دوره 16، شماره 2 - ( تابستان 1403 )                   جلد 16 شماره 2 صفحات 159-148 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Barati A, Arazmjoo E, Tabatabaei S A, Ghazvini H A. (2024). Selection of Barley Genotypes (Hordeum vulgare L.) with High and Stable Grain Yield in Drought Stress Conditions. J Crop Breed. 16(2), 148-159. doi:10.61186/jcb.16.2.148
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1520-fa.html
براتی علی، آرزمجو الیاس، طباطبائی سیدعلی، قزوینی حبیب اله. گزینش ژنوتیپ‎ های جو (.Hordeum vulgare L) با عملکرد دانه مطلوب و پایدار در شرایط تنش خشکی پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1403; 16 (2) :159-148 10.61186/jcb.16.2.148

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1520-fa.html


1- سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
چکیده:   (861 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: افزایش تقاضا برای غلاتی که به مصرف انسان و دام میرسند را میتوان از طریق توسعه کاشت ژنوتیپهای متحمل به خشکی برآورده کرد. بهدلیل وجود اثر متقابل ژنوتیپ در محیط، بهترین ژنوتیپ در یک محیط ممکن است در سایر محیطها بهترین نباشد و بنابراین، این اثر متقابل اطلاعات ارزشمندی در خصوص عملکرد هر یک از ژنوتیپها در محیطهای مختلف ارائه داده و نقش مهمی در ارزیابی پایداری عملکرد دارد. اصلاح ژنتیکی تحمل به خشکی در گیاهان زراعی جزو پایدارترین و مقرون به صرفهترین روشها برای افزایش تولید و پایداری محصول است. بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه بر اساس آمارههای مختلف پارامتری و ناپارامتری پایداری و ارزیابی تحمل به تنش خشکی بر اساس شاخصهای تنش در ژنوتیپهای امیدبخش جو اقلیم معتدل کشور از اهداف این تحقیق هستند.
مواد و روشها: بهمنظور بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه و انتخاب ژنوتیپهای جو پرمحصول در شرایط تنش خشکی انتهای فصل در اقلیم معتدل کشور، تعداد 16 ژنوتیپ جو طی دو سال زراعی 1402-1400 در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سه ایستگاه تحقیقاتی ورامین، بیرجند و یزد در دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی انتهای فصل (12 محیط) کشت گردیدند. پس از تعیین عملکرد دانه، شاخص‌های تنش شامل MP، GMP، TOL، HARM، STI، YI، YSI، RSI و SSI و همبستگی هر یک از آنها با عملکرد دانه محاسبه گردید. آمارههای پایداری در این بررسی شامل آمارههای پایداری نصار و هان (S(1– 6))، تنارزو (NP(1–4))، انحراف از خط رگرسیون (S²dᵢ)، شیب خط رگرسیون (b)، واریانس پایداری شوکلا (σ²ᵢ)، ضریب تغییرات محیطی (CV)، میانگین واریانسها (θᵢ)، واریانس اثر متقابل ژنوتیپ و محیط (θ(i))، اکووالانس ریک (Wᵢ²) و مجموع رتبه کانگ (KR) و روابط بین این آمارهها بر اساس همبستگی پیرسون محاسبه شدند. تجزیه واریانس، مقایسه میانگین و همبستگی ساده با استفاده از برنامه SAS-9.0، آمارههای پایداری با استفاده از برنامه STABILITYSOFT و تحلیل مولفههای اصلی، شاخصهای تنش و همبستگی هریک از این شاخصها با عملکرد دانه با استفاده از برنامه iPASTIC محاسبه شد. نمودار پراکنش سه بعدی ژنوتیپها در محدودههای A، B، C و D نیز با استفاده از نرمافزار Grapher ترسیم گردید.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس مرکب حاکی از معنیداری برهمکنش ژنوتیپ در محیط بود. از نظر آمارههای S(1-2) ژنوتیپهای G11، G10، G7 و G3 و بر اساس آمارههای S(3-6) ژنوتیپهای G3، G7 و G9 پایدارترین ژنوتیپها بودند. در بین معیارهای ناپارامتری تنارزو با توجه به معیار NP(1) ژنوتیپهای G3، G9 و G5، با توجه به معیار NP(2) ژنوتیپهای G3، G5 و G8 و با توجه به معیارهای NP(3) و NP(4) نیز ژنوتیپهای G3، G7 و G9 بهعنوان پایدارترین ژنوتیپها شناخته شدند. بر اساس آمارههای پایداری اکووالانس ریک () و شوکلا (σ²) ژنوتیپهای G9، G3 و G13 پایدارترین ژنوتیپها بودند. بر اساس روش رگرسیونی ابرهارت و راسل نیز ژنوتیپهای G7، G9 و G3 که عملکرد بالایی نیز داشتند، از سازگاری عمومی و پایداری عملکرد خوبی برخوردار بودند. بر اساس ضریب تغییرات محیطی فرانسیس و کاننبرگ (CVi)، ژنوتیپهای G2، G1 و G15 از کمترین ضریب تغییرات محیطی برخوردار بودند. از طرف دیگر، بر اساس میانگین رتبه هر ژنوتیپ در کل شاخصهای تنش (AR) نیز ژنوتیپهای G7، G2 و G3 بهترتیب بهعنوان متحملترین و G11، G14 و G10 نیز بهعنوان حساسترین ژنوتیپها به تنش خشکی انتهای فصل شناسایی گردیدند. در شرایط تنش خشکی انتهای فصل عملکرد دانه بهترتیب با شاخصهای YI، HM، GMP، STI، MP، YSI و RSI همبستگی مثبت و معنیدار و با شاخص SSI نیز همبستگی منفی و معنیداری داشت. در شرایط بدون تنش نیز عملکرد دانه بهترتیب شاخصهای MP،GMP ، STI، HM و YI همبستگی مثبت و معنیداری داشت اما بین عملکرد دانه با شاخصهای SSI، TOL، YSI و RSI همبستگی معنیداری مشاهده نگردید. تحلیل مولفههای اصلی نیز نشان داد که مولفه اصلی اول 69/71 درصد و مولفه اصلی دوم نیز 30/27 درصد از واریانس متغیرهای اصلی را توجیه کردند. مولفه اصلی اول همبستگی مثبت و بالایی با عملکرد در هر دو محیط تنش و بدون تنش و همچنین شاخصهای MP، STI، GMP و HM و مولفه دوم نیز همبستگی مثبت و بالایی با عملکرد دانه در محیط بدون تنش و شاخصهای TOL و SSI و همچنین همبستگی منفی و بالایی نیز با شاخصهای RSI و YSI داشت. بر اساس نمودار بایپلات، ژنوتیپهای G3، G7، G8، G9، G12 و G13 از پتانسیل عملکرد دانه بالاتری برخوردار بوده و نسبت به تنش خشکی متحملترند.
نتیجهگیری: عملکرد دانه در این بررسی بهترتیب با آمارههای NP(3)، KR، NP(2)، NP(4)، S(6) و S(1) همبستگی منفی و معنیداری داشت و بنابراین از این آمارهها میتوان در شناسایی ژنوتیپهای پایدار استفاده نمود. ژنوتیپهای G3، G7 و G9 بهترتیب با میانگینهای 6732/9، 6730/6 و 6608/1 کیلوگرم در هکتار ضمن داشتن بیشترین عملکرد دانه، با در نظر گرفتن مجموع رتبهبندی تمام آمارههای پایداری مورد مطالعه و همچنین شاخصهای تنش، از بالاترین پایداری عملکرد دانه و تحمل به خشکی انتهای فصل در بین ژنوتیپهای مورد بررسی نیز برخوردار بودند و میتوان از آنها بهعنوان رقم با ارزش در مناطق متأثر از تنش خشکی در اقلیم معتدل و یا بهعنوان مواد ژنتیکی مطلوب در برنامههای بهنژادی جو برای افزایش به تحمل به خشکی استفاده نمود.
متن کامل [PDF 1878 kb]   (142 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1402/9/14 | پذیرش: 1402/12/12

فهرست منابع
1. Abyar, S., Navabpour, S., Karimizadeh, R., Nasrollahnejad ghomi, A. A., Kiani, G., & Gholizadeh, A. (2021). Evaluation of genotype × environment interaction and grain yield stability of different bread wheat genotypes using non-parametric methods. Cereal Research, 11(2), 89-104. [DOI:10.22124/cr.2021.20461.1687]
2. Amini, A., Vahabzadeh, M., Majidi, E., Afyouni, D., Tabatabaei, S. M. T., Saberi, M. H., Lotfi, A., & Ravari, S. Z. A. (2010). Grain yield stability and adaptability of bread wheat genotypes using different stability indices under salinity stress conditions. Seed and Plant Improvement Journal, 26(3), 397-411. (In Persian). [DOI:10.22092/spij.2017.111032]
3. Anonymous. (2023). Agricultural statistics of 2021-2022 cropping season. Ministry of Agriculture-Jahad, Vol. 1. 95pp (In Persian).
4. Arazmjoo, E., & Nikkhah Chamanabad, H. R. (2022). Selecting tolerant barley genotypes to terminal drought stress based on grain yield stability and stress tolerance indices. Cereal Research, 11(4), 325-341. [DOI:10.22124/cr.2022.21573.1710]
5. Barati, A., Zali, H., Lakzedeh, I., Koohkan, Sh., Jafary, J., Jabari, M., Hosseinpour, A., Marzoghiyan, A., Gholipour, A., Poodineh, O., & Kheirgom M. (2021). Path analysis of genotype× environment interaction and evaluation of grain yield Stability of barley promising lines in warm zones. Journal of Crop Breeding, 13(38), 179-192. (In Persian). http://dx.doi.org/10.52547/jcb.13.38.179 [DOI:10.52547/jcb.13.38.179]
6. Bidinger, F. R., Mahalakshmi, V., & Rao, G. D. (1987). Assessment of drought resistance in pearl millet (Pennisetum americanum (L.) Leeke). II. Estimation of genotype response to stress. Australian Journal of Agricultural Research, 38, 49-59. [DOI:10.1071/AR9870049]
7. Bouslama, M., & Schapaugh, W. T. (1984). Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science, 24, 933-937. [DOI:10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x]
8. Cassman, K., Dobermann, A., Walters, D., & Yang, H. (2003). Meeting cereal demand while protecting natural resources and improving environmental quality. Annual Review of Environment and Resources, 28, 315. [DOI:10.1146/annurev.energy.28.040202.122858]
9. Ceccarelli, S., Grando, S., Maatougui, M., Michael, M., Slash, M., Haghparast, R., Rahmanian, M., Taheri, A., Al-Yassin, A., Benbelkacem, A., Labdi, M., Mimoun, H., & Nachit, M. (2010). Plant breeding and climate changes. Journal of Agricultural Science, 148, 627-637. [DOI:10.1017/S0021859610000651]
10. Eberhart, S. A. T., & Russell, W. A. (1966). Stability parameters for comparing varieties. Crop Science, 6(1), 36-40. [DOI:10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x]
11. Fernandez, G. C. J. (1992). Effective selection criteria for assessing stress tolerance. In: Kuo, C.G. (Eds.), Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress, Publication. Tainan, Taiwan. [DOI:10.22001/wvc.72511]
12. Finlay, K. W., & Wilkinson, G. N. (1963). Adaptation in a plant breeding programme. Australian Journal of Agricultural Research, 14, 742-754. http://dx.doi.org/10.1071/AR9630742 [DOI:10.1071/AR9630742]
13. Fischer, R. A., & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research, 29, 897-912. http://dx.doi.org/10.1071/AR9780897 [DOI:10.1071/AR9780897]
14. Fischer, R. A., & Wood, T. (1979). Drought resistance in spring wheat cultivars ІІІ. Yield association with morphological traits. Australian Journal of Agricultural Research, 30, 1001-1020. [DOI:10.1071/AR9791001]
15. Fita, A., Rodriguez-Burruezo, A., Boscaiu, M., Prohens, J., & Vicente, O. (2015). Breeding and domesticating crops adapted to drought and salinity: A new paradigm for increasing food production. Frontiers in Plant Science, 6, 978. [DOI:10.3389/fpls.2015.00978]
16. Food and Agriculture Organization. (2020). Statistics: FAOSTAT agriculture. Retrieved June 15, 2020, from http://fao.org/crop/statistics.
17. Francis, T. R., & Kannenberg, L. W. (1978). Yield stability studies in short-season maize: I. A descriptive method for grouping genotypes. Canadian Journal of Plant Science, 58, 1029-1034. [DOI:10.4141/cjps78-157]
18. Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campaline, R. G., Ricciardi, G. L., & Borghi, B. (1997). Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journal of Plant Science, 77, 523-531. [DOI:10.4141/P96-130]
19. Kang, M. S. (1988). A rank-sum method for selecting high-yielding, stable corn genotypes. Cereal Research Communications, 16, 113-115. [DOI:23782771]
20. Karadavut, U., Palta, C., Kavur Maci, Z., & Block, Y. (2010). Some grain yield parameters of multienvironmental trials in faba bean (Vicia faba) genotypes. International Journal of Agriculture and biology, 12(2), 217-220.
21. Kebede, A., Kang, M. S., & Bekele, E. (2019). Chapter Five - Advances in mechanisms of drought tolerance in crops, with emphasis on barley. P. 265-314. In: D. L. Sparks. (Eds.) Advances in Agronomy. Salt Lake City: Academic Press. [DOI:10.1016/bs.agron.2019.01.008]
22. Kumar, D., Sharma, A. K., Narwal, S., Sheoran, S., Verma, R. P. S., Singh, G. P. (2022). Utilization of Grain Physical and Biochemical Traits to Predict Malting Quality of Barley (Hordeum vulgare L.) under Sub-Tropical Climate. Foods, 11(21), 3403. [DOI:10.3390/foods11213403]
23. Najafi Mirak, T., Moayedi, A. A., Sasani, S., & Ghandi, A. (2019). Evaluation of adaptation and grain yield stability of durum wheat (Triticum turgidum L.) genotypes in temperate agro-climate zone of Iran. Iranian Journal of Crop Science, 21(2), 127-138. (In Persian). http://dx.doi.org/10.29252/abj.21.2.127 [DOI:10.29252/abj.21.2.127]
24. Nassar, R., & Huhn, M. (1987). Studies on estimation of phenotypic stability: tests of significance for nonparametric measures of phenotypic stability. Biometrics, 43, 45-53. [DOI:10.2307/2531947]
25. Newton, A. C., Flavell, A. J., George, T. S., Leat, P., Mullholland., B., & Ramsay, L., Gia, C. R., Russell, J., Steffenson, B. J., Swartson, J. S., Thomas, W. T. B., Waugh, R., White, P. J., & Bingham, I. J. (2011). Crops that feed the world 4. Barley: a resilient crop? Strengths and weaknesses in the context of food security. Food Security, 3, 141-178. [DOI:10.1007/s12571-011-0126-3]
26. Nikkhah, H. R., Tajali, H., Tabatabaie, S. A., & Taheri, M. (2022). Evaluation of Yield Stability and Drought Tolerance of Barley Genotypes in Temperate Regions of the Iran. Journal of Crop Breeding, 14(44), 1-17 (In Persian). http://dx.doi.org/10.52547/jcb.14.44.1 [DOI:10.52547/jcb.14.44.1]
27. Nikkhah, H. R., Yiusefi, A., Qazvini, H., Sorkhi, B., Jasemi, S. S., Patpour, M., Taheri, M., Abdi, H., Saberi, H., Tajalli, H., Arazmjoo, M., Mahlooji, M. K., Sharif-Al-Hossaini, M., Attahossaaini, S. M., Aghnoom, R., Niaziefard, A. Sh., Tabatabaie, S. A., Safari, S. A., & Mohammadi, S. (2018). Goharan, A New Terminal Drought Tolerant Barley Cultivar with High Water use Productivity for Cultivation in the Moderate Agro-climate Zone of Iran. Research Achievements for Field and Horticulture Crops, 7(1), 83-95. [DOI:10.22092/rafhc.2018.116849.1111]
28. Plaisted, R. I., & Peterson, L. C. (1959). A technique for evaluating the ability of selection to yield consistently in different locations or seasons. American Journal of Potato Research, 36, 381-385. [DOI:10.1007/BF02852735]
29. Plaisted, R. L. (1960). A shorter method for evaluating the ability of selections to yield consistently over locations. Journal of Potato Research, 37, 166-172. [DOI:10.1007/BF02855271]
30. Pour-Aboughadareh, A., Yousefian, M., Moradkhani, H., Moghaddam Vahed, M., Poczai, P., & Siddique, K. H. M. (2019a). iPASTIC: An online toolkit to estimate plant abiotic stress indices. Applications in Plant Sciences, 7(7), e11278. [DOI:10.1002/aps3.11278]
31. Pour-Aboughadareh, A., Yousefian, M., Moradkhani, H., Poczai, P., & Siddique, K. H. M. (2019b). Stability Soft: A new online program to calculate parametric and non-parametric stability statistics for crop traits. Applications in Plant Sciences, 7(1), e1211. [DOI:10.1002/aps3.1211]
32. Reynolds, M., & Langridge, P. (2016). Physiological breeding. Current Opinion in Plant Biology, 31, 162-171. [DOI:10.1016/j.pbi.2016.04.005]
33. Rosielle, A. A., & Hambling, J. (1981). Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science, 21, 943-946. DOI: 10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x [DOI:10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x]
34. Saremi, Z., Shahbazi, M., Zeinalabedini, M., Majidi Haravan, E. & Azizinezhad, R. (2022). Evaluation of drought tolerance in barley genotypes (Hordeum vulgare L.) using drought tolerance indices. Journal of Crop Breeding, 14(41), 10-18. (In Persian). http://dx.doi.org/10.52547/jcb.14.41.10 [DOI:10.52547/jcb.14.41.10]
35. Shukla, G. K. (1972). Some statistical aspects of partitioning genotype-environmental components of variability. Heredity, 29, 237-245. [DOI:10.1038/hdy.1972.87]
36. Soughi, H. A., Babaeian Jelodar, N. A., Ranjbar, G. A. & Pahlevani, M. H. (2016). Simultaneous Selection Based on Yield and Yield Stability in Bread Wheat Genotypes. Journal of Crop Breeding, 8(18), 119-125 (In Persian). http://dx.doi.org/10.29252/jcb.8.18.119 [DOI:10.29252/jcb.8.18.119]
37. Thennarasu, K. (1995). On certain non-parametric procedures for studying genotype-environment interactions and yield stability. PhD Dissertation, PJ School, IARI, New Delhi, India.
38. Wricke, G. (1962). Übereine Methode zur Erfassung der ökologischen Streubreite in Feldversuchen. Zeitschrift für Pflanzenzüchtung, 47, 92-96.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2024 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb