ارزیابی ژنتیکی ارقام تجاری گندم نان (triticum aestivum l.) از نظر سرعت و طول دوره پرشدن دانه در شرایط نرمال و تنش گرما

سابقه و هدف: سرعت و دوره پر شدن دانه از جمله صفات موثر بر پاسخ گیاه به تنش گرما است ولی شناخت کافی از وضعیت ارقام تجاری گندم نان کشور از نظر این صفات در شرایط تنش گرما در دسترس نیست. این پژوهش با هدف ارزیابی طول دوره پرشدن دانه و سرعت پر شدن دانه ارقام تجاری گندم نان ایران و بررسی تنوع ژنتیکی موجود در شرایط نرمال و تحت تنش گرمای انتهای فصل یکی از گرمترین مناطق کره زمین یعنی شهرستان اهواز اجرا گردید.مواد و روش‌ها: آزمایش در سال زراعی 971396 در دو شرایط نرمال (تاریخ کشت بهینه) و تنش گرمای انتهای فصل(کشت تاخیری) بر روی33 رقم تجاری گندم نان انجام گرفت، این ارقام شامل: کاز (رقم بین‌المللی متحمل به گرما)، مانتنا (رقم بین‌المللی حساس به گرما)، دو رقم بین المللی weebill و babax و 29 رقم تجاری کشور شامل: روشن، اروند، قدس، فلات، هیرمند، الوند، وریناک، زاگرس، کویر، چمران، مرودشت، شیراز، دز، پیشتاز، هامون، بم، سیستان، نیشابور، سپاهان، آرتا، بهار، ارگ، پارس، افلاک، چمران2، مهرگان، شوش، برات و خلیل بودند. آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه آزمایشی دانشگاه شهید چمران اهواز اجرا شد. یافته‌ها: نتایج تجزیه مرکب داده‌ها تفاوت معنی‌داری (01/ 0p≤) بین ژنوتیپ‌ها، محیط (تنش گرما) و هم‌چنین اثر متقابل ژنوتیپ در محیط برای عملکرد دانه، طول دوره پرشدن دانه و سرعت پرشدن دانه نشان داد. در شرایط تنش عملکرد دانه و دوره پرشدن دانه ارقام بطور معنی‌داری کاهش، ولی سرعت پر شدن دانه در بیشتر ارقام کاهش و در ارقام متحمل تا حدی افزایش یافت. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که ارقام هامون، کاز، چمران2، اروند، چمران، فلات، وریناک، الوند، مهرگان و شوش دارای عملکرد و پایداری عملکرد بالایی در شرایط تنش گرما می‌باشند. ضریب تغییرات ژنوتیپی و فنوتیپی صفات بیانگر وجود تنوع ژنتیکی قابل توجهی برای صفات مورد مطالعه بود. بعلاوه برای سرعت پرشدن دانه، وراثت‌پذیری و پیشرفت ژنتیکی قابل توجهی برآورد گردید. این صفت همبستگی بالایی را با عملکرد دانه چه در شرایط تنش و چه بدون تنش نشان داد. نتیجه‌گیری: از بین ارقام تجاری گندم نان ایرانی ارقام چمران2، شوش و اروند در مقایسه با رقم بین‌المللی متحمل به گرمای کاز، تحمل به گرمای قابل توجهی نشان دادند. عملکرد دانه با سرعت پرشدن دانه همبستگی بالاتری در شرایط تنش (01/ 0p≤ ,38/0=r) نسبت به شرایط بدون تنش (01/ 0p≤ ,20/0=r) نشان داد که بیانگر نقش موثرتر سرعت پرشدن دانه در شرایط تنش جهت دستیابی به عملکرد بالا می‌باشد. در کل می‌توان گفت که سرعت پر شدن دانه یکی از صفات بسیار مهم است که با عملکرد نهایی دانه، همبستگی مثبت معنی‌دار داشته و می‌تواند بعنوان یک معیار مناسب جهت ارتقاء ژنوتیپ‌های متحمل به تنش گرما استفاده گردد. نتایج آزمایش بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بالایی بین ارقام تجاری گندم نان ایران از نظر صفت سرعت پر شدن دانه بود. بعلاوه صفت سرعت پر شدن دانه به علت بالا بودن مقدار وراثت‌پذیری و پیشرفت ژنتیکی، شاخصی مناسب جهت انتخاب ارقام متحمل به گرما در برنامه‌های دورگ‌گیری معرفی گردید.

Genetic evaluation of commercial bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars for duration and rate of grain filling under normal and heat stress conditions

Background and purpose: Grain filling period and grain filling rate are among the traits that affect plant response to heat stress. Our knowledge about the the status of these traits in Iranian commercial bread wheat cultivars under normal and heat stress conditions is so rare if not available. The purpose of this study was to evaluate grain filling duration and grain filling rate of Iranian commercial bread wheat cultivars and to study genetic diversity under normal and heat stress of the earth’s hottest places, Ahvaz condition.Materials and Methods: The experiments were conducted during 2017 and 2018 under normal (optimal planting date) and terminal heat stress (delayed cultivation) conditions on 33 commercial bread wheat cultivars including: Kaz (international heat tolerant), Montana (international heat sensitive), two other international cultivars, weebill and babax and 29 commercial varieties in Iran, namely Roshan, Arvand, Ghods, Flat, Hirmand, Alvand, Verinac, Zagros, Kavir, Chamran, Marvdasht, Shiraz, Dez, Pishtaz, Hamoon, Bam, Sistan, Neyshabur, Sepahan, Arta, Bahar, Arg, Pars, Aflak, Chamran 2, Mehregan, Shosh, Barat and Khalil. The experiment was conducted as a randomized complete block design with three replications at the experimental field of Shahid Chamran University of Ahvaz.Results: The results of combined analysis showed significant differences (P≤0.01) between genotypes, environment (heat stress) and also genotypeenvironment interaction for grain yield, grain filling duration and grain filling rate. In general, grain yield and grain filling period of cultivars were significantly reduced under stress condition compared to nonstress condition. However, grain filling rate decreased in most cultivars and almost increased in tolerant cultivars such as kaz. Results of principal component analysis showed that Hamoon, Kaz, Chamran 2, Arvand, Chamran, Falat, Verinac, Alvand, Mehregan and Shosh had high yield and yield stability under heat stress condition. The coefficient of genotypic and phenotypic variation for different traits indicated significant variation for all traits. In addition, significant heritability and genetic improvement were estimated for grain filling rate. This trait showed a high correlation with grain yield under both stress and nonstress conditions.Conclusion: Among the commercial bread wheat varieties Chamran 2, Shoush and Alvand showed considerable heat tolerance compared to the international heat tolerant cultivar, Kaz. Grain filling rate was identified as an important trait in optimal response of plants to terminal heat stress. The results showed good genetic variation among commercial bread wheat varieties for grain filling rate. This trait can be used to identify and enhance heat tolerant varieties in breeding programs.