تجزیه تنوع ژنتیکی جوانه‌زنی پیش از برداشت و ارتباط آن با خواب بذر و شاخص‌های رشدی گیاهچه در ژنوتیپ‌های گندم نان (.triticum aestivum l)

جوانه‌زنی پیش از برداشت پدیده‌‌ای است که طی آن بذرها پیش از برداشت محصول، مستقیما روی سنبله گیاه مادری شروع به جوانه‌زنی می‌کنند. این پدیده معمولا در اثر بارندگی در مراحل انتهایی رشد و پیش از برداشت، به‌ویژه در گندم نان رخ می‌دهد و باعث کاهش عملکرد و ویژگی‌های کیفیت  نانوایی دانه می‌شود. از این‌رو، شناسایی ژنوتیپ‌های مقاوم به جوانه‌زنی پیش از برداشت نقش مهمی در ارتقای امنیت غذایی و پایداری تولید گندم نان ایفا می‌کند. این تحقیق با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی جوانه‌زنی پیش از برداشت و رابطه آن با ویژگی‌های مرتبط با جوانه‌زنی و رشد گیاهچه در 189 ژنوتیپ گندم در دو سال (1400 و 1401) در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان اجرا شد. آزمایش در مزرعه به‌صورت طرح آگمنت و در آزمایشگاه به‌صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام شد. شاخص‌های اندازه‌گیری شده شامل جوانه‏زنی پیش از برداشت، درصد و سرعت جوانه‌زنی بذرهای تازه و پس‌رس شده، خواب بذر، طول و وزن خشک گیاهچه و بنیه بذر بودند. نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های 603، 605، 349، 320 و 636 (عمدتا با منشاء عراق) به‌ترتیب مقاوم‌ترین و ژنوتیپ‌های 350، 150، 258، 339 و 542 به‌ترتیب حساس‌ترین ژنوتیپ‌ها نسبت به جوانه‌زنی پیش از برداشت بودند. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی نشان داد که دو مولفه اول 59 درصد از تغییرات کل را تبیین کرده و صفات درصد و سرعت جوانه‌زنی بذرهای تازه و درصد و سرعت جوانه‌زنی بذرهای پس‌رس شده و طول گیاهچه، بیشترین سهم را داشتند. بین خواب بذر با جوانه‌زنی پیش از برداشت همبستگی منفی و بین بنیه بذر با جوانه‌زنی پیش از برداشت همبستگی مثبت وجود داشت. ارتباط بین ویژگی‌های مرتبط با جوانه‌زنی پیش از برداشت با سایر شاخص‌های مربوط به بذر و گیاهچه، گزینش ژنوتیپ‌های مناسب و توسعه ارقام مقاوم به این پدیده را امکان‌پذیر می‌سازد. این رویکرد می‌تواند باعث افزایش کارایی برنامه‌های به‏نژادی و بهبود ویژگی‌های مقاومت به جوانه‌زنی پیش از برداشت در گندم نان شود.

analysis of genetic variation for pre-harvest sprouting and its relationship with seed dormancy and seedling growth indices in bread wheat (triticum aestivum l.) genotypes

introduction: pre-harvest sprouting (phs) refers to the germination of ripening seeds on the spike, before harvest. this disorder primarily occurs in cereals particularly in wheat and caused by rainfall before harvest particularly in spring wheat growing areas. the occurrence of phs significantly reduces grain yield and baking quality properties of bread wheat (brown et al., 2018). research efforts for management and reduction crop losses due to occurrence of phs are essential to ensure global food supply and security as well as the sustainability of bread wheat production systems.materials and methods: this experiment aimed to investigate the genetic variation for phs and its relationship with seed dormancy and seedling growth-related indices in 189 wheat genotypes under both field and laboratory conditions. the experiments were conducted in gorgan university, iran over two cropping seasons (2021-22 and 2022-23) using an augmented design for field trial and complete block design for laboratory tests. the wheat genotypes were grown under controlled conditions, and indices such as phs, germination rate, germination rate, and seed vigor were assessed. the measured traits included; fresh and after ripened seed germination, seed dormancy, seedling length and dry weight, and seed vigor. results: analysis of variance indicated significant differences among wheat genotypes for the studied traits. genotypes 603, 605, 349, 320, and 636 (mainly with iraq origin) were identified as phs-resistant, respectively. in contrast, genotypes 350, 150, 258, 339, and 542 were classified as phs-susceptible, respectively. principal component analysis revealed that the first two components accounted for 59% of the total variation. key contributing traits included; freshly harvested seed germination percentage and rate, after-ripened seed germination percentage and rate, and seedling length. significant positive and negative correlation cofficients were observed among traits. phs showed positive correlation with fgp, fgr, and seed vigor, while it was negatively correlated with seed dormancy and germination percentage and rate of freshly harvested seeds.conclusion: genetic variation in bread wheat germplasm plays a crucial role in improving resistance to phs. understanding the relationships between phs and other seed related traits enables breeders and agronomists to select genotypes with resistance to phs and desirable agronomic performance. this approach can contribute to increasing grain yield potential and improving grain quality in bread wheat breeding programs.