ارزيابي نقش تنظيم اسمزي دانه گرده، محتواي آب نسبي و تراكم روزنه در تحمل خشكي در 40 رقم گندم نان (Triticum aestivum L.)

Contribution of pollen grain osmoregulation, relative water content and stomata density on drought tolerance in 40 bread wheat (Triticuma estivum L.) cultivars

به منظور بررسي تاثير توانايي تنظيم اسمزي دانه گرده، محتواي نسبي آب برگ و تراكم روزنه در واحد سطح برگ پرچم بر تحمل خشكي 40 رقم گندم نان و ارتباط آن‌ها با عملكرد دانه، دو آزمايش مجزا در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار در سال 1389 در مزرعه پژوهشي دانشگاه شهيد باهنر كرمان اجرا شد. توانايي تنظيم اسمزي در دانه گرده با استفاده از نسبت مساحت تصوير دانه هاي گرده در شرايط تنش خشكي (محلول 50 درصد، 12- مگاپاسكال) به شرايط بدون تنش (محلول 30 درصد، 2- مگاپاسكال) پلي اتيلن گلايكول6000 اندازه‌گيري شد. نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه اثر تنش خشكي و رقم بر عملكرد دانه و صفات فيزيولوژيك ارقام گندم معني‌دار بود. تنش خشكي باعث كاهش 33 درصدي عملكرد دانه، كاهش 4/15 درصدي محتواي آب نسبي برگ و افزايش 21 درصدي تراكم روزنه در واحد سطح برگ شد. توانايي تنظيم اسمزي دانه گرده در ارقام آذر2، دز، آزادي، هامون، كرج3، سبلان، اميد و تجن بيشتر از يك بود و به عنوان ارقام داراي توانايي اسمزي شناخته شدند. تنظيم اسمزي دانه گرده همبستگي بالايي با عملكرد دانه در شرايط تنش داشته (r = 0.41**) از اين رو به طور مستقيم باعث افزايش عملكرد در شرايط تنش خشكي شد. جهت ارزيابي تحمل خشكي ارقام گندم مورد بررسي از شاخص تحمل تنش (STI) استفاده شد. بر اساس اين شاخص، رقم آذر2 مقاوم ترين رقم به خشكي شناسايي شد. اين رقم داراي بيشترين توانايي تنظيم اسمزي دانه گرده نيز بود، بنابراين به نظر مي رسد كه يكي از سازوكارهاي تحمل به خشكي در اين رقم، توانايي تنظيم اسمزي دانه گرده است.

The contribution of physiological traits such as; osmoregulation capability of pollen grain, relative water content (RWC) and stomata density in flag leaf area to drought tolerance of 40 bread wheat cultivars was studied. To evaluate their effect of these traits on grain yield, two separate field experiments were designed and conducted in2010 at experimental farm of college of agriculture, Kerman Shahid Bahonar University, Kerman, Iran using randomized complete block design with three replications. Osmoregulation capability of pollen grain was simulated using the ratio of projected pollen grains area under water stress to normal conditions in solutions containing 50% and 30% polyethylen glycol (PEG) 6000, respectively. Analysis of variance showed that the effect of drought stress and cultivar on grain yield and physiological traits were significant. Drought stress decreased grain yield by %33 and RWC by%15.4, but increased stomata density of flag leaf area by %21. Osmoregulation capability of pollen grain in Azar-2, Dez, Azadi, Hamoon, Karaj-3, Sabalan and Omid was greater than one, therefore these cultivars were identified as capable cultivars for osmoregulation. Osmoregulation capability of pollen grain showed highly significant correlation with grain yield under stress conditions (r=0.41**). Thus, this mechanism directly contributed to increasing grain yield under drought stress. Stress Tolerance Index (STI) was also used for identification of drought tolerant genotypes. Based on this index, cv. Azar-2 was identified as the most drought tolerant genotype. This cultivar had also the highest osmoregulation capability. It can be concluded that pollen grain osmoregulation is a likely mechanism contributing to drought tolerance of cv. Azra-2.