ارزیابی لاین های S1 گرده افشان چغندرقند با استفاده از شاخص های تحمل به خشکی

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 دانشیار بخش تحقیقات چغندرقند، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: گیاهان در مراحل مختلف رشد و نمو خود با تنش‌های زیستی و غیرزیستی مواجه می‌شوند. تنش خشکی به عنوان یک تهدید جدی برای تولید موفق محصولات در سراسر جهان از جمله ایران می‌باشد. یکی از راه‌های انتخاب ارقام متحمل به خشکی، ارزیابی و تعیین قدرت سازگاری آن‌ها در دو محیط تنش و بدون تنش است و با استفاده شاخص‌های گزینش می‌توان ژنوتیپ‌های متحمل را انتخاب کرد. هدف از این تحقیق ارزیابی لاین‌های S1 گرده‌افشان چغندرقند تحت شرایط بدون تنش و تنش خشکی به منظور گزینش لاین‌های امید بخش و متحمل به خشکی می‌باشد.
مواد و روش‌ها: این آزمایش به منظور ارزیابی شاخص‌های تحمل به خشکی تعداد 30 ژنوتیپ چغندرقند (29 لاین S1 گرده‌افشان به همراه جمعیت اصلاحی اولیه) و روابط آنها با عملکرد شکر در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی در دو آزمایش جداگانه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1395 انجام شد. آبیاری‌ها تا مرحله تنک و وجین (استقرار بوته‌ها) به طور معمول انجام شد. آبیاری‌های بعدی در شرایط بدون تنش پس از 90 میلی‌متر و در شرایط تنش خشکی پس از 200 میلی‌متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A صورت گرفت. در ارزیابی تحمل و حساسیت لاین‌های مورد مطالعه به تنش خشکی از شاخص‌های YSI (شاخص پایداری عملکرد)، TOL (شاخص تحمل)، MP (میانگین حسابی محصول‌دهی)، GMP (میانگین هندسی محصول‌دهی)، SSI (شاخص حساسیت به تنش)، STI (شاخص تحمل به تنش)، DTI (شاخص تحمل به خشکی)، BTI (شاخص تحمل چغندرقند)، HARM (میانگین هارمونیک)، YI (شاخص عملکرد)، YR (کاهش عملکرد) و DI (شاخص مقاومت به خشکی) استفاده شد. برای مطالعة هم زمان متغیرها، ارتباط بین شاخص ها و شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل تجزیه به مؤلفه‌های اصلی انجام و نمایش ترسیمی بای پلات بر اساس دو مؤلفه اول ترسیم شد. تجزیه واریانس و برآورد همبستگی‌ها با نرم افزار آماری SAS 9.1 و تجزیه به مؤلفه‌های اصلی و رسم نمودار بای پلات به کمک نرم افزار Minitab18.1 انجام شد.
یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که از نظر عملکرد شکر بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی و رژیم‌های مختلف آبیاری تفاوت معنی‌داری در سطح یک درصد وجود دارد. بیشترین عملکرد شکر در شرایط بدون تنش و تنش خشکی به ترتیب در لاینS1-45 (98/8 تن در هکتار) و S1-3 (15/5 تن در هکتار) مشاهده گردید. لاین‌هایS1-80، S1-95، S1-45، S1-3، S1-13، S1-8 و جمعیت اصلاحی اولیه در در هر دو شرایط آبیاری، عملکرد شکر بالاتر از میانگین داشتند و بر پایه دستورالعمل فرناندز جزو گروه A (عملکرد بالا در شرایط بدون تنش و تنش) قرار گرفتند. مطالعه ضرایب همبستگی بین شاخص‌های تحمل و عملکرد شکر در شرایط بدون تنش و تنش خشکی حاکی از برتری شاخص‌های MP، GMP، STI، BTI و HARM بود.
نتیجه‌گیری: به طور کلی نتایج نشان داد که لاین‌هایS1-3، S1-45 و S1-80 را که هم از لحاظ شاخص‌های MP، GMP و STI و هم از لحاظ عملکرد شکر تحت شرایط تنش در سطح بالایی قرار داشتند به عنوان متحمل‌ترین ژنوتیپ‌ها به تنش خشکی شناسایی شدند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of sugar beet S1 pollinator lines using drought tolerance indices

نویسندگان [English]

  • Hassan Hamidi 1
  • S.Sanaz Ramezanpour 2
  • Masoud Ahmadi 3
  • Hassan Soltanloo 2
1 Ph.D. Student Dept. of Plant Breeding, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 2Associate Prof., Dept. of Plant Breeding and Biotechnology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Associate Prof., Sugar Beet Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran n
چکیده [English]

Background and objectives: Plants are encountered with biological and non-biological stress at different stages of their development. Drought stress is a serious threat to producing successful crops around the world, including Iran. One of the ways to select drought tolerant cultivars is to evaluate and determine their compatibility in two stressed and non-stressed environments. And also with using selectable indices, tolerant genotypes can be selected. The aim of this study was to evaluate of sugar beet S1 pollinator lines under non-stress and drought stress conditions in order to select promising and drought tolerant lines.
Materials and methods: This experiment was conducted to evaluate the drought tolerance indices of 30 sugar beet genotypes (29 S1 pollinator lines with origin population) and their relationship with sugar yield in Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research and Education Center in two separate experiments under field conditions with randomized complete block design with three replications in 2016. Irrigation was done routinely up to the thinning. Subsequent irrigations were done after 90 mm and 200 mm evaporation from the class A evaporation pan in non-stress and drought stress conditions, respectively. Yield Stability Index (YSI), Stress Tolerance (TOL), Mean Productivity (MP), Geometric Mean Productivity (GMP), Stress Susceptibility Index (SSI), Stress Tolerance Index (STI), Drought Tolerance Index (DTI), Beet Tolerance Index (BTI), Harmonic Mean Index (HARM), Yield Index (YI), Reduction Yield Index (YR) , Drought Index (DI) indices were used to evaluate susceptibility and tolerance of the genotypes. To study the variables simultaneously, the relationship between the indices and the identification of tolerant genotypes was performed by the principal component analysis and the plot of the plot was plotted based on the first two components. Analysis of variance and estimation of correlations were performed with SAS 9.1 software and also analysis of the main components and plotting the biplot charts were done using Minitab 18.1 software.
Results: Combined analysis of variance showed that there was a significant difference (p≤0.01) among studied genotypes and different irrigation regimes for sugar yield. The highest yield of sugar in non-stress and drought stress conditions were observed in S1-45 (8.98 ton / ha) and S1-3 (5.15 ton / ha), respectively. S1-80, S1-95, S1-45, S1-3, S1-13, S1-8 lines and origin population had sugar yield above average under both conditions of irrigation and they were in group A (high yield under non-stress and stress conditions) based on Fernandez' instructions. The study of correlation coefficients between sugar yield and tolerance indices in non-stress and drought stress conditions indicated the superiority of MP, GMP, STI, BTI and HARM indices.
Conclusion: In general, the results showed that S1-3, S1-45 and S1-80 lines, both in terms of MP, GMP, STI, and sugar yield indicators under stress conditions, they can be identified as the most susceptible genotypes to drought stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought stress
  • Genotype
  • Sugar yield

مراجع

1.Abdelmula, A.A., Link, W., Von_Kittliz, E. and Stelling, D. 1999. Heterosis and inheritance of drought tolerance in
faba bean, Vicia faba L. J. Plant Breed. 118: 485-490.
2.Abdollahian Noghabi, M., Radaei-al-amoli, Z., Akbari, G.A. and SadatNuri, S.A. 2011. Effect of sever water stress on morphological, quantitative and qualitative characteristics of 20 sugar beet genotypes. J. Crop Sci. 42: 3. 453-464. (In Persian with English Summary)
3.Ahmad, P., Jamsheed, S., Hameed, A., Saima, R., Sharma, S., Azooz, M.M. and Hasanuzzaman, M. 2014. Drought Stress Induced. In: Ahmad, P. (Ed.) Oxidative Damage and Antioxidants in Plants Oxidative Damage to Plants: Antioxidant Networks and Signaling, Drought Stress Induced Oxidative Damage and Antioxidants in Plants. Academic Press, Massachusetts, USA, pp: 345-367.
4.Ahmadi, M. 2012. Study on characteristics related to drought tolerance in improved sugar beet population. PhD Thesis, College of Agriculture, Islamic Azad University of Science and Research of Tehran. (In Persian with English Summary).
5.Ahmadi, M., Majidi Heravan, E., Sadeghian, S.Y., Mesbah, M. and Darvish, F. 2011. Drought Tolerance Variability in S1 Pollinator Lines Developed from a Sugar Beet Open Population. Euphytica. 178: 339-349.
6.Annicchiarico, P. 2002. Genotype × environment interactions. Challenges and opportunities for plant breeding and cultivar recommendations, In: Kang MS (Ed.), Quantitative genetics, genomics and plant breeding, CABI Publishing, Wallingford.
7.Bidinger, F.R., Mahalakshmi, V. and Rao, G.D.P. 1987a. Assessment of drought resistance in pearl millet [Pennisetum americanum (L.) Leeke]. I. Factors affecting yields under stress. Aust. J. Agric. Res. 38: 37-48.
8.Bidinger, F.R., Mahalakshmi, V. and Rao, G.D.P. 1987b. Assessment of drought resistance in pearl millet [Pennisetum americanum (L.) Leeke]. II. Estimation of genotype response to stress. Aust. J. Agric. Res. 38: 49-59.
9.Farshadfar, E., Moradi, Z., Elyasi, P., Jamshidi, B. and Chaghakabodi, R. 2012. Effective selection criteria for screening drought tolerant landraces of bread wheat (Triticum aestivum L.). Ann. Biol. Res.3: 5. 2507-2516.
10.Fernandez, G.C.J. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance, In:Kuo CG (Ed.), Adaptation of Food Crops to Temperature and Water-Stress, VRDC, Shanhua, Taiwan. pp. 257-270.
11.Foroozesh, P., Majidi Heravan, E., Bihamta, M.R., Fatollah Taleghani, D. and Habibi, D. 2012. Physiological evaluation of sugar beet genotypes under drought stress. Am. Eurasi. J. Agric. Environ. Sci. 12: 820-826.
12.Gabriel, K.R. 1971. The biplot graphic display of matrices with application to principal component analysis. Biometrika. 58: 453-467.
13.Gavuzzi, P.R., Palumbo, M., Campanile, R.G., Ricciarid, G.L. and Borgh, B. 1997. Evaluation of field and laboratory predictor of drought and heat tolerance in winter cereals. Can. J. Plant Sci.77: 523-531.
14.Ghafari, E., Rajabi, A., Izadi Darbandi, A., Rozbeh, F. and Amiri, R. 2016. Evaluation of new sugar beet monogerm hybrids for drought tolerance. J. Crop Breed. 8: 17. 8-16. (In Persian with English Summary).
15.Hamidi, H., Ahmadi, M., Ramezanpour, S., Masoumi, A. and Khorramian, S. 2018. Estimation of heterosis and heritability of drought stress tolerance in test cross genotypes of sugar beet. J. Environ. Stresses Agric. Sci. 11: 2. 275-288.(In Persian with English Summary)
16.Hekamat Shoar, H. 1992. Plant physiology in difficult situation. Tabriz University Press. (In Persian with English Summary)
17.Kirda, C. 2002. Deficit irrigation scheduling based on plant growth stages showing water stress tolerance. In: Deficit Irrigation Practices. FAO.
18.Oroojnia, S., Habibi, D., Taleghani, D.F., Safari Dolatabadi, S., Pazoki, A., Moaveni, P., Rahmani, M. and Farshidi, M. 2012. Evaluation of yield andyield components of different sugarbeet genotypes under drought stress.J. Agron. Plant Breed. 8: 127-144.(In Persian with English Summary)
19.Parvizi Almani, M., Sadeghian, S.Y., Taleghani, D.F. and Mohammadian, R. 1998. Study of drought tolerance indices for important parameters of sugar beet. Book Abstracts of 5th Iranian Agronomy and Plant Breeding Congress, 205p.
(In Persian with English Summary)
20.Rajabi, A., Vahidi, H., Haj Seyed Hadi, M.R. and Fathollah Taleghani, D. 2013. Study on drought tolerance and interrelationships among some agronomic and morphophysiological traits in sugar beet lines. Int. J. Agric. Crop Sci. 5: 761-768.
21.Rosielle, A.A. and Hamblin, J. 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Sci. 21: 943-946.
22.Sadeghian, S.Y., Fazli, H., Mohammadian, R., Taleghani, D.E. and Mesbah, M., 2000. Genetic variation for drought stress in sugar beet. J. Sugar Beet Res. 37: 55-77. (In Persian)
23.Sadeghzadeh Hemayati, S. and Fasahat, P. 2016. Evaluation of drought tolerance indices and their correlation in sugar beet lines. J. Sugar Beet. 32: 1. 13-27. (In Persian)
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 27، شماره 3
آذر 1399
صفحه 73-84

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار