دوره 16، شماره 1 - ( بهار 1403 )
جلد 16 شماره 1 صفحات 73-61 |
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:
Soofinia S, Pourmohammad A, Aliloo A, Alizadeh K. (2024). The Response of Early-Maturing Grass Pea (Lathyrus Sativus) Genotypes to Different Levels of Salinity Stress. J Crop Breed. 16(1), 61-73. doi:10.61186/jcb.16.49.61
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1489-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1489-fa.html
صوفی نیا سمیه، پورمحمد علیرضا، علیلو علی اصغر، علیزاده خشنود. پاسخ ژنوتیپهای زودرس خلر زراعی (Lathyrus sativus) به سطوح مختلف تنش شوری پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1403; 16 (1) :73-61 10.61186/jcb.16.49.61
1- گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه
2- موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور
2- موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور
چکیده: (1424 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: خلر (Lathyrus sativus L.) گیاهی یکساله از خانواده بقولات، به عنوان یک منبع پروتئین بسیار با ارزش برای دام و طیور و همچنین ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮﺭ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺩﺭ تغذیه‌ی ﺍﻧﺴﺎﻥ ﻣﺼﺮﻑ ﻣﻲﺷﻮﺩ. این جنس دارای چندین ویژگی زراعی مفید مانند ظرفیت عملکرد دانه بالا و محتوای پروتئین بالای دانه آن است. لگوم ها در شرایط محیطی مختلف، عملکرد اقتصادی تولید می کنند و پتانسیل بالایی برای استفاده در مناطق حاشیه ای کم بارش دارند. در واقع، این امر، آن را به یک محصول محبوب در کشاورزی معیشتی به ویژه در کشورهای در حال توسعه تبدیل کرده است. بیشترین اهمیت خلر مربوط به مقاومت فوق العاده این گیاه نسبت به شرایط سخت محیطی از جمله خشکی، حاصلخیزی کم خاک و مقاومت به آفات و بیماریهای گیاهی می باشد که سبب شده تا تولید و کشت آن از نظر اقتصادی به صرفه باشد. تنش شوری از تنش‌های غیرزیستی مهم است که اثرات زیانباری بر عملکرد گیاه و کیفیت محصول دارد و برای رشد گیاه یک عامل محدود کننده است. اگرچه تنش شوری درتمام مراحل رشدی گیاه می‌تواند رخ دهد اما با توجه به اینکه استقرار اولیه گیاه در عملکرد نهایی تاثیر زیادی دارد. تنش شوری در مرحله گیاهچه‌ای می‌تواند برای گیاه یکی از مراحل بسیار مضر باشد. برای بهبود تحمل به شوری در گیاهان زراعی می‌توان از تنوع ژنتیکی بین و درون گونه‌ای از طریق گزینش و اصلاح استفاده کرد. هدف این آزمایش بررسی واکنش ژنوتیپهای زودرس خلر نسبت به سطوح مختلف شوری با ارزیابی برخی ویژگی‌های زراعی و مشخص کردن ژنوتیپهای متحمل به شوری بود.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی واکنش 26 ژنوتیپ زودرس خلر نسبت به تنش شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار در سال 1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه انجام شد. تیمارهای شوری در چهار سطح (صفر، 40، 80 و 120 میلی‌مولار) نمکNaCl اعمال شدند و صفات گیاهچه ای و زراعی متعددی نظیر وزن تر شاخساره، وزن خشک شاخساره، وزن تر میوه، وزن خشک میوه، تعداد نیام، تعداد دانه در نیام، ارتفاع گیاه، زاویه برگ نسبت به ساقه، طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، تعداد شاخه، محل شاخه اولی از سطح خاک، طول ریشه اندازه‌گیری شد. همچنین در طول آزمایش تاریخ گلدهی، تاریخ غلاف‌دهی، تاریخ پر شدن غلاف و تاریخ رسیدن دانه برای هر گلدان نیز یادداشت شد. قبل از تجزیه داده‌ها مفروضات تجزیه واریانس داده‌ها با آزمونهای نرمالیته و یکنواختی واریانسها مورد بررسی قرار گرفت و مقایسات میانگین به روش دانکن در سطح احتمال یک درصد انجام گردید. برای گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها از تجزیه خوشه‌ای به روش وارد و معیار فاصله اقلیدسی با استفاده از داده های استاندارد شده انجام شد. به منظور تعیین سهم هر صفت در تنوع کل، کاهش حجم داده‌ها و تفسیر بهتر روابط، از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی استفاده شد.
یافته‌ها: اختلاف بین ژنوتیپ‌ها و سطوح شوری در اکثر صفات گیاهچه ای معنی‌دار بود و با افزایش میزان شوری صفت عملکرد علوفه خشک کاهش یافت. بدین صورت که صفات طول ساقه‌چه، طول ریشه‌چه، طول گیاهچه و نسبت طول ساقه‌چه به طول ریشه‌چه برای اثر ژنوتیپ، شوری و اثر متقابل ژنوتیپ در شوری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بودند. صفات وزن خشک ساقه‌چه، وزن خشک ریشه‌چه و وزن خشک گیاهچه دارای اثر شوری معنی‌دار در سطح احتمال یک درصد بودند و صفت نسبت وزن خشک ساقه‌چه به ریشه‌چه برای هیچکدام از اثرات دارای اختلاف معنی‌داری نبود. ژنوتیپهای 19، 14، 13، 21، 10، 7، 25، 15، 24 و 12 بهترین ژنوتیپ‌ها از لحاظ عملکرد علوفه خشک در مرحله گیاهچه‌ای بودند. در صفات مزرعهای اختلاف بین ژنوتیپ‌ها و سطوح شوری در اکثر صفات نیز معنی‌دار بود. در تجزیه خوشه ای به روش وارد، ژنوتیپ‌ها به سه خوشه تقسیم بندی شدند. خوشه اول با ژنوتیپهای 8، 23، 11، 21، 7، 20، 2، 22، 3، 10 و 26 دارای برترین ژنوتیپ‌ها برای بهبود عملکرد بودند. در تجزیه به مولفه های اصلی، سه مؤلفه اصلی اول، 82/08 درصد از تنوع کل را توجیه کردند. بدین صورت که مؤلفه اول 38/31 درصد، مؤلفه دوم 25/31 درصد و مولفه سوم 19/74 درصد از تنوع کل را به خود اختصاص دادند. بر اساس نتایج بدست آمده می توان مؤلفه اول را به عنوان مؤلفه عملکرد بیولوژیک و مؤلفه دوم را به عنوان عملکرد علوفه نامگذاری کرد.
نتیجه گیری: نتایج آزمایش در مرحله گیاهچه نشان داد که ژنوتیپ های 2، 6، 10، 13 و 26 (بومی) دارای عملکردی بالا و ژنوتیپهای 1، 3 و 5 کمترین عملکرد علوفه را داشتند. نتایج مزرعهای نشان داد با افزایش سطوح شوری به مراتب کاهش عملکرد مشاهده شد. ژنوتیپهای 10 و 26 (بومی) دارای بیشترین عملکرد و ژنوتیپهای 13 و 19 کمترین عملکرد را داشتند. به‌طور کلی، ژنوتیپهای 6، 10، 20، 22 و 23 متحمل‌ترین ژنوتیپ‌ها بودند و ژنوتیپهای 1، 2، 3، 4، 5، 7، 8، 9، 11، 21، 24 و 26 به عنوان ژنوتیپهای نیمه حساس و ژنوتیپهای 12، 13، 14، 15، 16، 17، 18، 19و 25 حساس‌ترین ژنوتیپ‌ها به شوری معرفی شدند.
مقدمه و هدف: خلر (Lathyrus sativus L.) گیاهی یکساله از خانواده بقولات، به عنوان یک منبع پروتئین بسیار با ارزش برای دام و طیور و همچنین ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮﺭ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺩﺭ تغذیه‌ی ﺍﻧﺴﺎﻥ ﻣﺼﺮﻑ ﻣﻲﺷﻮﺩ. این جنس دارای چندین ویژگی زراعی مفید مانند ظرفیت عملکرد دانه بالا و محتوای پروتئین بالای دانه آن است. لگوم ها در شرایط محیطی مختلف، عملکرد اقتصادی تولید می کنند و پتانسیل بالایی برای استفاده در مناطق حاشیه ای کم بارش دارند. در واقع، این امر، آن را به یک محصول محبوب در کشاورزی معیشتی به ویژه در کشورهای در حال توسعه تبدیل کرده است. بیشترین اهمیت خلر مربوط به مقاومت فوق العاده این گیاه نسبت به شرایط سخت محیطی از جمله خشکی، حاصلخیزی کم خاک و مقاومت به آفات و بیماریهای گیاهی می باشد که سبب شده تا تولید و کشت آن از نظر اقتصادی به صرفه باشد. تنش شوری از تنش‌های غیرزیستی مهم است که اثرات زیانباری بر عملکرد گیاه و کیفیت محصول دارد و برای رشد گیاه یک عامل محدود کننده است. اگرچه تنش شوری درتمام مراحل رشدی گیاه می‌تواند رخ دهد اما با توجه به اینکه استقرار اولیه گیاه در عملکرد نهایی تاثیر زیادی دارد. تنش شوری در مرحله گیاهچه‌ای می‌تواند برای گیاه یکی از مراحل بسیار مضر باشد. برای بهبود تحمل به شوری در گیاهان زراعی می‌توان از تنوع ژنتیکی بین و درون گونه‌ای از طریق گزینش و اصلاح استفاده کرد. هدف این آزمایش بررسی واکنش ژنوتیپهای زودرس خلر نسبت به سطوح مختلف شوری با ارزیابی برخی ویژگی‌های زراعی و مشخص کردن ژنوتیپهای متحمل به شوری بود.
مواد و روش‌ها: به منظور بررسی واکنش 26 ژنوتیپ زودرس خلر نسبت به تنش شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو تکرار در سال 1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه انجام شد. تیمارهای شوری در چهار سطح (صفر، 40، 80 و 120 میلی‌مولار) نمکNaCl اعمال شدند و صفات گیاهچه ای و زراعی متعددی نظیر وزن تر شاخساره، وزن خشک شاخساره، وزن تر میوه، وزن خشک میوه، تعداد نیام، تعداد دانه در نیام، ارتفاع گیاه، زاویه برگ نسبت به ساقه، طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، تعداد شاخه، محل شاخه اولی از سطح خاک، طول ریشه اندازه‌گیری شد. همچنین در طول آزمایش تاریخ گلدهی، تاریخ غلاف‌دهی، تاریخ پر شدن غلاف و تاریخ رسیدن دانه برای هر گلدان نیز یادداشت شد. قبل از تجزیه داده‌ها مفروضات تجزیه واریانس داده‌ها با آزمونهای نرمالیته و یکنواختی واریانسها مورد بررسی قرار گرفت و مقایسات میانگین به روش دانکن در سطح احتمال یک درصد انجام گردید. برای گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها از تجزیه خوشه‌ای به روش وارد و معیار فاصله اقلیدسی با استفاده از داده های استاندارد شده انجام شد. به منظور تعیین سهم هر صفت در تنوع کل، کاهش حجم داده‌ها و تفسیر بهتر روابط، از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی استفاده شد.
یافته‌ها: اختلاف بین ژنوتیپ‌ها و سطوح شوری در اکثر صفات گیاهچه ای معنی‌دار بود و با افزایش میزان شوری صفت عملکرد علوفه خشک کاهش یافت. بدین صورت که صفات طول ساقه‌چه، طول ریشه‌چه، طول گیاهچه و نسبت طول ساقه‌چه به طول ریشه‌چه برای اثر ژنوتیپ، شوری و اثر متقابل ژنوتیپ در شوری در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بودند. صفات وزن خشک ساقه‌چه، وزن خشک ریشه‌چه و وزن خشک گیاهچه دارای اثر شوری معنی‌دار در سطح احتمال یک درصد بودند و صفت نسبت وزن خشک ساقه‌چه به ریشه‌چه برای هیچکدام از اثرات دارای اختلاف معنی‌داری نبود. ژنوتیپهای 19، 14، 13، 21، 10، 7، 25، 15، 24 و 12 بهترین ژنوتیپ‌ها از لحاظ عملکرد علوفه خشک در مرحله گیاهچه‌ای بودند. در صفات مزرعهای اختلاف بین ژنوتیپ‌ها و سطوح شوری در اکثر صفات نیز معنی‌دار بود. در تجزیه خوشه ای به روش وارد، ژنوتیپ‌ها به سه خوشه تقسیم بندی شدند. خوشه اول با ژنوتیپهای 8، 23، 11، 21، 7، 20، 2، 22، 3، 10 و 26 دارای برترین ژنوتیپ‌ها برای بهبود عملکرد بودند. در تجزیه به مولفه های اصلی، سه مؤلفه اصلی اول، 82/08 درصد از تنوع کل را توجیه کردند. بدین صورت که مؤلفه اول 38/31 درصد، مؤلفه دوم 25/31 درصد و مولفه سوم 19/74 درصد از تنوع کل را به خود اختصاص دادند. بر اساس نتایج بدست آمده می توان مؤلفه اول را به عنوان مؤلفه عملکرد بیولوژیک و مؤلفه دوم را به عنوان عملکرد علوفه نامگذاری کرد.
نتیجه گیری: نتایج آزمایش در مرحله گیاهچه نشان داد که ژنوتیپ های 2، 6، 10، 13 و 26 (بومی) دارای عملکردی بالا و ژنوتیپهای 1، 3 و 5 کمترین عملکرد علوفه را داشتند. نتایج مزرعهای نشان داد با افزایش سطوح شوری به مراتب کاهش عملکرد مشاهده شد. ژنوتیپهای 10 و 26 (بومی) دارای بیشترین عملکرد و ژنوتیپهای 13 و 19 کمترین عملکرد را داشتند. به‌طور کلی، ژنوتیپهای 6، 10، 20، 22 و 23 متحمل‌ترین ژنوتیپ‌ها بودند و ژنوتیپهای 1، 2، 3، 4، 5، 7، 8، 9، 11، 21، 24 و 26 به عنوان ژنوتیپهای نیمه حساس و ژنوتیپهای 12، 13، 14، 15، 16، 17، 18، 19و 25 حساس‌ترین ژنوتیپ‌ها به شوری معرفی شدند.
فهرست منابع
1. Ashilenje, D. S., Amombo, E., Hirich, A., Devkota, K. P., Kouisni, L. & Nilahyane A. (2023). Irrigated barley-grass pea crop mixtures can revive soil microbial activities and alleviate salinity in desertic conditions of southern Morocco. Scientific Reports, 13:13174-13188. doi:10.1038/s41598-023-40337-9 [DOI:10.1038/s41598-023-40337-9]
2. Ashraf, M.& Haris P.J.S. (2004). Pontential biochemical indicators of salinity tolerance in plants. Plant Science, 166: 3-16. doi:10.1016/j.plantsci.2003.10.024 [DOI:10.1016/j.plantsci.2003.10.024]
3. Ashraf, M., Nazir, N. & McNeilly, T. (2001). Comparative salt tolerance of amphidiploid and diploid Brassica species. Plant Science, 160(4): 683-689. doi: 10.1016/s0168-9452(00)00449- [DOI:10.1016/S0168-9452(00)00449-0]
4. Chartzoulakis, K., Loupassaki M., Bertaki M., & Androulakis, I. (2002). Effects of NaCl salinity on growth, ion content and CO2 assimilation rate of six olive cultivars. Scientia Horticulturae, 96: 235-247. doi: 10.1016/S0304-4238(02)00067-5 [DOI:10.1016/S0304-4238(02)00067-5]
5. Demir, M. & Arif, I. (2003). Effects of different soil salinity levels on germination and seedling growth of safflower (Carthamus tinctorius L.). Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 27(4): 221-227.
6. El Sayed, H. & El Sayed, A. (2011). Influence of salinity (NaCl and Na2SO4) treatments on growth development of broad bean (Vicia faba L.). American-Eurasian Journal Agriculture and Environmental Science, 10(4): 600-610.
7. FAO, (2021). FAOSTAT data. http://www.faostat.fao.org/faostat.
8. Farokhi, A. & Galeshi, S. 2005. Evaluation of effect of salinity and seed size on germination, conversation of seed reserves and seedling growth soybean (Glycin max. L). Iranian Journal of Agricultural Science, 36(5): 1233- 1241. (In Persian).
9. Flowers, T. J. (2004). Improving crop salt tolerance. Journal of Experimental botany, 55 (396): 307-319. [DOI:10.1093/jxb/erh003]
10. Grozeva, S., Kalapchieva, S., & Tringovska, I. (2023). In vitro screening for salinity tolerance in garden pea (Pisum sativum L.). Horticulturae, 9: 338-348. [DOI:10.3390/horticulturae9030338]
11. Gonçalves, L., Rubiales, D., Bronze, M. R. & Vaz Patto, M. C. (2022). Grass. Pea (Lathyrus sativus L.)- A sustainable and resilient answer to climate challenges. Agronomy, 12: 1324. [DOI:10.3390/agronomy12061324]
12. Hanbury, C. D. and Hughes, B. (2003). New grain legume for layers, Evaluations of Lathyrus ciceraas a feed ingredient for layers. A report for the Australian Egg Corporation Limited.AECL publication NO 03/01.
13. Jafarzadeh, A.A. & Aliasgharzad N. (2007). Salinity and salt composition effects on seed germination and root length of four sugarbeet cultivars, Proceeding of "Bioclimatology and Natural Hazards" International Scientific Conference, Polana nad Detvou, Slovakia, 17-20.
14. Karadag, Y., Iptas S. & Yavuz M. (2004). Agronomic potential of grasspea (Lathyrus sativus L.) under rainfed condition in semi-arid regions of Turkey. Asian Journal of Plant Science, 3: 151-155. [DOI:10.3923/ajps.2004.151.155]
15. Khawaja, H. I. T., Sybenga J., & Ellis J. R. 1998. Meiosis in aneuploid of tetraploid Lathyrus odoratus and L. pratensis. Hereditas, 129: 53-57. [DOI:10.1111/j.1601-5223.1998.t01-1-00053.x]
16. Khosravi, Z., Pourmohammad, A., Aliloo, A. A., Shahabivand, S., Hassanpouraghdam, M. B., Topçu, H. (2022). In vitro salinity stress mediates grass pea genotypes (Lathyrus sativus L.) responses. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 46: 340-351. [DOI:10.55730/1300-011X.3007]
17. Musial, J. M., Basford K. E., & Irwin, J. A. G. (2002). Analysis of genetic diversity within Australian lucerne cultivars and implications for future genetic improvement. Australian Journal of Agricultural Research, 53(6), 629-636. [DOI:10.1071/AR01178]
18. Oksu, G., Kaya, M. D., & Atak, M. (2005). Effects of salt and drought stresses on germination and seedling growth of pea (Pisum sativum L.). Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 29(4): 237-242.
19. Parida, A.K. & Das, A.B. (2005). Salt tolerance and salinity effects on plants. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60(3): 324-349. [DOI:10.1016/j.ecoenv.2004.06.010]
20. Patto, M. V., Skiba, B., Pang E. C. K., Ochatt S. J., Lambein, F., & Rubiales, D. (2006). Lathyrus improvement for resistance against biotic and abiotic stresses: from classical breeding to marker assisted selection. Euphytica, 147: 133-147. [DOI:10.1007/s10681-006-3607-2]
21. Pourfarhad, A., Nourmand Moayed, F., Aharizad, S. & Ashraf Jafari, A. (2009). Grouping of alfalfa ecotypes through multivariate analysis. Journal of Agriculture Science, 3: 1-13. (In Persian).
22. Ranganayakulu, G.S, Veeranagamallaiah, G., & Sudhakar, Ch. (2013). Effect of salt stress on osmolyte accumulation in two groundnut cultivars (Arachis hypogaea L.) with contrasting salt tolerance. African Journal of Plant Science, 12: 586-592. [DOI:10.5897/AJPS11.063]
23. Rauf, M., Munir, M., UI-Hassan, M., Ahmed, M. & Afzai, M. (2007). Performance of wheat genotypes under osmotic stress at germination and early seedling growth stage. African Journal Biotechnology, 8: 971-975.
24. Saadeghi-Azar, L., Madah Hoseini, Sh., Rahimi, A. & Mohammadi Mirik, A. A. (2014). Effect of salinity stress on some germination and vegetative growth indices of lentil genotypes. Journal of Crop Breeding, 15: 107-117. (In Persisan).doi: 10.22059/jci.2013.51370
25. Soltani, A. & Khodarahmpour, Z. (2016). Evaluation of alfalfa genotypes from tolerance to salinity stress via multivariate statistical methods. Journal of Plant Production Science, 1: 57-67. (In Persisan).
26. Tokarz, B., Wójtowicz, T., Makowski, W., Jędrzejczyk, R.J. & Tokarz, K.M. (2020). What is the difference between the response of grass pea (Lathyrus sativus L.) to salinity and drought stress?-A physiological study. Agronomy, 10, 833.-843. [DOI:10.3390/agronomy10060833]
27. Tokarz, K.M., Wesołowski, W., Tokarz, B., Makowski, W., Wysocka, A., Jedrzejczyk, R.J., Chrabaszcz, K., Malek, K. & Kostecka-Gugała, A. (2021). Stem photosynthesis-a key element of grass pea (Lathyrus sativus L.) acclimatization to salinity. Int. J. Mol. Sci., 22: 685-699. [DOI:10.3390/ijms22020685]
28. Vaezi, B., Mohtashami, R, Jozeyan, A, & Mirzaei, A. (2023). Evaluation of Genotype × Environment Interaction and Stability Analysis of Grain and Forage Yield of Grass Pea (Lathyrus sativa L.) Genotypes. Journal of Crop Breeding, 15(45), 183-193 (In Persian(. doi:10.52547/jcb.15.45.183
29. Wang, F., Chen, X., Chen, Q., Qin, X., & Li Z. (2000). Determination of neurotoxin 3Noxaly1- 2-3-diaminopropionic acid and non-protein amino acids in Lathyrus sativus by precolumn derivatization with 1-fluoro-2, 4-dinitrobenzene. Journal Chromatography, 883: 113-118. [DOI:10.1016/S0021-9673(00)00264-8]
30. Zabihi-e-Mahmoodabad, R., Jamaati-e-Somarin, S. Khayatnezhad, M.& Gholamin, R. (2011). The study of effect salinity stress on germination and seedling growth in five different genotypes of wheat. Advances in Environmental Biology, 5 (1): 177-179.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
