دوره 18، شماره 2 - ( تابستان 1405 )
جلد 18 شماره 2 صفحات 128-117 |
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:
Mohammadi Z, Saba J, Tavakoli A, Afsahi K. (2026). Investigation of Genetic Diversity and Evaluation of Cold Stress Tolerance and Yield-Contributing Traits in Lentil (Lens culinaris Medik.) Genotypes under Rainfed Conditions to Develop Autumn Sowing. J Crop Breed. 18(2), 117-128. doi:10.61882/jcb.2026.1629
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1629-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1629-fa.html
محمدی زینب، صبا جلال، توکلی افشین، افصحی کامران.(1405). بررسی تنوع ژنتیکی و ارزیابی مقاومت به تنش سرما و صفات عملکردی ژنوتیپهای عدس (Lens culinaris Medik) در شرایط دیم به منظور توسعه کشت پاییزه پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 18 (2) :128-117 10.61882/jcb.2026.1629
زینب محمدی*1 
، جلال صبا1، افشین توکلی1، کامران افصحی1
، جلال صبا1، افشین توکلی1، کامران افصحی1
1- گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
چکیده: (583 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: تأثیر تغییرات اقلیمی بر تولیدات کشاورزی طی دهههای اخیر بهعنوان یکی از اولویتهای مهم پژوهشی مطرح شده است. در این راستا، تنش خشکی نقش حیاتی در کاهش عملکرد محصولات دارد و تأثیر منفی بر تولیدات کشاورزی در سراسر جهان دارد. در ایران، عدس عمدتاً در فصل بهار و تحت شرایط دیم کشت میشود. این سیستم کشت با چالشهایی همراه است که از جمله آنها میتوان به پایین بودن عملکرد دانه و نوسانات تولید اشاره کرد. تغییر به سیستم کشت پاییزه میتواند بهعنوان یک راهبرد مؤثر برای افزایش پتانسیل عملکرد و پایداری تولید مطرح شود. با این حال، موفقیت این راهبرد به شناسایی، ارزیابی و معرفی رقمهای مقاوم به سرما بستگی دارد.
مواد و روشها: مطالعه حاضر در 1403-1402 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان انجام شد. در این پژوهش از 29 لاین بومی، 11 لاین تهیه شده از مرکز تحقیقات بینالمللی کشاورزی در مناطق خشک (ICARDA)، چهار رقم متعلق به مؤسسه تحقیقات گیاهان زراعی ترکیه (FCCRI) و یک ژنوتیپ ناشناخته به همراه چهار رقم شاهد تحت شرایط دیم ارزیابی شدند. آزمایش بهصورت طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. صفات فنولوژیک شامل روز تا 50 درصد گلدهی، روز تا 50 درصد غلافدهی، روز تا 50 درصد رسیدگی و دوره پرشدن دانه ثبت شدند. از هر واحد آزمایشی، سه گیاه بهصورت تصادفی انتخاب شدند. صفات مورفولوژیک شامل ارتفاع بوته، ارتفاع اولین غلاف و ارتفاع اغلب غلافها اندازهگیری شدند. عملکرد دانه در بوته، تعداد دانه در بوته، وزن کاه در بوته، بیوماس در بوته، وزن هزار دانه و شاخص برداشت اندازهگیری شدند. درصد بقا برای ارزیابی مقاومت به سرما مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه واریانس و تجزیه خوشهای با استفاده از نرمافزار R انجام شدند. انحراف میانگین هر خوشه از میانگین کل با استفاده از دادههای استانداردشده محاسبه و مقایسه میانگین با روش دانکن انجام شد. ضرایب تغییرات فنوتیپی و ژنوتیپی و همچنین وراثتپذیری عمومی برآورد شدند.
یافتهها: حداقل دمای ثبت شده در طول فصل رشد 12/5- درجه سانتیگراد بود و سرمای دیررس بهاره با دمای 2- درجه سانتیگراد در مرحله گلدهی رخ داد. تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپها تفاوتهای بسیار معنیدار (P < 0.001) در همه صفات مورد ارزیابی وجود داشتند. ضرایب تغییرات فنوتیپی و ژنوتیپی بالا برای تعداد دانه در بوته، عملکرد دانه در بوته، بیوماس در بوته و وزن کاه در بوته مشاهده شدند. تحلیل خوشهای ژنوتیپها را به چهار گروه متمایز تقسیم کرد. ژنوتیپهای ۳۳، ۱۷، ۱۲، ۳، ۴۲ و ۲۳ دارای پایینترین درصد بقا بودند و به گروههای اول و دوم اختصاص یافتند؛ تمام آنها لاینهای حاصل از ICARDA بودند. گروههای سوم و چهارم دارای درصد بقای بالاتری نسبت به میانگین کل بودند. لاینهای بومی ۷، ۸، ۲۶، ۴۴، ۳۸، ۴۰، ۳۴، ۲۹ و ۴ که همگی درصد بقای آنها بیش از ۹۰٪ بود، در این گروهها قرار گرفتند. ژنوتیپها با کمترین تعداد روز تا 50% گلدهی (عمدتاً لاینهای ICARDA) در گروه دوم قرار گرفتند. گروههای سوم و چهارم، که عمدتاً از لاینهای بومی تشکیل شده بودند، میانگینهای عملکرد دانه و تعداد دانه بالاتر از میانگین کل نشان دادند. ژنوتیپهای ۳۱، ۴۹، ۳۲ و ۱۳ با بالاترین عملکرد دانه به لاینهای بومی تعلق داشتند. ژنوتیپهای ۳۸، ۱۳، ۱، ۳۱، ۴۴، ۳۲ و ۴۹ بیشترین تعداد دانه را نشان دادند که همگی از لاینهای بومی بودند. از نظر ارتفاع بوته، ژنوتیپهای ۴۹ و ۴۴ (لاین بومی) و ۱۶ و ۳۰ (از FCCRI) بالاترین مقادیر را داشتند. ژنوتیپهای ۵ (لاین بومی) و ۱۶ ارتفاع پایینترین غلاف بالاتری را نشان دادند، در حالی که ژنوتیپهای ۱۶، ۹ و ۳۰ (از FCCRI) بیشترین ارتفاع غالب غلافها را داشتند.
نتیجهگیری: تنوع ژنتیکی ارزشمندی در بین ژنوتیپها مشاهده شد که میتواند بهطور مؤثر در برنامههای اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد. وراثتپذیری بالایی برای درصد بقا (۸۴٪) بهعنوان شاخص تحمل به سرما، مشاهده شد. این امر نشاندهنده پتانسیل بالا برای گزینش مؤثر جهت بهبود بقا عدس در شرایط تنش سرمایی است. بالاترین عملکرد دانه در بین لاینهای بومی مشاهده شد. برخی از ارقام FCCRI در صفات مرتبط با ارتفاع، عملکرد برتری داشتند. تعدادی از لاینهای ICARDA صفات فنولوژیک مطلوب، مانند گلدهی و رسیدگی زودهنگام، را نشان دادند. بهرهگیری از منابع ژنتیکی متنوع در برنامههای اصلاحی، توسعه ارقام عدس سازگار با شرایط دیم، مقاوم به سرما و مناسب برای برداشت مکانیزه را تسریع خواهد کرد. این مطالعه نشان میدهد که برخی از ژنوتیپهای مورد ارزیابی پتانسیل مطلوبی برای سازگاری با کشت پاییزه دارند. با این حال، برای ارزیابی دقیقتر پایداری عملکرد و مقاومت به سرما، ضروری است که آزمایش در شرایط مزرعهای و طی چند سال تکرار شود.
مقدمه و هدف: تأثیر تغییرات اقلیمی بر تولیدات کشاورزی طی دهههای اخیر بهعنوان یکی از اولویتهای مهم پژوهشی مطرح شده است. در این راستا، تنش خشکی نقش حیاتی در کاهش عملکرد محصولات دارد و تأثیر منفی بر تولیدات کشاورزی در سراسر جهان دارد. در ایران، عدس عمدتاً در فصل بهار و تحت شرایط دیم کشت میشود. این سیستم کشت با چالشهایی همراه است که از جمله آنها میتوان به پایین بودن عملکرد دانه و نوسانات تولید اشاره کرد. تغییر به سیستم کشت پاییزه میتواند بهعنوان یک راهبرد مؤثر برای افزایش پتانسیل عملکرد و پایداری تولید مطرح شود. با این حال، موفقیت این راهبرد به شناسایی، ارزیابی و معرفی رقمهای مقاوم به سرما بستگی دارد.
مواد و روشها: مطالعه حاضر در 1403-1402 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان انجام شد. در این پژوهش از 29 لاین بومی، 11 لاین تهیه شده از مرکز تحقیقات بینالمللی کشاورزی در مناطق خشک (ICARDA)، چهار رقم متعلق به مؤسسه تحقیقات گیاهان زراعی ترکیه (FCCRI) و یک ژنوتیپ ناشناخته به همراه چهار رقم شاهد تحت شرایط دیم ارزیابی شدند. آزمایش بهصورت طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. صفات فنولوژیک شامل روز تا 50 درصد گلدهی، روز تا 50 درصد غلافدهی، روز تا 50 درصد رسیدگی و دوره پرشدن دانه ثبت شدند. از هر واحد آزمایشی، سه گیاه بهصورت تصادفی انتخاب شدند. صفات مورفولوژیک شامل ارتفاع بوته، ارتفاع اولین غلاف و ارتفاع اغلب غلافها اندازهگیری شدند. عملکرد دانه در بوته، تعداد دانه در بوته، وزن کاه در بوته، بیوماس در بوته، وزن هزار دانه و شاخص برداشت اندازهگیری شدند. درصد بقا برای ارزیابی مقاومت به سرما مورد استفاده قرار گرفت. تجزیه واریانس و تجزیه خوشهای با استفاده از نرمافزار R انجام شدند. انحراف میانگین هر خوشه از میانگین کل با استفاده از دادههای استانداردشده محاسبه و مقایسه میانگین با روش دانکن انجام شد. ضرایب تغییرات فنوتیپی و ژنوتیپی و همچنین وراثتپذیری عمومی برآورد شدند.
یافتهها: حداقل دمای ثبت شده در طول فصل رشد 12/5- درجه سانتیگراد بود و سرمای دیررس بهاره با دمای 2- درجه سانتیگراد در مرحله گلدهی رخ داد. تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپها تفاوتهای بسیار معنیدار (P < 0.001) در همه صفات مورد ارزیابی وجود داشتند. ضرایب تغییرات فنوتیپی و ژنوتیپی بالا برای تعداد دانه در بوته، عملکرد دانه در بوته، بیوماس در بوته و وزن کاه در بوته مشاهده شدند. تحلیل خوشهای ژنوتیپها را به چهار گروه متمایز تقسیم کرد. ژنوتیپهای ۳۳، ۱۷، ۱۲، ۳، ۴۲ و ۲۳ دارای پایینترین درصد بقا بودند و به گروههای اول و دوم اختصاص یافتند؛ تمام آنها لاینهای حاصل از ICARDA بودند. گروههای سوم و چهارم دارای درصد بقای بالاتری نسبت به میانگین کل بودند. لاینهای بومی ۷، ۸، ۲۶، ۴۴، ۳۸، ۴۰، ۳۴، ۲۹ و ۴ که همگی درصد بقای آنها بیش از ۹۰٪ بود، در این گروهها قرار گرفتند. ژنوتیپها با کمترین تعداد روز تا 50% گلدهی (عمدتاً لاینهای ICARDA) در گروه دوم قرار گرفتند. گروههای سوم و چهارم، که عمدتاً از لاینهای بومی تشکیل شده بودند، میانگینهای عملکرد دانه و تعداد دانه بالاتر از میانگین کل نشان دادند. ژنوتیپهای ۳۱، ۴۹، ۳۲ و ۱۳ با بالاترین عملکرد دانه به لاینهای بومی تعلق داشتند. ژنوتیپهای ۳۸، ۱۳، ۱، ۳۱، ۴۴، ۳۲ و ۴۹ بیشترین تعداد دانه را نشان دادند که همگی از لاینهای بومی بودند. از نظر ارتفاع بوته، ژنوتیپهای ۴۹ و ۴۴ (لاین بومی) و ۱۶ و ۳۰ (از FCCRI) بالاترین مقادیر را داشتند. ژنوتیپهای ۵ (لاین بومی) و ۱۶ ارتفاع پایینترین غلاف بالاتری را نشان دادند، در حالی که ژنوتیپهای ۱۶، ۹ و ۳۰ (از FCCRI) بیشترین ارتفاع غالب غلافها را داشتند.
نتیجهگیری: تنوع ژنتیکی ارزشمندی در بین ژنوتیپها مشاهده شد که میتواند بهطور مؤثر در برنامههای اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد. وراثتپذیری بالایی برای درصد بقا (۸۴٪) بهعنوان شاخص تحمل به سرما، مشاهده شد. این امر نشاندهنده پتانسیل بالا برای گزینش مؤثر جهت بهبود بقا عدس در شرایط تنش سرمایی است. بالاترین عملکرد دانه در بین لاینهای بومی مشاهده شد. برخی از ارقام FCCRI در صفات مرتبط با ارتفاع، عملکرد برتری داشتند. تعدادی از لاینهای ICARDA صفات فنولوژیک مطلوب، مانند گلدهی و رسیدگی زودهنگام، را نشان دادند. بهرهگیری از منابع ژنتیکی متنوع در برنامههای اصلاحی، توسعه ارقام عدس سازگار با شرایط دیم، مقاوم به سرما و مناسب برای برداشت مکانیزه را تسریع خواهد کرد. این مطالعه نشان میدهد که برخی از ژنوتیپهای مورد ارزیابی پتانسیل مطلوبی برای سازگاری با کشت پاییزه دارند. با این حال، برای ارزیابی دقیقتر پایداری عملکرد و مقاومت به سرما، ضروری است که آزمایش در شرایط مزرعهای و طی چند سال تکرار شود.
فهرست منابع
1. Ali, A., & Johnson, D. L. (2000). Heritability estimates for winter hardiness in lentil under natural and controlled conditions. Plant Breeding, 119(3), 283-285. [DOI:10.1046/j.1439-0523.2000.00491.x]
2. Barrios, A., Aparicio, T., Rodríguez, M. J., Pérez de la Vega, M., & Caminero, C. (2016). Winter sowing of adapted lines as a potential yield increase strategy in lentil (Lens culinaris Medik.). Spanish Journal of Agricultural Research, 14(2), e0702. [DOI:10.5424/sjar/2016142-8092]
3. Burton, G. W., & DeVane, E. H. (1953). Estimating heritability in tall fescue (Festuca arundinacea) from replicated clonal material. Agronomy Journal, 45, 478-481. [DOI:10.2134/agronj1953.00021962004500100005x]
4. Deshmukh, S. N., Basu, M. S., & Reddy, P. S. (1986). Genetic variability, character association and path coefficient analysis of quantitative traits in Virginia bunch varieties of groundnut. Indian Journal of Agricultural Sciences, 56, 816-821.
5. Dikshit, H. K., Mishra, G. P., Aski, M. S., Singh, A., Tripathi, K., Bansal, R., Pratap, A., Gupta, S., & Kumar, S. (2022). Lentil Breeding. PP 1181-1236 in D. K. Yadava, H. K. Dikshit, G. P, Mishra and S. Tripathi eds. Fundamentals of Field Crop Breeding. Springer, Singapore. [DOI:10.1007/978-981-16-9257-4_24]
6. Erskine, W., Sarker, A., & Kumar, S. (2016). Lentil: Breeding. pp 317-324 in C. Wrigley, H. Corke, K. Seetharaman and j. Faubion eds. Encyclopedia of food grains. Volume:4 The production and genetics of food grains. Elsevier, UK
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-394437-5.00210-2 [DOI:10.1016/b978-0-12-394437-5.00210-2]
7. Falconer, D. S., & Mackay, T. F. C. (1996). Introduction to quantitative genetics. Addison Wesley Longman Limited, Harlow
8. Ghaffari Neamat Abad, G., Saba, J., Mohseni fard, E., & Tavakoli Zaniani, A. (2024). Evaluation of the Traits Impact Model on the Lentil Seed Yield to Determine Selection Methods. Journal of Crop Breeding, 16, 79-90.
https://doi.org/10.61186/jcb.16.3.79 [DOI:10.61186/jcb.16.3.79. [In Persian]]
9. Gholami Rezvani, N., Nezami, A., Kafi, M., & Nabati, J. (2022). Lentil accession (Lens culinaris) screening for autumn sowing in cold and highland regions. Iranian Journal of Field Crop Science, 52, 15-33. [DOI:10.22059/IJFCS.2020.307367.654741 [In Persian]]
10. Hamdi, A., Küsmenoĝlu, I., & Erskine, W. (1996). Sources of winter hardiness in wild lentil. Genetic Resources and Crop Evolution, 43, 63-67. [DOI:10.1007/BF00126942]
11. IBPGR-ICARDA. (1985). lentil Descriptors. Rome, Italy: IBPGR ICARDA, Aleppo, Syria.
12. Kahraman, A., Kusmenoglu, I., Aydin, N., Aydogan, A., Erskine, W., & Muehlbauer, F. J. (2004). Genetics of winter hardiness in 10 lentil recombinant inbred line populations. Crop Science, 44, 5-12. [DOI:10.2135/cropsci2004.5000]
13. Kefelegn, N., Benor, S., Haile, G., Fikre, A., & Barbetti, M. J. (2024). Agro-morphological characterization and comparative performance of Ethiopian and exotic lentil (Lens culinaris Medik) germplasm. Genetic Resources and Crop Evolution, 72, 4491-4506. [DOI:10.1007/s10722-024-02204-y]
14. Khan, M. A., Yousaf, M. W., Ahmed, H. G. M-D., Fatima, N., & Alam, B. (2024). Assessing genetic diversity for some Pakistani bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes under drought stress based on yield traits. Genetic Resources and Crop Evolution, 71, 3563-3573. [DOI:10.1007/s10722-024-01864-0]
15. Mekonnen, F., Mekbib, F., Kumar, S., Ahmed, S., & Sharma, T. R. (2014). Correlation and path coefficient analysis of seed yield and yield components in lentil (Lens culinaris Medik.) genotype in Ethiopia. African Journal of Plant Science, 8, 507-520. [DOI:10.5897/AJPS2014.1183]
16. Muehlbauer, F. J., & Sarker, A. (2018). Improving cultivation of lentil. pp 71-82 in S. Sivasankar, D. Bergvinson, P. Gaur, S. Kumar, S. Beebe and M. Tamo eds. Achieving sustainable cultivation of grain legumes. Volume 2: Improving cultivation of particular grain legumes. Burleigh Dodds Science Publishing Limited, UK http://dx.doi.org/10.19103/AS.2017.0023.22 [DOI:10.19103/AS.2017.0023.22]
17. Murray, G. A., Eser, D., Gusta, L. V., & Eteve, G. (1988). Winterhardiness in pea, lentil, faba bean and chickpea. PP 831-843 in R. J. Summerfield ed. World crops: Cool season food legumes. Kluwer Academic Publishers, UK. [DOI:10.1007/978-94-009-2764-3_66]
18. Nabati, J., Nezami, A., Mirmiran, S. M., & Hojjat, S. S. (2020). Evaluation of freezing tolerance of selected lentil (Lens culinaris Medik.) genotypes in feild conditions. Iranian Journal of Field Crop Science, 51, 89-101. [DOI:10.22059/ijfcs.2019.280874.654609 [in Persian]]
19. Naik, Y. D., Sharma, V. K., Aski, M. S., Rangari, S. K., Kumar, R., Dikshit, H. K., Sangita, S., Kant, R., Mishra, G., Mir, R. R., Kudapa, H., Elango, D., Zwart, R. S., Varshney, R. K., & Thudi, M. (2024). Phenotypic profiling of lentil (Lens culinaris Medikus) accessions enabled identification of promising lines for use in breeding for high yield, early flowering and desirable traits. Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization, 22, 69-77. [DOI:10.1017/S1479262124000042]
20. Nezami, A., Bagheri, A., Porsa, H., Zafranieh, M., & Khamadi, N. (2011). Evaluation of cold tolerant lentil genotypes (Lens culinaris Medik.) in fall planting under supplementary irrigation. Iranian Journal of Pulses Research, 1, 49-58. [In Persian]
21. Pezeshkpour, P., Amiri, R., Karami, I., & Mirzaei, A. (2024). Grain Yield Stability Analysis of Lentil Genotypes by AMMI Indices. Journal of Crop Breeding, 16, 1-12.
https://doi.org/10.61186/jcb.16.4.1 [DOI:10.61186/jcb.16.4.1. [In Persian]]
22. Robinson, H. F., Comstock, R. E., & Harvey, P. H. (1949). Estimates of heritability and the degree dominance in corn. Agronomy Journal, 41, 353-359. [DOI:10.2134/agronj1949.00021962004100080005x]
23. Takele, E., Mekbib, F., & Mekonnen, F. (2022). Genetic variability and characters association for yield, yield attributing traits and protein content of lentil (Lens Culinaris Medikus) genotype in Ethiopia. CABI Agriculture and Bioscience, 3(9), 1-14. [DOI:10.1186/s43170-022-00079-6]
24. UPOV (International :union: for the protection of new varieties of plants). (2015). Guidelines for the conduct of tests for distinctness, uniformity and stability. Available at:https://www.upov.int/test_guidelines/en/fulltext_tgdocs.jsp?lang_code=EN&q=lentil
25. Wright, D. M., Hang, J., House, J. D., & Bett, K. E. (2025). Breeding potential of cultivated lentil for increased protein and amino acid concentrations in the Northern Great Plains. Crop Science, 65(3), e70085. [DOI:10.1002/csc2.70085]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
