دوره 17، شماره 2 - ( تابستان 1404 )                   جلد 17 شماره 2 صفحات 112-94 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


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

Fatanatvash S, Alipour H, Darvishzadeh R, Ghiyasi M. (2025). Identification of Tolerant Bread Wheat Genotypes to Seed Aging During Germination and Seedling Growth Stages. J Crop Breed. 17(2), 94-112. doi:10.61882/jcb.2024.1576
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1576-fa.html
فطانت وش سیما، علی پور هادی، درویش زاده رضا، قیاسی مهدی.(1404). شناسایی ژنوتیپ‎ های گندم نان متحمل به پیری بذر در مراحل جوانه‎ زنی و رشد گیاهچه پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 17 (2) :112-94 10.61882/jcb.2024.1576

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1576-fa.html


1- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده:   (777 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: پیری بذر به‌عنوان یک چالش جدی در کاهش کیفیت بذر مطرح است، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه که گندم نقش اساسی در تأمین غذای مردم دارد و ذخیره‌سازی طولانی‌مدت بذر این محصول ضروری است. دما و رطوبت دو فاکتور بسیار مهم در طول فرآیند ذخیره‌سازی بذر هستند که بهشدت بر بنیه و کیفیت (قوه نامیه) بذر اثر می‌گذارند. این دو فاکتور با تأثیر مستقیم بر حفظ یا کاهش توانایی جوانه‌زنی، نقش کلیدی در تعیین سرعت پیری بذر‌ها ایفا می‌کنند. آزمون پیری تسریع شده (Accelerated Aging) یکی از متداول‎‎ترین آزمونهایی است که توسط انجمن بین‎ المللی آزمایش بذر (ISTA) برای تعیین قدرت بذر در دما و رطوبت بالا بهمنظور تقلید پیری طبیعی بذر در ذخیرهسازی طولانی مدت مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به اهمیت تنوع ژنتیکی و انتخاب ژنوتیپ‌های برتر در برنامه‌های به‌نژادی گندم، هدف این مطالعه بررسی و انتخاب ژنوتیپ‌هایی با ویژگی‌های جوانه‌زنی و گیاهچه‌ای مطلوب در شرایط پیری تسریع‌شده بود. انتخاب چنین ژنوتیپ‌هایی نهتنها به ارتقای قدرت و سلامت بذر در دوره‌های ذخیره‌سازی منجر می‌شود، بلکه می‌تواند بهعنوان ابزاری مؤثر برای اصلاح‌گران در توسعه رقم‌های جدید با مقاومت بیشتر در برابر شرایط محیطی چالش‌برانگیز بهکار گرفته شود. در نهایت، این بهبود کیفیت بذر به بهره‌وری بالاتر، تولید اقتصادی‌تر و پایداری بیشتر در تولید گندم منجر خواهد شد.
مواد و روشها: در این پژوهش، 228 ژنوتیپ گندم نان از نظر تحمل به پیری تسریع‌شده بذر در مراحل جوانه‌زنی و رشد گیاهچه در سال 1401-1402 مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش بهصورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. برای اعمال پیری بذر، از روش پیری تسریع‌شده در چهار سطح صفر، 48، 72 و 96 ساعت استفاده شد. سپس، بهمنظور ارزیابی جوانه‌زنی و رشد گیاهچه، آزمون استاندارد جوانه‌زنی طبق معیارهای انجمن بین‌المللی آزمون بذر (ISTA) انجام شد. این آزمون بهصورت سه تکرار 25 تایی از بذور پیرشده تیمار مربوط به هر ژنوتیپ در پتری‌دیش‌ و به ‎روش بین کاغذ، در دمای بهینه رشد گندم بهمدت 8 روز صورت گرفت. شاخص‌های مورد مطالعه شامل درصد جوانه‌زنی (GP)، شاخص جوانه‌زنی (GI)، شاخص حیات (VI)، شاخص حیات ساده‌شده (SVI)، متوسط زمان جوانه‌زنی (MGT)، متوسط جوانه‌زنی روزانه (MDG)، طول گیاهچه (SL)، طول ساقه‌چه (SHL)، طول ریشه‌چه (RL)، وزن تر ساقهچه (SHWW)، وزن خشک ساقه‌چه (SHDW)، وزن تر ریشهچه (RWW)، وزن خشک ریشه‌چه (RDW) و ضریب آلومتریک (AL) بودند. تجزیه واریانس دادهها، تجزیه همبستگی، دندروگرام تجزیه خوشهای (هیتمپ) و ترسیم نمودارهای بایپلات تجزیه به مؤلفههای اصلی با استفاده از نرمافزار R نسخه 4.3.2 بهترتیب با استفاده از پکیجهای agricolae، corrplot،gplots  و factoextra انجام شدند. بهمنظور انتخاب ژنوتیپهای برتر، شاخص MGIDI با استفاده از پکیج تجزیه آزمایشهای چندمحیطی metan در نرمافزار R محاسبه شد. شدت انتخاب 10% (SI) برای انتخاب ژنوتیپها در نظر گرفته شد.
یافتهها: بر اساس نتایج تجزیه واریانس، تأثیر سطوح مختلف پیری تسریعشده بر تمام صفات مورد بررسی در سطح آماری یک درصد معنیدار بود. همچنین تفاوت معنیداری بین ژنوتیپ‌های مورد مطالعه برای همه صفات در سطح احتمال یک درصد مشاهده شد. اثر متقابل پیری × ژنوتیپ نیز در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود .در سطوح مختلف پیری تسریع شده، همبستگی مثبت و قوی بین درصد جوانهزنی، شاخص جوانهزنی، شاخص حیات، شاخص حیات ساده شده و متوسط جوانهزنی روزانه مشاهده شد، در حالیکه همبستگی متوسط زمان جوانهزنی با اکثر صفات مورد مطالعه ضعیف بود. با افزایش سطوح پیری، یک روند کاهشی در میانگین اکثر صفات مشاهده شد. بهعنوان مثال، درصد جوانهزنی از 91/96 درصد در سطح نرمال به 60/44، 29/76 و 6/11 درصد به ‎ترتیب در سطوح پیری 48، 72 و 96 ساعت کاهش یافت، در حالیکه متوسط زمان جوانه‌زنی از 1/59 روز به 2/62 و 3/01 روز در سطوح پیری 48 و 72 ساعت افزایش یافت. بر اساس نتایج تجزیه خوشهای در سطوح مختلف پیری تسریع شده، ژنوتیپ‌های مورد مطالعه بر اساس شباهت‌ها و تفاوت‌هایشان از لحاظ صفات مرتبط با جوانه‌زنی و رشد گیاهچه به سه گروه اصلی طبقه‌بندی شدند که ژنوتیپهای گروه اول، از لحاظ کلیه صفات مرتبط با جوانهزنی و رشد گیاهچه بهعنوان برترین ژنوتیپها شناسایی شدند. برای شناسایی ژنوتیپهای برتر (متحمل به پیری) بر اساس تمام صفات، از شاخص MGIDI استفاده شد که نتایج آن کاملاً با نتایج تجزیه به مؤلفههای اصلی و تجزیه خوشهای مطابقت داشتند.
نتیجه‌گیری: بهمنظور تحلیل دقیقتر روابط بین ژنوتیپهای گندم نان مورد مطالعه در سطوح مختلف پیری تسریع شده از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، تجزیه خوشهای و بهطور کارآمدتر برای شناسایی ژنوتیپهای برتر بر اساس تمام صفات از شاخص MGIDI استفاده شد. بر این اساس، ژنوتیپهای 624846، 627853، 623090، 627414، 624864 ، فونگ، الوند و کوهدشت دارای بیشترین مقادیر از نظر تمام صفات مرتبط با جوانهزنی و رشد گیاهچه در سطوح مختلف پیری تسریع شده بودند و بهعنوان ژنوتیپهای متحمل به پیری شناسایی شدند. در مقابل، ژنوتیپهای 621421، 627236، 624315، امید، تکاب و ویناک با کمترین مقادیر این صفات جزو ژنوتیپهای حساس به پیری بودند. ژنوتیپهای برتر شناساییشده میتوانند بهعنوان منابع ژنتیکی برای تولید بذرهایی با قابلیت ذخیرهسازی طولانی‌مدت و کیفیت بالای استفاده مجدد هدف برنامههای به نژادی قرار گیرند.

 
متن کامل [PDF 2980 kb]   (40 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح نباتات
دریافت: 1403/7/20 | پذیرش: 1403/12/4

فهرست منابع
1. Agrawal, R. (2003). Seed Technology. Pub. Co. PVT. LTD. New Delhi. India.
2. Basra, S. M. A., Ahmad, N., Khan, M. M., Iqbal, N., & Cheema, M. A. (2003). Assessment of cottonseed deterioration during accelerated ageing. Seed Science and Technology, 31(3), 531-540. [DOI:10.15258/sst.2003.31.3.02]
3. Bailly, C., Benamar, A., Corbineau, F., & Côme, D. (2000). Antioxidant systems in sunflower (Helianthus annuus L.) seeds as affected by priming. Seed Science Research, 10(1), 35-42. [DOI:10.1017/S0960258500000040]
4. Chauhan, D. S., & Deswal, D. P. (2019). effect of accelerated ageing variables on various seeds quality parameter in barley (Hordeum vulgare L.). Journal of Plant Development Sciences, 11(9), 511-517.
5. Chloupek, O., Dostál, V., Středa, T., Psota, V., & Dvořáčková, O. (2010). Drought tolerance of barley varieties in relation to their root system size. Plant Breeding, 129(6), 630-636. [DOI:10.1111/j.1439-0523.2010.01801.x]
6. Figueiredo e Albuquerque, M. D., & Carvalho, N. D. (2003). Effect of the type of environmental stress on the emergence of sunflower (Helianthus annus L.), soybean (Glycine max L.) Merril) and maize (Zea mays L.) seeds with different levels of vigor. Seed Science and Technology, 31(2), 465-479. [DOI:10.15258/sst.2003.31.2.23]
7. Bailly, C., Benamar, A., Corbineau, F., & Côme, D. (2000). Antioxidant systems in sunflower (Helianthus annuus L.) seeds as affected by priming. Seed Science Research, 10(1), 35-42. [DOI:10.1017/S0960258500000040]
8. Delouche, J. C., & Baskin, C. C. (1973). Accelerated aging techniques for predicting the relative storability of seed lots. Seed Science and Technology, 1, 427-452.
9. Ellis, R. H., & Roberts, E. H. (1981). The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Science and Technology (Netherlands), 9(2), 373-409.
10. Food and Agriculture Organization of the United Nations (2021). World Food Situation. Available online at: http://www.fao.org/worldfoodsituation/csdb/en/(accessed August 11, 2021).
11. Forcella, F., Arnold, R. L. B., Sanchez, R., & Ghersa, C. M. (2000). Modeling seedling emergence. Field Crops Research, 67(2), 123-139. [DOI:10.1016/S0378-4290(00)00088-5]
12. Gebeyehu, B. (2020). Review on: Effect of seed storage period and storage environment on seed quality. International Journal of Applied Agricultural Sciences, 6(6), 185-190. [DOI:10.11648/j.ijaas.20200606.14]
13. Hallauer, A. R., Carena, M. J., & Miranda Filho, J. D. (2010). Quantitative genetics in maize breeding (Vol. 6). Springer Science & Business Media. [DOI:10.1007/978-1-4419-0766-0_12]
14. Hampton, J. G., & TeKrony, D. M. (1995). Handbook of vigour test methods, (International Seed Testing Association: Zürich, Switzerland).
15. Hoseini, F., Siadat, S. A., Bakhshandeh, A. M., & Chab, A. N. (2011). Evaluate the effect of oxygen tension on germination and seedling growth of five components of wheat. Iranian Journal of Field Crops Research, 9(4), 631-638. [In Persian]
16. ISTA. (2008). International rules for seed testing. International Seed Testing Association, Bassersdorf.
17. ISTA. (2009). International Rules for Seed Testing. Bassersdorf, Switzerland. International Seed Testing Association.
18. Kharf-Meskini, M., Sabouri, A., Olivoto, T., & Fallahi, H. A. (2023). Evaluation of wheat recombinant inbred lines compared to control cultivars in terms of different germination components based on multi-trait indices. Iranian Journal of Seed Sciences and Research, 10(4), 1-17. [In Persian]
19. Macdonald, C. M., Floyd, C. D., & Waniska, R. D. (2004). effect of accelerated aging on azie, sorghum and sorghum. Journal of Cereal Science, 39(3), 351-361 [DOI:10.1016/j.jcs.2004.01.001]
20. McDonald, M. B. (1999). Seed deterioration: physiology, repair and assessment.
21. Modarresi, R., Rucker, M., & Tekrony, D. M. (2002). Accelerating ageing test for comparing wheat seed vigour. Seed Science and Technology, 30(3), 683-687.
22. Mohammadi, R., & Abdulahi, A. (2017). Evaluation of durum wheat genotypes based on drought tolerance indices under different levels of drought stress. Journal of Agricultural Sciences, Belgrade, 62(1), 1-14. [DOI:10.2298/JAS1701001M]
23. Mohammadzadeh, A., Majnon Hoseini, N., Asadi, S., Moghadam, H., & Jamali, M. (2019). Effects of artificial seed ageing on germination indices, seedling establishment and yield of two red kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars. Iranian Journal of Seed Science and Technology, 7(2), 75-94.
24. Mondal, S., & Bose, B. (2018). Accelerated Aging Affects the Germination Physiology of Wheat Seeds. International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology, 11(1), 209-216.
25. Nahofte Esterabad, A., Rahemi Karizaki, A., & Nakhzari Moghadam, A. (2016). Effect of seed deterioration on germination parameters and growth seedling of two maize varieties. Iranian Journal of Seed Sciences and Research, 3(2), 1-11. [In Persian]
26. Nejatnejad, H., Hamidi, A., Rahimi, M. M., Hosseinifarahi, M., & Kelidari, A. (2024). Comparison of seed cotton yield and fiber quality of Iranian and introduced medium warp cotton (Gossypium hirustum L.) cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences, 26(1), 1-18. [In Persian]
27. Nourinejad, H., Alami Saeid, K., & Sadat, S. (2024). A Study on Genetic Diversity, Heritability, Genetic Advance, and Factor Analysis of Trait Yields and Yield Components in Promising Maize Lines. Journal of Crop Breeding, 16(2), 104-117. [In Persian] [DOI:10.61186/jcb.16.2.104]
28. Olivoto, T., & Lúcio, A. D. C. (2020). metan: An R package for multi‐environment trial analysis. Methods in Ecology and Evolution, 11(6), 783-789. [DOI:10.1111/2041-210X.13384]
29. Olivoto, T., & Nardino, M. (2021). MGIDI: Toward an effective multivariate selection in biological experiments. Bioinformatics, 37(10), 1383-1389. [DOI:10.1093/bioinformatics/btaa981]
30. Oskouei, B., & Sheidaei, S. (2017). Seed Deterioration. Iranian Journal of Seed Sciences and Research, 4(3), 125-143. [In Persian]
31. Pour-Aboughadareh, A., Sanjani, S., Nikkhah-Chamanabad, H., Mehrvar, M. R., Asadi, A., & Amini, A. (2021). Identification of salt-tolerant barley genotypes using multiple-traits index and yield performance at the early growth and maturity stages. Bulletin of the National Research Centre, 45(1), 117. [DOI:10.1186/s42269-021-00576-0]
32. Pour-Aboughadareh, A., & Poczai, P. (2021). Dataset on the use of MGIDI index in screening drought-tolerant wild wheat accessions at the early growth stage. Data in Brief, 36, 107096. [DOI:10.1016/j.dib.2021.107096]
33. Poustini, K. (2002). An evaluation of 30 wheat cultivars regarding the response to salinity stress.
34. Ranal, M. A., & Santana, D. G. D. (2006). How and why to measure the germination process? Brazilian Journal of Botany, 29, 1-11. [DOI:10.1590/S0100-84042006000100002]
35. Ray, D. K., Mueller, N. D., West, P. C., & Foley, J. A. (2013). Yield trends are insufficient to double global crop production by 2050. PloS One, 8(6), e66428. [DOI:10.1371/journal.pone.0066428]
36. Saber, F., Asghari Zakaria, R., Zare, N., & Farzaneh, S. (2022). Selection of salinity-tolerant durum wheat genotypes at germination stage using MGIDI and IGSI multi-trait selection indices. Cereal Research, 12(3), 263-279. [In Persian]
37. Sayed, M. A. E. A. A. (2011). QTL analysis for drought tolerance related to root and shoot traits in barley (Hordeum vulgare L.) (Doctoral dissertation, Universitäts-und Landesbibliothek Bonn).
38. Shaviklo, A. (2018). Analyses of sensory evaluation data using Principal Component Analysis (PCA). Food Science and Technology, 15(80), 361-377. [In Persian]
39. Shi, H., Guan, W., Shi, Y., Wang, S., Fan, H., Yang, J., ... & Jing, R. (2020). QTL mapping and candidate gene analysis of seed vigor-related traits during artificial aging in wheat (Triticum aestivum L.). Scientific Reports, 10(1), 22060. [DOI:10.1038/s41598-020-75778-z]
40. Shirzad, A., Asghari, A., Zali, H., Sofalian, O., & Chamanabad, H. M. (2022). Application of the multi-trait genotype-ideotype distance index in the selection of top barley genotypes in the warm and dry region of Darab. Journal of Crop Breeding, 14(44), 65-76. [In Persian] [DOI:10.52547/jcb.14.44.65]
41. Si, A., Sun, Z., Li, Z., Chen, B., Gu, Q., Zhang, Y., ... & Ma, Z. (2022). A genome wide association study revealed key single nucleotide polymorphisms/genes associated with seed germination in Gossypium hirsutum L. Frontiers in Plant Science, 13, 844946. [DOI:10.3389/fpls.2022.844946]
42. TeKrony, D. M. (1995). Accelerated ageing. International Seed Testing Association: Vigour Test Committee: Seed Vigour Testing Seminar, Copenhagen, Denmark. In International Seed Testing Association, 53-72.
43. TeKrony, D. M., & Egli, D. B. (1991). Relationship of seed vigor to crop yield: a review. Crop Science, 31(3), 816-822. [DOI:10.2135/cropsci1991.0011183X003100030054x]
44. Valipour, N., & Alipour, H. (2023). Evaluation of genetic diversity and zinc deficiency stress tolerance in spring wheat cultivars. Journal of Crop Breeding, 15(48), 1-13. [In Persian] [DOI:10.61186/jcb.15.48.1]
45. Verma, S. S., Verma, U., & Tomer, R. P. S. (2003). Studies on seed quality parameters in deteriorating seeds in Brassica (Brassica campestris). Seed Science and Technology, 31(2), 389-396. [DOI:10.15258/sst.2003.31.2.15]
46. Wu, Q., Shi, B., Lai, Y., Zhang, Y., Wu, Y., Li, Z., ... & Liu, Z. (2024). Genome-wide association analysis of seed vigor-related traits in wheat. Agronomy, 14(3), 410. [DOI:10.3390/agronomy14030410]

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

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb