شناسایی ژنوتیپ‎ های توتون شرقی با پایداری عملکرد در شرایط تنش گل ‎جالیز

مقدمه و هدف: توتون (nicotiana tabacum l.) با 2n = 4x = 48 کروموزوم یکی از مهم ‏ترین گیاهان صنعتی و اقتصادی در بسیاری از کشورهای دنیا است که عمدتاً به‎ خاطر برداشت و جمع‎آوری برگ‎های آن کشت می‎شود. عملکرد توتون به ‎دلیل طبیعت پلی‎ژنیکی که دارد، شدیداً تحت تاثیر تنش‎های غیر زنده و زنده از جمله علف ‏هرز گل‏ جالیز قرار می‎گیرد. در این میان، واکنش واریته‎ها به محیط بسته به ژنوتیپ رقم متفاوت است که از آن به برهمکنش ژنوتیپ × محیط یاد می‎شود. با بررسی برهمکنش ژنوتیپ در محیط و تجزیه پایداری می‎توان ژنوتیپ‌هایی را انتخاب نمود که در انواع مختلف محیط‎ها از عملکرد مطلوبی برخوردار باشند. اگرچه در مورد استفاده از روش‎های پایداری در ارزیابی واکنش گیاهان به محیط گزارشات زیادی وجود دارد، ولی در مورد پایداری عملکرد برگ خشک توتون در محیط‎ های آلوده به گل‎ جالیز گزارشی وجود ندارد. این پروژه با هدف ارزیابی واکنش ژنوتیپ‎های توتون شرقی موجود در ژرم‎پلاسم توتون کشور در دو محیط گل‏ جالیزدار و بدون گل‏ جالیز به‎ منظور شناسایی و انتخاب ژنوتیپ‎ های سازگار و پایدار در محیط‎ های مورد مطالعه انجام گردیده است.مواد و روش‎ ها: در این آزمایش، 92 ژنوتیپ توتون تیپ شرقی و نیمه ­شرقی از لحاظ تحمل به تنش گل ­جالیز در طی دو سال زراعی در قالب طرح بلوک‎ های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. ژنوتیپ‎های توتون از بانک ذخایر ژنتیکی و زیستی مرکز تحقیقات توتون ارومیه و انستیتو تحقیقات توتون تیرتاش (مازندران) تهیه شدند. برای کشت، گلدان‎های سفالی به حجم 10 لیتر انتخاب و با خاکی که از مزرعه یونجه تهیه شده بود، پُر شدند و گلدان‎ها بر اساس نقشه طرح در فضای باز در محوطه مرکز تحقیقات توتون ارومیه چیده شدند. یونجه میزبان گل جالیز نیست و استقرار طولانی مدت آن در مزرعه (معمولاً شش سال) باعث می‎شود هرگونه بذر گل جالیز موجود در خاک از بین برود؛ بنا بر این، خاک تقریباً عاری از گل جالیز شود. در محیط گل‎ جالیزدار، خاک گلدان‎ها قبل از پرشدن با 0/06 گرم بذر گل‏ جالیز گونه orobanche cernua (حاوی تقریباً 12000 بذر) که از مزرعه مرکز تحقیقات توتون ارومیه در سال قبل از اجرای آزمایش جمع‎آوری شده بود، مخلوط شد. در مناطق شمال غرب و مخصوصاً در آذربایجان غربی، این گونه گل ‎جالیز روی گیاه توتون غالب است و در مزارع بیشتر دیده می‎شود. نشاء هر یک از ژنوتیپ‎های توتون در خزانه تهیه شد و وقتی گیاهچه‎های توتون به ارتفاع 12 سانتی‎متر رسیدند، به گلدان‎ها منتقل شدند. برگ‎های ژنوتیپ‎های توتون در زمان رسیدگی صنعتی (حدود 45 تا 50 روز بعد از نشاکاری) در سه نوبت (پابرگ، کَمَر برگ و لَچِه برگ) برداشت، در آفتاب خشک، و با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 0/001 گرم وزن شدند. پس از انجام تجزیه واریانس ساده و تجزیه واریانس مرکب، به‎ علت وجود اثر متقابل ژنوتیپ × محیط آماره‎های تک ­متغیره پایداری محاسبه شدند.یافته‎ها: نتایج تجزیه واریانس نشان دادند که بین ژنوتیپ‎های توتون از نظر تمامی صفات مورد مطالعه اختلاف معنی‎دار وجود داشت و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط در مورد تمامی صفات معنی‎دار بود که حاکی از وجود تنوع بین ژنوتیپ‎ها و عکس‎العمل متفاوت آن‎ها به شرایط عدم تنش و تنش گل جالیز است. مقایسات میانگین نشان دادند که تنش گل جالیز میانگین کلیه صفات مورفولوژیک را کاهش می‎دهد. براساس نتایج روش‎های تجزیه پایداری مبتنی بر تجزیه واریانس و تجزیه رگرسیون، ژنوتیپ‎های شماره 45، 33 و 78 به‎ ترتیب دارای بیشترین مقدار ضریب تغییرات و به‎ عبارتی کمترین میزان پایداری بودند؛ در این بین، ژنوتیپ 45 میانگین بالاتر از میانگین کل داشت. ژنوتیپ‎های شماره 75، 53 و 41 به علت داشتن کمترین مقدار واریانس پایداری، جزء ژنوتیپ‎های پایدار بودند. بر اساس نتایج روش پلستید و پترسون (θi)، ژنوتیپ‎های شماره 75، 55، 53 و 41 کمترین مقدار θi را داشتند و در بین آن‎ها ژنوتیپ‎ 53 عملکردی بالاتر از میانگین کل داشت. نتیجه‎گیری: معرفی و استفاده از شاخص‎های پایداری، به‎ واسطه ارزیابی پایداری مواد ژنتیکی تا حد زیادی می‎تواند در گزینش هدفمند ژنوتیپ‎ها در راستای انتخاب ژنوتیپ‎های مطلوب و کارآمد و توسعه ارقام پُرمحصول و متحمل به تنش سودمند باشد. بر اساس روش‎های مختلف پایداری، ژنوتیپ‎ شماره 53 به‎ عنوان ژنوتیپ‎ پایدار با عملکرد مطلوب معرفی می‎شود.

identification of oriental tobacco genotypes with yield stability under orobanche stress conditions

extended abstractbackground: tobacco (nicotiana tabacum l.) with 2n = 4x = 48 chromosomes is one of the most important industrial and economic plants in many countries of the world, which is mainly cultivated for harvesting and collecting its leaves. due to its polygenic nature, the performance of tobacco is significantly affected by both abiotic and biotic stresses, including the weed orobanche. in this context, the response of varieties to the environment varies depending on the genotype of the cultivar, which is referred to as the genotype × environment interaction. by studying the genotype × environment interaction and analyzing stability, it is possible to select genotypes that have satisfactory performance in various environmental conditions. although there are many reports on the use of stability methods in assessing the response of plants to the environment, there are no reports on the stability of dry leaf yield of tobacco across environments contaminated with weeds. this project aims to evaluate the response of existing oriental tobacco genotypes in the country's tobacco germplasm in two environments: with and without orobanche weeds, to identify and select compatible and stable genotypes in the studied environments.methods: in this experiment, 92 oriental and semi oriental type tobacco genotypes were evaluated in terms of tolerance to orobanche stress based on a randomized complete block design with three replications. the tobacco genotypes were prepared from the genetic and biological resources bank of the urmia tobacco research center and the tirtash tobacco research institute (mazandaran). for cultivation, 10-liter clay pots were selected and filled with soil prepared from an alfalfa field, and the pots were arranged according to the experimental design plan in an open area space in the urmia tobacco research center. alfalfa is not the host of orobanche, and its long-term establishment in the field (usually 6 years) does not permit orobanche seed dispersion in the soil; therefore, the soil should be almost free of orobanche seeds. in the experiment with orobanche infection, the soil of the pots, before being filled, was mixed with 0.06 g of orobanche cernua seeds (containing approximately 12,000 seeds), which were collected from the field of urmia tobacco research center one year before starting the experiment. in the north-west regions and especially in west azerbaijan, this type of orobanche is predominant on the tobacco and is seen more often in the fields. the seedlings of each tobacco genotype were prepared in the bed, and when the tobacco seedlings reached a height of 12 cm, they were transferred to the pots. all agricultural operations, such as transplanting, irrigation, adding soil at the base of the plant, and protecting against pests and diseases during the tobacco growing period, were carried out according to the existing standards for oriental tobacco. the leaves of tobacco genotypes were harvested at the time of industrial ripening (about 45-50 days after transplanting) three times, dried in the sun, and weighed using a digital scale with an accuracy of 0.001 g. the univariate parameters of stability were calculated after individual and combined analyses of variance.results: the results of the analysis of variance showed a significant difference among tobacco genotypes for all the studied traits. moreover, the genotype × environment interaction was significant for all traits, indicating different responses of tobacco genotypes under orobanche-stressed and non-stressed conditions. mean comparisons showed that the orobanche stress reduced the averages of all morphological traits. stability analysis using methods based on variance and regression analyses revealed that genotypes 45, 33, and 78 had the highest coefficient of variation, indicating the lowest level of stability. among these, genotype 45 had a mean value higher than the overall mean. furthermore, genotypes 75, 53, and 41 were identified as stable genotypes due to possessing the lowest stability variance. according to the plastid and peterson method (θi), genotypes 75, 55, 53, and 41 showed the lowest θi values. among these, genotype 53 demonstrated a mean performance higher than the overall average.conclusion: by evaluating the stability of genetic materials, stability indices can be highly beneficial for the optimal and efficient selection of parental genotypes to develop high-yielding and stress-tolerant cultivars. based on different stability methods, genotype 53 is introduced as a stable genotype with optimal performance.