گروه‎ بندی برخی از ژنوتیپ‎ های گندم بر اساس صفات زراعی و فیزیولوژیکی تحت شرایط دیم و آبیاری تکمیلی و گزینش ژنوتیپ‎‎ های متحمل به تنش خشکی

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: گندم (Triticum aestivum L.) یکی از مهم‎ ترین غلات برای تضمین امنیت غذایی جمعیت رو به رشد انسان است. این گیاه تقریبا ۱۹ درصد از کل کالری، ۲۱ درصد از پروتئین و مقدار زیادی از مواد مغذی رژیم غذایی روزمره انسان ‎ها را فراهم می‎ کند. قسمت عمده ‎ای از نواحی زیر کشت گندم دیم در ایران با مشکل کمبود بارش و نیز عدم‎ پراکنش مناسب بارندگی در طی فصل رویشی مواجه هستند. ارقام گندم نان ایرانی دارای شجره و منابع پایه مختلفی هستند که این ویژگی عامل اصلی جدایی و تفکیک آن‎ها است. تبادل مواد اصلاحی با منشاهای مختلف به بهبود تولید کشاورزی کمک می‎ کند و امنیت غذایی جهان را تقویت می‎ نماید. لازم است که چنین ژرم ‎پلاسم‎ هایی در شرایط مزرعه مورد ارزیابی قرار گیرند و صفات زراعی و فیزیولوژیکی گندم در این زمینه از اهمیت خاصی برخوردار هستند. نظر به این‎ که تولید گندم زمستانه دیم برای برخی از مناطق جغرافیایی ایران از جمله شمال ‎غرب کشور بسیار مهم است و آسیب‎ پذیری در برابر تغییرات آب و هوایی جهانی را کاهش می‎ دهد، پژوهش حاضر به‎ منظور ارزیابی صفات زراعی و فیزیولوژیکی و گروه ‎بندی ژنوتیپ ‎های گندم زمستانه دیم با منشاهای مختلف تحت شرایط آبیاری تکمیلی و دیم اجرا گردید. شناسایی ژنوتیپ‎ های متحمل به تنش خشکی با استفاده از شاخص ‎های تحمل از دیگر اهداف مطالعه حاضر بود. مواد و روش ها: در این آزمایش، تعداد ۱۱۰ ژنوتیپ گندم نان از ارقام تجاری، خزانه های بین‎ المللی، لاین های پیشرفته و توده های بومی گندم نان زمستانه دیم مورد بررسی قرار گرفتند. این ژنوتیپ ‎ها در قالب طرح آزمایشی آلفا ‎لاتیس با دو تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم کشور واقع در شهرستان مراغه طی سال زراعی ۱۴۰۰-۱۳۹۹ کشت شدند. آبیاری تکمیلی به‎ میزان ۵۰ میلی‎ متر بعد از کشت و آبیاری دوم در بهار سال بعد انجام ‎گرفت. مراحل فنولوژیک شامل روز تا گل‎دهی، روز تا رسیدگی و دوره پر‎شدن دانه با شمارش تعداد روز محاسبه شدند. میزان سبزینگی با استفاده از دستگاه NDVI در دو مرحله ظهور سنبله و ۳ هفته بعد از گرده ‎افشانی سنجش گردید. سایر صفات شامل ارتفاع بوته، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت بودند. روابط بین صفات براساس ضرایب همبستگی پیرسون بررسی شدند. دندروگرام تجزیه خوشه‎ ای بر پایه مربع فاصله اقلیدسی و روش گروه‎ بندی Ward در برنامهR  ترسیم گردید. همچنین، تجزیه تابع تشخیص کانونیکی براساس منشاء ژنوتیپ‎ های گندم در نرم ‎افزار SPSS ۲۶ انجام ‎گرفت. جهت گزینش ژنوتیپ‎ های متحمل از شاخص‎ های مختلف تحمل به تنش (TOL، MP، GMP، HM، SSI، STI، YI، YSI و RSI) استفاده شد. یافته ها: میزان سبزینگی در مرحله ظهور سنبله با مقدار آن در سه هفته بعد از گرده ‎افشانی همبستگی مثبت و بالایی داشت. همچنین، در شرایط آبیاری تکمیلی و دیم، عملکرد دانه با ارتفاع بوته و عملکرد بیولوژیک دارای رابطه مثبت و معنی ‎داری بود. در هر دو محیط، ژنوتیپ‎ ها پراکنش وسیعی در فضای بای‎ پلات داشتند که نشان ‎دهنده تنوع بالا در میان آن‎ها از نظر صفات زراعی و فیزیولوژیکی بود. در نتیجه تجزیه خوشه ‎ای در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی، ۱۱۰ ژنوتیپ گندم مورد مطالعه در چهار گروه دسته‎ بندی شدند که ژنوتیپ‎ های موجود در گروه سوم در هر دو دندروگرام از عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک بیشتری برخوردار بودند. بررسی توزیع منشاء ژنوتیپ‎ ها در دندروگرام تجزیه خوشه‎ ای حاکی از آن بود که تحت شرایط آبیاری تکمیلی، ارقام متحمل به تنش خشکی و توده‎ های بومی به‎ جز گروه چهارم در سایر گروه ‎ها حضور داشتند ولی مورفوتیپ های سرداری عمدتا در گروه چهارم بودند. از طرفی دیگر، در شرایط دیم اغلب ژنوتیپ‎ ها با منشاء ارقام متحمل به تنش خشکی، توده‎ های بومی و لاین ‎های موسسه CIMMYT در گروه چهارم قرار گرفتند. نتایج تجزیه تابع تشخیص کانونیکی براساس منشاء ژنوتیپ‎ های گندم حاکی از آن بودند که تحت هر دو شرایط محیطی، لاین‎ های ایجاد‎شده توسط مرکز CIMMYT با ارقام مربوط به کشور ترکیه بیشترین فاصله را در فضای بای‎ پلات داشتند. در شرایط آبیاری تکمیلی، توده ‎های بومی و مورفوتیپ ‎های سرداری و همچنین در شرایط دیم ارقام متحمل به تنش خشکی و توده‎ های بومی تشابه بالایی داشتند. ژنوتیپ‎ ها با کدهای ۴۶، ۸۱ و ۸ در شرایط آبیاری تکمیلی و ژنوتیپ‎ ها با کدهای ۸، ۱۱۰ و ۹۴ در شرایط دیم به‎ ترتیب بیشترین عملکرد دانه را داشتند. ژنوتیپ‎ های شماره ۱۰۶، ۳۴ و ۵۵ کم‎ترین مقدار TOL را داشتند و مطلوب‎ ترین ژنوتیپ‎ ها از نظر این شاخص بودند. رقم سرداری (G۸) و یک لاین دیم (G۹) از نظر MP، GMP، HM و STI مناسب‎ ترین ژنوتیپ‎ ها شناخته ‎شدند. همچنین، ژنوتیپ‎ های ۱۰۶، ۳۴ و ۴۴ به ‎شکل هم زمان توسط شاخص‎ های SSI، YSI و  RSIمتحمل ‎ترین ژنوتیپ‎ ها بودند. در نهایت، ژنوتیپ‎ های ۱۱۰، ۶۷ و ۸ از مجموع رتبه (SR) و میانگین رتبه (AR) بالایی برخوردار بودند. نتیجه گیری: در میان ۱۱۰ ژنوتیپ گندم مطالعه‎ شده، تنوع قابل قبولی برای صفات زراعی و فیزیولوژیکی در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی وجود داشت. در شرایط آبیاری تکمیلی، توده ‎های بومی و مورفوتیپ‎ های سرداری و در شرایط دیم ارقام متحمل به تنش خشکی و توده‎ های بومی تشابه بالایی با یکدیگر داشتند. یک لاین دیم با منشاء داخلی (ژنوتیپ ۸) در کنار دو لاین خارجی انتخابی از آزمایشات CIMMYT (ژنوتیپ ‎های ۶۷ و ۱۱۰) بر اساس میانگین رتبه ‎های به ‎دست آمده از شاخص‎ های تحمل به تنش، مطلوب‎ ترین و متحمل‎ ترین ژنوتیپ ‎ها بودند که می‎ توانند در برنامه­ های تلاقی آینده مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

Canonical discriminant analysis ، Drought stress ، Grain yield ، NDVI index ، Stress tolerance indices ، تابع تشخیص کانونیکی ، تنش خشکی ، شاخص NDVI ، شاخص‎ های تحمل به تنش ، عملکرد دانه