پاسخ پارامترهای ژنتیکی، موفولوژیکی و بیوشیمیایی ژنوتیپ‌های f2:4 برنج (oryza sativa l.) به تنش خشکی در مرحله جوانه‌زنی

مقدمه و هدف: برنج یکی از قدیمی‌ترین و مهم‌ترین غلات در سطح دنیا و گیاه مدل مطلوبی برای مطالعات ژنتیکی و مولکولی می‌باشد. خشکی از خطرات مهم برای تولید موفق محصولات زراعی به‌ویژه برنج در جهان است که می‌تواند در هر زمان طی فصل رشد ایجاد شود. یکی از چالش‌های اصلی در کشاورزی، تولید غذای بیشتر با مصرف آب کمتر است و بنابراین تولید ژنوتیپ‌های برنج که بتوانند تحمل بیشتری در مقابل تنش کم‌آبی داشته باشند، یکی از اهداف مهم پروژه‌های به‌نژادی می‌باشد.مواد و روش‌ها: به‌منظور ارزیابی اثر تنش خشکی (صفر (شاهد)، 3- و 5- بار با استفاده از پلی اتیلن گلیکول) بر برخی ویژگی‌های ژنتیکی، مورفولوژیکی و بیوشیمیایی برنج در مرحله جوانه‌زنی، 38 لاین به همراه والدین تلاقی (موسی‌طارم و 304) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار طی سال 1401 بررسی گردیدند. یافته‌ها: صفات مورفولوژیک در تنش خشکی 5- بار نسبت به شاهد کاهش داشتند. سرعت و درصد جوانه‌زنی در تنش 3- بار نسبت به شاهد بترتیب 9/6 و 1/1 درصد افزایش و در تنش 5- بار 37/8 و 33 درصد کاهش نشان دادند. طول ریشه‌چه، وزن تر ریشه‌چه و وزن خشک ریشه‌چه نیز در تنش 3- بار نسبت به شاهد افزایش یافتند که نشان‌دهنده امکان تحمل این شدت از تنش توسط گیاه برنج بوده و حتی می‌توان از آن به‌عنوان پرایمینگ استفاده نمود. فعالیت‌های آنزیمی کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز با افزایش تنش به 5- بار نسبت به شاهد بترتیب 59، 51 و 81 درصد افزایش یافتند. این افزایش، افزایش مقابله گیاه با اکسیژن‌های فعال و تحمل خشکی را نشان‌می‌دهد. ضریب تنوع فنوتیپی تمام صفات در سطح تنش خشکی 5- بار نسبت به دو سطح دیگر بالاتر بود. ضریب تنوع ژنوتیپی در صفات شاخص بنیه وزنی و سوپراکسید دیسموتاز در سطح تنش خشکی 5- بار نسبتا بالا بود. بیشترین همبستگی فنوتیپی در شرایط بدون تنش بین بنیه وزنی و بنیه طولی (0/92) گیاهچه، در تنش 3- بار بین طول و وزن تر ساقه‌چه (0/91) و در تنش 5- بار بین درصد و سرعت جوانه‌زنی (0/94) بذر مشاهده شد. تجزیه عامل‌ها برای هرکدام از شرایط صفر، 3- و 5- بار تنش خشکی سه عامل معرفی‌نمود که بترتیب جمعاً 73/68، 81/13 و 81/73 درصد از واریانس را توجیه نمودند. نتیجه‌گیری: تنوع بالای صفات در سطح تنش خشکی 5- بار نشان دهنده این است که می‌توان از صفات سرعت‌ و درصد جوانه‌زنی، شاخص بنیه طولی و وزنی، و طول و وزن تر ساقه‌چه به‌عنوان معیاری برای انتخاب ژنوتیپ‌ها در شرایط تنش خشکی 5- بار استفاده نمود. چنین صفاتی می‌توانند به‌عنوان صفات موثر در گزینش ژنوتیپ‌های متحمل برنج در مرحله جوانه‌زنی و به‌منظور استقرار مطلوب گیاه برنج مورد استفاده قرار گیرند.

the response of genetic, morphological, and biochemical parameters of rice (oryza sativa l.) f2:4 genotypes to drought stress at the germination stage

extended abstractintroduction and objectives: rice is one of the oldest and most important cereals in the world and is a desirable model plant for genetic and molecular studies. drought is one of the important risks for the successful production of crops, especially rice, in the world, which can be created at any time during the growing season. one of the main challenges in agriculture is to produce more food with less water consumption, and therefore, the production of rice genotypes that can have more tolerance to drought stress is one of the main goals of breeding projects.material and methods: in order to evaluate the effect of drought stress (zero (control), -3 and -5 bar using polyethylene glycol) on some genetic, morphological, and biochemical characteristics of rice at the germination stage, 38 lines with their parents (mousatarom and 304) were investigated in randomized complete block design with three replications during 2022.results: morphological traits were decreased under -5 bar drought stress compared to the control. the germination rate and percentage were increased by 9.6 and 1.1% under -3 bar stress, and 37.8 and 33% under -5 bar stress, respectively. the rootlet length, rootlet fresh weight, and dry weight increased under - bar stress compared to the control, indicating that the rice plant can tolerate such a stress intensity, and it may even be used as a priming. catalase, peroxidase and superoxide dismutase enzyme activities increased by 59, 51 and 81%, respectively, by increasing the stress to -5 bar compared to the control. this increase shows the increase of the plant’s resistance to the active oxygen and drought tolerance. the highest phenotypic correlation in non-stressed conditions was between seedling weight and length vigor (0.92), under -3 bar stress was detected between shootlet length and fresh weight (0.91), and under -5 bar stress the highest one was between seed germination percentage and rate (0.94). the factor analysis for each of the zero, -3 and -5 bar drought stress levels introduced three factors that explained 73.68, 81.13 and 81.73 percent of the variance, respectively. conclusion: the high diversity of traits at the -5 bar drought stress indicates that it is possible to use germination rate and percentage, length and weight indices, and shootlet length and fresh weight as criteria for genotype selection under -5 bar drought stress. such traits could be used as effective ones in the selection of tolerant rice genotypes at the germination stage and in order to establish the rice plant optimally.