شناسایی ژنوتیپ‌های برتر متحمل به تنش خشکی در چهار گونه از گراس‌های سردسیری بر اساس صفات مهم فیزیولوژیکی

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی

2 پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمالغرب و غرب کشور، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.

10.22092/ijrfpbgr.2023.361150.1432

چکیده

چکیده
ﺳﺎﺑﻘﻪ و ﻫﺪف:
گرا­س­ها از مهمترین گیاهان علوفه‌ای هستند که به‌منظور تولید علوفه، احداث چراگاه، احیاء مراتع و حفاظت خاک کاشته می­شوند. گراس‌های سردسیری چندساله دارای  ظرفیت تولید نسبتا بالا علوفه در شرایط نامساعد محیطی هستند و با توجه به سازگاری وسیع آنها برای اهداف مختلف کشاورزی و حفاظت خاک کشت و کار می‌شوند. این گیاهان دائمی با ریشه نسبتاً عمیق در شرایط مناسب عمر طولانی دارند. این گیاهان قادر به استقرار و ادامه حیات در خاک‌های فقیر هستند، اگر حاصلخیزی خاک کافی باشد، محصول خوبی تولید خواهند کرد. هدف از این تحقیق، شناسایی و انتخاب ژنوتیپ‌های برتر چهار گونه­ گراس­ سردسیری چندساله از نظر پاسخ فیزیولوژیکی در شرایط تنش خشکی است.
مواد و روش‏ها:  
در این تحقیق تعداد سه ژنوتیپ از هر یک از گونه­های فسکیوی بلند (F. arundinacea )، علف ­پشمکی (B. inermis)، علف ­باغ (D. glomerata) و علف ­گندمی بیابانی (A. desertorum) که از نظر عملکرد علوفه و بذر و در تنش خشکی رشد بهتری داشتند در آزمایش قبلی انتخاب شده بودند در دو آزمایش تنش خشکی ۵۰ درصد ظرفیت زراعی و آبیاری نرمال (۱۰۰ درصد ظرفیت زراعی) در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1401 در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان‌شرقی کشت شدند. پس از اعمال تنش خشکی در مرحله رشد رویشی، برخی از صفات فیزیولوژیکی همانند شاخص پایداری غشای سلولی، محتوی رنگریزه برگ (کلروفیل a، کلروفیل b و کارتنوئید)، محتوی پروتئین و ظرفیت اسمزی در شرایط شاهد و تنش خشکی اندازه­گیری شدند.
یافته‌ها:
مقایسه میانگین داده­ها نشان داد که ژنوتیپ Fa-G1 در فسکیوی بلند، ژنوتیپ Bi-G3 در علف پشمکی، ژنوتیپ Dg-G1 در علف باغ و ژنوتیپ Ad-G1 در علف گندمی بیابانی در مقایسه با سایر ژنوتیپ­های هر یک از این گونه­ها در برابر تنش خشکی متحمل­تر بودند.
ﻧﺘﯿﺠﻪگیری:
بر اساس نتایج به­دست آمده، شاخص ظرفیت اسمزی برگ می­تواند به عنوان یکی از مهمترین شاخص­های فیزیولوژیکی در شرایط تنش خشکی برای شناسایی ژنوتیپ­های متحمل به خشکی در این گونه­ها استفاده شود. نتیجه کلی نشان داد که علف گندمی بیابانی، علف پشمکی، فسکیوی بلند و علف باغ به ترتیب مقاوم­ترین گونه‌ها به تنش خشکی هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Ajithkumar, I.P. and Panneerselvam, R., 2014. ROS scavenging system, osmotic maintenance, pigment and growth status of Panicum sumatrense Roth. Under drought stress. Cell Biochemistry and Biophysics, 68(3): 587-595.
Almasouri, M., Kinet, J.M., Lutts, S., 2001. Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat (Triticum durum Desf). Plant and Soil, 231: 243-25.
Arnon D.T., 1949. Copper enzymes in isolation chloroplast phenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24: 1-15.
Bradford, M.M., 1976. Arapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein uti-lizing the principle of protein day binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254.
Fang, Y. and Xiong, L., 2015. General mechanisms of drought response and their application in drought resistance improvement in plants. Cellular Molecular Life Sciences, 72: 673–689.
Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D and Basra, S.M.A., 2009. Plant drought stress: Effects, Mechanisms and management, Sustainable Agriculture, 29: 153–188.
Gazanchian, A., Khosh Kholgh Sima, N.A., Malboobi, M.A, Majidi Heravan, E., 2006. Relationships between emergence and soil water content for perennial cool-season grasses native to Iran. Crop Science, 46:544-553.
Gazanchian, G.A., Kashki, M.T., Mir Alavi, V., Eslami. A., 2017. Evaluation of Seed and Forage Yield of perennial plants with low water requirement in abandoned farming lands. Journal of Agroecology, 9(2): 545-558. (In Persian).
Ghassemi-Golezani, K., Zafarani-Moattar, P., Raey, Y., Mohammadi, M., 2010. Response of pinto bean cultivars to water deficit at reproductive stages. The Journal of Food, Agriculture and Environment, 8: 801-804.
Jafari, A.A., Seyedmohammadi, A. R. and Abdi, N., 2007. Study of variation for seed yield and seed components in 31 genotypes of Agropyron desertorum through factor analysis. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 15(3): 212-221. (In Persian).
Kellogg, E. A. 2001. Evolutionary history of grasses. Plant physiology, 125: 1198-1205.
Lichtenthaler, H.K., Wellburn, A.R., 1983. Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biochemical Society Transactions. 11: 591-592.
Liu, F., Jensen, C.R., Andersen, M.N., 2004. Pod set related to photosynthetic rate and endogenous ABA concentration in beans subjected to different water regimes and exogenous ABA and BA at early reproductive stages. Annals of Botany, 94: 405-411.
Majidi, M.M., 2007. Bieeding studies in tall fescue germplasm. Ph. D. thesis. Isfahan University of Technology. (In Persian).
Mir, S., Etamadi, N., Nikbakht, A., Sabzeali, M., 2015. Effect of drought and shade on the growth of Pavland fescue grass. Horticultural Sciences of Iran, 46(4): 523-534.
Mittler, R., 2002. Oxidative stress, antioxidant and stress tolerance. Trends in Plant Science, 9: 405- 410.
Mohammadi. R., 2006. Study of genetic variation in Bromus inermis Leyss. populations. Iranian journal of rangelands and forests plant breeding and genetic research, 14(3): 138-147. (In Persian).
Mustafa, E., Arab, M., Etimadi, N., Rozban, M.R., 2015. Evaluation of practical usability in two Iranian native grass species. Journal of Crops Improvement. 4: 1027-1036. (In Persian).
Pirnajmedin, F. and Majidi, M.M., 2022. Mechanisms of drought stress tolerance in cool season grasses. Iranian Journal of Crop Sciences, 24(1): 1-18. (In Persian).
Pirnajmedin, F., Majidi, M.M. and Gheysari, M. 2015. Root and physiological characteristics associated with drought tolerance in Iranian tall fescue. Euphytica, 202: 141-155
Pornaro, C., Serena, M., Macolino, S., Leinauer, B., 2020. Drought stress response of turf-type perennial ryegrass genotypes in a mediterranean environment. Agronomy, 10, 1810; doi:10.3390/agronomy10111810
Rastegar, M.A., 2007. Forage Crops Cultivation. Nowpardazan, Tehran, Iran, 520p. (In Persian)
Saburi Azar, Sh., Nouraein, M., Mohammadi. R., 2020. Evaluation of variation in Dactylis glomerata L. Populations in terms of yield and related traits under climatic conditions of Tabriz. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 29(2): 297-316. (In Persian).
Sairam, R.K., Rao, K.V., Srivastava, G.C., 2002. Differential response of wheat genotypes to longterm salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Science. 163. 1037–1046.
Scheaffer, C. C., Peterson, P. R., Hall, M. H., Stordahl, J. B., 1992. Drought effects on yield and quality of perennial grasses in the north central United States. Journal of Production Agriculture, Pp: 45-55. https://doi.org/10.2134/jpa1996.0556.
Senapati, N., Stratonovitch, P., Paul, M. J. and Semenov, M.A., 2019. Drought tolerance during reproductive development is important for increasing wheat yield potential under climate change in Europe. Journal of Experimental Botany, 70: 2549-2560.
Vosough-Ghanbari, S., Rahimi, R., Kharabaf, S., Zeinali, S., Mohammadirad, A., Amini, S., Yasa, N., Salehnia, A., Toliat, T., Nikfar, S., Larijani, B. and Abdollahi, M., 2008. Effects of Satureja khuzestanica on serum glucose, lipids and markers of oxidative stress in patients with type 2 diabetes mellitus: a double-blind randomized controlled trial. Evidence Based Complimentary and Alternative Medicine, 18: 1-6.
Wang, Z., Hopkins, A., Mian, R., 2001. Forag and turf grass biotechnology.Critical Reviews in Plant Sciences. 20: 573-619. Https://doi.org/:10.20013591099281.1080.