ارزیابی تحمل به تنش شوری ژنوتیپ‌های جو زراعی ( .Hordeum vulgare L)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران.

2 مرکز تحقیقات و آموزشکشاورزی و منابع طبیعی استان یزد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران.

چکیده

به‌منظور ارزیابی و شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل به شوری، تعداد 50 ژنوتیپ جو زراعی با منشاء ایران در دو آزمایش مزرعه‌ای طی دو سال زراعی99-1398 و 1400-1399 در مرکز تحقیقات وآموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد (آزمایش شرایط بهینه در ایستگاه مرکزی یزد وآزمایش تنش شوری در ایستگاه شهرستان اردکان) ارزیابی شدند. آزمایش در قالب طرح لاتیس مستطیل 8×7 با سه تکرار اجرا شد. هدایت الکتریکی خاک و آب آبیاری در آزمایش بهینه به ترتیب 3/4و 3/6دسی‌زیمنس و در آزمایش شوری به ترتیب 14 و 10 دسی‌زیمنس بود. شاخص شدت تنش (SI) در سال زراعی99-1398، 0 /21و در سال زراعی 1400-99 این شاخص 32/0 برآورد شد، که نشان دهنده شدت بیشتر تنش شوری در سال دوم آزمایش بود. برای مقایسه ژنوتیپ‌ها با ارقام اصلاح شده، شش رقم جو زراعی از جمله دو شاهد متحمل به شوری مهر و خاتم، در آزمایش ها گنجانده شد. خصوصیات فنولوژیکی تعداد روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، عملکرد دانه و وزن هزار دانه برای ژنوتیپ‌ها اندازه‌گیری شد. میانگین عملکرد دانه در شرایط بهینه و تنش شوری در سال اول آزمایش، به ترتیب 215 و 174 گرم درمترمربع بود و در سال دوم به ترتیب 271/9و 184 گرم درمتر مربع بود. تجزیه واریانس مرکب داده ها نشان داد اثر متقابل سال× تنش شوری × ژنوتیپ بر صفات مورد ارزیابی ژنوتیپ‌های جو معنی‌دار بود. بر اساس تجزیه به مولفه‌های اصلی و شاخص‌های تنش، در سال اول آزمایش ژنوتیپ‌های شماره50 (TN5008)،33 (TN4247) و 38 (TN4357) نسبت به سایر ژنوتیپ‌ها برتری داشتند. درحالیکه در سال دوم دو ژنوتیپ شماره 24 (TN3474)، 27 (TN3643) به همراه ارقام متحمل خاتم و مهر دارای عملکرد دانه بالاتری بودند. محل جمع‌آوری این دو ژنوتیپ متحمل، به ترتیب استان کرمان و استان فارس بود. با استفاده از نتایج این پژوهش، ژنوتیپ-های متحمل به تنش شوری شناسایی شدند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Salinity Stress Tolerance of Cultivated Barley (Hordeum vulgare L.) Genotypes

نویسندگان [English]

  • Sh. Shahmoradi 1
  • S. A. Tabatabaie 2
1 Seed and Plant Improvement Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Karaj, Iran.
2 Yazd Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Yazd, Iran.
چکیده [English]

To identify salinity tolerant cultivated genotypes, 50 barley genotypes originated from Iran were evaluated in a field experiment during 2019-2020 and 2020-2021 cropping seasons in Yazd; Optimum experiment at Yazd central field station, and stress experiment in Ardakan field station, Iran. Six improved barley cultivars; Mehr and Khatam (Salinity tolerant), Nosrat, Nimrooz, Yousef and Gohran were also included in the experiments. The experiments were carried out using 8×7 rectangular lattice design with three replications. Phenological traits, grain yield and 1000-kernel weight were measured in all genotypes under optimum and salinity stress conditions. The electrical conductivity of soil and irrigation water in optimum condition was 3.4 and 3.6 dS m-1, and in the salinity condition, it was 14 and 10 dS m-1, respectively. The stress intensity index (SI) was 0.21 and 0.32 in 2019-20 and 2020-21 cropping seasons, repectively, which indicated higher stress intensity in the second year in the stress experiment. The mean grain yield under optimum and salt stress conditions in 2019-20 was 215 and 174 g m-2, respectively. In 2020-21 cropping season, mean grain yiled under optimum stress conditions were 271.9 and 184 g m-2, respectively. Combined analysis of traits showed that the of year × salinity stress × genotype interaction effect was significant on evaluated traits. Based on the results of principle component analysis and stress indices in 2019-20 cropping season, genotypes no. 50 (TN5008), 33 (TN4247) and 38 (TN4357) were superior genotypes. While in 2020-21 cropping season genotypes no. 24 (TN3474) and 27 (TN3643) together with salinity tolerant barley cultivars; Khatam and Mehr had higher grain yield. The collecting site of these two genotypes is Kerman province and Fars province, respectively. Based on the results of this research, tolerant cultivated barley genotypes were identified for further studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Barley
  • stress intensity index
  • genetic diversity
  • adaptation
  • grain yield

مراجع

Al-Menale, H. S., Calingari, P. D., and Forster, B. P. 2005. Development of salt tolerant barley for sustainable agriculture in Kuwait. Options Mediterraneennes 81: 369-372.
 
Emadodin, I., Narita, D. and Bork, H. R. 2012. Soil degradation and agricultural sustainability: an overview from Iran. Environment, development and sustainability 14: 611-625.
 
Epstein, E., Norlyn, J. D., Rush, D. W., Kingsbury, R. W., Kelly, D. B., Cunningham, G. A., and Wrona, A. F. 1980. Saline culture of crops: a genetic approach. Science 210:399–404.
 
FAO, 2015. Extent of salt-affected soils. http://www.fao.org/soils-portal/soil-management/management-of-some-problem-soils/salt-affected-soils/more-information-on-salt-affected-soils/en/
 
Fernandez, G. C. J. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Kuo, C.G. (ed.). pp. 257-270. In: Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress, AVRDC Publication, Tainan.
 
Fischer, A. A., and Maurer, R. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars: I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research 29: 894-912.
 
Ghazvini, H., Nikkhah, H. R., Yousefi, A., Mahlouji, M., Ravari, Z., Sharifalhossaini, M., Morovati, Y., and Arazmjoo, M., 2016. Khatam, a new irrigated barley cultivar with wide adaptability in the saline marginal areas of temperate argo- climate zone of Iran. Research Achievements for Field and Horticulture Crops 5 (2): 119-132. (in Persian).
 
Isayenkov, S. V. 2019. Genetic sources for the development of salt tolerance in crops. Plant Growth Regulation 89: 1-17.
 
Javed, M. M., Al-Doss, A. A., Tahir, M. U., Khan, M. A., and El-Hendawy, S. 2022. Assessing the Suitability of Selection Approaches and Genetic Diversity Analysis for Early Detection of Salt Tolerance of Barley Genotypes. Agronomy 12: 3217. https://doi.org/10.3390/agronomy12123217.
 
Kuang, L., Shen, Q., Wu, L., Yu, J., Fu, L., Wu, D., and Zhang, G. 2019. Identification of microRNAs responding to salt stress in barley by high-throughput sequencing and degradome analysis. Environmental and Experimental Botany160: 59-70.
 
Luo, Q., Teng, W., Fang, S., Li, H., Li, B., Chu, J., Li, Z., and Zhang, Q. 2019. Transcriptome analysis of salt-stress response in three seedling tissues of common wheat. Crop Journal 7: 378-392.
 
Mano, Y., and Takeda, K. 1998. Genetic resources of salt tolerance in wild Hordeum species. Euphytica 103: 137–141.
 
Mansour, E., Moustafa, E. S. A., Abdul-Hamid, M. I. E., Ash-shormillesy, S. M. A. I., Merwad, A. M. A., Wafa, H. A., and Igartua, E. 2021. Field responses of barley genotypes across a salinity gradient in an arid Mediterranean environment. Agricultural Water Management 258: 107206. DOI: 10.1016/j.agwat.2021.107206.
 
Munns, R., 2005. Genes and salt tolerance: bringing them together. New Phytologist 167: 645-663.
 
Munns, R., and Tester, M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology 59: 651-681.
 
Munns, R., Day, D. A., Fricke, W., Watt, M., Arsova, B., Barkla, B. J., Bose, J., Byrt, C.S., Chen, Z.H., Foster, K.J. and Gilliham, M. 2019. Energy costs of salt tolerance in crop plants. New Phytologist 225: 1072-1090.
 
Neumann, P. 1997. Salinity resistance and plant growth revisited. Plant, Cell & Environment 20:1193-1198.
 
Nikkhah, H. R., Tabatabaee, S. A., Yousefi, A., Ghazvini, H., Saberi, H., Tajali, H., Mahlooji, M., Binabaji, M. H., Aghnoum, R., Dehghan, M. A., Zakeri, A. and Safavi, S. A. 2019. Mehr, Barley cultivar tolerant to salt stress for cultivation in the temperate climate of the country. Research Achievements for Field and Horticulture Crops 7 (2): 235-249. (in Persian).
 
Pour-Aboughadareh, A., Sanjani, S., Nikkhah-Chamanabad, H. Mehrvar, M. R., Asadi, A. and Amini, A. 2021. Identification of salt-tolerant barley genotypes using multiple-traits index and yield performance at the early growth and maturity stages. Bulletin of the National Research Centre 45: 117. https://doi.org/10.1186/s42269-021-00576-0.
 
Safdar, H., Amin, A., Shafiq, Y., Ali, A., Yasin, R., and Sarwar, M. I., Shoukat, A., Ul Hussan, M., Sarwar, M. I. 2019. A review: Impact of salinity on plant growth. Natural Sciences1: 34-40.
 
Sergey, S. 2013. Learning from halophytes: physiological basis and strategies to improve abiotic stress tolerance in crops. Annals of Botany 112: 1209–1221.
 
Smajgl, A., Toan, T. Q., Nhan, D. K., Ward, J., Trung, N. H., Tri, L. Q., Tri, V. P. D., and Vu, P. T. 2015. Responding to rising sea levels in the Mekong Delta. Nature Climate Change 5: 167-174.
 
Shahmoradi, Sh., Tabatabaie, S. A., and Pouresmaeil, M. 2018. Analysis and classification of salt tolerance in native barley (Hordeum vulgare L.) germplasm of Iran. Iranian Journal of Crop Science 19 (4): 319-333. (in Persian).
 
Shahmoradi, Sh. 2021. Exploiting the morphological and phenological diversity in barley landraces of Iran. Desert 26 (2): 267-278.
 
Shrivastava, P., and Kumar, R. 2015. Soil salinity: a serious environmental issue and plant growth promoting bacteria as one of the tools for its alleviation. Saudi Journal of Biological Sciences 22: 123-131.
 
Tao, R., Ding, J., Li, C., Zhu, X., Guo, W., and Zhu, M. 2021. Evaluating and screening of agro-physiological indices for salinity stress tolerance in wheat at the seedling stage. Frontiers in Plant Science 12:646175.
 
Zhu, J. K. 2003. Regulation of ion homeostasis under salt stress. Current Opinion in Plant Biology 6: 441-445.
 
 
نهال و بذر
دوره 38، شماره 3
مهر 1401
صفحه 259-281

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار