اثر بیماری سیاهک پنهان (سخت) بر صفات فنولوژیک، فیزیولوژیک و زارعی ارقام جو

مقدمه: بیماری سیاهک پنهان یا سخت جو که توسط قارچ بیوتروف ustilago hordei (pers.) lagerh. ایجاد می شود، یکی از عوامل محدودکننده در کشت جو است. این بیماری در تمام مناطق کشت جو وجود دارد و با کاشت بذر ارقام حساس بدون ضدعفونی با قارچ کش، می تواند ابعاد جدی به خود بگیرد. این بیماری به دلیل اختلاط دانه های جو با تلیوسپورها، بر کیفیت دانه تاثیر منفی می گذارد. میزان آلودگی در سال های 1369 تا 1371 در مزارع کرج و زابل بین صفر تا 90 درصد گزارش شد. با توجه به اهمیت کشاورزی ارگانیک و تقاضای عمومی برای سیستم های تولید همراه با کاهش مواد شیمیایی، کاشت بذرهای اصلاح شده دارای مقاومت ژنتیکی، موثرترین و اقتصادی ترین اقدام برای کنترل این بیماری می باشد. این پژوهش به منظور ارزیابی حساسیت ارقام جو به بیماری سیاهک پنهان یا سخت جو و اثر این بیماری بر صفات فنولوژیک، فیزیولوژیک و زارعی ارقام جو بود.مواد و روش ها: در این تحقیق 148 رقم جو بهاره از ارقام تجاری رایج در کشورهای اروپایی به همراه ارقام اکسین و زهک از ایران مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در شرایط مزرعه در قالب طرح آزمایشی آلفالاتیس با دو تکرار تحت دو شرایط محیطی، ضد عفونی بذر با قارچ کش و تنش بیماری با مایه زنی عامل سیاهک پنهان یا سخت جو، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زهک واقع در شهرستان زهک استان سیستان و بلوچستان در سال زراعی 1401-1400 اجرا شد. برای اعمال تنش بیماری سیاهک پنهان جو، آلوده سازی مصنوعی بذرهای ارقام مورد مطالعه انجام شد. صفات مورد بررسی شامل صفات فنولوژیک، مرفولوژیک، فیزیولوژیک، زراعی و نیز درصد آلودگی سنبله بعد از رسیدگی بود. برای انجام تجزیه های آماری، ابتدا توزیع نرمال داده های جمع‌آوری شده با استفاده از آزمون شاپیرو-ویلک بررسی و سپس تجزیه واریانس داده ها به صورت مرکب انجام شد. مقایسه میانگین ها، ضرایب همبستگی ساده بین صفات، تجزیه به مولفه های اصلی و وراثت پذیری صفات مورد مطالعه نیز انجام شد.یافته های تحقیق: نتایج نشان داد که میزان بروز بیماری سیاهک سخت یا پنهان در ارقام مورد مطالعه در شرایط تلقیح با بیماری بین صفر تا 48/26 درصد متغیر و متوسط آن 51/3 درصد بود. برهمکنش ژنوتیپ و محیط برای تمامی صفات مطالعه شده شامل روز تا ساقه رفتن، تعداد پنجه در بوته، طول برگ پرچم، عرض برگ پرچم، طول غلاف برگ پرچم، طول پدانکل، طول سنبله اصلی، تعداد گره، طول میانگره، وزن هزار دانه، عملکرد دانه، عملکرد زیستی، شاخص برداشت و میزان کربوهیدرات محلول در برگ در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود، اما بر صفات فنولوژیک شامل روز تا جوانه زنی، روز تا پنجه زنی، روز تا ظهور سنبله و نیز دمای کانوپی اثر معنی داری نداشت. میزان وراثت پذیری مقاومت به بیماری سیاهک پنهان 89/97 درصد برآورد شد. همچنین، همبستگی منفی و معنی داری بین بیماری سیاهک پنهان با صفات ارتفاع بوته، طول غلاف برگ پرچم، طول پدانکل و طول سنبله اصلی در سطح احتمال یک درصد و با عملکرد زیستی در سطح احتمال پنج درصد مشاهده شد.نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین ارقام مورد ارزیابی وجود داشت و ارقام مورد بررسی در شرایط محیطی مختلف، واکنش متفاوتی داشتند. با توجه به اینکه تاثیر بیماری سیاهک پنهان یا سخت جو در مرحله رسیدگی و روی صفات مربوط به سنبله قابل مشاهده است، از این رو در عمل شناسایی زودهنگام ارقام مقاوم از حساس در سایر مراحل و صفات مورد بررسی دشوار است و انتخاب ارقام مقاوم نیازمند انتظار تا پایان فصل زراعی می باشد.

effect of covered smut disease on phenological, physiological and agronomic traits of barley cultivars

introduction covered smut disease caused by the biotrophic fungus, ustilago hordei (pers.) lagerh., is one of the significant limiting factors in barley cultivation. this disease is present in all barley cultivation regions, and if seeds of sensitive cultivars are planted without the use of fungicides, it can become a serious problem. moreover, this disease adversely affects grain quality by contamination of healthy seeds with teliospores. the contamination level in the farms of karaj and zabol in 1990-1992 ranged from zero to 90%. considering the importance of organic agriculture and the public demand for production systems with reduced chemicals inputs, planting improved seeds with genetic resistance is the most effective and economical approach to control this disease. this research was conducted to assess the sensitivity of barley cultivars to the covered smut disease and to evaluate the effect of this disease on the phenological, physiological, and agronomic characteristics of barley cultivars.materials and methods in this study, 148 spring barley varieties from common commercial varieties from european countries along with oxin and zehak cultivars from iran were investigated. this experiment was conducted in field conditions using an alpha lattice design with two replications under two environmental conditions, disinfection of seeds with fungicide and disease stress by inoculation of the covered smut pathogen, in the zehak agricultural research station, sistan and blouchestan province, iran, in 2021-22 growing season. to induce the stress of covered smut disease, the seeds of the studied cultivars were artificially contaminated. the measured traits in this experiment included phenological, morphological, physiological, and agronomic traits, as well as spike infection percentage after maturity. to perform statistical analyses, the normal distribution of the collected data was firstly tested using the shapiro-wilk test, and then combined analysis of variance was conducted. comparison of means, simple correlation coefficients between traits, principal component analysis, and heritability of the studied traits were conducted. research findingsthe results showed that the accurence rate of covered smut disease among the studied cultivars under disease inoculation conditions varied from 0% to 26.48% with the average of 3.51%. the genotype × environment interaction for all studied traits including days to tillering, tiller number per plant, plant height, flag leaf length and width, flag leaf sheath length, peduncle length, spike length, number of nodes, internode distance, 1000-grain weight, grain yield, biological yield, harvest index, water-soluble carbohydrate concentration, and disease infection percentage, was significant at 1% probability level, except for phenological traits including days to germination, days to tillering, days to heading, as well as canopy temperature. the heritability rate of resistance to covered smut disease was 97.89%. also, a negative and significant correlation was observed between the percentage of disease infection with plant height, flag leaf sheath length, peduncle length, spike length at the 1% probability level, and with biological yield at the 5% probability level.conclusionthe results of this research showed that there was a significant genetic diversity among the evaluated cultivars and the studied cultivars exhibited diverse reactions to different environmental conditions. due to the significant impact of covered smut disease or loose smut disease on spike-related traits during the maturity stage, therefore it is challenging to differentiate resistant cultivars from susceptible ones in other stages and traits, and the selection of resistant cultivars requires waiting until the end of the cropping season.