دوره 17، شماره 4 - ( زمستان 1404 )                   جلد 17 شماره 4 صفحات 117-104 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


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

Salehi Vahed F, Bernousi I, Roustaei M, Alipour H. (2025). Investigating the Grouping of Some Wheat Genotypes based on Agronomic and Physiological Traits under Rain-Fed and Supplementary Irrigation Conditions, and Selection of Drought Stress-Tolerant Genotypes. J Crop Breed. 17(4), 104-117. doi:10.61882/jcb.2025.1605
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1605-fa.html
صالحی واحد فریبا، برنوسی ایرج، روستایی مظفر، علی پور هادی.(1404). گروه‎ بندی برخی از ژنوتیپ‎ های گندم بر اساس صفات زراعی و فیزیولوژیکی تحت شرایط دیم و آبیاری تکمیلی و گزینش ژنوتیپ‎‎ های متحمل به تنش خشکی پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 17 (4) :117-104 10.61882/jcb.2025.1605

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1605-fa.html


1- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2- مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران
چکیده:   (794 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: گندم (Triticum aestivum L.) یکی از مهم‎ ترین غلات برای تضمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد انسان است. این گیاه تقریباً 19 درصد از کل کالری، 21 درصد از پروتئین و مقدار زیادی از مواد مغذی رژیم غذایی روزمره انسان ‎ها را فراهم می‎ کند. قسمت عمده ‎ای از نواحی زیر کشت گندم دیم در ایران با مشکل کمبود بارش و نیز عدم‎ پراکنش مناسب بارندگی در طی فصل رویشی مواجه هستند. ارقام گندم نان ایرانی دارای شجره و منابع پایه مختلفی هستند که این ویژگی عامل اصلی جدایی و تفکیک آن‎ها است. تبادل مواد اصلاحی با منشاهای مختلف به بهبود تولید کشاورزی کمک می‎ کند و امنیت غذایی جهان را تقویت می‎ نماید. لازم است که چنین ژرم ‎پلاسم‎ هایی در شرایط مزرعه مورد ارزیابی قرار گیرند و صفات زراعی و فیزیولوژیکی گندم در این زمینه از اهمیت خاصی برخوردار هستند. نظر به این‎ که تولید گندم زمستانه دیم برای برخی از مناطق جغرافیایی ایران از جمله شمال ‎غرب کشور بسیار مهم است و آسیب‎ پذیری در برابر تغییرات آب و هوایی جهانی را کاهش می‎ دهد، پژوهش حاضر به‎ منظور ارزیابی صفات زراعی و فیزیولوژیکی و گروه ‎بندی ژنوتیپ ‎های گندم زمستانه دیم با منشاهای مختلف تحت شرایط آبیاری تکمیلی و دیم اجرا گردید. شناسایی ژنوتیپ‎ های متحمل به تنش خشکی با استفاده از شاخص ‎های تحمل از دیگر اهداف مطالعه حاضر بود.
مواد و روش‌ها: در این آزمایش، تعداد 110 ژنوتیپ گندم نان از ارقام تجاری، خزانه‌های بین‎ المللی، لاین‌های پیشرفته و توده‌های بومی گندم نان زمستانه دیم مورد بررسی قرار گرفتند. این ژنوتیپ ‎ها در قالب طرح آزمایشی آلفا ‎لاتیس با دو تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم کشور واقع در شهرستان مراغه طی سال زراعی 1400-1399 کشت شدند. آبیاری تکمیلی به‎ میزان 50 میلی‎ متر بعد از کشت و آبیاری دوم در بهار سال بعد انجام ‎گرفت. مراحل فنولوژیک شامل روز تا گل‎دهی، روز تا رسیدگی و دوره پر‎شدن دانه با شمارش تعداد روز محاسبه شدند. میزان سبزینگی با استفاده از دستگاه NDVI در دو مرحله ظهور سنبله و 3 هفته بعد از گرده ‎افشانی سنجش گردید. سایر صفات شامل ارتفاع بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت بودند. روابط بین صفات براساس ضرایب همبستگی پیرسون بررسی شدند. دندروگرام تجزیه خوشه‎ ای بر پایه مربع فاصله اقلیدسی و روش گروه‎ بندی Ward در برنامهR  ترسیم گردید. همچنین، تجزیه تابع تشخیص کانونیکی براساس منشاء ژنوتیپ‎ های گندم در نرم ‎افزار SPSS 26 انجام ‎گرفت. جهت گزینش ژنوتیپ‎ های متحمل از شاخص‎ های مختلف تحمل به تنش (TOL، MP، GMP، HM، SSI، STI، YI، YSI و RSI) استفاده شد.
یافته‌ها: میزان سبزینگی در مرحله ظهور سنبله با مقدار آن در سه هفته بعد از گرده ‎افشانی همبستگی مثبت و بالایی داشت. همچنین، در شرایط آبیاری تکمیلی و دیم، عملکرد دانه با ارتفاع بوته و عملکرد بیولوژیک دارای رابطه مثبت و معنی ‎داری بود. در هر دو محیط، ژنوتیپ‎ ها پراکنش وسیعی در فضای بای‎ پلات داشتند که نشان ‎دهنده تنوع بالا در میان آن‎ها از نظر صفات زراعی و فیزیولوژیکی بود. در نتیجه تجزیه خوشه ‎ای در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی، 110 ژنوتیپ گندم مورد مطالعه در چهار گروه دسته‎ بندی شدند که ژنوتیپ‎ های موجود در گروه سوم در هر دو دندروگرام از عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک بیشتری برخوردار بودند. بررسی توزیع منشاء ژنوتیپ‎ ها در دندروگرام تجزیه خوشه‎ ای حاکی از آن بود که تحت شرایط آبیاری تکمیلی، ارقام متحمل به تنش خشکی و توده‎ های بومی به‎ جز گروه چهارم در سایر گروه ‎ها حضور داشتند ولی مورفوتیپ های سرداری عمدتا در گروه چهارم بودند. از طرفی دیگر، در شرایط دیم اغلب ژنوتیپ‎ ها با منشاء ارقام متحمل به تنش خشکی، توده‎ های بومی و لاین ‎های موسسه CIMMYT در گروه چهارم قرار گرفتند. نتایج تجزیه تابع تشخیص کانونیکی براساس منشاء ژنوتیپ‎ های گندم حاکی از آن بودند که تحت هر دو شرایط محیطی، لاین‎ های ایجاد‎شده توسط مرکز CIMMYT با ارقام مربوط به کشور ترکیه بیشترین فاصله را در فضای بای‎ پلات داشتند. در شرایط آبیاری تکمیلی، توده ‎های بومی و مورفوتیپ ‎های سرداری و همچنین در شرایط دیم ارقام متحمل به تنش خشکی و توده‎ های بومی تشابه بالایی داشتند. ژنوتیپ‎ ها با کدهای 46، 81 و 8 در شرایط آبیاری تکمیلی و ژنوتیپ‎ ها با کدهای 8، 110 و 94 در شرایط دیم به‎ ترتیب بیشترین عملکرد دانه را داشتند. ژنوتیپ‎ های شماره 106، 34 و 55 کم‎ترین مقدار TOL را داشتند و مطلوب‎ ترین ژنوتیپ‎ ها از نظر این شاخص بودند. رقم سرداری (G8) و یک لاین دیم (G9) از نظر MP، GMP، HM و STI مناسب‎ ترین ژنوتیپ‎ ها شناخته ‎شدند. همچنین، ژنوتیپ‎ های 106، 34 و 44 به ‎شکل هم زمان توسط شاخص‎ های SSI، YSI و  RSIمتحمل ‎ترین ژنوتیپ‎ ها بودند. در نهایت، ژنوتیپ‎ های 110، 67 و 8 از مجموع رتبه (SR) و میانگین رتبه (AR) بالایی برخوردار بودند.
نتیجه‌گیری: در میان 110 ژنوتیپ گندم مطالعه‎ شده، تنوع قابل قبولی برای صفات زراعی و فیزیولوژیکی در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی وجود داشت. در شرایط آبیاری تکمیلی، توده ‎های بومی و مورفوتیپ‎ های سرداری و در شرایط دیم ارقام متحمل به تنش خشکی و توده‎ های بومی تشابه بالایی با یکدیگر داشتند. یک لاین دیم با منشاء داخلی (ژنوتیپ 8) در کنار دو لاین خارجی انتخابی از آزمایشات CIMMYT (ژنوتیپ ‎های 67 و 110) بر اساس میانگین رتبه ‎های به ‎دست آمده از شاخص‎ های تحمل به تنش، مطلوب‎ ترین و متحمل‎ ترین ژنوتیپ ‎ها بودند که می‎ توانند در برنامه­ های تلاقی آینده مورد استفاده قرار گیرند.
متن کامل [PDF 2142 kb]   (11 دریافت)    
نوع مطالعه: كاربردي | موضوع مقاله: اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي
دریافت: 1404/1/10 | پذیرش: 1404/5/17

فهرست منابع
1. Alipour, H., Abdi, H., & Bihamta, M.R. (2020). Assessment of growing degree-days values of phenological stages in some Iranian bread wheat cultivars and landraces. Journal of Crop Breeding, 12 (34):71-82. http://dx.doi.org/10.29252/jcb.12.34.71. [In Persian] [DOI:10.29252/jcb.12.34.71]
2. Alipour, H., Bihamta, M.R., Mohammadi, V., Peyghambari, S.A., Bai, G., & Zhang, G. (2017). Genotyping-by-sequencing (GBS) revealed molecular genetic diversity of Iranian wheat landraces and cultivars. Frontiers in Plant Science, 8, 1293. [DOI:10.3389/fpls.2017.01293]
3. Attia, M. A. E. H., Abou El-Enin, M. M., Abou Tahoun, A. M., Abdelghany, F. I., & El-Serafy, R. S. (2022). Productivity of some barley cultivars as affected by supplemental irrigation under rainfed conditions. Australian Journal of Crop Science, 16(5), 665-3. [DOI:10.21475/ajcs.22.16.05.p3647]
4. Avarsegi, H., Khodarahmi, M., Diyanat, M., Majidi Heravan, E., & Soughi, H. (2023). Grouping bread wheat cultivars based on agronomic characteristics using multivariate statistical methods. Journal of Crop Breeding, 14 (44):239-252. https://doi.org/10.52547/jcb.14.44.239 [DOI:10.52547/jcb.14.44.239. [In Persian]]
5. Bidinger, F. R., Mahalakshmi, V., & Rao, G. D. P. (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(1), 49-59. [DOI:10.1071/AR9870049]
6. 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]
7. Devkota, M., Devkota, K. P., Karrou, M., & Nangia, V. (2023). Genotype and agronomic management interaction to enhance wheat yield and water use efficiency in the Mediterranean rainfed environment of Morocco: I. Field data analysis. European Journal of Agronomy, 151, 126972. [DOI:10.1016/j.eja.2023.126972]
8. Etminan, A., Pour-Aboughadareh, A., Mohammadi, R., Shooshtari, L., Yousefiazarkhanian, M., & Moradkhani, H. (2019). Determining the best drought tolerance indices using artificial neural network (ANN): Insight into application of intelligent agriculture in agronomy and plant breeding. Cereal Research Communications, 47, 170-181. [DOI:10.1556/0806.46.2018.057]
9. Fernandez, G.C.J. (1992). Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In C. G. Kuo [ed.], Adaptation of food crops to temperature and water stress, 257-270. Asian Vegetable Research and Development Center, Shanhua, Taiwan.
10. Fischer, R. A., & Wood, J. T. (1979). Drought resistance in spring wheat cultivars. III. Yield associations with morpho-physiological traits. Australian Journal of Agricultural Research, 30(6), 1001-1020. [DOI:10.1071/AR9791001]
11. Fischer, R.A., & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research, 29, 897-907. [DOI:10.1071/AR9780897]
12. Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campanile, 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(4), 523-531. [DOI:10.4141/P96-130]
13. Karsai, I., Vida, G., Petrovics, S., Petcu, E., Kobiljski, B., Ivanovska, S., Bedő, Z., & Veisz, O. (2012). Assessment of the spatial genotypic and phenotypic diversity present in the various winter wheat breeding programs in Southeast Europe. Euphytica, 186, 139-151. [DOI:10.1007/s10681-011-0510-2]
14. Khodadadi, M., Fotokian, M. H., & Miransari, M. (2011). Genetic diversity of wheat (Triticum aestivum L.) genotypes based on cluster and principal component analyses for breeding strategies. Australian Journal of Crop Science, 5(1), 17-24.
15. Kumar, P., Gill, H.S., Singh, M., Kaur, K., Koupal, D., Talukder, S., Bernardo, A., Amand, P.S., Bai, G., & Sehgal, S.K. (2024). Characterization of flag leaf morphology identifies a major genomic region controlling flag leaf angle in the US winter wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical and Applied Genetics, 137(9), 1-17. [DOI:10.1007/s00122-024-04701-1]
16. Lage, J., Trethowan, R. M., & Hernandez, E. (2008). Identification of site similarities in western and central Asia using CIMMYT international wheat yield data. Plant Breeding, 127(4), 350-354. [DOI:10.1111/j.1439-0523.2007.01411.x]
17. Lan, Y., Chawade, A., Kuktaite, R., & Johansson, E. (2022). Climate change impact on wheat performance-effects on vigour, plant traits and yield from early and late drought stress in diverse lines. International Journal of Molecular Sciences, 23(6), 3333. [DOI:10.3390/ijms23063333]
18. Liakat Ali, M., McClung, A. M., Jia, M. H., Kimball, J. A., McCouch, S. R., & Eizenga, G. C. (2011). A rice diversity panel evaluated for genetic and agro‐morphological diversity between subpopulations and its geographic distribution. Crop Science, 51(5), 2021-2035. [DOI:10.2135/cropsci2010.11.0641]
19. Lüttringhaus, S., Gornott, C., Wittkop, B., Noleppa, S., & Lotze-Campen, H. (2020). The economic impact of exchanging breeding material: assessing winter wheat production in Germany. Frontiers in Plant Science, 11, 601013. [DOI:10.3389/fpls.2020.601013]
20. Mazloumi, H., Pirdashti, H., Ahmadpour, A., & Hosseini, S.J. (2020). Grouping of advanced wheat lines based on yield and its components. Journal of Crop Breeding, 12(35), 41-53. http://dx.doi.org/10.52547/jcb.12.35.41. [In Persian] [DOI:10.52547/jcb.12.35.41]
21. Mohammadi, M., Karimizadeh, R., & Abdipour, M. (2011). Evaluation of drought tolerance in bread wheat genotypes under dryland and supplemental irrigation conditions. Australian Journal of Crop Science, 5(4), 487-493.
22. Mohammadi, S. (2014). Evolution of grain yield and its components relationships in bread wheat genotypes under full irrigation and terminal water stress conditions using multivariate statistical analysis. Iranian Journal of Field Crops Research, 12(33), 99-109. [DOI:10.22067/gsc.v12i1.36646. [In Persian]]
23. Mosalam, M., Nemr, R. A., Aljabri, M., Said, A. A., & El-Soda, M. (2025). Exploring genomic loci and candidate genes associated with drought tolerance indices in spring wheat evaluated under two levels of drought. BMC Plant Biology, 25(1), 408. [DOI:10.1186/s12870-025-06413-0]
24. Motamedi, M., & Safari, P. (2019). Evaluation of water deficient stress tolerance in some wheat cultivars and their hybrids using canonical discriminant analysis and genotype by trait biplot. Journal of Crop Breeding, 11(29):104-116. https://doi.org/10.29252/jcb.11.29.104 [DOI:10.29252/jcb.11.29.104. [In Persian]]
25. Nyaupane, S., Poudel, M.R., Panthi, B., Dhakal, A., Paudel, H., & Bhandari, R. (2024). Drought stress effect, tolerance, and management in wheat-a review. Cogent Food & Agriculture, 10(1), 2296094. [DOI:10.1080/23311932.2023.2296094]
26. Pandey, A., Khobra, R., Mamrutha, H.M., Wadhwa, Z., Krishnappa, G., Singh, G., & Singh, G.P. (2022). Elucidating the drought responsiveness in wheat genotypes. Sustainability, 14(7), 3957. [DOI:10.3390/su14073957]
27. Pour‐Aboughadareh, A., Yousefian, M., Moradkhani, H., Moghaddam Vahed, M., Poczai, P., & Siddique, K.H. (2019). iPASTIC: An online toolkit to estimate plant abiotic stress indices. Applications in Plant Sciences, 7(7), e11278. [DOI:10.1002/aps3.11278]
28. Rabieyan, E., Bihamta, M. R., Moghaddam, M. E., Alipour, H., Mohammadi, V., Azizyan, K., & Javid, S. (2023). Analysis of genetic diversity and genome-wide association study for drought tolerance related traits in Iranian bread wheat. BMC Plant Biology, 23(1), 431. [DOI:10.1186/s12870-023-04416-3]
29. Rampino, P., Pataleo, S., Gerardi, C., Mita, G., & Perrotta, C. (2006). Drought stress response in wheat: physiological and molecular analysis of resistant and sensitive genotypes. Plant, Cell & Environment, 29(12), 2143-2152. [DOI:10.1111/j.1365-3040.2006.01588.x]
30. Reynolds, M. P., Mujeeb‐Kazi, A., & Sawkins, M. (2005). Prospects for utilising plant‐adaptive mechanisms to improve wheat and other crops in drought‐and salinity‐prone environments. Annals of Applied Biology, 146(2), 239-259. [DOI:10.1111/j.1744-7348.2005.040058.x]
31. Rosielle, A. A., & Hamblin, J. (1981). Theoretical aspects of selection for yield in stress and non‐stress environment 1. Crop Science, 21(6), 943-946. [DOI:10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x]
32. Safari, P., MogaddamVahed, M., Alavikia, S. S., & Norouzi, M. (2018). Evaluation of water deficient stress tolerance in spring wheat lines using canonical discriminant analysis. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences, 12, 126-133.
33. Salarpour, M., Abdolshahi, R., Pakniyat, H., Heidari, B., & Aminizadeh, S. (2021). Mapping quantitative trait loci for drought tolerance/susceptibility indices and estimation of breeding values of doubled haploid lines in wheat (Triticum aestivum). Crop and Pasture Science, 72(7), 500-513. [DOI:10.1071/CP20526]
34. Singh, S., Singh, G., Singh, P., & Singh, N. (2008). Effect of water stress at different stages of grain development on the characteristics of starch and protein of different wheat varieties. Food Chemistry, 108(1), 130-139. [DOI:10.1016/j.foodchem.2007.10.054]
35. Tadesse, W., Sanchez-Garcia, M., Assefa, S.G., Amri, A., Bishaw, Z., Ogbonnaya, F.C., & Baum, M. (2019). Genetic gains in wheat breeding and its role in feeding the world. Crop Breeding, Genetics and Genomics, 1(1), e190005. [DOI:10.20900/cbgg20190005]
36. Tavana, S., & Saba, J. (2016). Grouping wheat lines and their group selection under rainfed conditions. Journal of Crop Breeding, 8(20), 159-164. [In Persian]
37. Wang, Q., Wu, Y., Ozavize, S. F., Qiu, C. W., Holford, P., & Wu, F. (2024). Genotypic differences in morphological, physiological and agronomic traits in wheat (Triticum aestivum L.) in response to drought. Plants, 13(2), 307. [DOI:10.3390/plants13020307]
38. Whittal, A., Kaviani, M., Graf, R., Humphreys, G., & Navabi, A. (2018). Allelic variation of vernalization and photoperiod response genes in a diverse set of North American high latitude winter wheat genotypes. Plos One, 13(8), e0203068. [DOI:10.1371/journal.pone.0203068]

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

© 2026 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb