دوره 16، شماره 4 - ( زمستان 1403 )
جلد 16 شماره 4 صفحات 128-112 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Nezami A, Nabati J, Kafi M, Boroumand Rezazadeh E. (2024). Screening 215 Lentil Genotypes under Salinity Stress During the Seedling Stage in Greenhouse Conditions. J Crop Breed. 16(4), 112-128. doi:10.61186/jcb.16.4.112
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1478-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1478-fa.html
نظامی احمد، نباتی جعفر، کافی محمد، برومند رضازاده الهه. غربالگری 215 ژنوتیپ عدس (Lens culinaris Medik) تحت تنش شوری در مرحله گیاهچه در گلخانه پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1403; 16 (4) :128-112 10.61186/jcb.16.4.112
احمد نظامی*1 
، جعفر نباتی1، محمد کافی1، الهه برومند رضازاده1
، جعفر نباتی1، محمد کافی1، الهه برومند رضازاده1
1- گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
چکیده: (518 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: تنش شوری ازجمله تنش‌های محیطی است که تولید گیاهان زراعی را به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. با توجه گسترش شوری، استفاده از اراضی شور برای تولید محصولات زراعی به یک چالش مهم تبدیل شده است. عدس در طیف گسترده‌ای از شرایط اقلیمی رشد می‌کند؛ با اینوجود این گیاه حساس به تنش شوری است. استفاده از ارقام متحمل به شوری عدس بهدلیل تثبیت بیولوژیکی نیتروژن می‌تواند به افزایش تولید و بهره‌وری در زمین‌های شور کمک کند. هدف از این مطالعه بررسی تنوع تحمل به شوری گیاهچه‌های 215 ژنوتیپ عدس و گزینش ژنوتیپ‌های برتر متحمل به شوری بود.
مواد و روش‌ها: این مطالعه در گلخانه تحقیقاتی پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1396 انجام شد. تعداد 215 ژنوتیپ عدس در شرایط هیدروپونیک با استفاده از طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در تنش شوری 12 دسی‌زیمنس بر متر کلرید سدیم موردمطالعه قرار گرفت. یک هفته پس از سبز شدن گیاهچه‌ها، تنش شوری اعمال شد. روش آبیاری به‌صورت بسته بود، محلول غذایی به‌صورت هفتگی جایگزین و میزان شوری محلول غذایی به‌صورت روزانه پایش و تنظیم گردید. چهار هفته پس از اعمال تنش شوری، مرحله نموی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه‌های فرعی در بوته، درصد بقاء بوته، درصد برگ باقی‌مانده و ریزش کرده، وزن تر و خشک اندام هوایی محتوای سدیم و پتاسیم اندام هوایی ثبت و اندازه‌گیری شد. آزمون نرمال بودن داده‌ها و یکنواختی واریانس‌ها، مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از آزمون حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد و تجزیه خوشه‌ای بهروش Ward، تجزیه به عامل‌ها، همبستگی بین صفات و ترسیم نمودارهای دوبعدی انجام شد. برای تأیید صحت گروه‌بندی انجام شده، از تجزیه واریانس چند متغیره، تجزیه تابع تشخیص انجام شد. همچنین برای بررسی تفاوت گروه‌ها از لحاظ صفات مختلف، مقایسه میانگین گروه‌ها برای صفات مورد بررسی انجام شد.
یافته‌ها: بررسی توزیع فراوانی ژنوتیپ‌های عدس در دامنه‌های بقاء نشان داد که 12 درصد از ژنوتیپ‌ها (25 ژنوتیپ) دارای بقای بالای 80 درصد بودند که در این میان 15 ژنوتیپ دارای بقای 100 درصد بودند. از سوی دیگر 36 درصد ژنوتیپ‌ها (78 ژنوتیپ) دارای بقای کمتر از 20 درصد بودند که در این میان 39 ژنوتیپ چهار هفته پس از اعمال dS.m-112 شوری هیچ‌گونه بقایی نداشتند. در دامنه بقای 100-81 درصد، شش ژنوتیپ در مرحله غلاف دهی بودند. با کاهش درصد بقاء در اثر تنش شوری، ارتفاع بوته کاهش پیدا کرد. در سه دامنه بقای بین 100-81، 80-61 و 60-41 درصد بیشترین درصد برگ باقی‌مانده و کمترین میزان ریزش برگ مشاهده شد. با کاهش درصد بقاء از 100-81 به 80-61، 60-41 و 20-0 درصد، وزن خشک بوته بهترتیب 13/5، 22/7، 36/6 درصد و 2/03 برابر کاهش یافت. محتوای آب بافت تنها در دامنه بقای 20-0 درصد به‌طور چشمگیری کاهش یافت و در سایر دامنه‌های بقاء تفاوت قابل ملاحظه‌ای نداشت. غلظت سدیم با کاهش درصد بقاء از 100-81 به 80-61، 60-41 و 20-0 درصد بهترتیب 36، 48، 62 درصد و 2/8 برابر افزایش یافت. براساس تجزیه به عامل‌ها در شرایط تنش شوری، به‌طور کلی سه عامل انتخاب شدند که جمعاً 74/4 درصد از کل تغییرات داده‌ها را توجیه کردند. تجزیه به عامل‌ها نشان داد که عامل اول حدود 45/98 درصد از تغییرات را توجیه کرد که شامل درصد بقاء، مرحله رشدی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، وزن تر و خشک اندام هوایی و محتوای آب بافت با بار منفی و غلظت سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم با بار مثبت بود. عامل دوم حدود 20/1 درصد تغییرات را توجیه کرد که شامل درصد برگ باقی‌مانده با بار مثبت و درصد برگ ریزش کرده با بار منفی بود. عامل سوم نیز 4/8 درصد از تغییرات را توجیه کرد که شامل غلظت پتاسیم با بار مثبت بود. نتایج تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های مورد مطالعه عدس نشان دهنده قرارگیری آن‌ها در هشت گروه مجزا بود. نتایج تجزیه تابع تشخیص نشان داد که 92/6 درصد از ژنوتیپ‌ها به‌طور صحیح گروه‌بندی شده‌اند و میزان موفقیت تابع تشخیص، در گروه‌های شش، هفت و هشت 100 درصد بود. ژنوتیپ‌های متعلق به گروه ششم شامل MLC25، MLC47، MLC64 و MLC77 در تمامی صفات مورد مطالعه ازجمله درصد بقاء و مرحله رشدی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، درصد برگ باقی‌مانده، وزن تر و خشک اندام هوایی، محتوای آب بافت و غلظت پتاسیم بیشترین مقدار و از نظر درصد برگ ریزش کرده، غلظت سدیم و نسبت سدیم به پتاسم کمترین مقدار را دارا بودند.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی ژنوتیپ‌های MLC25، MLC47، MLC64 و MLC77 در تمامی صفات مورد مطالعه از جمله درصد بقاء، مرحله رشدی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، درصد برگ باقی‌مانده، وزن تر و خشک اندام هوایی، محتوای آب بافت و غلظت پتاسیم بیشترین مقدار و از نظر درصد برگ ریزش کرده، غلظت سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم کمترین مقدار را دارا بودند. با توجه به برتری این ژنوتیپ‌ها در صفات مورد مطالعه می‌توان از ژنوتیپ‌های متعلق به این گروه به‌منظور استفاده از صفات برتر آن‌ها در مطالعات تکمیلی تنش شوری استفاده نمود.
مقدمه و هدف: تنش شوری ازجمله تنش‌های محیطی است که تولید گیاهان زراعی را به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. با توجه گسترش شوری، استفاده از اراضی شور برای تولید محصولات زراعی به یک چالش مهم تبدیل شده است. عدس در طیف گسترده‌ای از شرایط اقلیمی رشد می‌کند؛ با اینوجود این گیاه حساس به تنش شوری است. استفاده از ارقام متحمل به شوری عدس بهدلیل تثبیت بیولوژیکی نیتروژن می‌تواند به افزایش تولید و بهره‌وری در زمین‌های شور کمک کند. هدف از این مطالعه بررسی تنوع تحمل به شوری گیاهچه‌های 215 ژنوتیپ عدس و گزینش ژنوتیپ‌های برتر متحمل به شوری بود.
مواد و روش‌ها: این مطالعه در گلخانه تحقیقاتی پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1396 انجام شد. تعداد 215 ژنوتیپ عدس در شرایط هیدروپونیک با استفاده از طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در تنش شوری 12 دسی‌زیمنس بر متر کلرید سدیم موردمطالعه قرار گرفت. یک هفته پس از سبز شدن گیاهچه‌ها، تنش شوری اعمال شد. روش آبیاری به‌صورت بسته بود، محلول غذایی به‌صورت هفتگی جایگزین و میزان شوری محلول غذایی به‌صورت روزانه پایش و تنظیم گردید. چهار هفته پس از اعمال تنش شوری، مرحله نموی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه‌های فرعی در بوته، درصد بقاء بوته، درصد برگ باقی‌مانده و ریزش کرده، وزن تر و خشک اندام هوایی محتوای سدیم و پتاسیم اندام هوایی ثبت و اندازه‌گیری شد. آزمون نرمال بودن داده‌ها و یکنواختی واریانس‌ها، مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از آزمون حداقل تفاوت معنی‌دار (LSD) در سطح احتمال پنج درصد و تجزیه خوشه‌ای بهروش Ward، تجزیه به عامل‌ها، همبستگی بین صفات و ترسیم نمودارهای دوبعدی انجام شد. برای تأیید صحت گروه‌بندی انجام شده، از تجزیه واریانس چند متغیره، تجزیه تابع تشخیص انجام شد. همچنین برای بررسی تفاوت گروه‌ها از لحاظ صفات مختلف، مقایسه میانگین گروه‌ها برای صفات مورد بررسی انجام شد.
یافته‌ها: بررسی توزیع فراوانی ژنوتیپ‌های عدس در دامنه‌های بقاء نشان داد که 12 درصد از ژنوتیپ‌ها (25 ژنوتیپ) دارای بقای بالای 80 درصد بودند که در این میان 15 ژنوتیپ دارای بقای 100 درصد بودند. از سوی دیگر 36 درصد ژنوتیپ‌ها (78 ژنوتیپ) دارای بقای کمتر از 20 درصد بودند که در این میان 39 ژنوتیپ چهار هفته پس از اعمال dS.m-112 شوری هیچ‌گونه بقایی نداشتند. در دامنه بقای 100-81 درصد، شش ژنوتیپ در مرحله غلاف دهی بودند. با کاهش درصد بقاء در اثر تنش شوری، ارتفاع بوته کاهش پیدا کرد. در سه دامنه بقای بین 100-81، 80-61 و 60-41 درصد بیشترین درصد برگ باقی‌مانده و کمترین میزان ریزش برگ مشاهده شد. با کاهش درصد بقاء از 100-81 به 80-61، 60-41 و 20-0 درصد، وزن خشک بوته بهترتیب 13/5، 22/7، 36/6 درصد و 2/03 برابر کاهش یافت. محتوای آب بافت تنها در دامنه بقای 20-0 درصد به‌طور چشمگیری کاهش یافت و در سایر دامنه‌های بقاء تفاوت قابل ملاحظه‌ای نداشت. غلظت سدیم با کاهش درصد بقاء از 100-81 به 80-61، 60-41 و 20-0 درصد بهترتیب 36، 48، 62 درصد و 2/8 برابر افزایش یافت. براساس تجزیه به عامل‌ها در شرایط تنش شوری، به‌طور کلی سه عامل انتخاب شدند که جمعاً 74/4 درصد از کل تغییرات داده‌ها را توجیه کردند. تجزیه به عامل‌ها نشان داد که عامل اول حدود 45/98 درصد از تغییرات را توجیه کرد که شامل درصد بقاء، مرحله رشدی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، وزن تر و خشک اندام هوایی و محتوای آب بافت با بار منفی و غلظت سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم با بار مثبت بود. عامل دوم حدود 20/1 درصد تغییرات را توجیه کرد که شامل درصد برگ باقی‌مانده با بار مثبت و درصد برگ ریزش کرده با بار منفی بود. عامل سوم نیز 4/8 درصد از تغییرات را توجیه کرد که شامل غلظت پتاسیم با بار مثبت بود. نتایج تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های مورد مطالعه عدس نشان دهنده قرارگیری آن‌ها در هشت گروه مجزا بود. نتایج تجزیه تابع تشخیص نشان داد که 92/6 درصد از ژنوتیپ‌ها به‌طور صحیح گروه‌بندی شده‌اند و میزان موفقیت تابع تشخیص، در گروه‌های شش، هفت و هشت 100 درصد بود. ژنوتیپ‌های متعلق به گروه ششم شامل MLC25، MLC47، MLC64 و MLC77 در تمامی صفات مورد مطالعه ازجمله درصد بقاء و مرحله رشدی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، درصد برگ باقی‌مانده، وزن تر و خشک اندام هوایی، محتوای آب بافت و غلظت پتاسیم بیشترین مقدار و از نظر درصد برگ ریزش کرده، غلظت سدیم و نسبت سدیم به پتاسم کمترین مقدار را دارا بودند.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی ژنوتیپ‌های MLC25، MLC47، MLC64 و MLC77 در تمامی صفات مورد مطالعه از جمله درصد بقاء، مرحله رشدی، ارتفاع بوته، تعداد شاخه فرعی، درصد برگ باقی‌مانده، وزن تر و خشک اندام هوایی، محتوای آب بافت و غلظت پتاسیم بیشترین مقدار و از نظر درصد برگ ریزش کرده، غلظت سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم کمترین مقدار را دارا بودند. با توجه به برتری این ژنوتیپ‌ها در صفات مورد مطالعه می‌توان از ژنوتیپ‌های متعلق به این گروه به‌منظور استفاده از صفات برتر آن‌ها در مطالعات تکمیلی تنش شوری استفاده نمود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1402/2/27 | پذیرش: 1403/7/1
دریافت: 1402/2/27 | پذیرش: 1403/7/1
فهرست منابع
1. Acosta-Motos, J. R., Ortuño, M. F., Bernal-Vicente, A., Diaz-Vivancos, P., Sanchez-Blanco, M. J., & Hernandez, J. A. (2017). Plant responses to salt stress: adaptive mechanisms. Agronomy, 7(1), 18. [DOI:10.3390/agronomy7010018]
2. Amooaghaie, R. (2014). The effect of salinity on seedling growth, chlorophyll content, relative water content and membrane stability in two canola cultivars. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 27(2), 256-268.
3. Arshi, A., Abdin, M. Z., & Iqbal, M. (2002). Growth and metabolism of senna as affected by salt stress. Biologia Plantarum, 45, 295-298. [DOI:10.1023/A:1015117327805]
4. Ashraf, M., Rahmatullah, R., Kanwal, S., Tahir, M. A., Sarwar, A., & Ali, L. (2007). Differential salt tolerance of sugarcane genotypes. Pakistan Journal of Agricultural Sciences, 44(1), 85-89.
5. Ashraf, M., & Waheed, A. (1993). Responses of some genetically diverse lines of chick pea (Cicer arietinum L.) to salt. Plant and Soil, 154, 257-266. [DOI:10.1007/BF00012531]
6. Ashraf, M. P. J. C., & Harris, P. J. (2004). Potential biochemical indicators of salinity tolerance in plants. Plant Science, 166(1), 3-16. [DOI:10.1016/j.plantsci.2003.10.024]
7. FAOSTAT. (2022). Food and Agriculture Organization of the United Nations. http://www.fao.org/faostat/en/#compare (Accessed: 23 December 2020).
8. Farhoudi, R., & Motamedi, M. (2017). Assessing Physiological Characteristics and Dry Matter of Two Mung Bean Genotypes. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 27(3), 73-86.
9. Garg, N., & Singla, R. (2009). Variability in the response of chickpea cultivars to short-term salinity, in terms of water retention capacity, membrane permeability, and osmo-protection. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 33(1), 57-63. [DOI:10.3906/tar-0712-41]
10. Haileselasie, T. H., & Teferii, G. (2012). The effect of salinity stress on germination of chickpea (Cicer arietinum L.) land race of Tigray. Current Research Journal of Biological Sciences, 4(5), 578-583.
11. Hoagland, D.R. & Arnon, D.I. (1950). The water-culture method for growing plants without soil. Circular. California Agricultural Experiment Station, 347, 1-32.
12. Houle, G., Morel, L., Reynolds, C. E., & Siégel, J. (2001). The effect of salinity on different developmental stages of an endemic annual plant, Aster laurentianus (Asteraceae). American Journal of Botany, 88(1), 62-67. [DOI:10.2307/2657127]
13. Kumar, S., Li, G., Yang, J., Huang, X., Ji, Q., Liu, Z., ... & Hou, H. (2021). Effect of salt stress on growth, physiological parameters, and ionic concentration of water dropwort (Oenanthe javanica) cultivars. Frontiers in Plant Science, 12, 660409. [DOI:10.3389/fpls.2021.660409]
14. Kumawat, K. R., Gothwal, D. K., & Singh, D. (2017). Salinity tolerance of lentil genotypes based on stress tolerance indices. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry, 6(4), 1368-1372.
15. Li, G., Peng, X., Wei, L., & Kang, G. (2013). Salicylic acid increases the contents of glutathione and ascorbate and temporally regulates the related gene expression in salt-stressed wheat seedlings. Gene, 529(2), 321-325. [DOI:10.1016/j.gene.2013.07.093]
16. Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell & Environment, 25(2), 239-250. [DOI:10.1046/j.0016-8025.2001.00808.x]
17. Munns, R., & Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59(1), 651-681. [DOI:10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911]
18. Munns, R., James, R. A., Xu, B., Athman, A., Conn, S. J., Jordans, C., ... & Gilliham, M. (2012). Wheat grain yield on saline soils is improved by an ancestral Na+ transporter gene. Nature Biotechnology, 30(4), 360-364. [DOI:10.1038/nbt.2120]
19. Murillo-Amador, B., Troyo-Diéguez, E., López-Cortés, A., Jones, H. G., Ayala-Chairez, F., & Tinoco-Ojanguren, C. L. (2001). Salt tolerance of cowpea genotypes in the emergence stage. Australian Journal of Experimental Agriculture, 41(1), 81-88. [DOI:10.1071/EA00055]
20. Muscolo, A., Junker, A., Klukas, C., Weigelt-Fischer, K., Riewe, D., & Altmann, T. (2015). Phenotypic and metabolic responses to drought and salinity of four contrasting lentil accessions. Journal of Experimental Botany, 66(18), 5467-5480. [DOI:10.1093/jxb/erv208]
21. Negrão, S., Schmöckel, S. M., & Tester, M. J. A. O. B. (2017). Evaluating physiological responses of plants to salinity stress. Annals of Botany, 119(1), 1-11. [DOI:10.1093/aob/mcw191]
22. Puvanitha, S., & Mahendran, S. (2017). Effect of salinity on plant height, shoot and root dry weight of selected rice cultivars. Scholars Journal of Agriculture and Veterinary Sciences, 4(4), 126-131.
23. Qadir, M., & Oster, J. D. (2004). Crop and irrigation management strategies for saline-sodic soils and waters aimed at environmentally sustainable agriculture. Science of the Total Environment, 323(1-3), 1-19. [DOI:10.1016/j.scitotenv.2003.10.012]
24. Saadeghi-Azar, L., Madah Hoseini, S., Rahimi, A., & Mohammadi Mirik, A. A. (2013). Effect of Salinity Stress on some Germination and Vegetative Growth Indices of Lentil Genotypes. Journal of Crops Improvement, 15(4), 107-117.
25. Sairam, R. K., & Tyagi, A. (2004). Physiology and molecular biology of salinity stress tolerance in plants. Current Science, 407-421.
26. Singh, D., Singh, C. K., Kumari, S., Tomar, R. S. S., Karwa, S., Singh, R., ... & Pal, M. (2017). Correction: Discerning morpho-anatomical, physiological and molecular multiformity in cultivated and wild genotypes of lentil with reconciliation to salinity stress. Plos one, 12(12), e0190462. [DOI:10.1371/journal.pone.0190462]
27. Tandon, H. L. S. (1995). Methods of analysis of soils, plants, water andfertilizers. FDCO, New Delhi.
28. Tepe, H. D., & Aydemir, T. (2015). Protective effects of Ca2+ against NaCl induced salt stress in two lentil (Lens culinaris) cultivars. African Journal of Agricultural Research, 10(23), 2389-2398. [DOI:10.5897/AJAR2014.9479]
29. Zhu, M., Shabala, S., Shabala, L., Fan, Y., & Zhou, M. X. (2016). Evaluating predictive values of various physiological indices for salinity stress tolerance in wheat. Journal of Agronomy and Crop Science, 202(2), 115-124. [DOI:10.1111/jac.12122]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
