دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها689
تعداد مقالات7,127
تعداد مشاهده مقاله11,356,404
تعداد دریافت فایل اصل مقاله10,289,565
العبدالله الحسنو, باسل, سلطانلو, حسن, رمضانپور, سیده ساناز, درزی رامندی, هادی. (1404). ارزیابی شاخص‌های تحمل به تنش شوری در گندم نان براساس صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده‌ برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل. , 18(1), 177-216. doi: 10.22069/ejcp.2025.23535.2676
باسل العبدالله الحسنو; حسن سلطانلو; سیده ساناز رمضانپور; هادی درزی رامندی. "ارزیابی شاخص‌های تحمل به تنش شوری در گندم نان براساس صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده‌ برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل". , 18, 1, 1404, 177-216. doi: 10.22069/ejcp.2025.23535.2676
العبدالله الحسنو, باسل, سلطانلو, حسن, رمضانپور, سیده ساناز, درزی رامندی, هادی. (1404). 'ارزیابی شاخص‌های تحمل به تنش شوری در گندم نان براساس صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده‌ برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل', , 18(1), pp. 177-216. doi: 10.22069/ejcp.2025.23535.2676
العبدالله الحسنو, باسل, سلطانلو, حسن, رمضانپور, سیده ساناز, درزی رامندی, هادی. ارزیابی شاخص‌های تحمل به تنش شوری در گندم نان براساس صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده‌ برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل. , 1404; 18(1): 177-216. doi: 10.22069/ejcp.2025.23535.2676

ارزیابی شاخص‌های تحمل به تنش شوری در گندم نان براساس صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده‌ برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل

مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 18، شماره 1، فروردین 1404، صفحه 177-216    اصل مقاله (5.44 M)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی- پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejcp.2025.23535.2676
نویسندگان
باسل العبدالله الحسنو* 1؛ حسن سلطانلو2؛ سیده ساناز رمضانپور3؛ هادی درزی رامندی4
1دانشجوی دکتری ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،
2دانشیار، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،
3استاد، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،
4دکتری تخصصی اصلاح نباتات مولکولی، بخش تحقیقات فیزیولوژی مولکولی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران،
چکیده
سابقه و هدف: تنش شوری به‌عنوان یکی از عوامل اصلی محدودکننده تولید گندم نان شناخته‌شده و تهدیدی جدی برای امنیت غذایی جهانی محسوب می‌شود. سیستم ریشه به‌عنوان بخشی حیاتی در جذب آب و عناصر غذایی از خاک، نقش کلیدی در تعیین عملکرد گندم نان ایفاء می‌کند و رشد و توسعه ریشه تحت شرایط شور به طور مستقیم با عملکرد نهایی مرتبط است. در این راستا، گزینش ژنوتیپ‌های متحمل از طریق ارزیابی همزمان صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده به همراه شاخص‌های کمّی تحمل به شوری، رویکردی مؤثر برای شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل در برنامه‌های اصلاحی محسوب می‌شود.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، ۹۲ ژنوتیپ گندم نان مشتمل بر ارقام تجاری و لاین‌های بومی در یک آزمایش کرت‌های خردشده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، در شرایط خاک شور (۹/۱۶ دسی‌زیمنس بر متر) و شرایط زراعی (۳/۲ دسی‌زیمنس بر متر) به‌صورت گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال زراعی 1402–۱۴۰۱ مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از رسیدگی کامل گیاهان، صفات عملکرد دانه، زیست‌توده و وزن خشک ریشه اندازه‌گیری شد تا ارتباط بین صفات بررسی شود.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها در هر دو سطح شور و غیر شور برای صفات عملکرد دانه، زیست‌توده و وزن خشک ریشه اختلاف آماری معنی‌داری وجود دارد. بررسی‌ها نشان داد که تنش شوری منجر به کاهش قابل‌توجه این صفات شد. بر اساس شاخص حساسیت (SI)، بیشترین کاهش به ترتیب در صفات عملکرد دانه (۷۱/۰)، زیست‌توده (۶۵/۰) و وزن خشک ریشه (۵۳/۰) مشاهده شد. همبستگی مثبت و معنی‌داری بین وزن خشک ریشه با عملکرد دانه (**۵۷/۰) و زیست‌توده (**۸۴/۰) در شرایط تنش شوری مشاهده شد که اهمیت نقش ریشه در بهبود عملکرد در محیط‌های شور را تأیید می‌کند. از سوی دیگر، نتایج تجزیه رگرسیون خطی ساده حاکی از آن بود که وزن خشک ریشه در شرایط تنش شوری تأثیر معنی‌داری بر عملکرد دانه و زیست‌توده دارد که به ترتیب 51 درصد از تغییرات عملکرد دانه و ۷۱ درصد از تغییرات زیست‌توده را تبیین کرد. برآوردها نشان داد که هر واحد افزایش در وزن خشک ریشه به میزان 95/۰ گرم به عملکرد دانه اضافه می‌کند. علاوه بر این، بررسی ضرایب همبستگی بین صفات عملکردی و شاخص‌های مختلف تحمل به شوری، نقش محوری صفات ریشه‌ای در افزایش تحمل به تنش را تأیید کرد. در مرحله بعد، مطالعه شاخص‌های MP، GMP، HM و STI نشان داد که این شاخص‌ها در هر دو محیط (شور و غیر شور) به‌عنوان معیارهای مناسبی برای شناسایی ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا عمل می‌کنند. همچنین، استفاده از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) در تفکیک دقیق‌تر ژنوتیپ‌ها بر پایه شاخص‌های عملکردی و تحمل به شوری نقش مهمی ایفاء کرد و منجر به هم‌پوشانی نتایج دندوگرام‌های تجزیه خوشه‌ای مبتنی بر شاخص‌های تحمل در الگوی گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها شد. در نهایت، انطباق این نتایج، شناسایی ژنوتیپ‌هایی را که از نظر عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و تحمل به شوری در سطح بالاتری قرار داشتند را تسهیل کرد.
نتیجه‌گیری: ساختار ریشه نقش کلیدی در بهبود تحمل به شوری در گندم نان ایفاء می‌کند. ژنوتیپ‌هایی با وزن خشک ریشه بیشتر در تنش شوری، علاوه بر حفظ سطح قابل‌قبولی از عملکرد دانه، در تولید زیست‌توده نیز موفق‌تر بودند؛ بنابراین، تمرکز بر ساختار ریشه می‌تواند به‌عنوان راهکاری مؤثر در افزایش پایداری و بهبود عملکرد گندم تحت شرایط شور مطرح شود.
کلیدواژه‌ها
گندم نان؛ تجزیه به مؤلفه‌های اصلی؛ ساختار ریشه؛ شاخص‌های تحمل به تنش
مراجع
  1. Gooding, M. (2023). Wheat. In P. Shewry, H. Koksel, and J. Taylor (Eds.), ICC Handbook of 21st Century Cereal Science and Technology 1 edtion. Elsevier, 121-130.
  2. FAO, (2024). Crop Prospects and Food Situation – Triannual Global Report No. 1, March 2024. Rome. Available online: https://doi.org/10.4060/cd0022.
  3. Isayenkov, S.V. & Maathuis, F.J. (2019). Plant salinity stress: many unanswered questions remain. Frontiers in plant science, 10, 80.
  4. Tarolli, P., Luo, J., Park, E., Barcaccia, G., & Masin, R. (2024). Soil salinization in agriculture: Mitigation and adaptation strategies combining nature-based solutions and bioengineering. Iscience, 27(2), 1-9.
  5. Zhu, J. K. (2016). Abiotic stress signaling and responses in plants. Cell, 167(2), 313-324.
  6. Munns, R. (2005). Genes and salt tolerance: bringing them together. New phytologist, 167(3), 645-663.
  7. Munns, R. & Gilliham, M. (2015). Salinity tolerance of crops–what is the cost?. New phytologist, 208(3), 668-673.
  8. Safdarian, M., Askari, H., Shariati, J. V., & Nematzadeh, G. (2019). Transcriptional responses of wheat roots inoculated with Arthrobacter nitroguajacolicus to salt stress. Scientific reports, 9(1), 1792.
  9. Eswar, D., Karuppusamy, R., & Chellamuthu, S. (2021). Drivers of soil salinity and their correlation with climate change. Current Opinion in Environmental Sustainability, 50, 310-318.
  10. Zhang, J. L. & Shi, H. (2013). Physiological and molecular mechanisms of plant salt tolerance. Photosynthesis research, 115, 1-22.
  11. Maas, E. V. & Poss, J. A. (1989). Salt sensitivity of wheat at various growth stages. Irrigation Science, 10, 29-40.
  12. Munns, R. & Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59(1), 651- 681.
  13. Ashraf, M. H. P. J. C. & Harris, P. J. (2013). Photosynthesis under stressful environments: An overview. Photosynthetica, 51, 163-190.
  14. Francois, L. E., Maas, E. V., Donovan, T. J., & Youngs, V. L. (1986). Effect of salinity on grain yield and quality, vegetative growth, and germination of Semi‐Dwarf and durum wheat1.Agronomy Journal, 78(6), 1053-1058.
  15. El-Hendawy, S. E., Hu, Y., Yakout, G. M., Awad, A. M., Hafiz, S. E., & Schmidhalter, U. (2005). Evaluating salt tolerance of wheat genotypes using multiple parameters. European journal of agronomy, 22(3), 243-253.
  16. Egamberdieva, D., Wirth, S., Bellingrath-Kimura, S. D., Mishra, J., & Arora, N. K. (2019). Salt-tolerant plant growth promoting rhizobacteria for enhancing crop productivity of saline soils. Frontiers in microbiology, 10, 2791.
  17. Reddy, I. N. B. L., Kim, S. M., Kim, B. K., Yoon, I. S., & Kwon, T. R. (2017). Identification of rice accessions associated with K+/Na+ ratio and salt tolerance based on physiological and molecular responses. Rice Science, 24(6), 360-364.
  18. Mokarian, K., Maali Amiri, R., Tabatabaee, M. T., & Daneshmand, F. (2021). Response evaluation to salinity stress in some bread wheat genotypes using tolerance indices. Iranian Journal of Field Crop Science, 52(3), 97-111.
  19. Farid, N. M., Iswoyo, H., & Anshori, M. F. (2024). Utilizing Stress Tolerance Index and Principal Component Analysis for Rice Selection in Hydroponic Drought Screening Based on Physiological Traits. International Journal of Agriculture and Biosciences, 13(4), 736-743.
  20. Ashraf, M. (2004). Some important physiological selection criteria for salt tolerance in plants. Flora-Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 199(5), 361-376.
  21. El-Hendawy, S., Al-Suhaibani, N., Mubushar, M., Tahir, M. U., Marey, S., Refay, Y., & Tola, E. (2022). Combining hyperspectral reflectance and multivariate regression models to estimate plant biomass of advanced spring wheat lines in diverse phenological stages under salinity conditions. Applied Sciences, 12(4), 1983.
  22. Kanbar, A., Toorchi, M., & Shashidhar, H. E. (2009). Relationship between root and yield morphological characters in rainfed low land rice (Oryza sativa L.). Cereal Research Communications, 37, 261-268.
  23. Shoaib, M., Banerjee, B. P., Hayden, M., & Kant, S. (2022). Roots’ drought adaptive traits in crop improvement. Plants, 11(17), 2256.
  24. Iqbal, S., Akhtar, J., Naz, T., Riaz, U., Hussain, S., Mazhar, Z., & Iqbal, M. M. (2020). Root morphological adjustments of crops to improve nutrient use efficiency in limited environments. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 51(19), 2452-2465.
  25. Kaysar, M. S., Sarker, U. K., Monira, S., Hossain, M. A., Haque, M. S., Somaddar, U., ... & Uddin, M. R. (2022). Dissecting the relationship between root morphological traits and yield attributes in diverse rice cultivars under subtropical condition. Life, 12(10), 1519.
  26. Atta, B.M., Mahmood, T., & Trethowan, T.M. (2013). Relationship between root morphology and grain yield of wheat in north-western NSW, Australia. Australian Journal of Crop Science, 7(13), 2108-2115.
  27. Lopes, M. S. & Reynolds, M. P. (2010). Partitioning of assimilates to deeper roots is associated with cooler canopies and increased yield under drought in wheat. Functional Plant Biology, 37(2), 147-156.
  28. Fischer, R. A. & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research, 29(5), 897-912.
  29. Rosielle, A. A. & Hamblin, J. (1981). Theoretical aspects of selection for yield in stress and non‐stress environment 1.Crop science, 21(6), 943-946.
  30. Fernandez, G. C. (1992). Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In C. G. Kuo, Adaptation of food crops to temperature and water stress, 257–270.
  31. Bouslama, M. & Schapaugh Jr, W. T. (1984). Stress tolerance in soybeans. I. Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance 1. Crop science, 24(5), 933-937.
  32. Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campanile, R. G., Ricciardi, G. L., & Borghi, B. (1997). Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journal of plant science, 77(4), 523-531.
  33. Golestani Araghi, S. & Assad, M. T. (1998). Evaluation of four screening techniques for drought resistance and their relationship to yield reduction ratio in wheat. Euphytica, 103, 293-299.
  34. Arzani, A. (2008). Improving salinity tolerance in crop plants: a biotechnological view. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 44, 373-383.
  35. Cuartero, J., Bolarin, M. C., Moreno, V., & Pineda, B. (2009). Molecular tools for enhancing salinity tolerance in plants. Molecular Techniques in Crop Improvement: 2nd Edition, 373-405.
  36. Zhou, Y., Feng, C., Wang, Y., Yun, C., Zou, X., Cheng, N., Zhang, W., Jing, Y. & Li, H. (2024). Understanding of plant salt tolerance mechanisms and application to molecular breeding. International Journal of Molecular Sciences, 25(20), 10940.
  37. Gregoria, G. B., Senadhira, D., & Mendoza, R. D. (1997). Screening rice for salinity tolerance. IRRI Discussion Paper 22, 1–30. International Rice Research Institute, Los Baños. Laguna, Philippines.
  38. Pour‐Aboughadareh, A., Yousefian, M., Moradkhani, H., Moghaddam Vahed, M., Poczai, P., & Siddique, K. H. (2019). iPASTIC: An online toolkit to estimate plant abiotic stress indices. Applications in plant sciences, 7(7), e11278.
  39. Fischer, R. A. & Wood, J. T. (1979). Drought resistance in spring wheat cultivars. III. Yield associations with morpho-physiological traits. Australian Journal of Agricultural Research, 30(6), 1001-1020.
  40. Bouslama, M. & Schapaugh Jr, W. T. (1984). Stress tolerance in soybeans. I. Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance 1. Crop science, 24(5), 933-937.
  41. Karimzadeh, H., Borzouei, A., Naserian, B., Tabatabaee, S. A., & Rahemi, M. R. (2023). Investigating the response mechanisms of bread wheat mutants to salt stress. Scientific Reports, 13(1), 18605.
  42. Mansour, E., Moustafa, E. S., Abdul-Hamid, M. I., Ash-shormillesy, S. M., Merwad, A. R. M., Wafa, H. A., & Igartua, E. (2021). Field responses of barley genotypes across a salinity gradient in an arid Mediterranean environment. Agricultural Water Management, 258, 107206.
  43. Shahsavand Hassani, H., Roudbari, Z., Mohammadi-Nejad, G., & Esmaeilzadeh-Moghaddam, M. (2021). Study the morphophysiological responses of promising Iranian new and natural trans chromsomal secondary tritipyrum cereal lines to Salinity conditions in Iran. Iranian Journal of Field Crop Science, 52(1), 75-86.
  44. Khan, M.M., Rahman, M.M., Hasan, M.M., Amin, M.F., Matin, M.Q.I., Faruq, G., Alkeridis, L.A., Gaber, A. & Hossain, A. (2024). Assessment of the salt tolerance of diverse bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes during the early growth stage under hydroponic culture conditions. Heliyon, 10(7), e29042.
  45. Manhou, K., Moussadek, R., Yachou, H., Zouahri, A., Douaik, A., Hilal, I., Ghanimi, A., Hmouni, D. & Dakak, H. (2024). Assessing the Impact of Saline Irrigation Water on Durum Wheat (cv. Faraj) Grown on Sandy and Clay Soils. Agronomy, 14(12), 2865.
  46. Afzal, I., Basra, S. M. A., Cheema, M. A., Farooq, M., Jafar, M. Z., Shahid, M., & Yasmeen, A. (2013). Seed priming: A shotgun approach for alleviation of salt stress in wheat. International Journal of Agriculture and Biology, 15(6), 1199-1203.
  47. Dadshani, S., Sharma, R. C., Baum, M., Ogbonnaya, F. C., Leon, J., & Ballvora, A. (2019). Multi-dimensional evaluation of response to salt stress in wheat. PloS one, 14(9), e0222659.
  48. Akbari Ghogdi, E., Izadi-Darbandi, A., Borzouei, A., & Majdabadi, A. (2011). Evaluation of morphological changes in some wheat genotypes under salt stress. Journal of Soil and Plant Interactions-Isfahan University of Technology, 1(4), 71-83.
  49. Shamuyarira, K. W., Shimelis, H., Figlan, S., & Chaplot, V. (2023). Combining ability analysis of yield and biomass allocation related traits in newly developed wheat populations. Scientific Reports, 13(1), 11832.
  50. Akbarpour, O. A., Dehghani, H., & Rousta, M. J. (2015). Evaluation of salt stress of Iranian wheat germplasm under field conditions. Crop and Pasture Science, 66(8), 770-781.
  51. Farshadfar, E., Zamani, M., Motallebi, M., & Imamjomeh, A. (2001). Selection for drought resistance in chickpea lines. Iranian Journal of Agricultural Sciences, 32(1): 65-77 [In Persian].
  52. Bakhshi, B., Taghi Tabatabaei, S. M., Naroui Rad, M. R., & Masoudi, B. (2021). Identification of salt tolerant genotypes in wheat using stress tolerance indices. bioRxiv,2021-02, 1-23.
  53. Arazmjoo, E. & Amini Sefidab, A. (2024). Investigation of agronomic traits, dry matter remobilization and stress indices in promising bread wheat genotypes under salinity stress. Journal of Central European Agriculture, 25(1), 94-109.
  54. Shafi, S., Shafi, I., Zaffar, A., Zargar, S.M., Shikari, A.B., Ranjan, A., Prasad, P.V. & Sofi, P.A. (2023). The resilience of rice under water stress will be driven by better roots: Evidence from root phenotyping, physiological, and yield experiments. Plant Stress, 10, 100211.
  55. Iqbal, M. A., Rahim, J., Naeem, W., Hassan, S., Khattab, Y., & El-Sabagh, A. (2021). Rainfed winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars respond differently to integrated fertilization in Pakistan. Fresenius Environ. Bull, 30(4), 3115-3121.
  56. Chaves, M. M., Maroco, J. P., & Pereira, J. S. (2003). Understanding plant responses to drought—from genes to the whole plant. Functional plant biology, 30(3), 239-264.
  57. Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant, cell & environment, 25(2), 239-250.
  58. Nouri, A., Etminan, A., Teixeira da Silva, J. A., & Mohammadi, R. (2011). Assessment of yield, yield-related traits and drought tolerance of durum wheat genotypes (Triticum turjidum var. durum Desf.). Australian journal of crop science, 5(1), 8-16.
  59. Hussain, N., Sohail, Y., Shakeel, N., Javed, M., Bano, H., Gul, H.S., Zafar, Z.U., Frahat Zaky Hassan, I., Ghaffar, A., Athar, H.U.R. & Ajaj, R. (2022). Role of mineral nutrients, antioxidants, osmotic adjustment and PSII stability in salt tolerance of contrasting wheat genotypes. Scientific Reports, 12(1), 12677.
  60. Talebi Qormik, R., Alipour, H., & Darvishzadeh, R. (2024). Salinity stress tolerance in Iranian spring wheat cultivars during germination. Iranian Journal of Seed Research, 11(1), 129-143.
  61. Mubushar, M., El-Hendawy, S., Tahir, M. U., Alotaibi, M., Mohammed, N., Refay, Y., & Tola, E. (2022). Assessing the suitability of multivariate analysis for stress tolerance indices, biomass, and grain yield for detecting salt tolerance in advanced spring wheat lines irrigated with saline water under field conditions. Agronomy, 12(12), 3084.
  62. Ravari, S. Z., Dehghani, H., & Naghavi, H. (2016). Assessing salinity tolerance of bread wheat varieties using tolerance indices based on K+/Na+ ratio of flag leaf. Cereal Research, 6(2), 133-144.
  63. Hosseini, S. J., Sarvestani, Z. T., & Pirdashti, H. (2012). Analysis of tolerance indices in some rice (Oryza sativa L.) genotypes at salt stress condition. International Research Journal of Applied and Basic Sciences, 3(1), 1-10.
  64. Moustafa, E. S., Ali, M. M., Kamara, M. M., Awad, M. F., Hassanin, A. A., & Mansour, E. (2021). Field screening of wheat advanced lines for salinity tolerance. Agronomy, 11(2), 281.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 948
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 829


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب