اثر تنش آبی بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و گیاهچه‌ای تعدادی از ارقام گندم نان (Triticum Aestivum)

مقدمه: جوانه‌زنی از مهم‌ترین مراحل رشد گیاه است که دوام، استقرار و عملکرد نهایی گیاهان زراعی را تعیین می‌کند و در مناطقی که استقرار موفق گیاه در اثر وجود شرایط خشکی با مشکل مواجه می‌شود، اصلاح صفات جوانه‌زنی یکی از اهداف اصلاحی مهم بشمار می‌آید. مطالعه حاضر بمنظور تعیین تاثیر سطوح مختلف تنش اسمزی بر خصوصیات جوانه‌زنی و ارتباط این صفات با عملکرد تعدادی از ارقام گندم نان مورد کاشت در مناطق سردسیری طراحی و اجرا گردید.مواد و روش‌ها: آزمایش جوانه‌زنی به روش کاغذ صافی مرطوب و ظروف پتری به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد که در آن فاکتور اول شامل 20 رقم گندم نان (ارقام دیم و ارقام آبی متحمل به تنش خشکی پایان فصل) و فاکتور دوم شامل 3 سطح تنش اسمزی (بدون تنش و تنش اسمزی 3 و 6 بار) بود. در این آزمایش، صفات طول غلاف ساقه‌چه (کولئوپتیل)، طول ساقه‌چه، وزن ساقه‌چه، طول ریشه‌چه، وزن ریشه‌چه، نسبت طول و وزن ریشه‌چه به ساقه‌چه، زاویه رشد ریشه‌های بذری و سرعت جوانه‌زنی و شاخص تنش جوانه‌زنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. در آزمایش مقایسه عملکرد 20 رقم فوق در شرایط بدون تنش و تنش خشکی انتهایی مورد مقایسه قرار گرفتند.یافته‌ها: نسبت طول و وزن ریشه‌چه به ساقه‌چه و وزن ساقه‌چه بیشترین حساسیت و تعداد ریشه‌چه کمترین حساسیت را به تنش اسمزی داشت. افزیش طول ریشه‌چه همزمان با کاهش وزن ریشه‌چه تحت تنش، نشان داد که در اثر تنش، ریشه‌ها طویل‌تر و باریک‌تر شده‌اند. در شرایط بدون تنش 11 ژنوتیپ شامل ژنوتیپ‌های هشترود، آذر 2، صائین، cd62-6، cd91-12، میهن، باران، حیدری، هما، کراس آذر 2 و زارع دارای طول غلاف ساقه‌چه بیشتری بودند. در تنش 3 بار نیز 11 ژنوتیپ دارای بیشترین طول غلاف ساقه‌چه بودند که بالاترین مقادیر به هشترود، حیدری و صائین اختصاص یافت. در تنش 6 بار، لاین‌های cd91-12 و cd62-6، هشترود، هما، پیشگام و زارع دارای بیشترین طول غلاف ساقه‌چه بودند. از لحاظ سرعت جوانه‌زنی در تنش 3 بار کراس آذر 2 دارای بیشترین سرعت و صائین، cd62-6، گاسکوژن و hd2985 در رتبه‌های بعدی قرار گرفتند. در تنش 6 بار کراس‌آذر 2 و hd2985 دارای بیشترین سرعت و گاسگوژن، cd62-6 و صائین در مقام بعدی قرار گرفتند. از لحاظ شاخص تنش جوانه‌زنی (gsi) در هر دو شرایط 3 و 6 بار ارقام صائین، کراس‌آذر 2، cd62-6 و hd2985 دارای برتری بودند. از لحاظ عملکرد دانه در شرایط بدون تنش ارقام آبی گاسگوژن، حیدری، پیشگام، اروم و زرینه دارای بیشترین عملکرد بوده و ارقام باران، hd2985، c88-4، c-90-11 و کراس آذر 2 در مقام بعدی قرار گرفتند. در شرایط تنش‌دار ارقام باران، گاسگوژن، hd2985، کراس آذر 2، حیدری و زرینه دارای بهترین عمکرد بودند. بر اساس شاخص sti ارقام گاسکوژن، حیدری، لاین hd2985 و زرینه متحمل‌ترین ژنوتیپ ها به تنش خشکی بودند. تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ های مورد مطالعه را در 3 خوشه گروه بندی کرد.نتیجه گیری: اختلاف معنی دار در تمام صفات مورد بررسی در بین ژنوتیپ‌ها حاکی از وجود تنوع ژنتیکی کافی برای اعمال گزینش در صفات جوانه‌زنی است. ارقام صائین، زارع، پیشگام، صدرا، باران و میهن در مجموع دارای صفات جوانه‌زنی مطلوبی هستند. تحت تنش، از بین صفات گیاهچه ای زاویه ریشه و سرعت جوانه‌زنی قوی‌ترین روابط را با عملکرد دانه نشان داده و به عنوان معیار غیر مستقیم گزینش تحمل به خشکی در گندم پیشنهاد می‌شوند.

Effect of Water Stress on Germination and Seedling Characteristics of Some bread Wheat Cultivars (Triticum aestivum)

Extended AbstractIntroduction: Germination is one of the most important stages of plant growth that determines the durability, establishment and final yield of crops and in regions that due to drought conditions the growth of plant encounters with problem, improving germination traits count as one of the important breeding strategies. The present study was designed to determine the effect of different levels of osmotic stress on germination and seedling traits of some bread wheat cultivars cultivated in cold regions of Iran.Materials and Methods: In order to investigate the effect of different levels of osmotic stress on germination characteristics of bread wheat cultivars cultivated in cold regions of Iran, a factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with 3 replications in which, the first factor consisted of 20 bread wheat cultivars (including rain fed cultivars as well as endofseason water stress tolerant varieties) and the second factor consisted of 3 levels of osmotic stress (nonstress, 3 and 6 bar stress). Seedling traits such as coleoptile length, shoot length, shoot weight, root length, root weight, root / shoot ratio, root growth angle, germination speed and the germination stress index (GSI) were evaluated. For the experiment concerning the yield comparison, 20 cultivars mentioned above were compared under nonstress and terminal drought stress conditions. Results: The results showed that the ratio of root/shoot length and weight and shoot weight had the highest sensitivity and the lowest number of roots to osmotic stress. Increasing root length as root weight decreased with increasing stress showed that roots became longer and thinner due to stress. Among the genotypes, Saein, Zare, Pishgam, Sadra, Baran and Mihan had desirable traits and CrossMV17, Homa, Orum and Cross Azar2 had no desirable germination traits. In nonstress conditions, 11 genotypes had high coleoptile length including Hashtrood, Azar 2, Saein, CD626, CD9112, Mihan, Baran, Heydari, Homa, Cross Azar 2 and Zare genotypes. At 3 bar stress, 11 genotypes had the highest coleoptile length, with the highest values being assigned to Hashtrood, Heidari and Saein. At 6 bar stress, CD9112 and CD626 lines, Hashtrood, Homa, Pishgam, and Zare had the highest coleoptile length. At 3 bar stress cross Azar 2, Saein, CD626, Gascogen and HD2985 demonstrated the highest germination rate. Furthermore, Cross Azar2, HD2985, Gascogen, CD626 and Saein led to the best results, respectively. However, in both 3 and 6 bar stress conditions Saein, Cross Azar2, CD626 and HD2985 were superior for germination stress index (GSI). For grain yield under normal conditions, Gascogen, Heidari, Pishgam, Orum and Zarrineh had the highest yield and Baran, HD2985, C884, C9011 and Cross Azar2 were placed next. Under stress conditions Baran, Gascogen, HD2985, Cross Azar2, Heidari and Zarrineh consisted the highest performance. According to STI index Gascogen, Heidari, HD2985 and Zarrineh were the most tolerant genotypes to drought stress. Cluster analysis grouped the studied genotypes into 2 clusters, the first cluster comprising 13 genotypes Heidari, Mihan, HD2985, Baran, Pishgam, Hashtrood, Cross Azar 2, CD626, Gascogen, Azar 2, Saein, Sadra and Zare. The second cluster consisted of 7 genotypes C884, Zarineh, C9011, Orum, CD9112, CrossMV17 and Homa. Genotypes of cluster 1 were superior in terms of germination traits such as shoot length, coleoptile length, root length and root weight and reduced root/shoot ratio.Conclusion: Significant differences in all studied traits among genotypes indicated sufficient genetic variation for selection in germination traits. Results showed that Saein, Zare, Pishgam, Sadra, Baran and Mihan cultivars had desirable germination traits and were superior to other genotypes.Highlights:1 The tested genotypes are either newly named or advanced lines and have not been studied for germination traits.2The growth angle trait of seed roots through filter paper has received little attention in studies.