
تعداد نشریات | 45 |
تعداد شمارهها | 1,400 |
تعداد مقالات | 17,154 |
تعداد مشاهده مقاله | 55,323,087 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 17,656,950 |
واکنش ژنوتیپهای جو پاییزه (Hordeum vulgare L.) به قطع آبیاری در مرحله پنجهزنی از نظر صفات فیزیولوژیک و ویژگیهای ریشه | ||
دانش کشاورزی وتولید پایدار | ||
دوره 35، شماره 2، تیر 1404، صفحه 249-263 اصل مقاله (1.14 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/saps.2024.60384.3175 | ||
نویسندگان | ||
سهیلا شایان1؛ فهیمه صادق پور1؛ محمد مقدم* 1؛ سید ابولقاسم محمدی2؛ کاظم قاسمی گلدانی3؛ احمد یوسفی4 | ||
1گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
2عضو و مدیر قطب علمی اصلاح مولکولی غلات، دانشگاه تبریز . گروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
3گروه اکوفیزیولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
4بخش تحقیقات غلات، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، کرج | ||
چکیده | ||
مقدمه و اهداف: آگاهی از نقش ریشه و صفات فیزیولوژیک در پاسخ به تنش کمبود آب میتواند بهنژادگران را در انتخاب رویکردهای مناسب برای تولید ارقام متحمل یاری کند. هدف این تحقیق بررسی صفات فیزیولوژیک و ویژگیهای ریشه در ژنوتیپهای جو پاییزه در شرایط تنش کمآبی و عادی بود. مواد و روشها: آزمایش در قالب فاکتوریل بر پایه طرح بلوکهای کامل تصادفی با دو تکرار انجام شد. تنش کمبود آب (آبیاری کامل و تنش کمآبی با قطع آبیاری در مرحله پنجه زنی) و 28 ژنوتیپ جو پاییزه، فاکتورهای مورد مطالعه را تشکیل دادند. بعد از 14روز از اعمال تنش کمآبی، صفات وزن خشک ریشه، حجم ریشه، وزن خشک بخش هوایی، نسبت وزن خشک ریشه به بخش هوایی، محتوای آب نسبی برگ، پتانسیل اسمزی، دمای برگ، شاخص کلروفیل برگ و میزان پرولین اندازهگیری شد. پس از انجام تجزیه واریانس و مقایسه میانگینها، تجزیه خوشهای با استفاده از دادههای استاندارد شده به روش Ward و مقیاس فاصله اقلیدسی، در دو شرایط عادی و تنش کمآبی انجام شد. افزون بر این، تجزیه علیت سلسله مراتبی صفات تاثیرگذار روی بیوماس (وزن خشک بخش هوایی) در شرایط عادی و تنش کمآبی بر مبنای مدل معادلات ساختاری صورت گرفت. یافتهها: بین ژنوتیپهای جو از نظر تمامی صفات به جز دمای برگ اختلاف معنیداری مشاهده شد. اثر متقابل ژنوتیپ با شرایط آبیاری برای کلیه صفات به جز دمای برگ معنیدار بود. تجزیه خوشهای با استفاده از روش Ward ژنوتیپها را در هر دو شرایط عادی و تنش کمآبی در چهار گروه قرار داد که ژنوتیپهای مطلوب در هر دو شرایط در گروههای جداگانه قرار گرفتند. نتایج تجزیه علیت سلسله مراتبی صفات مرتبط با وزن خشک بخش هوایی در ژنوتیپهای جو در شرایط عادی نشان داد که اثر مستقیم وزن خشک ریشه و حجم ریشه بر وزن خشک بخش هوایی مثبت و اثر مستقیم شاخص کلروفیل برگ، میزان پرولین و پتانسیل اسمزی بر آن منفی بودند. در شرایط تنش کمآبی حجم ریشه و شاخص کلروفیل برگ دارای اثر مستقیم مثبت و صفات میزان پرولین، وزن خشک ریشه و پتانسیل اسمزی دارای اثر مستقیم منفی بر وزن خشک بخش هوایی بودند. نتیجه گیری: ژنوتیپهای جو با کدهای EC83-5، EC83-17، EC81-13، EC79-18 و A2C84-14 در هر دو شرایط عادی و تنش کمآبی دارای میانگین بیشتری از نظر اکثر صفات ریشه و فیزیولوژیک بودند که میتوان آنها را در زمره ژنوتیپهای مطلوب در هر دو شرایط به شمار آورد. | ||
کلیدواژهها | ||
تجزیه علیت سلسله مراتبی؛ تنش خشکی؛ جو پاییزه؛ صفات ریشه؛ صفات فیزیولوژیک | ||
مراجع | ||
Abdelaal KAA, Attia KA, Alamery SF, El-Afry MM, Ghazy AI, Tantawy DS, Al-Doss AA, El-Shawy ESE, M. Abu-Elsaoud A and Hafez YM. 2020. Exogenous application of proline and salicylic acid can mitigate the injurious impacts of drought stress on barley plants associated with physiological and histological characters. Sustainability, 12(5): 1736. https://doi.org/10.3390/su12051736 Afshari-Behbahanizadeh S, Akbari GA, Shahbazi M and Alahdadi I. 2014. Relations between barley root traits and osmotic adjustment under terminal drought stress. Journal of Agricultural Science, 6(7): 112-119. https://doi.org/10.5539/jas.v6n7p112 Ahmed IM, Dai H, Zheng W, Cao F, Zhang G, Sun D and Wu F. 2013. Genotypic differences in physiological characteristics in the tolerance to drought and salinity combined stress between Tibetan wild and cultivated barley. Plant Physiology and Biochemistry, 63: 49-60. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2012.11.004 Amini S, Ghobadi C and Yamchi A. 2015. Proline accumulation and osmotic stress: an overview of P5CS gene in plants. Journal of Plant Molecular Breeding, 3(2): 44-55. https://doi.org/10.22058/JPMB.2015.17022 Amtmann A, Bennett MJ and Henry A. 2022. Root phenotypes for the future. Plant, Cell & Environment, 45(3): 595–601. https://doi.org/10.1111/pce.14269 Atta BM, Mahmood T and Trethowan RM. 2013. Relationship between root morphology and grain yield of wheat in north-western NSW, Australia. Australian Journal of Crop Science, 7(13): 2108-2115. Barrs HD and Weatherley PE. 1962. A re-examination of the relative turgidity technique for estimating water deficits in leaves. Australian Journal of Biological Sciences, 15(3): 413-428. http://dx.doi.org/10.1071/BI9620413 Basal H, Bebeli P, Smith CW and Thaxton P. 2003. Root growth parameters of converted race stocks of upland cotton and two BC2F2 populations. Crop Science, 43(6): 1983-1988. https://doi.org/10.2135/cropsci2003.1983 Blum A, Mayer J and Gozlan G. 1982. Infrared thermal sensing of plant canopies as a screening technique for dehydration avoidance in wheat. Field Crops Research, 5: 137-146. https://doi.org/10.1016/0378-4290(82)90014-4 Carter Jr JE and Patterson RP. 1985. Use of relative water content as a selection tool for drought tolerance in soybean. In: Agronomy Abstracts, CSA, Madison, WI, USA, p. 77. Chimenti CA, Pearson J and Hall AJ. 2002. Osmotic adjustment and yield maintenance under drought in sunflower. Field Crops Research, 75(2-3): 235-246. https://doi.org/10.1016/S0378-4290(02)00029-1 Farooq M, Wahid A, Kobayashi N, Fujita D and Basra SMA. 2009. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development, 29(1): 185-212. https://doi.org/10.1051/agro:2008021 Ferioun M, Srhiouar N, Bouhraoua S, El Ghachtouli N and Louahlia S. 2023. Physiological and biochemical changes in Moroccan barley (Hordeum vulgare L.) cultivars submitted to drought stress. Heliyon, 9(2): e13643. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e13643 Gupta A, Rico-Medina A and Caño-Delgado AI. 2020. The physiology of plant responses to drought. Science, 368(6488): 266-269. https://doi.org/10.1126/science.aaz7614 Hebbache H, Benkherbache N, Mefti M and Bouchakour M. 2021. Effect of water deficit stress on physiological traits of some Algerian barley genotypes. Journal of Central European Agriculture, 22(2): 295-304. https://doi.org/10.5513/JCEA01/22.2.3073 Hosseini Salekdeh G, Reynolds M, Bennett J and Boyer J. 2009. Conceptual framework for drought phenotyping during molecular breeding. Trends in Plant Science, 14(9): 488-496. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2009.07.007 Istanbuli T, Baum M, Touchan H and Hamwieh A. 2020. Evaluation of morpho-physiological traits under drought stress conditions in barley (Hordeum vulgare L.). Photosynthetica, 58(4): 1059-1067. https://doi.org/10.32615/ps.2020.041 James RA, Rivelli AR, Munns R and von Caemmerer S. 2002. Factors affecting CO2 assimilation, leaf injury and growth in salt-stressed durum wheat. Functional Plant Biology, 29(12): 1393-1403. https://doi.org/10.1071/FP02069 Klaus A, Marcon C and Hochholdinger F. 2024. Spatiotemporal transcriptomic plasticity in barley roots: unravelling water deficit responses in distinct root zones. BMC Genomics, 25: 79. https://doi.org/10.1186/s12864-024-10002-0 Kramer-Walter KR, Bellingham PJ, Millar TR, Smissen RD, Richardson SJ and Laughlin DC. 2016. Root traits are multidimensional: specific root length is independent from root tissue density and the plant economic spectrum. Journal of Ecology, 104(5): 1299-1310. https://doi.org/10.1111/1365-2745.12562 Top of Form Bottom of Form Liang X, Zhang L, Natarajan SK and Becker DF. 2013. Proline mechanisms of stress survival. Antioxidants & Redox Signaling, 19(9): 998-1011. https://doi.org/10.1089/ars.2012.5074 Liu H-S, Li F-M and Xu H. 2004. Deficiency of water can enhance root respiration rate of drought-sensitive but not drought-tolerant spring wheat. Agricultural Water Management, 64(1): 41-48. https://doi.org/10.1016/S0378-3774(03)00143-4 Maqbool S, Hassan MA, Xia X, York LM, Rasheed A and He Z. 2022. Root system architecture in cereals: progress, challenges and perspective. The Plant Journal, 110(1): 23-42. https://doi.org/10.1111/tpj.15669 McManus MT, Bieleski RL, Caradus JR and Barker DJ. 2000. Pinitol accumulation in mature leaves of white clover in response to a water deficit. Environmental and Experimental Botany, 43(1): 11-18. https://doi.org/10.1016/S0098-8472(99)00041-6 Moghaieb REA, Saneoka H and Fujita K. 2004. Effect of salinity on osmotic adjustment, glycinebetaine accumulation and the betaine aldehyde dehydrogenase gene expression in two halophytic plants, Salicornia europaea and Suaeda maritima. Plant Science, 166(5): 1345-1349. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2004.01.016 Moualeu-Ngangué D, Dolch C, Schneider M, Léon J, Uptmoor R and Stützel H. 2020. Physiological and morphological responses of different spring barley genotypes to water deficit and associated QTLs. PLoS One, 15(8): e0237834. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0237834 MSTAT-C. 1991. A Software program for the design, management and analysis of agronomic research experiments. Michigan State University, East Lansing, USA. Naghavi MR, Moghaddam M, Toorchi M and Shakiba MR. 2016. Evaluation of spring wheat cultivars for physiological, morphological and agronomic traits under drought stress. Journal of Crop Breeding, 8(18): 64-77. (In Persian with English abstract). https://doi.org/1010.29252/jcb.8.18.64 Palta JA, Chen X, Milroy SP, Rebetzke GJ, Dreccer MF and Watt M. 2011. Large root systems: are they useful in adapting wheat to dry environments? Functional Plant Biology, 38(5): 347-354. https://doi.org/10.1071/FP11031 Reinert S, Kortz A, Léon J and Naz AA. 2016. Genome-wide association mapping in the global diversity set reveals new QTL controlling root system and related shoot variation in barley. Frontiers in Plant Science, 7: 1061. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01061 Reynolds MP, Singh RP, Ibrahim A, Ageeb OAA, Larqué-Saavedra A and Quick JS. 1998. Evaluating physiological traits to complement empirical selection for wheat in warm environments. Euphytica, 100: 85-94. https://doi.org/10.1023/A:1018355906553 Saeidi M and Abdoli M. 2015. Effect of drought stress during grain filling on yield and its components, gas exchange variables, and some physiological traits of wheat cultivars. Journal of Agricultural Science and Technology, 17(4): 885-898. Sayed OH. 2003. Chlorophyll fluorescence as a tool in cereal crop research. Photosynthetica, 41(3): 321-330. https://doi.org/10.1023/B:PHOT.0000015454.36367.e2 Shaban M, Mansourifar S, Ghobadi M and Ashrafi Parchin R. 2012. Effect of drought stress and starter nitrogen fertilizer on root characteristics and seed yield of four chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes. Seed and Plant Production, 27(4): 451-470. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/SPPJ.2017.110448 Shahbandeh M. 2023. World barley production from 2008/2009 to 2022/2023. https://www.statista.com/statistics/271973/world-barley-production-since-2008/ Shanazari M, Golkar P and Mirmohammady Maibody AM. 2018. Effects of drought stress on some agronomic and bio-physiological traits of Trititicum aestivum, Triticale, and Tritipyrum genotypes. Archives of Agronomy and Soil Science, 64(14): 2005-2018. https://doi.org/10.1080/03650340.2018.1472377 Siddiqui MN, Léon J, Naz AA and Ballvora A. 2021. Genetics and genomics of root system variation in adaptation to drought stress in cereal crops. Journal of Experimental Botany, 72(4): 1007-1019. https://doi.org/10.1093/jxb/eraa487 Středa T, Dostál V, Horáková V and Chloupek O. 2012. Effective use of water by wheat varieties with different root system sizes in rain-fed experiments in Central Europe. Agricultural Water Management, 104: 203-209. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2011.12.018 Taiz L and Zeiger E. 2002. Plant physiology. 3rd edition. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, MA, USA. Vaezi B, Bavei V and Shiran B. 2010. Screening of barley genotypes for drought tolerance by agro-physiological traits in field condition. African Journal of Agricultural Research, 5(9): 881-892. https://doi.org/10.5897/AJAR09.294 Valifard M, Moradshahi A and Kholdebarin B. 2012. Biochemical and physiological responses of two wheat (Triticum aestivum L.) cultivars to drought stress applied at seedling stage. Journal of Agricultural Science and Technology, 14(7): 1567-1578. Volkmar KM. 1997. Water stressed nodal roots of wheat: effects on leaf growth. Australian Journal of Plant Physiology, 24(1): 49-56. https://doi.org/10.1071/PP96063 Wasson AP, Richards RA, Chatrath R, Misra SC, Sai Prasad SV, Rebetzke GJ, Kirkegaard JA, Christopher J and Watt M. 2012. Traits and selection strategies to improve root systems and water uptake in water-limited wheat crops. Journal of Experimental Botany, 63(9): 3485-3498. https://doi.org/10.1093/jxb/ers111 Zhang Z, Guo L, Sun H, Wu J, Liu L, Wang J, Wang B, Wang Q, Sun Z and Li D. 2023. Melatonin increases drought resistance through regulating the fine root and root hair morphology of wheat revealed with RhizoPot. Agronomy, 13(7): 1881. https://doi.org/10.3390/agronomy13071881
| ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 5 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 5 |