of diversity within the groups was greater than the diversity between the groups. The results of cluster analysis by UPGMA method based on Jaccard similarity coefficient led to the classification of 25 bread wheat accessions in four different groups, which showed high agreement with the results of analysis to the main coordinates, and finally accessions 1, 3 and 25 had the greatest genetic distance with accessions 13 , 7 and pioneer cultivars, so it is possible to suggest the selection of parents from these two groups for breeding programs.

    Conclusion

    Evaluation of agronomic characteristics showed that accessions 2, 13, 6, 15, 18 and 10 are superior accessions, among which, oxides of external and internal origin were observed. In evaluating the genetic diversity of the accessions, the primers XCFD168-2D, XGWM350-7D and XGWM136-1A were identified as the most suitable primers for wheat in subsequent studies. Markers with high polymorphism as well as markers and accessions with unique bands in the banding pattern are also of great value for breeding programs, for example, identifying genes useful for resistance to various biological and abiotic stresses in wheat and promoting its various cultivars.

    Keywords: Agronomic traits, Diversity, SSR marker, Triticum aestivum
  • Mohamadreza Nazari*, Farnaz Shariati, Hamid Sadeghi Garmaroodi, Hamid Jabbari Pages 174-180
    Introduction and Objective

    Safflower (Carthamus tictorius) is one of the oldest domesticated plants in the world, which is mainly cultivated as an oil seed in arid and semi-arid regions of the world. Given the climatic conditions of the world where water scarcity is always limiting cultivation, the importance of drought tolerant plants such as safflower will be very high. The basis of genetic modification of cultivars is based on creating diversity and using genetic diversity. In this study, we will investigate the genetic diversity of genotypes collected from different parts of the world in order to identify superior genotypes and identify effective relationships between traits.

    Material and Methods

    This study aimed to investigate 273 diverse safflower genotypes collected from different parts of the world during the crop season 2020-2021, in the form of augmented design with five controls of Goldasht, Sofeh, Parnian, Faraman and Golmehr, which are all introduced cultivars. Various traits such as seed yield, plant height, 1000-seed weight, oil percentage, number of sub-branches, flowering date, boll diameter, prickly and flower color were recorded.

    Results

    The results showed the existence of high diversity in terms of all traits evaluated so that genotypes with more than 40% oil (genotypes 190, 226 and 227) and genotypes with more seed yield and earlier than the controls were observed. For example, code 187: with 100 days until flowering, code 167: with 105 days until flowering and code 37: with 106 days until flowering, were earlier than Goldasht with 113 days until flowering. The results of principal component analysis showed that the first three components were able to explain more than 50% of the changes. The first component explained 21%, the second component 18% and the third component 12%. The results of component correlation analysis showed that there is a significant relationship between many traits that can be used in the modification process. The most important of them are the relationship between flower color and oil percentage, as well as the relationship between 1000-seed weight and oil percentage.

    Conclusion

    In general, the results showed that the diversity of safflower genetic material can provide targeted breeding activities.

    Keywords: Correlation, Genetic variability, Ger mplasm, Oil percent, Safflower
  • Mitra Vanda*, Mohamadhasan Hekmat, Omran Alishah Pages 181-189
    Introduction and Objective

    Accurate knowledge of germplasms for the transfer of traits in hybridization programs is one of the requirements for the improvement of superior cultivars. The purpose of this research was to investigate the genetic diversity and selection of superior cotton genotypes with favorable yield, earliness and quality characteristics.

    Material and Methods

    In order to evaluate cotton genotypes using SIIG index, an experiment consisting of 9 genotypes with 2 commercial cultivars of Fars province (Bakhtegan and Golestan) as a control, in a randomized complete block design with 4 replications, in Hassan Abad, Darab Agricultural Research Station was implemented during the cropping years of 2018 and 2019.

    Results

    The results of combined data analysis showed a significant difference among genotypes in terms of quantitative traits studied, which indicated the existence of genetic diversity among genotypes. Phenotypic diversity coefficient was higher in yield and earliness percentage than genotypic diversity coefficient. Yield had high heritability (0.73) which indicates the greater role of gene effect in trait expression and selection efficiency in trait improvement in successive generations. The results of SIIG index showed that cultivars A-NB414 and A-NBK with the highest amount of SIIG were among the best cultivars and cultivars Va-1 and 96-A3 with the lowest amount of SIIG were among the weakest cultivars in this study. in order to evaluate the efficiency of SIIG index in selecting the best cultivar in terms of yield, earliness, fiber micronaire, uniformity, fiber elongation, strength and fiber lint, the cultivars were grouped according to SIIG index in 3 categories. The overall grouping results showed that with increasing the value of SIIG index, the amount of wash yield, fiber uniformity, fiber lint and earliness percentage also increased. Earliness percentage and yield were also high in cultivars A-NB414 and A-NBK, which had higher SIIG index.

    Conclusion

    The present study showed that the SIIG index was able to classify the genotypes well. In this research, A-NB414 and A-NBK genotypes along with Golestan variety with higher yield than the overall average and high SIIG index were identified as the superior genotypes that can be included in the cultivation introduction and development program. Based on the results of cluster analysis, cotton genotypes were classified into two distinct groups, which facilitates their selection and use in different breeding programs and purposes.

    Keywords: Cotton, Fiber quality, Ideal genotype, SIIG index, Seed cotton yield
  • Amir Gholizadeh*, Bahram Masoudi, Ebrahim Hezarjaribi, Kamal Payghamzadeh Pages 190-198
    Introduction and Objective

    Soybean is one of the most important oilseeds and the selection of high-yielding genotypes is especially important. Also, study on relationships between yield and other agronomic traits will improve the efficiency of a breeding program with appropriate selection criteria. Therfore, the objectives of this research were to selection of new soybean line and finding interrelationships among traits.

    Material and Methods

    In this study, 15 promising advanced lines along with two cultivars Saba and Amir were evaluated in a randomized complete block design with three replications in agriculture research station of Gorgan during the two growing seasons (2020-2021). The phonological, morphological characteristics and yield and its components including days to flowering starting, days to podding starting, days to end of flowering, days to physiological maturity, plant height, branching height, number of nodes, number of sub-branches, number of pods in the main branch, number of pods in sub-branches, number of pods per plant, number of seeds per pod, number of seeds per plant, thousand seed weight and seed yield were measured. In this study, the selection index of ideal genotype (SIIG) and factor analysis were used to select soybean genotypes and study the relationships between traits.

    Results

    Based on the SIIG index, the genotypes: G15, G5, G12, G1, G4, G13, and G11 with the highest SIIG values (0.645, 0.638, 0.615, 0.600, 0.600, 0.544, and 0.520 respectively) were the best genotypes.  On the other hand, G17, G16, G7, G10, and G9 genotypes with the least amount of SIIG value (0.309, 0.319, 0.376, 0.384, and 0.386 respectively) were the weakest genotypes for most studied traits. The lines of G4, G5, and G13 with high SIIG value and seed yield were recognized as superior genotypes from the point of yield and other agronomic traits. Also, the results of factor analysis indicated a positive relationship between number of seeds per pod and early maturity with seed yield.

    Conclusion

    Generally, the results indicated that the lines: G4, G5 and G13 were superior genotypes from the point of yield and other agronomic traits. Also, the traits of number of seeds per pod and early maturity could be used as suitable selection criterions for increasing seed yield in soybean breeding programs in Golestan province.

    Keywords: Early maturity, Factor analysis, New soybean lines, Selection index of ideal genotype
  • Atefeh Esmaeili, Abdollah Najaphy*, Danial Kahrizi Pages 199-210
    Introduction and Objective

    Camelina is a crop that has been introduced as a promising alternative to the other oilseeds over the past twenty years. Due to the increasing need of the country to import oil and the introduction of Camelina as a suitable alternative appropriate to the country climate, the present study was aimed to select the best and ideal lines of Camelina oilseeds based on SIIG index and using different drought tolerance indices for using in the future breeding programs.

    Materials and methods

    The present study was conducted to evaluate the superior double haploid lines of Camelina using the selection index of ideal genotype (SIIG) in the research farm of the Faculty of Agriculture, Razi University, Kermanshah during the two cropping years of 2018-2020. The experiment was conducted with 40 lines in randomized complete block designs with three replications under rain-fed and supplementary irrigation conditions. Irrigation under normal conditions was performed based on 80 mm evaporation from class A evaporation pan. Evaluation of drought tolerant and sensitive lines was carried out using Tolerance index (TOL), Mean Productivity (MP), Stress Susceptibility Index (SSI), Geometric Mean Productivity Index (GMP), Drought Resistance Index (DI), Yield Stability Index (YSI), Sensitivity Drought Index(SDI), Relative Drought Index (RDI), Stress Tolerance Index (STI), Harmonic Mean (HAM) and the Selection Index of Ideal Genotype (SIIG) technique was used to select drought tolerant lines using the other stress tolerance indices simultaneously.

    Results

    Based on the results of this study GMP, MP, HAM and STI indices had positive and significant correlation with grain yield under normal and stress conditions. Based on these indices, line 39 was identified as the most suitable line. Therefore, these indices were identified as appropriate indicators for selecting the top lines. Based on the biplot diagram, lines 39, 120, Soheil, 46, 112 and 49 were selected as the favorable lines. These lines were also identified as tolerant lines based on the SIIG index. On the other hand, line 114 with the highest distance from the ideal genotype (0.56) and the lowest value of SIIG (0.06) was identified as the weakest line in this study.

    Conclusion

    The overall results of this study showed that the use of selection index of ideal genotype (SIIG) due to the integration of different indices and achieving a single index for the selection of genotypes tolerant to drought stress can provide more reliable results for the researcher. Based on this index, the best genotype will be the genotype for which the value of SIIG index is closer to one and the genotype for which the value of SIIG index is close to zero will be known as weak genotype. Therefore, line 39 with the least distance from the ideal genotype (0.11) and the highest value of SIIG (0.83) was the most tolerant line in terms of drought tolerance, which is in accordance with the results of the biplot diagram.

    Keywords: Biplot analysis, Camelina, Grain yield, Ideal genotype, SIIG index
  • Saman Najafi, Reza Mohammadi*, Lia Shooshtari, Alireza Etminan, Ali Mehras Mehrabi Pages 211-226
    Introduction and Objective

    The primary goal of the plant breeding program is to evaluate the genotypes based on different traits and select the best genotypes based on the studied traits. The aim of this study was investigation of durum wheat genotypes diversity based on agro-physiological traits and study the interrelationships between the traits using the genotype x trait (GT) biplot technique.

    Material and Methods

    In this study, 86 durum wheat genotypes, including 82 breeding lines received from CIMMYT along with four check genotypes were examined as an augmented design in the Dryland Agricultural Research Sub-Institute (Sararoud Station) during 2017-18 crop season. Genotypes were evaluated based on 22 different agronomic, morphological and physiological traits. Analysis of variance and comparison of genotypic means were performed based on the best linear unbias prediction (BLUP) method and then based on the BLUP data, the GT biplot analysis was performed.

    Results

    Based on the results, a significant difference was observed between the studied genotypes in terms of all studied traits except for canopy temperature and spike length, which indicates a significant genetic diversity between genotypes for the studied traits. Based on the representation of polygon view of the GT biplot, the genotypes were divided into eight groups and the traits into six groups. Genotype #17 had the highest value in terms of combination of grain yield, biological yield, harvest index, 1000-grain weight and relative chlorophyll content index (SPAD-reading). Genotype #3 had the best combination of plant height, number of grains per spike, initial growth rate, spike length, relative leaf water content and flag-leaf length. Genotype #27 had the highest values ​​in terms of canopy temperature and peduncle length and genotype #76 had the highest value in terms of canopy temperature compared to other genotypes. Genotype #4 had the highest combination of traits number of days to booting and external peduncle length. Genotype #10 had high values ​​in terms of number of days to physiological maturity and number of spikes per square meter, which is a late genotype in this regard. Based on the results of correlation analysis and GT biplot analysis, biological yield, harvest index, 1000-kernel weight, SPAD-reading, number of spikes per square meter were identified as the most important traits affecting grain yield.

    Conclusion

    Based on selection criteria, genotypes # 75, 17, 72, 13, were identified as ideal genotypes under rainfed condition and are recommended for further studies in durum wheat breeding program.

    Keywords: Agro-physiological traits, Durum wheat, GT-biplot, Rainfed condition
  • Samaneh Akbari, Omidali Akbarpour*, Payam Pezeshkpour Pages 227-238
    Introduction and Objective

    The interaction of genotype × environment causes significant differences between the reactions of genotypes in different environments. The yield and stability of cultivars are greatly affected by the interaction of genotype × environment. Numerous statistical methods have been introduced to estimate the interaction of genotype × environment and selection of stable and productive genotypes. This study was conducted to investigate the interaction between genotype × environment and grain yield stability and to introduce the best genotype and also to evaluate the efficiency of parametric methods in selecting stable genotypes with high yield.

    Material and Methods

    This study was conducted during four cropping years (2016-2020) at Sarab Changai Agricultural Research Station in Khorramabad. The experiment consisted of 14 lentil genotypes along with two control genotypes of Gachsaran and Sepehr. The experiment was performed in a randomized complete block design with three replications.

    Results

    Composite variance analysis showed significant effects on the interaction effect of year, genotype and genotype × environment. The importance of the interaction between genotype and environment can be inferred that the performance of cultivars in different environments is not the same and fluctuates, and stable genotypes can be identified. Considering this issue, the interaction effect of genotype × environment and the selection of stable genotypes were investigated. Based on statistics Wrick, Shukla variance, environmental coefficient of variation, coefficient of deviation from regression and coefficient of determination, genotype 5 was identified as a stable and high yield genotype. Also, based on the rank correlations, a positive and significant correlation was observed between Wrick, Shukla variance, environmental coefficient of variation and coefficient of deviation from regression. Based on the results of cluster analysis, parametric statistics were in three main clusters. Wrick, Shukla, coefficient of environmental changes and coefficient of deviation from regression were placed in one group and in the third cluster. According to the results of cluster analysis, lentil genotypes were divided into four main clusters based on average yield and parametric stability statistics of genotypes, with genotype 5 in the second group.

    Conclusion

    Based on the results of this study, the parametric stability methods except for regression coefficient and environmental variance statistics, were able to identify stable, high-yield genotypes. In general, according to the most of the parametric stability methods, genotype 5 (FLIP2014-032L) with a mean grain yield of 1574.68 kg ha-1 was introduced as a stable genotype and was proposed to cultivate in the similar environments climate.

    Keywords: Cluster analysis, Combined analysis, Correlation, lentil, Stability methods
  • Hossien Avarsegi, Manoochehr Khodarahmi*, Marjan Diyanat, Eslam Majidi Heravan, HabibAllah Soughi Pages 239-252
    Introduction and Objective

    In Iran, wheat is the most important agricultural product in terms of production and cultivated area, and the increase in its production has been receiving more attention day by day, and it is very important in terms of economy and food security of the people. The present study was conducted in order to investigate the relationships between different traits and to determine the most important traits affecting grain yield in bread wheat cultivars introduced in the northern climate of the country and to group them based on some morphological traits.

    Materials and Methods

    In this research, 20 varieties of wheat improved in the hot and humid climate of the north of the country were studied in the majority of randomized complete blocks design with three replications during three crop years of 2015-2016 at Gorgan Agricultural Research Station.

    Results

    The results of combined analysis of variance showed that there was a significant difference among the studied cultivars in terms of the investigated traits. The effect of year was also significant for all traits except the number of days to anthesis, and the interaction effect of cultivar was significant for all traits except the number of tiller/m2, peduncle length and spike length, seed yield and biological yield. The highest seed yield (5.59 t ha-1) was related to Ehsan variety. Group comparison between new and old cultivars showed significant difference between the two groups in grain yield and biological yield, harvest index, 1000-seed weight, length of grain filling period and grain filling speed, number of seeds per spike, height, days to spiking and days to anthesis traits. Grain yield had the highest correlation with harvest index (r = 0.92**), seed filling speed (r=0.632**) and thousand kernel weight (r=0.595**). Three variables, length of grain filling period, number of days to maturity and spike length were entered into the regression model as the most important traits affecting grain yield, which had negative direct effects on grain yield, and the most direct effect was related to the number of days to maturity. Factor analysis identified 5 factors that explained 89.052% of the changes. Cluster analysis based on Ward method for the studied traits grouped the cultivars into four clusters. The cultivars that were in the first and second groups had higher yields, 1000 kernel weight, and seed filling speed.

    Conclusion

    According to the obtained results, among the examined traits, the harvest index had the highest correlation coefficient with grain yield, and the three traits of grain filling period, number of days to maturity, and spike length were determined as the most important traits affecting grain yield. So that the cultivars that had a shorter maturity period and the grain filling period did not interact with the stress at the end of the season, had higher grain yield. The new cultivar Ehsan, with its higher performance in three years of testing and its placement in cluster two, which had high performance, seems to be the superior variety in the climatic conditions of Gorgan.

    Keywords: Cluster analysis, Factor analysis, Grain yield, Group comparison, Introduced cultivars