فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: گندم از نظر تولید جهانی رتبه دوم را در بین غلات دارد، اما تحت تأثیر تغییرات اقلیمی پیش‌رونده جهانی قرار گرفته است. تنش خشکی یکی از عوامل مهم کاهش تولید گندم است. توسعه ارقام گندم متحمل به خشکی در حال حاضر چالشی بزرگ برای به‌نژادگران گندم محسوب می‌شود. کنترل ژنتیکی پیچیده چندصفتی و چندژنی، برهم‌کنش ژنوتیپ و محیط بالا، وراثت‌پذیری پایین و مشکلات مربوط به غربال‌گری انبوه صفات و ژن‌های گیاهی مؤثر در تحمل به خشکی به‌دلیل دخالت تعداد زیادی از صفات و وجود همبستگی‌های مثبت و منفی بین آنها، از جمله عواملی هستند که اصلاح ارقام گندم برای تحمل به تنش خشکی را با چالش مواجه ساخته‌اند. انتخاب ژنوتیپ‌های متحمل به خشکی به‌عنوان رویکردی مقرون به صرفه و زیستی برتر برای افزایش تولید گندم در مناطق کم‌رطوبت، همیشه مدنظر به‌نژادگران بوده است. غربال‌گری ژنوتیپ‌های گندم برای شناسایی منابع تحمل به خشکی ضروری است و می‌تواند در انتخاب والدین مناسب و مطلوب جهت اجرای برنامه‌های به‌نژادی مفید باشد. توده‌های گیاهی بومی منابع ارزش‌مندی برای تحمل به تنش‌های محیطی از جمله تنش خشکی به‌شمار می‌روند. نژاد‌های بومی گیاهی، جمعیت‌های ناهمگن و سازگاری هستند که به‌طور محلی اهلی شده‌اند و منابع ژنتیکی را فراهم می‌کنند که می‌توانند پاسخ‌گوی نیازهای ناشی از چالش‌های جدید و پیش روی کشاورزی تحت شرایط پرتنش باشند. هدف از این تحقیق شناسایی نمونه‌های ژنتیکی متحمل به تنش خشکی جهت استفاده از آنها در برنامه‌های به‌نژادی آینده بود.مواد و روش‌ها: تعداد 512 نمونه ژنتیکی از کلکسیون گندم بانک ژن گیاهی ملی ایران به‌همراه ارقام کویر، روشن و ماهوتی به‌عنوان شاهد، برای تحمل به تنش خشکی در مزرعه پژوهشی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی یزد بررسی قرار گرفتند. آزمایش در قالب دو طرح آگمنت جداگانه انجام شد که یک آزمایش مربوط به شرایط تنش خشکی و دیگری مربوط به شرایط آبیاری نرمال بود. تنش خشکی با محدودیت دوره آبیاری اعمال شد. با توجه به اینکه از مجموع مواد ژنتیکی مورد آزمایش، 141 نمونه ژنتیکی بقاء یافتند، بنابراین ارزیابی صفات روی آنها و نمونه‌های متناظر آنها در آزمایش نرمال انجام شد. برای تحلیل داده­ها، آماره‌های توصیفی شامل حداقل، حداکثر، میانگین و ضریب تغییرات صفات محاسبه شد. به‌منظور مطالعه ارتباط بین صفات، ضرایب همبستگی بین آنها برآورد و آزمون شد و برای تعیین نقش هر یک از صفات و شناسایی صفات مهم و اثرگذار بر وزن دانه پنج سنبله از تجزیه رگرسیون گام به گام استفاده شد. نمونه‌های ژنتیکی مورد مطالعه با استفاده از تجزیه خوشه‌ای به‌روش K-means از یکدیگر تفکیک شدند. محاسبات آماری با استفاده از نرم‌افزارهای R و SPSS انجام گرفت.یافته‌های تحقیق: نتایج حاصل از برآورد آماره‌های توصیفی نشان داد که بیش‌ترین ضریب تغییرات تحت شرایط نرمال و تنش خشکی به‌ترتیب به صفات وزن دانه پنج سنبله (35/23 درصد) و تعداد پنجه در بوته (67/31 درصد) اختصاص داشت. صفت وزن دانه پنج سنبله دارای بیش‌ترین میزان کاهش دامنه تغییرات (3/51 درصد) تحت شرایط تنش خشکی نسبت به شرایط نرمال بود و بیش‌ترین کاهش میانگین به‌ترتیب برای صفات تعداد پنجه بارور (3/59 درصد) و وزن دانه پنج سنبله (5/40 درصد) مشاهده شد. تعداد زیادی از نمونه‌های ژنتیکی در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی نسبت به ارقام شاهد برتری نشان دادند. 97 نمونه ژنتیکی، وزن دانه پنج سنبله بیش‌تری نسبت به ارقام شاهد داشتند. نمونه‌های ژنتیکی KC12856، KC12776، KC12783، KC12767 و KC12697 (به‌ترتیب با مقادیر 77/6، 75/6، 22/6، 94/5 و 86/5 گرم) دارای بیش‌ترین وزن دانه پنج سنبله در شرایط تنش خشکی بودند. صفات تعداد سنبلچه در خوشه، تعداد گلچه در سنبلچه، وزن صد دانه و تعداد دانه در خوشه، دارای ضرایب همبستگی قوی و معنی‌دار در سطح  احتمال یک درصد با وزن دانه پنج سنبله در شرایط تنش خشکی بودند. بر اساس نتایج تجزیه رگرسیون گام‌به‌گام تحت شرایط تنش خشکی، سه صفت تعداد دانه در سنبله، وزن صد دانه و طول سنبله وارد مدل شدند و 6/90 درصد از تغییرات وزن دانه پنج سنبله را توجیه کردند. مواد ژنتیکی مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشه‌ای به‌روش K-means در پنج خوشه متفاوت گروه‌بندی شدند.نتیجه‌گیری: در مجموع نتایج این تحقیق، ظرفیت ارزشمند ژرم‌پلاسم مورد بررسی را برای تحمل به تنش خشکی نشان داد.  بررسی روابط بین صفات نشان‌دهنده اهمیت تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد گلچه در سنبلچه و وزن صد دانه در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی بود. برای هر یک از صفات مورد ارزیابی، تعداد زیادی از نمونه‌های ژنتیکی در هر دو شرایط نرمال و تنش خشکی نسبت به ارقام شاهد برتری داشتند که بیانگر غنی بودن این ذخایر برای صفات مرتبط با تحمل به تنش خشکی است. بر این اساس، پیشنهاد می‌شود ارزیابی و غربال‌گری کلکسیون بانک ژن گیاهی ملی ایران به‌منظور شناسایی منابع متحمل به تنش خشکی ادامه یابد. در تجزیه خوشه‌ای، ارقام شاهد با ویژگی‌های متفاوت در گروه‌های جداگانه قرار گرفتند و علاوه بر این، گروهی متمایز از نمونه‌های ژنتیکی واجد صفات برتر تشکیل شد. از ژرم‌پلاسم متنوع شناسایی شده در این تحقیق و یا نمونه‌های ژنتیکی برتر، می‌توان برای توسعه پایه ژنتیکی در تلاقی‌ها و یا به‌عنوان والد در برنامه به‌نژادی بهره‌برداری کرد.