بررسی تحمل به تنش خشکی آخر فصل در ژنوتیپ‏ های امیدبخش جو با استفاده از شاخص‏ های حساسیت و تحمل به تنش

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اصلاح نباتات، گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، پاکدشت، ایران‌

2 دانشیار، گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، پاکدشت، ایران

3 دانشیار، بخش غلات، مؤسسۀ تحقیقات و اصلاح نهال و بذر، کرج، ایران‌

4 استادیار، گروه علوم زراعی و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، پاکدشت، ایران

چکیده

تحمل به خشکی 20 ژنوتیپ جو، در دو شرایط آبیاری معمولی و تنش با قطع آبیاری در زمان 50 درصد گل‌دهی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار در دشت ورامین ارزیابی شد. هدف این آزمایش شناسایی ژنوتیپ‏های امیدبخش جو متجمل به تنش خشکی است. در این مطالعه، تأثیرات خشکی بر روی 2 صفت عملکرد دانه و وزن خشک کل بوته با استفاده از برخی شاخص‏های تحمل و حساسیت به تنش خشکی بررسی ‏شد. شاخص‏های مطالعه‌شده شامل: شاخص حساسیت به تنش (SSI)، میانگین تولید (MP)، تحمل (TOL)، تحمل به تنش  (STI)، میانگین هندسی‌ تولید (GMP)، میانگین هارمونیک تولید (HARM)، شاخص عملکرد (YI)، شاخص حساسیت به تنش (YSI) و شاخص پایداری عملکرد (YSI) بودند. شاخص‏ها با استفاده از عملکرد دانه و وزن خشک کل بوته در شرایط عدم تنش (Yp) و تنش (Ys) محاسبه شدند. همبستگی مثبت و معناداری بین میانگین عملکرد دانه و وزن خشک کل بوته (در هر دو شرایط بدون تنش و تنش) با شاخص‌های STI، YI، MP، HARM و GMP مشاهده شد. شاخص‌های STI، MP، HARM، YI و GMP نسبت به شاخص‌های  SSI، YSI و TOL معیار گزینش بهتری را برای عملکرد دانه و وزن خشک کل بوته ارائه کردند. با استفاده از روش رتبه‏بندی بر‌اساس شاخص‌های تحمل به تنش، ژنوتیپ‏های 2 و 5 به‌منزلۀ متحمل‏ترین و ژنوتیپ 1 به‌منزلۀ حساس‏ترین ژنوتیپ‌ها نسبت به تنش خشکی شناخته شدند. لاین‏های 9 و 8 با داشتن بیشترین عملکرد دانه، وزن خشک کل بوته و در‌نهایت عملکرد اقتصادی بالاتر، قابل توصیه برای کشت هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of terminal drought tolerance in promising barley genotypes using stress susceptibility and tolerance indices

نویسندگان [English]

  • Zahra Sadat Taheripoorfard 1
  • Ali Izadi Darbandi 2
  • Habibollah Ghazvini 3
  • Mohsen Ebrahimi 2
  • Seyed Mohammad Mehdi Mortazavian 4
1 Ph.D. Student of Plant Breeding, College of Aburaihan, University of Tehran, Pakdasht-Iran
2 Associate Professor of Plant Breeding, College of Aburaihan, University of Tehran, Pakdasht-Iran
3 Associate Professor of Plant Breeding, Department of Cereal, Seed and Plant Improvement Institute, Karaj-Iran
4 Assistant Professor, College of Aburaihan, University of Tehran, Pakdasht-Iran
چکیده [English]

Abstract: Evaluation of drought tolerance for 20 barley genotypes were conducted under normal irrigation and terminal stress condition by withholding irrigation at the time of 50% flowering. Drought effect on grain yield and plant total mass traits was studied and eight of stress indices including Stress Tolerance Index (STI), stress tolerance (TOL), Stress Susceptibility Index (SSI), Mean Productivity (MP), geometric mean productivity (GMP), yield index (YI), yield stability index (YSI), Harmonic mean (HARM) were estimated based on grain yield under stress (YS) and non-stress (YP). A significant and positive correlation was observed between grain yield and total mass (Stress and Potential) with GMP, HARM, MP, YI and STI. Stress indices such as GMP, STI, HARM, YI and MP are much better than YSI, SSI and TOL for predicting YP and YS. By using ranking method for yield and total mass traits genotype Numbers of two and five were categorized as tolerant, however line number one was detected as sensitive genotype. These genotypes can be used in crop development and breeding programs. Genotype numbers eight and nine had the highest yield and total mass and consequently highest economic yield in both stress and non-stress condition that can be introduce for cultivation in Varamin Land.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • Grain yield
  • Plant total mass
  • Ranking
  • stress indices
1. بی‏نام (1391) آمارنامۀ کشاورزی. وزارت جهادکشاورزی، معاونت برنامه‏ریزی و اقتصادی مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات.

2. تجلی ح، موسوی س غ و آرزمجو ا (1391) «بررسی عملکرد و شاخص‏های ارزیابی تنش در ژنوتیپ‏های پیشرفتۀ جو تحت تنش خشکی انتهای فصل». اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی. 2(22): 171-184.

3.  صفری س، دهقانی ح و چوگان ر (1388) «مطالعه شاخص‏های تحمل به خشکی در لاین‏های اینبرد ذرت در شرایط آبیاری محدود و کامل». حفاظت گیاهان (علوم و صنایع کشاورزی). 23 (2): 20-25.

4.  Abdolshahi R, Omidi M, Talei AR and Yazdi Samadi B (2010) Evaluation of bread wheat genotypes for drought tolerance. International Journal of Clinical Practice. 3: 159-171.

5.  Akar T, Avci M and Dusunceli F (2007) Barley: Post-harvest operations. FAO Annual Reports.

6.  Aliakbari M, Moucheshi A, Hasheminasab H, Piraste AH, Taghi M and Emam Y (2013) Suitable stress indices for screening resistant wheat genotypes under water deficit conditions. Agronomy and Plant Production. 4(10): 2665-2672.

7.  Amini R (2013) Drought stress tolerance of barley (Hordeum vulgare L.) affected by priming with PEG. IJFAS. 2(2): 803-808.

8.  Anwar J, Subhani G, Hussain M, Ahmad J, Hussain M and Munir M (2011) Drought tolerance indices and their correlation with yield in exotic wheat genotypes. Pakistan Journal of Botany. 43(3): 1527-1530.

9.  Blum A (2011) Drought resistance – is it really a complex trait. Functional Plant Biology. 38: 753-757.

10.  Bouslama M and Schapaugh WT (1984) Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science. 24: 933-937.

11.  Breese ED (1996) The measurement and significant of genotype- environment interaction in grasses. Heredity. 21: 27-47.

12.  Ceccarelli S, Grando S and Van Leur JAG (1987) Genetic diversity in barley landraces from Syria and Jordan. Euphytica. 36(2): 389-405.

13.  Ceccarelli S, Grando S and Hamblin J (1992) Relationship between barley grain yield measured in low- and high-yielding environments. Euphytica. 64(1-2): 49-58.

14.  Charmantier A and Garant D (2005) Environmental quality and evolutionary potential: Lessons from wild populations. Proceedings of the Royal Society. Biological Science. 727: 1415-1425.

15.  Clark JM, DePauw RM and Townley-Smith TF (1992) Evaluation of methods for qualification of drought tolerance in wheat. Crop Science. 32: 423-428.

16.  Dagnelie P (1975) Théorie et méthodes statistiques, applications agronomiques. Vol. 2, Les méthodes de l’inférence statistique. Les Presses Agronomiques de Gembloux. Gembloux. 463 p.

17.  Farshadfar E, Jamshidi B and Aghaee M (2012) Biplot analysis of drought tolerance indicators inbreed wheat landraces of Iran. Crop Science. 4(5): 226-233.

18.  Farshadfar E and Elyasi P (2012) Screening quantitative indicators of drought tolerance in bread wheat (Triticum aestivum L.) landraces. European Journal of Experiment Biology. 2(3): 577-584.

19.  Fernandez GCJ (1992) Effective selection criteria for assessing stress tolerance. Proceedings of the international symposium on adaptation of vegetables and other food crops in temperature and water stress.

20.  Fischer RA and Maurer R (1978) Drought resistance in spring wheat cultivars Part 1: Grain yield response. Aust. J. Agric. res. 29: 897-912.

21.  Gan L, Wu X and Zhong Y (2015) Exogenously Applied Nitric Oxide Enhances the Drought Tolerance in Hulless Barley. Plant Prod Science. 18(1): 52-56.

22.  Ganjeali A, Porsa H and Bagheri A (2011) Assessment of Iranian chickpea (Cicer arietinum L.) germplasms for drought tolerance. Agricultural water management. 98: 147-1484.

23. Golaabadi M, Arzani A and Mirmohammadi Maibody SAM (2006) Assessment of drought tolerance in segregating populations in durum wheat. Afr. Agric. J. Res. 1: 162-171.

24.  Hall AE (1993) Is dehydration tolerance relevant to genotypic differences in leaf senescence and crop adaptation to dry environments? In: Close TJ and Bray EA (eds) Plant Responses to cellular dehydration during environmental stress. pp. 1-10.

25.  Kaya Y, Plta C and Taner S (2002) Additive main effects and multiplicative interaction analysis of yield performance in bread wheat genotypes across environments. Turkish Journal of Agriculture. 26: 257-259.

26.  Lin CS, Binns M R and Lefkovitch L P (1986) Stability analysis: where do we stand?. Crop Science. 26: 894-900.

27.  Majidi M, Tavakoli V, Mirlohi A and Sabzalian MR (2011) wild safflower species (Carthamus oxyacanthus Bieb.): A possible source of drought tolerance for acid environments. Aust. J. Crop Science. 5(8): 1055-1063.

28.  Mohammadi M, Karimizadeh R, and Abdipour M (2011) Evaluation of drought tolerance in bread wheat genotypes under dry land and supplemental irrigation conditions. AJCS. 5(4): 487-493.

29. Mollasadeghi V, Valizadeh M, Shahryari R and Imani A (2011) Evaluation of End Drought Tolerance of 12 Wheat Genotypes by Stress Indices. Middle-East Journal of Scientific Research. 7(2): 241-247.

30.  Nazari L and Pakniyat H (2010) Assessment of Drought Tolerance in Barley Genotypes. Journal of Applied Science. 10(2): 151-156.

31.  Ramirez P and Kelly JD (1998) Traits related to drought resistance in common bean. Euphytica. 99: 127-136.

32.  Rosielle AA and Hamblin J (1981) Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science. 21: 943-946.

33. Shirazi Kharazi MA and Nourirad MR (2011) Evaluation of sorghum genotypes under drought stress conditions using some stress tolerance indices. African journal of biotechnology. 10(61): 13086-13089.

34. Sing B D (2000) Plant breeding principles and methods. Kalyani publisher. 866 p.                                                

35. Tababatabaei SA (2013) Study relationship of drought tolerance indices in wheat (Triticum aestivum) genotypes. International Journal of Biosciences. 3(7): 15-22.

 

36.  Yarnia M, Arabifard N, Rahimzadeh Khoei F and Zandi P (2011) Evaluation of drought tolerance indices among some winter rapeseed cultivars. African Journal of Biotechnology 10(53): 10914-10922.

37.  Yan W and Kang MS (2003) Biplot analysis: A graphical tool for breeders, geneticists and agronomist, CRC press, Boca Raton. FL. 313 p.

38.  Zareii DF, Roozbahani A and Hosnamidi A (2014) Evaluation the effect of water stress and foliar application of nanoparticles on yield. Components and oil Percentage of Safflower (Carthamus Tinctorious L.). IJABBR Article. 4(2): 11-20.