بررسی ارتباط برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی در ژنوتیپ‌های سورگوم دانه‌ای با عملکرد و اجزای آن در شرایط تنش آبی

مقاومت گیاهان به تنش خشکی به علت پیچیده بودن اثرات متقابل بین عوامل تنش و نیز تنوع پدیده‌های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی موثر بر رشد و نمو گیاه بسیار پیچیده است. به‌منظور بررسی اثر تنش آبی بر عملکرد، اجزای عملکرد، ویژگی‌های فیزیولوژیک، مورفولوژیک و بیوشیمیایی در ژنوتیپ‌های سورگوم دانه‌ای، آزمایشی به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار، در دو سال زراعی 1393 و 1394 در مزرعه مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان جنوبی اجرا شد. تیمارهای تنش شامل آبیاری معمول، قطع آبیاری در مرحله رشد رویشی (رویت آخرین برگ به‌صورت لوله‌ای) به‌عنوان تنش شدید و قطع آبیاری در مرحله رشد زایشی (50 درصد بوته‌ها در مرحله گلدهی) یا تنش ملایم به‌عنوان عامل اصلی و 10 ژنوتیپ سورگوم دانه‌ای شامل kgs29، mgs2، kgs33، سپیده، kgfs27، mgs5، kgfs5، kgfs17، kgfs13 وkgfs30 به‌عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که تنش آبی شدید و پس‌ازآن تنش ملایم به‌طور معنی‌داری عملکرد دانه، وزن هزار دانه و تعداد دانه در پانیکول را کاهش داد. برهمکنش تنش آبی و ژنوتیپ نشان می‌دهد که ازنظر عملکرد دانه ژنوتیپ kgfs13 در شرایط تنش ملایم و آبیاری نرمال به همراه kgfs17 در شرایط آبیاری نرمال بیشترین و ژنوتیپ kgfs5 در شرایط تنش آبی شدید کمترین عملکرد دانه را دارا بود. نتایج حاصل از همبستگی‌های بین صفات موردبررسی نشان داد که در شرایط نرمال (بدون تنش) صفات ارتفاع بوته، تعداد دانه در پانیکول، درصد قند ساقه، محتوای پرولین آزاد، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت می‌توانند در جهت بهبود عملکرد دانه به کار روند. در شرایط تنش آبی، درصد قند ساقه، ارتفاع بوته، دمای کانوپی، محتوای پرولین آزاد برگ بیشترین همبستگی را با عملکرد و اجزای آن داشتند. به‌طورکلی توجه به جنبه‌های دیگر از مقاومت به خشکی مانند شاخص‌های فیزیولوژیکی (هدایت روزنه، محتوای نسبی آب، دمای کانوپی) بسیار مهم است.

Investigation of relationship between some physiological and biochemical characteristics with yield and its components in grain sorghum genotypes under water stress conditions

Introduction The yield of each crop is determined by several factors, which affect the growth and development of the plant. These factors include environmental, managerial, and plant factors. Environmental stresses are one of the most important environmental factors, including the most important stresses of drought stress. The aim of this study was to investigate the effects of drought in the vegetative and reproductive growth stages on Yield, its Components and Biochemical traits in grain Sorghum genotypes. Materials and Methods In order to evaluate the effect of water stress on grain yield and its components and Biochemical traits in grain Sorghum genotypes (Sorghum bicolor L.), a field experiment as a split plot design was carried out with 3 replications in 2014 at the research farm of the southern khorassan Agriculture and natural resources research and education center. Water stress treatments including normal irrigation (control), irrigation cut off in vegetative growth stage(emergence of terminal leaf as rolled) and irrigation cut off in generative growth stage(50% of plants in start of flowering) as the main plot and 10 genotypes of sorghum including KGS29, MGS2, Sepideh, KGF27, MGS5, KGF5, KGF17, KGF13 and KGF30 were considered as sub plots. Each plot consists of 4 lines with a length of 6 m and line spacing of 60 cm, between plants on row 10 cm was considered. In addition, between each plot and the adjacent plot a line was considered. To determine the yield components of each plot, half a meter in length was harvested and number of plants, number of panicle, grain yield, 1000 seeds weight and number of seeds per panicle were determined. To determine the yield , after the removal of 2 margin lines and a half meter of beginning and end of each plot, plants were harvested from the surface of 3 square meters. Biochemical parameters including chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, proline and carbohydrates were measured on the flag leaf after flowering stage in each plot. chlorophyll a content, chlorophyll b, and carotenoid content was done according to Arnon method. Simple correlation coefficients between the characteristics studied under normal conditions and drought stress conditions were calculated using SPSS software version 13. Results and Discussion Results showed that water stress had significantly effect on grain yield, 1000 seed weight, seed number per panicle and caused to decrement of them. Genotypes were significantly different for all traits, indicating high variability among them. The interaction between water stress and genotype did not show a significant difference about 1000 seed weight, other traits which mentioned above showed a significant difference in this aspect. The results of correlations between the studied traits showed that in normal conditions (without stress), plant height, number of seeds per panicle, Brix of stem sugar, free leaf proline content, biological yield and harvest index could be used to improve seed yield. In terms of drought stress, stem sugar, plant height, canopy temperature, free leaf proline content had the highest correlation with yield and its components. Conclusions In general, physiological traits due to their low cost could be used as good indicators in water stress investigations and provide more comprehensive information as compared with morphological traits. Keywords: Free prolin, Generative growth, Irrigation cut off, Sorghum, yield