Journal of Crop Breeding

fa ارزیابی برخی از ژنوتیپ‌‌های گندم دوروم تحت شرایط تنش خشکی و نرمال در استان ایلام Evaluation of some Dorum Wheat Genotypes under Normal and Drought Stress Conditions in Ilam province اصلاح براي تنش هاي زنده و غيرزنده محيطي Special پژوهشي Research <div style="text-align:justify">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: خشکی یکی از مهم ترین تهدیدهای جهانی برای تولید مواد غذایی است علاوه بر آن تغییرات آب و هوا و افزایش جمعیت جهانی نیز ابعاد این مشکل را گسترده‌‌تر می‌‌کنند. یکی از راه‌‌های بر طرف کردن این مشکل ایجاد ارقام جدید با تحمل بیشتر نسبت به تنش خشکی است. گندم از مهم‌‌ترین منابع غذایی انسان در سراسر جهان بوده است و از آن در انواع محصولات غذایی و صنایع تبدیلی استفاده می‌شود. گندم به&lrm;همراه برنج و ذرت بیش از 60 درصد از کالری و پروتئین مورد نیاز برای تغذیه انسان را تأمین می‌کنند. در مناطقی مانند ایران که بیش‌‌تر بارندگی در زمستان و آغاز بهار رخ می‌‌دهد گندم در پایان فصل رشد با کمبود آب و در نتیجه تنش خشکی روبرو خواهد شد. در محصولات زراعی یکی از روش‌‌های مؤثری که می‌‌تواند در تلفیق سایر روش‌‌های مدیریت کم آبی اثر این پدیده را به حداقل برساند استفاده از ارقام پر محصول و متحمل به شرایط خشکی است. با وجود منابع علمی متعددی که در این زمینه منتشر شده، هنوز خلاءهای زیادی در این مطالعات به چشم می‌‌خورد، بنابراین مطالعه اثرات تنش خشکی همیشه از اولویت‌‌های پژوهشی است. استان ایلام به&lrm;عنوان یکی از مناطق تولید گندم آبی از کمبود ارقام مقاوم یا متحمل به شرایط کم آبیاری رنج می‌‌برد لذا بررسی پاسخ ژنوتیپ‌‌های مختلف گندم در شرایط کم آبیاری به&lrm;عنوان سیستم‌‌های تولید کم‌نهاده بسیار مهم است و در این مطالعه به آن پرداخته می‌‌شود. مواد و روش&lrm;ها: به‌منظور ارزیابی برخی از ژنوتیپ‌‌های گندم نان تحت شرایط تنش خشکی و نرمال تعداد 36 ژنوتیپ گندم در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 1400-1399 در شهرستان دره‌‌شهر واقع در استان ایلام مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورد بررسی شامل طول سنبله، تعداد سنبله در بوته، طول ریشک، طول پدانکل، محور زیر پدانکل، طول برگ پرچم، عرض برگ پرچم، تعداد گره ساقه، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه در بوته، تعداد دانه در سنبله، تعداد دانه در بوته، تعداد پنجه، وزن صد دانه، وزن دانه تک بوته و عملکرد دانه بودند. بر اساس عملکرد در شرایط تنش (Yp) و نرمال (Ys)، شاخص‌های تحمل خشکی از قبیل شاخص تحمل میانگین بهره‌‌وری، میانگین هارمونیک، میانگین هندسی بهره‌‌وری (GMP)، شاخص حساسیت به تنش شاخص تحمل به تنش شاخص پایداری عملکرد (YSI) و شاخص پایداری نسبی (RSI) و شاخص عملکرد (YI) محاسبه شدند. آزمون مقایسه میانگین‌‌ها با استفاده از روش دانکن و با استفاده از نرم افزار R انجام شد. همبستگی ساده (پیرسون)، تجزیه به مؤلفه‌‌ها، تجزیه به عامل‌‌ها بین صفات مورد آزمون نیز انجام شد. برای تجزیه آماری صفات، از نرم افزار آماری SAS 9. 1 استفاده شد. نتایج: نتایج تجزیه واریانس در شرایط تنش خشکی و نرمال، نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها در کلیه صفات اختلاف معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد وجود داشت. بیشترین ضریب همبستگی مثبت معنی‌‌دار در هر دو شرایط بین عملکرد دانه به ترتیب مربوط به وزن دانه تک بوته و تعداد دانه در بوته بود. با توجه به همبستگی بالا و معنی‌‌دار عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش با شاخص‌‌های تحمل به خشکی، شاخص‌‌های میانگین بهره‌‌وری، میانگین هندسی بهره‌‌وری (GMP)، میانگین هندسی و شاخص تحمل تنش به‌‌عنوان بهترین شاخص‌‌ها انتخاب شدند. به‌‌نظر می‌‌رسد برای ارزیابی تحمل به تنش، انتخاب ژنوتیپ‌‌ها باید بر پایه چند شاخص صورت گیرد. بر اساس شاخص TOL ژنوتیپ‌‌های G27 و G12 کمترین تحمل به شرایط تنش خشکی را نشان دادند و به‌‌عنوان ژنوتیپ‌‌های حساس یه تنش خشکی و همچنین ژنوتیپ‌‌های G14 و G13، به‌‌عنوان ژنوتیپ‌‌های متحمل شناخته شدند. ژنوتیپ‌‌های G13 و G4 دارای بیشترین میزان شاخص‌‌های MP، GMP و HM بودند و بر اساس این شاخص‌‌ها تحمل بیشتری نسبت به تنش خشکی دارند. همچنین ژنوتیپ‌‌های G16 و G31 تحمل کمی نسبت به تنش خشکی نشان دادند. تجریه به عامل‌ها نشان داد که درشرایط تنش خشکی دو عامل اول در مجموع 97/57 درصد از تغییرات را توجیه کردند که عامل اول، عامل پتانسیل عملکرد و عامل دوم عامل پایداری به تنش نام گذاری شدند. نمودار بای‌پلات نیز نشان داد که ژنوتیپ‌های شماره 13 و 47 در مجاورت بردارهای مربوط به شاخص‌های مقاومت به خشکی (تحمل به تنش، میانگین بهره‌وری، میانگین هندسی بهره‌وری و میانگین هارمونیک) قرار گرفتند و به عنوان ژنوتیپ‌های برتر معرفی شدند. نتیجه گیری: با توجه به داده‌های حاصل از تجزیه واریانس در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی، ژنوتیپ‌ها از لحاظ کلیه صفات معنی‌دار بودند. معنی‌دار بودن صفات مورد مطالعه بیانگر وجود تنوع بین ژنوتیپ‌ها از نظر صفات مورد مطالعه است که برخی از این صفات می‌توانند برای ارزیابی تحمل تنش مورد استفاده قرار گیرند. برترین ژنوتیپ‌ها، برای طول پدانکل ژنوتیپ 33، برای تعداد دانه در بوته ژنوتیپ 5، برای وزن دانه تک بوته و عملکرد دانه ژنوتیپ 1 برترین میانگین‌ها را داشتند. نقشه حرارتی نشان دهنده ارتباط بین تحمل خشکی مبتنی بر عملکرد متفاوت و شاخص‌‌های تحمل به تنش خشکی است (شکل2). با توجه به همبستگی بالا و معنی‌‌دار عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش با شاخص‌‌های تحمل به خشکی، شاخص‌‌های میانگین بهره‌‌وری، میانگین هندسی بهره‌‌وری (GMP)، میانگین هندسی و شاخص تحمل تنش به‌‌عنوان بهترین شاخص‌‌ها انتخاب شدند که قادرند ژنوتیپ‌‌های متحمل را از سایر ژنوتیپ‌‌ها غربال کنند. شاخص عملکرد (YI) بالاترین ضریب همبستگی با عملکرد دانه در شرایط تنش را داشت. بر اساس نتایج بای‌پلات ژنوتیپ‌های شماره 13 و 47 متحمل‌ترین ژنوتیپ‌ها در شرایط تنش خشکی بیش از سایر ژنوتیپ‌ها بودند و به‌عنوان ژنوتیپ‌های برتر معرفی شدند.  </div> <div style="text-align: justify;"> <div>Extended abstract:</div> <pre> Introduction and Objective: Drought is one of the most important global threats to food production, in addition to that, climate change and the increase in the global population also widen the dimensions of this problem. One of the ways to solve this problem is to create new cultivars with greater tolerance to drought stress. Wheat has been one of the most important sources of human food all over the world and it is used in various food products and processing industries. Wheat together with rice and corn provide more than 60% of calories and protein needed for human nutrition. In areas like Iran, where most of the rain occurs in winter and early spring, wheat will face water shortage and drought stress at the end of the growing season. In crops, one of the effective methods that can minimize the effect of this phenomenon in combination with other methods of water deficit management is the use of high-yielding and drought-tolerant cultivars. Despite the numerous scientific sources published in this field, there are still many gaps in these studies, so studying the effects of drought stress is always a research priority. Ilam province, as one of the irrigated wheat production areas, suffers from the lack of cultivars that are resistant or tolerant to low irrigation conditions, so investigating the response of different wheat genotypes in low irrigation conditions as low input production systems is very important and is addressed in this study.</pre> <pre> Material and Methods: In order to evaluate some bread wheat genotypes under normal and drought stress co ditions, 36 wheat genotypes were evaluated in the form of a randomized complete block design in three replicates in the crop year of 2019-2019 in Darehshahr city located in Ilam province. The examined traits include spike length, spike number per plant, spike length, peduncle length, sub-peduncle axis, flag leaf length, flag leaf width, number of stem nodes, plant height, number of spikes per plant, number of seeds per spike, number of seeds per plant. plant, number of tillers, hundred seed weight, single plant seed weight and seed yield. Based on performance under stress (Yp) and normal (Ys), drought tolerance indices such as average productivity tolerance index, harmonic mean, geometric mean productivity (GMP), stress sensitivity index, stress tolerance index, performance stability index (YSI) and Relative Stability Index (RSI) and Performance Index (YI) were calculated. The mean comparison test was performed using Duncan's method and using R software. Simple correlation (Pearson), decomposition into components, decomposition into factors were also performed between the tested traits. SAS 9.1 statistical software was used for statistical analysis of traits.</pre> <pre> Results: The results of the analysis of variance in drought and normal stress conditions showed that there was a significant difference between genotypes in all traits at the probability level of 1%. The most important significant correlation coefficient in both conditions between seed yield was related to the seed weight of a single plant and the number of seeds per plant. Considering the high and significant correlation of grain yield under stress and non-stress conditions with drought tolerance indices, higher productivity indices, geometric mean productivity (GMP), geometric mean  and stress tolerance index  as the best indicators. were chosen. It seems that in order to evaluate stress tolerance, the selection of genotypes should be based on several indicators. Factor analysis at the drougth stress condition indicated that the two first factors expalined a total of 97. 57% of the variance. The first factor was called the performance stability factor and the second factor was named the Stability Factor. The biplot diagram also showed that the genotypes of no. 13 and 47 were placed in the vicinity of the ranges related to drought resistance indices (STI, MP, GMP, and HM) and were introduced as superior genotypes. </pre> <div>Conclusion: According to the data obtained from analysis of variance in both normal and drought stress conditions, the genotypes were significant in terms of all traits. The significance of the studied traits indicates the existence of diversity between genotypes in terms of the studied traits, and some of these traits can be used to evaluate stress tolerance. The best genotypes had the best averages for peduncle length of genotype 33, for the number of seeds per plant of genotype 5, for seed weight of a single plant and seed yield of genotype 1. The heat map shows the relationship between drought tolerance based on different yield and drought stress tolerance indices. Considering the high and significant correlation of grain yield under stress and non-stress conditions with drought tolerance indices, average productivity indices, GMP, geometric mean and stress tolerance index were selected as the best indices that are able to distinguish tolerant genotypes from other Screen the genotypes. The yield index (YI) had the highest correlation coefficient with grain yield under stress conditions. Based on biplot results, genotypes No. 13 and 47 were the most tolerant genotypes under drought stress conditions more than other genotypes and were introduced as superior genotypes.</div> </div> تحمل خشکی, تنش خشکی, گندم نان, روش‌های آماری چند متغیره Bread wheat, Drought tolerance, Drought, Multivariate statistical methods 1 16 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1184-1&slc_lang=fa&sid=1 Hadis Moghadam حدیث مقدم hadis7474.moghadam@gmail.com 100319475328460025312 100319475328460025312 No Department of Crop Production and Plant Breeding, Shahed University, Tehran, Iran اکولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه شاهد، تهران، ایران Saeideh Saeideh Maleki Farahani سعیده ملکی فراهانی maleki@shahed.ac.ir 100319475328460025313 100319475328460025313 Yes Shahed univewrsity گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی،دانشگاه شاهد، تهران، ایران Arash Fazeli آرش فاضلی saeedehmaleki@gmail.com 100319475328460025314 100319475328460025314 No Ilam University گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ایلام، ایران