بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی اثر تنش شوری بر عملکرد دانه و صفات مرتبط با آن 278 لاین اینبرد نوترکیب - RIL F8 - گندم نان، حاصل از تلاقی والدین بین Attila/Kauz حساس به شوری و Karchia متحمل به شوری به همراه والدین در قالب طرح آلفا لاتیس با 2 تکرار در دو مکان - شاهد و تنش - ، مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش در دشت افضل در شمال غربی شهرستان اردکان در استان یزد انجام گرفت. آزمایش شاهد، در منطقه ای با هدایت الکتریکی آب و خاک در حدود 2 دسی زیمنس بر متر و آزمایش تنش شوری، در منطقه ای با هدایت الکتریکی آب 11-17 و خاک 10-12 دسی زیمنس بر متر بود.
اطلاعات مربوط به 12 صفت یادداشت برداری و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که لاین ها از نظر کلیه صفات مورد بررسی اختلاف معنی داری داشتند که دلالت بر وجود تنوع ژنتیکی بین لاین ها داشت. اثر متقابل لاین×مکان نیز برای اکثر صفات، معنی دار بود و مشخص شد، واکنش لاین های مورد مطالعه در برابر تنش شوری متفاوت و کاهش در صفات مذکور معنی دار بود.
کاهش میانگین تمام صفات مورد بررسی در آزمایش تنش در مقایسه با شاهد، نشان داد که تنش شوری کلیه صفات رویشی و زایشی - خصوصاً زایشی - گندم نان را تحت تاثیر قرار داد، تا آنجائیکه عملکرد دانه در آزمایش شاهد دو برابر عملکرد دانه در آزمایش تنش و وزن زیست توده در آزمایش شاهد سه برابر وزن زیست توده در آزمایش تنش بود. با توجه به کاهش میانگین روز تا ظهور سنبله و روز تا رسیدگی فیزیولوژیک می توان بیان کرد که شوری ورود به مرحله زایشی و اتمام دوره رشد گندم نان را تسریع نمود. در مطالعه همبستگی بین صفات در آزمایش شاهد و تنش شوری، وزن زیست توده و شاخص برداشت همبستگی مثبت و معنی داری را با عملکرد دانه داشتند.
مقدمه و هدف
تنش های محیطی مانند شوری منجر به کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی میگردند، لذا بررسی پاسخ گیاهان به تنشهای محیطی اهمیت زیادی دارد. از آنجا که شرایط تنش زای محیطی سبب اختلال در فعالیت های گیاهی می شوند لذا بررسی پاسخ گیاهان به تنش های محیطی به عنوان ابزاری برای مطالعه و شناخت مکانیسم های تحمل در گیاه مورد استفاده قرار می گیرد.
تنش شوری با تأثیر سوء بر فرآیند جوانه زنی، توزیع یون ها، فتوسنتز، قابلیت دسترسی به آب برای گیاه و اختلال در فرآیندهای آنزیمی و بیوشیمیایی در نهایت موجب کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی از جمله گندم می شود. تنوع بالائی میان ارقام و لاین های گندم نان در مواجهه با تنش شوری گزارش شده است، که دلالت بر وجود فرصت های زیادی در جهت افزایش تحمل به شوری در گندم نان بوسیله انتخاب و اصلاح دارد. تولید گندم نان با گسترش ژنوتیپ های گندم اصلاح شده ای که قادر به تولید عملکرد بیشتر در شرایط متنوع زراعی و انواع تنش های محیطی از جمله شوری باشند، افزایش می یابد.
اما تحمل به شوری یک صفت کمی و متاثر از ساز و کارهائی است که شناسایی ژنوتیپ های متحمل به شوری گندم نان را بسیار دشوار نموده و محدودیت هایی نیز در این زمینه وجود دارد. به منظور ایجاد ارقام متحمل به شوری و پیشرفت بهتر و سریعتر در گسترش ارقام متحمل و جلوگیری از اتلاف وقت و هزینه، باید از تنوع ژنتیکی مناسب برای تحمل به شوری در تلاقی ها بهره برد. درک نادرست از نقش و همبستگی صفات ممکن است کارآیی انتخاب را در برنامه های به نژادی کاهش دهد.
در نتیجه، با توجه به وراثت پذیری پائین عملکرد دانه در گندم می توان از صفاتی با همبستگی بالا و معنی دار با آن در پیشبرد بهتر انتخاب ارقام و لاینهای متحمل به شوری بهره برد. در همین راستا یک جمعیت لاین های اینبرد نوترکیب گندم نان را از تلاقی بین رقم Attila/Kauz - که حساس به شوری بوده و دارای عملکرد بالائی می باشد - و رقم Karchia - که متحمل به شوری بوده و دارای پتانسیل عملکرد بالائی در تنش شوری می باشد - ایجاد نموده و به بررسی اثر شوری خاک و آب بر صفات مهم کنترل کننده رشد رویشی و زایشی و رفتار جمعیت لاین های اینبرد نوترکیب مذکور، پرداختیم.
تئوری و پیشینه تحقیق
با توجه به افزایش پیوسته تقاضای جهانی برای گندم و سایر غلات، تداوم افزایش تولید گندم به منظور تأمین غذا اهمیت زیادی دارد .
شوری یک تنش محیطی مهم است که یکی از علل عمده مهم کاهش بهره وری محصولات کشاورزی در جهان میباشد .[12] سالانه 10 میلیون هکتار از زمین های کشاورزی جهان در اثر شوری حاصل از آبیاری و به دلیل شوری ثانویه ناشی از فعالیت های بشر از چرخه تولید خارج و به زمینهای غیر قابل کاشت تبدیل میشوند .[14] تنش های محیطی مانند شوری منجر به کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی میشوند، بنابراین ارزیابی پاسخ گیاهان به تنش های محیطی اهمیت زیادی دارد.
تنش شوری با تاثیر سوء بر فرآیند استقرار بوته، توزیع یون ها، فتوسنتز، قابلیت دسترسی گیاه به آب و اختلال در فرایندهای آنزیمی و بیوشیمیایی، در نهایت موجب کاهش رشد و عملکرد گیاهان زراعی از جمله گندم می شود . بر اساس نتایج به دست آمده از محققان، عملکرد بیولوژیک، تعداد سنبلچه در بوته، تعداد و وزن دانه و عملکرد دانه مهم ترین صفاتی هستند که تاثیر پذیری بالائی از تنش شوری دارند
محدودیت رشد برگها درگندم در اثر تنش شوری موجب می شود که سطح برگ های گیاه کاهش و بخشی از بافتهای برگی دچار آسیب گردد و در اثر کاهش رشد ساقه، تعداد برگ و بوته، فتوسنتز، ماده خشک و عملکرد دانه کاهش می یابد. شواهد و مدارک زیادی در مورد تاثیر شوری بر رشد و عملکرد گیاهان زراعی و شناسایی ژنوتیپ های جدید گیاهی که دارای تحمل بالا به شوری باشندمخصوصاً - گندم نان - انجام گرفته است
ساردویی نسب و همکاران با استفاده از تجزیه و تحلیل ضرایب همبستگی و رگرسیونی و همچنین تجزیه عاملی نشان دادند که در شرایط تنش شوری، افزایش صفات عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت و اجزای عملکرد به ویژه تعداد سنبله در متر مربع، بهبود عملکرد ژنتیکی را در پی خواهد داشت . در آزمایش صالحی و همکاران [16] همبستگی مثبت و معنی داری بین عملکرد دانه در شرایط شور با ارتفاع بوته، طول پدانکل، وزن سنبله، وزن دانه در شدن دانه و عملکرد در شرایط غیرشور مشاهده شد.
اکبرپور و همکاران با ارزیابی 33 ژنوتیپ گندم در دو شرایط عدم تنش و تنش شوری در مزرعه، همبستگی ژنتیکی مثبت و معنی داری بین عملکرد دانه با عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت در هر دو شرایط محیطی گزارش نمودند و نشان دادند که صفات عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت از تنوع ژنتیکی لازم برای استفاده در برنامه های اصلاحی گندم برای تحمل شوری بر خوردار میباشند .هر چند که مهمترین معیار انتخاب ژنوتیپ ها، عملکرد دانه است
شناخت ویژگی های فیزیولوژیکی- زراعی مربوط به تحمل گیاه در مقابله با شوری در این ژنوتیپها از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و میتواند کمک موثری درگزینش و معرفی ارقام مناسب برای شرایط شور باشد .در نهایت افزایش کارایی فرایند معرفی ارقام متحمل، منجر به افزایش تولید در مناطق تحت تنش شوری خواهد شد.
مواد و روشها
در این تحقیق 278 لاین اینبرد نوترکیب - RIL F8 - حاصل از تلاقی بین والدین Attila/Kauz حساس به شوری و Karchia متحمل به شوری مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایشات در شرایط متفاوت شاهد و شور - خاک و آب شور - در دشت افضل در شمال غربی شهرستان اردکان در استان یزد، با طول جغرافیائی 54 درجه و 24 دقیقه، عرض جغرافیایی 31 درجه و 25 دقیقه و ارتفاع از سطح دریا 1240 متر، اجرا گردید. لاین های مورد بررسی به همراه والدین در دو آزمایش متفاوت شاهد و تنش شوری در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار طی سال زراعی 1386-1387 به صورت کرتی، اما روی خطوط کشت و مورد ارزیابی قرار گرفتند.
در آزمایش شاهد از آب و خاک زراعی شیرین منطقه با هدایت الکتریکی حدود 2 و در آزمایش تنش شوری از آب با هدایت الکتریکی 11-17 دسی زیمنس بر متر و خاک بین 10-12 دسی زیمنس بر متر در طول دوره رویشی و زایشی استفاده شد. کاشت بذور در آذر ماه انجام گرفت. هر کرت آزمایشی شامل 2 خط به طول 2 متر بود. عملیات داشت شامل کوددهی، وجین علفهای هرز و آبیاری بطور مرتب و بر اساس نیاز گیاه انجام شد.
در زمان برداشت، به منظور ارزیابی صفات وزن سنبله - گرم - ، تعداد دانه در سنبله و وزن دانه در سنبله - گرم - ، پنج بوته از هر لاین به طور تصادفی یادداشت برداری و میانگین گیری شد. پس از رسیدگی بوته های هر کرت آزمایشی برداشته شد و صفت وزن زیست توده - وزن کل خشک بوته در مرحله برداشت - اندازه گیری و پس از آن بوته ها کوبیده شد و صفت عملکرد دانه - گرم/کرت - و در نهایت شاخص برداشت برای آزمایشات شور و شاهد بطور مجزا اندازه گیری شد.
پس از جمع آوری داده های مربوطه، به منظور بررسی تنوع ژنتیکی در صفات بین لاین های مورد بررسی و تعیین وجود یا عدم وجود تفاوت معنی دار اثر متقابل مکان×لاین های اینبرد نوترکیب مورد بررسی - یا اثر متقابل شوری×لاین های اینبرد نوترکیب - ، تجزیه واریانس مرکب برای دو آزمایش یا مکان - آزمایش = 1 مکان شاهد و آزمایش =2 مکان شور - بر روی کلیه صفات انجام گرفت. میانگین و دامنه - حداقل و حداکثر - کلیه صفات و درصد تغییرات آنها در هر دو آزمایش شاهد و تنش نیز مورد بررسی قرار گرفت. درصد تغییرات صفات با استفاده از فرمول - 1 - محاسبه شد و آزمون معنی دار بودن درصد تغیرات با استفاده از دستور Proc means و با استفاده از نرم افزار SAS v9.1 انجام شد.
صفاتی که تنوع معنی داری در بین آنها مشاهده گردید، برای تعیین همبستگی بین صفات مورد استفاده قرار گرفت و به طور جداگانه برای جفت صفات ضرایب همبستگی محاسبه گردید. آزمون نرمال بودن داده ها برای صفات در مکان ها با نرم افزارMinitab انجام گرفت و با توجه به توزیع نرمال داده ها، برای انجام محاسبات تجزیه واریانس و ضرایب همبستگی از نرم افزار SAS v9.1 استفاده گردید.
