Journal of Crop Breeding

fa تعیین صفات مؤثر بر عملکرد دانه در گندم نان تحت شرایط دیم Determining the Traits Affecting Grain Yield in Bread Wheat under Rainfed Conditions اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: از جمله ارکان اصلی توسعه پایدار هر کشور، تأمین غذای کافی با قیمت مناسب برای افراد آن جامعه است. غلات و تولیدات آن بخش اصلی اکثر رژیم‌های غذایی انسان در کشورهای توسعه‌یافته و درحال توسعه هستند که بخش عمده‌ای از انرژی و مواد مغذی رژیم غذایی را تشکیل می‌دهند. گندم یکی از مهمترین گیاهان زراعی در دنیا است که بالاترین تولید بعد از ذرت به آن تعلق دارد. گندم تقریباً 20 درصد از کالری و پروتئین را برای 4/5 میلیارد نفر در اشکال مختلف تأمین می‌کند. تغییرات آب و هوایی یک تهدید بزرگ برای اکثر محصولات کشاورزی هستند که در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری در سطح جهان رشد می‌کنند. تنش خشکی یکی از پیامدهای تغییرات اقلیمی است که تأثیر منفی بر رشد و عملکرد گندم دارد. پیش‌بینی‌های مدل‌های تغییرات آب و هوایی نشان می‌دهند که میانگین دمای جهانی تا پایان سال 2100 بین 0/5 تا 3/7 درجه سلسیوس افزایش می‌یابد. با توجه به تأثیرات همزمان افزایش دما و کاهش بارندگی، انتظار می‌رود که شدت و فراوانی خشکسالی افزایش یابد. همچنین انتظار می‌رود که تأثیرات تغییرات آب و هوایی بر تولید محصولات کشاورزی در مناطق خشک و نیمه &lrm;خشک مانند ایران شدیدتر باشند. از این‌رو تولید ارقام جدید با عملکرد بالا در مناطقی که با خشکی مواجه هستند، ضروری است. بنابراین، به&lrm; منظور تعیین صفات زراعی مورفولوژیکی موثر بر عملکرد دانه در شرایط دیم در ارقام گندم زمستانه، 24 لاین و رقم گندم نان مورد ارزیابی قرار گرفتند. مواد و روش‌ها: آزمایش حاضر در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار تحت شرایط دیم انجام گردید. در این تحقیق، 12 لاین پیشرفته به&lrm;‌همراه لاین WAZ و 11 رقم گندم دیم پاییزه به نام‌های سرداری، هما، آذر2، تکاب، اوحدی، رصد، هشترود، باران، سائین، صدرا و کراس سبلان در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان در سال زراعی 97-1396 مورد ارزیابی قرار گرفتند. به این&lrm; منظور، صفات روز تا آبستنی، روز تا ظهور سنبله، روز تا گرده‌افشانی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، محتوای نسبی آب برگ (RWC)، اختلاف دمای کانوپی، ارتفاع، طول سنبله، طول پدانکل، طول بیرون آمدگی پدانکل، تعداد سنبله در متر مربع، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت اندازه‌گیری شدند. بعد از اندازه‌گیری صفات، تجزیه و تحلیل داده‌ها انجام و میانگین‌ها به روش دانکن مورد مقایسه قرار گرفتند. به&lrm; منظور بررسی روابط بین صفات، تجزیه‌های آماری چندمتغیره شامل تجزیه همبستگی، تجزیه رگرسیون و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی انجام شدند. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین نشان دادند که بین ژنوتیپ‌ها از لحاظ تمامی صفات به غیر از محتوای نسبی آب برگ، اختلاف دمای کانوپی، تعداد سنبله در متر مربع و وزن هزار دانه اختلاف معنی‌داری وجود داشت که بیانگر تنوع بالا میان ژنوتیپ‌ها برای اکثر صفات اندازه‌گیری شده بود. نتایج مقایسه میانگین آزمون دانکن نشان دادند که بیشترین میزان عملکرد دانه مربوط به رقم هشترود بود. رقم کراس سبلان به عنوان دیررس‌ترین رقم و لاین شماره 8 به&lrm;عنوان زودرس‌ترین ژنوتیپ در این بررسی شناسایی شدند. در بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی، لاین شماره 2 پابلندترین ژنوتیپ بود. نتایج تجزیه همبستگی نشان دادند که همبستگی مثبت بالا و معنی‌داری بین عملکرد با تعداد دانه در سنبله و همبستگی منفی و معنی‌داری بین عملکرد و طول سنبله وجود داشت. تعداد دانه در سنبله همبستگی مثبت و معنی‌داری با شاخص برداشت داشت. همچنین، تعداد دانه در سنبله همبستگی منفی و معنی‌داری با وزن هزار دانه و تعداد سنبله در متر مربع داشت. محتوای نسبی آب برگ با طول پدانکل همبستگی مثبت و معنی‌داری را نشان داد. نتایج تجزیه رگرسیون گام‌به‌گام نشان دادند که چهار متغیر تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله در متر مربع، وزن هزار دانه و طول سنبله 93/8 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه کردند. نتایج‌ حاصل‌ از تجزیه‌ به‌ مؤلفه‌های اصلی‌ نشان دادند که‌ پنج‌ مؤلفه‌ اول دارای مقدار ویژه بالاتر از یک‌ بودند و بیشترین‌ میزان واریانس‌ را به‌خود اختصاص دادند به&lrm;‌طوری&lrm;که‌ پنج‌ مؤلفه‌ اول 80/21 درصد از واریانس‌ کل‌ را توجیه کردند. علاوه بر این،‌ مؤلفه‌های اول، دوم، سوم، چهارم و پنجم‌ به‌ترتیب‌ 22/03، 19/12، 17/46، 13/05 و 8/55 درصد از واریانس‌ کل‌ را به&lrm;‌خود اختصاص دادند. بر اساس نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، صفات تعداد دانه در سنبله، عملکرد و شاخص برداشت با ضریب مثبت با مؤلفه دوم مرتبط بودند. نتیجه‌گیری: در شرایط دیم، رشد رویشی زیاد و تولید زیست &lrm;توده بالا سبب تخلیه کامل رطوبت در اوایل فصل رشد شد که گیاه بعد از مرحله گرده‌افشانی با تنش شدید مواجه شد و عملکرد به &lrm;شدت کاهش یافت. از طرفی، ژنوتیپ‌هایی که طول سنبله کوتاه‌تر اما تعداد سنبله در متر مربع بیشتر با تعداد دانه در متر مربع بیشتر داشتند، عملکرد دانه بالاتری داشتند که می‌توان از این ژنوتیپ‌ها برای تلاقی در برنامه‌های به &lrm;نژادی آینده استفاده کرد.  </div> <div style="text-align: justify;"> <div class="WordSection1" dir="RTL" style="text-align: left;">Extended Abstract</div> <div class="WordSection1" dir="RTL">Background: One of the main elements of sustainable development of any country is to provide enough food at a suitable price for the people of that society. Cereals and their products are the main part of most human diets in developed and developing countries, which constitute a major part of dietary energy and nutrients. Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the most widely used crops in the world and has the second highest production in grains following corn. Wheat provides approximately 20% of calories and protein to 4.5 billion people in various forms. Climate change poses a significant threat to most agricultural products in tropical and subtropical regions worldwide. Drought stress is one of the consequences of climate change that negatively affects the growth and yield of wheat. The predictions of climate change models show that the average global temperature will increase between 0.5 and 3.7 °C by the end of 2100. The simultaneous effects of increasing temperature and decreasing rainfall are expected to increase the intensity and frequency of drought. It is also expected that the effects of climate change on agricultural products will be more severe in arid and semi-arid regions, such as Iran. Hence, it is necessary to create new cultivars with high yield in regions exposed to drought. Thus, agro-morphological traits affecting grain yield under dry conditions were evaluated in winter wheat cultivars of 24 lines and cultivars of bread wheat. Methods: The experiment was conducted in a complete randomized block design with three replications under rainfed conditions. In this study, 12 advanced lines along with the WAZ line and 11 autumn wheat cultivars, named Sardari, Homa, Azar2, Takab, Ouhadi, Rasad, Hashtrood, Baran, Sain, Sadra, and Cross Sabalan, were evaluated in the Research Field of the Faculty of Agriculture, Zanjan University, during the agricultural year 2017-2018. For this purpose, traits such as days to booting, days to heading, days to anthesis, days to physiological maturity, relative leaf water content (RWC), canopy temperature difference, plant height, spike length, peduncle length, peduncle extrusion, number of spike per m2, spikelets per spike, number of grain per spike, thousand kernel weight, grain yield, biomass, and harvest index were measured in this study. Data were analyzed after measuring the traits, and the averages were compared using Duncan's method. The relationships between traits were investigated using multivariate statistical analyses, including correlation analysis, regression analysis, and principal component analysis (PCA). <a name="_Hlk205188027">Results:</a> The results of the analysis of variance and mean comparisons revealed high variability among genotypes for most of the measured traits. There was a significant difference between the genotypes in terms of all traits, except for RWC, canopy temperature difference, number of spikes per square meter, and thousand-kernel weight. The results of Duncan's mean comparison showed that the highest grain yield belonged to the Hashtrood variety. The Cross Sablan variety was identified as the latest tern variety, and line 8 as the earliest genotype in this study. Among the investigated genotypes, line 2 was the highest genotype. The results of correlation analysis showed a high and significant positive correlation between grain yield and the number of seeds per spike and a negative and significant correlation between yield and spike length. The number of seeds per spike had a positive and significant correlation with the harvest index. Moreover, the number of seeds per spike had a negative and significant correlation with the thousand kernel weight and the number of spikes per square meter. RWC showed a positive and significant correlation with peduncle length. The results of stepwise regression analysis, considering grain yield trait as a dependent variable and other traits as independent variables, showed that four variables (the number of seeds per spike, the number of spikes per square meter, thousand kernel</div> <div><div aria-label="Page Break" class="cke_pagebreak" contenteditable="false" data-cke-display-name="pagebreak" data-cke-pagebreak="1" style="page-break-after:always" title="Page Break"></div>weight, and spike length) accounted for 93.8% of grain yield changes. The results of PCA showed that the first five components had an eigenvalue higher than one and accounted for the largest amount of variance, so that the first five components had 80.21% of the total variance. In addition, the first, second, third, fourth, and fifth components accounted for 22.03, 19.12, 17.46, 13.05, and 8.55% of the total variance, respectively. Based on the PCA results, the number of seeds per spike, grain yield, and harvest index were positively related to the second component. Conclusion: In rainfed conditions, high vegetative growth and high biomass production cause the complete drainage of moisture in the early growing season, and the plant faces severe stress after the pollination stage, severely reducing the yield. On the other hand, genotypes with a short spike length but with a more number of spikes per square meter and a more number of seeds per square meter showed a higher grain yield, and these genotypes can be used for crossing in future breeding programs.</div> </div> تحمل خشکی, عملکرد دانه, رگرسیون گام به گام, طول سنبله, گندم نان Bread wheat, Drought tolerance, Grain yield, Spike length, Stepwise regression 140 151 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-971-3&slc_lang=fa&sid=1 Ramin Sadegh Ghol Moghadam رامین صادق قول مقدم s.moghadam@znu.ac.ir 100319475328460025987 0009-0002-4076-0445 Yes Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Jalal Saba جلال صبا saba@znu.ac.ir 100319475328460025988 100319475328460025988 No Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Farid Shekari فرید شکاری shekari@znu.ac.ir 100319475328460025989 100319475328460025989 No Department of Plant Genetics and Production Engineering, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Mozafar Roustaii مظفر روستایی roustaii@yahoo.com 100319475328460025990 100319475328460025990 No Dryland Agricultural Research Institute (DARI), Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Maragheh, Iran موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مراغه، ایران