ارزیابی شاخص های تحمل به خشکی بر اساس عملکرد دانه و زیست توده ریشه در ژنوتیپ های برنج

مقدمه: کمبود نزولات جوی و کاهش منابع آبی در سال های اخیر به ­عنوان مانع جدی برای تولید برنج مطرح است. تنش خشکی از رایج ترین تنش های غیرزیستی است که بخش زیادی از مناطق تحت کشت برنج را تهدید می کند. عملکرد برنج در مزارع ممکن است در هر مرحله رشدی توسط خشکی کاهش یابد. برنج بیش تر در مرحله زایشی تحت تاثیر خشکی قرار می گیرد. بنابراین شناسایی ژنوتیپ های متحمل به تنش یکی از راه کارهای غلبه بر این شرایط است. برای ارزیابی میزان تحمل و حساسیت گیاهان به تنش و شناسایی پایداری آن ها، شاخص های مختلفی پیشنهاد شده است. در این مطالعه، تعدادی از ژنوتیپ های برنج تحت دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی مورد ارزیابی قرار گرفتند که هدف از آن شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی بر اساس عملکرد دانه و زیست توده ریشه با استفاده از شاخص های حساسیت و تحمل به تنش بود. مواد و روش ها: مواد گیاهی این پژوهش، تعداد ۳۶ ژنوتیپ­ مختلف برنج بود که در دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در موسسه تحقیقات برنج کشور در سال ۱۴۰۲ مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش در لوله های PVC (کنترل شده) با قطر ۲۰ سانتی متر و طول ۱۰۰ سانتی متر زیر پوشش باران گیر انجام شد و لوله ها با مقدار و تراکم یکسان خاک (مخلوط یک سوم شن و دوسوم خاک مزرعه) پر شدند. اطراف باران گیر کاملا باز بود و دما و رطوبت نسبی با محیط بیرون تفاوت معنی داری نداشت. میزان کود شیمیایی بر حسب آزمون خاک محاسبه و با خاک کاملا مخلوط شد. پس از تعیین ظرفیت مزرعه ۹۱% برای لوله های تیمار خشکی، گیاهچه های ۴-۳ برگی هر رقم به صورت تک نشا کاشته شدند. گیاهان در مرحله حداکثر پنجه زنی و شروع آغازش خوشه در معرض تنش رطوبتی قرار گرفتند و تنها در شرایط بدون تنش، آبیاری به ­­طور کامل تا زمان رسیدگی انجام شد. پس از رسیدن رطوبت خاک به سطح ۲۰ درصد، صفات عملکرد دانه و زیست توده ریشه اندازه گیری و شاخص های تحمل و حساسیت به تنش محاسبه شد. برای محاسبه ضرایب همبستگی پیرسون از نرم افزارSPSS  و برای انجام تجزیه خوشه ای و رسم نمودار بای ­پلات شاخص ها بر اساس عملکرد دانه از نرم افزارهای NTSYS ۲.۰۲ و XLSTAT ۲۰۱۹.۲.۲ استفاده شد. یافته های تحقیق: نتایج نشان داد که بیش ترین و کم ترین میانگین عملکرد دانه در شرایط بدون تنش به ­ترتیب به رقم های گوهر و IR۵۸ و در شرایط تنش خشکی به رقم های محمدی ­چپرسر و حسنی تعلق داشت. کم ترین کاهش عملکرد دانه در محیط تنش (۴۹.۵۷ درصد) مربوط به رقم محمدی ­چپرسر و بیش ترین درصد افزایش زیست توده ریشه (۶۳.۴۵ درصد) مربوط به رقم حسنی بود. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که عملکرد دانه در شرایط بدون تنش به ­ترتیب با شاخص های بهره وری متوسط (MP)، میانگین هندسی بهره وری (GMP)، میانگین هارمونیک (HM)، شاخص تحمل (TOL) و شاخص تحمل به تنش (STI) دارای همبستگی مثبت و معنی دار بود و بیش ترین همبستگی با شاخص بهره وری متوسط (r = ۰.۹۰۶) مشاهده شد. در شرایط تنش نیز شاخص های MP، GMP، HM، STI، شاخص عملکرد (YI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI) و شاخص خشکی نسبی (RDI) همبستگی بالایی با عملکرد دانه نشان دادند و بالاترین آن مربوط به شاخص عملکرد (r = ۱.۰۰) بود. زیست توده ریشه نیز در شرایط بدون تنش به ­ترتیب با شاخص هایMP، GMP، HM، YI، STI، SSI، TOL و میانگین زیست توده ریشه در شرایط تنش (Ys) همبستگی مثبت و معنی دار داشت و بیش ترین همبستگی را با شاخص بهره وری متوسط (r = ۰.۹۰۳) دارا بود. در شرایط تنش نیز شاخص های MP، GMP، HM، YI، YSI، RDI و STI همبستگی بالایی با زیست توده ریشه نشان دادند و بالاترین آن مربوط به شاخص عملکرد (r = ۱.۰۰) بود. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های برنج بر اساس شاخص های تحمل به خشکی حاصل از عملکرد دانه، ژنوتیپ ها را به چهار گروه تفکیک کرد که ژنوتیپ های گروه دوم (گروه A) شامل محمدی چپرسر، غریب سیاه ریحانی، هاشمی، دولار، کیان و آنام همراه با ۱۰ ژنوتیپ از گروه اول شامل علی کاظمی، نعمت، ساحل، دانیال، گیلانه، دم زرد، درفک، گوهر، ندا و توکا جزء ژنوتیپ های متحمل به تنش خشکی بودند. از طریق روش بای پلات برای عملکرد دانه نیز دوازده ژنوتیپ متحمل به خشکی بر اساس شاخص های Yn، STI، HM، GMP و MP شناسایی شدند. نتیجه گیری: با بررسی شاخص های تحمل و حساسیت به تنش و ضرایب همبستگی بین شاخص ها با عملکرد دانه و زیست توده ریشه در شرایط تنش و بدون تنش، شاخص های MP، GMP، HM، STI و RDI به عنوان شاخص های برتر انتخاب شدند. بر اساس نتایج حاصل از روش های تجزیه­ خوشه ای، بای ­پلات و ضرایب همبستگی شاخص های تنش، ژنوتیپ های دانیال، گوهر، نعمت، گیلانه، درفک، دولار، دم زرد، سالاری، توکا و محمدی چپرسر به عنوان ژنوتیپ های با عملکرد دانه و زیست توده ریشه بالا و متحمل به خشکی و ژنوتیپ های اهلمی طارم، بینام، سنگ جو، حسن سرایی آتشگاه، کادوس، رش، IR۲۸، IR۵۰ و IR۶۴ به عنوان ژنوتیپ های با عملکرد و زیست توده ریشه پایین و حساس به تنش خشکی شناسایی شدند.

کلیدواژه ها:

بای پلات ، تجزیه به مولفه های اصلی ، تجزیه خوشه ای ، شاخص خشکی نسبی ، شاخص عملکرد