غربال ژنوتيپ‌هاي گندم نان براي شناسايي منابع ژنتيكي تحمل به تنش شوري

سابقه و هدف: شوري يكي از مهمترين تنش‌هاي محيطي است كه رشد و عملكرد گياهان زارعي را كاهش مي‌دهد. اصلاح ژنتيكي و توليد ارقام متحمل، مؤثرترين راه مقابله با تنش شوري مي‌باشد. بهبود تحمل به شوري در گياهان زراعي نيازمند وجود منابع ژنتيكي متنوع است. تنوع ژنتيكي براي تحمل به شوري در گندم مشاهده شده است. ذخاير ژنتيكي گندم منابع با ارزشي براي تحمل به تنش‌هاي غيرزيستي از جمله تنش شوري محسوب مي‌شوند. اين تحقيق با هدف غربال و گزينش ژنوتيپ‌هاي متحمل به شوري در ژرم‌پلاسم گندم انجام گرفت. مواد و روش‌ها: تعداد 97 ژنوتيپ گندم نان گزينش يافته از تحقيقات قبلي به همراه ارقام متحمل شاهد كوير، روشن و ماهوتي درمزارع پژوهشي كرج (شرايط نرمال) و ميبد (شرايط خاك و آبِ آبياري شور با هدايت الكتريكي به ترتيب 55/6 و 61/5 دسي زيمنس برمتر) درقالب طرح لاتيس 10×10 درسه تكراركشت گرديده و صفات زراعي مطابق با توصيف‌نامه بين‌المللي ارزيابي شدند. شاخص‌هاي تحمل به تنش محاسبه گرديد و ژنوتيپ‌هاي برتر با استفاده از تجزيه به مؤلفه‌هاي اصلي و تجزيه خوشه‌اي، متمايز شدند. به منظور شناسايي صفات مؤثر در تغييرات شاخص‌هاي تحمل به تنش، از تجزيه رگرسيون مرحله‌اي استفاده شد. يافته‌ها: از بين ارقام شاهد، عملكرد دانه رقم كوير در شرايط تنش بيشتر از ارقام روشن و ماهوتي بود. تعداد نُه ژنوتيپ عملكرد دانه بيشتري نسبت به رقم شاهد برتر در شرايط تنش داشتند. ژنوتيپ 4419KC. داراي بيشترين مقدار عملكرد دانه در شرايط نرمال (67/966 گرم در كرت)، و بيشترين مقدار تحمل به تنش شوري براي شاخص‌هاي STI، GMP، HM و MP بود. شاخص‌هاي STI، GMP و MP همبستگي بالايي با هر دو صفت عملكرد دانه در شرايط نرمال و تنش داشتند. ژنوتيپ‌هاي مورد مطالعه در چهار ناحيه باي‌پلات مبتني بر عملكرد دانه در شرايط نرمال و تنش از يكديگر تفكيك شدند و تعداد 38 ژنوتيپ به همراه هر سه رقم شاهد در گروه A با عملكرد دانه بالاتر در شرايط نرمال و تنش قرار گرفتند. در تجزيه به مؤلفه‌هاي اصلي براساس صفات ارزيابي شده به همراه شاخص STI، سه مؤلفه اصلي اول در مجموع 79/74 درصد از واريانس داده‌ها را شامل شدند. مؤلفه اصلي اول بر افزايش عملكرد دانه در شرايط تنش از طريق افزايش طول دوره پرشدن دانه و توليد دانه‌هاي درشت‌تر و مؤلفه اصلي دوم بر تجمع ماده خشك در اندام‌هاي رويشي تأكيد داشت. نتايج تجزيه رگرسيون مرحله‌اي براي شاخص STI نشان داد كه صفت شاخص برداشت در هر دو مدل رگرسيون مربوط به شرايط نرمال و تنش شوري و صفت ارتفاع بوته بطور اختصاصي وارد مدل رگرسيون مربوط به تنش شد. نتيجه‌گيري: ژنوتيپهاي 1514KC.، 4382KC.، 4419 KC.و 4407 KC. (از اصفهان)، 142KC. (از خوي)، 3100 KC. (از مشهد)، 1143KC. و 388 KC. (از ايران با منشاء داخلي ناشناخته) و 7106 KC. (از ايالات متحده آمريكا) با عملكرد دانه برتر در شرايط تنش نسبت به ارقام شاهد مورد انتخاب قرار گرفتند. با توجه به همبستگي بالاي شاخص‌هاي STI، GMP و MP با صفات عملكرد دانه در شرايط نرمال و تنش، اين شاخص‌ها به عنوان مناسب‌ترين معيارهاي گزينش براي ژنوتيپ‌هاي گندم نان متحمل به تنش شوري شناسايي شدند.

Background and objectives: Salinity is one of the most important environmental stress which limits growth and yield of crops. Breeding and development of tolerant varieties is the most effective approach to confront salinity. Improvement of tolerance to salinity in crops necessitates existence of diverse genetic resources. Genetic variability for salinity tolerance has been reported. Wheat germplasm is a valuable genetic resource for tolerance to abiotic stresses including salinity. This research was performed with the objective of screening and selecting salinity tolerant genotypes in wheat germplasm. Materials and methods: A total of 97 bread wheat genotypes selected from previous studies along with three tolerant check cultivars of Kavir, Roshan and Mahooti were planted in research filed of Karaj (normal condition) and Meybod (saline soil and irrigation water, EC=6.55 ds/m and 5.61 ds/m, respectively) in lattice statistical design with three replications. Agronomical traits were evaluated according to international descriptor. Stress tolerances indices were calculated and the superior genotypes were distinguished by analyses of cluster and principal components. Stepwise regression was used in order to identify effective trits in tolerance to stress. Results: Grain yield of the check cultivar Kavir was higher than Roshan and Mahooti in stress condition. A total of nine genotypes had higher grain yield in stress condition than Kavir. Genotype KC.4419 had the highest amount of grain yield in normal condition (966.67 g/plot) and the highest values for the indices STI, GMP, HM and HM. The indices STI, GMP and MP had high correlations with grain yield in both normal and stress conditions. The studied genotypes were separated in the biplot of grain yield in normal and salinity stress conditions. A total of 38 genotypes along with all three check cultivars having higher grain yield in normal and salinity stress conditions were located in Region A of biplot. The results of principal component analysis based on the evaluated traits along with STI indicated that three PCs comprised 74.79% of the total variation. While the first PC emphasized on obtaining higher grain yield in stress condition through increasing grain filling period and producing larger seeds, the second PC highlighted the accumulation of dry matter in vegetative tissues. The results of stepwise regression for STI showed that harvest index entered in both models of normal and salinity stress conditions. The trait appeared specifically in regression model of stress condition. Conclusion: The genotypes KC.1514, KC.4382, KC.4419 and KC.4407 (from Esfahan), KC.142 (from Khoy), KC.3100 (from Mashhad), KC.1143 and KC.388 (from Iran with unknown province) and KC.106 (from USA) with higher grain yield in stress condition than check cultivars were selected as tolerant genotypes. STI, GMP and MP were suggested as the most suitable criteria for selecting superior genotypes in salinity stress condition due to their high correlations with grain yield in both normal and stress conditions.