ارزیابی شاخص‌های تحمل به تنش شوری در گندم نان براساس صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده‌ برای گزینش ژنوتیپ‌های متحمل

سابقه و هدف: تنش شوری به‌عنوان یکی از عوامل اصلی محدودکننده تولید گندم نان شناخته‌شده و تهدیدی جدی برای امنیت غذایی جهانی محسوب می‌شود. سیستم ریشه به‌عنوان بخشی حیاتی در جذب آب و عناصر غذایی از خاک، نقش کلیدی در تعیین عملکرد گندم نان ایفاء می‌کند و رشد و توسعه ریشه تحت شرایط شور به طور مستقیم با عملکرد نهایی مرتبط است. در این راستا، گزینش ژنوتیپ‌های متحمل از طریق ارزیابی همزمان صفات عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و زیست‌توده به همراه شاخص‌های کمّی تحمل به شوری، رویکردی موثر برای شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل در برنامه‌های اصلاحی محسوب می‌شود.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، 92 ژنوتیپ گندم نان مشتمل بر ارقام تجاری و لاین‌های بومی در یک آزمایش کرت‌های خردشده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، در شرایط خاک شور (16/9 دسی‌زیمنس بر متر) و شرایط زراعی (2/3 دسی‌زیمنس بر متر) به‌صورت گلدانی در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال زراعی 1402–1401 مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از رسیدگی کامل گیاهان، صفات عملکرد دانه، زیست‌توده و وزن خشک ریشه اندازه‌گیری شد تا ارتباط بین صفات بررسی شود.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ‌ها در هر دو سطح شور و غیر شور برای صفات عملکرد دانه، زیست‌توده و وزن خشک ریشه اختلاف آماری معنی‌داری وجود دارد. بررسی‌ها نشان داد که تنش شوری منجر به کاهش قابل‌توجه این صفات شد. بر اساس شاخص حساسیت (si)، بیشترین کاهش به ترتیب در صفات عملکرد دانه (0/71)، زیست‌توده (0/65) و وزن خشک ریشه (0/53) مشاهده شد. همبستگی مثبت و معنی‌داری بین وزن خشک ریشه با عملکرد دانه (**0/57) و زیست‌توده (**0/84) در شرایط تنش شوری مشاهده شد که اهمیت نقش ریشه در بهبود عملکرد در محیط‌های شور را تایید می‌کند. از سوی دیگر، نتایج تجزیه رگرسیون خطی ساده حاکی از آن بود که وزن خشک ریشه در شرایط تنش شوری تاثیر معنی‌داری بر عملکرد دانه و زیست‌توده دارد که به ترتیب 51 درصد از تغییرات عملکرد دانه و 71 درصد از تغییرات زیست‌توده را تبیین کرد. برآوردها نشان داد که هر واحد افزایش در وزن خشک ریشه به میزان 95/0 گرم به عملکرد دانه اضافه می‌کند. علاوه بر این، بررسی ضرایب همبستگی بین صفات عملکردی و شاخص‌های مختلف تحمل به شوری، نقش محوری صفات ریشه‌ای در افزایش تحمل به تنش را تایید کرد. در مرحله بعد، مطالعه شاخص‌های mp، gmp، hm و sti نشان داد که این شاخص‌ها در هر دو محیط (شور و غیر شور) به‌عنوان معیارهای مناسبی برای شناسایی ژنوتیپ‌های با عملکرد بالا عمل می‌کنند. همچنین، استفاده از تجزیه به مولفه‌های اصلی (pca) در تفکیک دقیق‌تر ژنوتیپ‌ها بر پایه شاخص‌های عملکردی و تحمل به شوری نقش مهمی ایفاء کرد و منجر به هم‌پوشانی نتایج دندوگرام‌های تجزیه خوشه‌ای مبتنی بر شاخص‌های تحمل در الگوی گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها شد. در نهایت، انطباق این نتایج، شناسایی ژنوتیپ‌هایی را که از نظر عملکرد دانه، وزن خشک ریشه و تحمل به شوری در سطح بالاتری قرار داشتند را تسهیل کرد.نتیجه‌گیری: ساختار ریشه نقش کلیدی در بهبود تحمل به شوری در گندم نان ایفاء می‌کند. ژنوتیپ‌هایی با وزن خشک ریشه بیشتر در تنش شوری، علاوه بر حفظ سطح قابل‌قبولی از عملکرد دانه، در تولید زیست‌توده نیز موفق‌تر بودند؛ بنابراین، تمرکز بر ساختار ریشه می‌تواند به‌عنوان راهکاری موثر در افزایش پایداری و بهبود عملکرد گندم تحت شرایط شور مطرح شود.

evaluation of salinity-stress tolerance indices in bread wheat based on grain yield, root dry weight, and biomass traits for the selection of tolerant genotypes

background and purpose: salinity stress is a major limiting factor for bread wheat production and poses a significant threat to global food security. the root system, critical for water and nutrient absorption, plays an essential role in determining yield under saline conditions. root development directly influences grain yield and biomass production in salt-affected soils. therefore, selecting salinity-tolerant genotypes through the simultaneous evaluation of root dry weight, biomass and grain yield traits and stress tolerance indices is an effective strategy for identifying salt‐tolerant genotypes in breeding programs.materials and methods: this study evaluated 92 bread wheat genotypes, including commercial cultivars and native lines, in a split-plot design within a randomized complete block design (rcbd) with three replications. the experiment was conducted under both saline (16.9 ds/m) and non-saline (2.3 ds/m) soil conditions in pots at the research greenhouse of gorgan university of agricultural sciences and natural resources during the 2022–2023 crop year. key traits such as grain yield, biomass, and root dry weight were measured after full plant maturity to assess their relationships under salinity stress.results: analysis of variance revealed statistically significant differences among genotypes for grain yield, biomass, and root dry weight under both saline and non-saline conditions. salinity stress significantly reduced these traits, with the greatest decreases observed in grain yield (71%), biomass (65%), and root dry weight (53%) based on the sensitivity index (si). a positive and significant correlation was found between root dry weight and grain yield (0.57**) and biomass (0.84**) under salt stress, underscoring the critical role of root traits in improving yield under saline environments. simple linear regression analysis further demonstrated that root dry weight significantly influenced grain yield and biomass, explaining 51% and 71% of their variation, respectively. estimates indicated that each unit increase in root dry weight contributed an additional 0.95 grams to grain yield. additionally, correlation analyses between performance traits and various salt tolerance indices highlighted the pivotal role of root characteristics in enhancing stress tolerance. principal component analysis (pca) effectively played a crucial role in the more precise discrimination of genotypes based on performance traits and salinity tolerance indices, contributed to the convergence of clustering dendrograms derived from tolerance indices in genotype classification pattern. ultimately, the consistency among these findings facilitated the identification of genotypes exhibiting superior grain yield, root dry weight, and enhanced salinity tolerance.conclusion: root architecture plays a fundamental role in improving salt tolerance in bread wheat. genotypes with higher root dry weight under salt stress not only maintained acceptable grain yields but also exhibited enhanced biomass production. therefore, prioritizing root traits in breeding programs represents a promising strategy to enhance yield stability and improve wheat productivity under saline conditions