تعداد نشریات | 23 |
تعداد شمارهها | 368 |
تعداد مقالات | 2,890 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,566,231 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 1,821,892 |
ارزیابی تحمل به تنش خشکی لاینهای پیشرفته ذرت با استفاده از صفات زراعی و مورفولوژیکی | ||
بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات | ||
دوره 3، شماره 4، دی 1403، صفحه 581-608 اصل مقاله (901.2 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22126/cbb.2025.11466.1095 | ||
نویسندگان | ||
مهدی رحیمی* 1؛ آمنه میانآبادی2؛ ماندیپ ردو3 | ||
1گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. | ||
2گروه اکولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. | ||
3گروه گیاه، خاک و سیستمهای کشاورزی، دانشگاه ایلینوی جنوبی، کاربوندیل، ایالات متحده آمریکا. | ||
چکیده | ||
مقدمه: تنش خشکی بهعنوان یکی از اصلیترین چالشهای کشاورزی در مناطق خشک و نیمهخشک جهان مطرح است که میتواند به کاهش رشد، فتوسنتز و در نهایت عملکرد گیاهان منجر شود. به دلیل تأثیر مستقیم تنش خشکی بر امنیت غذایی اهمیت شناسایی و اصلاح ژنوتیپهای متحمل به خشکی ، افزایش یافته است. ذرت (Zea mays L.)، بهعنوان یکی از مهمترین محصولات کشاورزی در جهان، نقش کلیدی در تأمین مواد غذایی و صنعتی دارد. با توجه به افزایش تقاضا برای ذرت در سالهای اخیر، تضمین تولید پایدار آن در شرایط کمآبی ضروری است. در این پژوهش، تلاش شده است تا تحمل به خشکی لاینهای پیشرفته ذرت (نسل هشتم خودگشنی) ارزیابی شود و ژنوتیپهای متحمل برای استفاده در برنامههای بهنژادی شناسایی شوند. مواد و روشها: آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار، در دو شرایط نرمال رطوبتی (دور آبیاری 5 روز در ظرفیت مزرعه 80 درصد) و تنش خشکی (دور آبیاری 10 روز در ظرفیت مزرعه 50 درصد) در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان اجرا شد. 40 لاین پیشرفته ذرت بر اساس صفات زراعی و مورفولوژیکی شامل روز تا رسیدگی، ارتفاع گیاه، ارتفاع اولین بلال، طول و عرض برگ، تعداد بلال در بوته، تعداد دانه در بلال، تعداد ردیف دانه، طول و عرض دانه، وزن صد دانه، و عملکرد تک بوته ارزیابی شدند. تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از تجزیه واریانس مرکب، آزمون مقایسه میانگین توکی، و روشهای چندمتغیره مانند تجزیه خوشهای انجام شد. یافتهها: نتایج نشان داد که اثر متقابل لاین × محیط برای بیشتر صفات مورد مطالعه معنیدار بود، که حاکی از تفاوت واکنش لاینها به شرایط آبیاری مختلف است. نتایج مقایسه میانگین صفات نشان داد که تنش خشکی باعث کاهش صفات عملکرد تک بوته، تعداد دانه در بلال، عرض دانه و تعداد بلال در بوته بهترتیب به میزان 8/50، 8/32، 2/28 و 1/27 درصد شده است، در حالیکه کمترین تغییرات را صفات روز تا رسیدگی (6/6 درصد) و ارتفاع بوته (3/13درصد) نشان دادند. لاینهای 1، 6 و 35 عملکرد بالاتری در هر دو شرایط داشتند و بر اساس شاخص تحمل به تنش بهعنوان ژنوتیپهای متحمل شناسایی شدند. بنابراین این لاینها میتوانند بهعنوان پایههای ژنتیکی مناسب برای ایجاد ارقام جدید و متحملتر مورد استفاده قرار گیرند. تجزیه خوشهای لاینها را در گروههای مختلفی دستهبندی کرد و تنوع ژنتیکی بالایی میان آنها نمایان شد که بیانگر قابلیت بالا برای انتخاب ژنوتیپهای مناسب در برنامههای بهنژادی است. نتایج تجزیه خوشهای صفات نیز نشان داد که صفت تعداد دانه در بلال با عملکرد در یک گروه قرار دارند و این صفت یک معیار کلیدی در شناسایی لاینهای متحمل پرمحصول است. نتیجهگیری: این پژوهش نشان داد که تنش خشکی تأثیر معناداری بر صفات زراعی و مورفولوژیکی ذرت دارد و صفات مرتبط با عملکرد تک بوته بیشترین حساسیت را به تنش نشان دادند. لاینهای 1، 6 و 35 بهعنوان متحملترین لاینها شناسایی شدند و پیشنهاد میشود در برنامههای بهنژادی برای افزایش تحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، نتایج تجزیه خوشهای نشان داد که تنوع ژنتیکی قابلتوجه میان لاینها، ابزار ارزشمندی برای انتخاب ژنوتیپهای مطلوب است. بهرهگیری از صفت تعداد دانه در بلال بهعنوان معیار انتخاب در برنامههای بهنژادی ذرت پیشنهاد میشود تا عملکرد پایدار و بهبود یافته در شرایط خشکی تضمین گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
تنش خشکی؛ تجزیه خوشهای؛ ذرت؛ عملکرد تک بوته؛ لاین | ||
مراجع | ||
Ali, F., Kanwal, N., Ahsan, M., Ali, Q., Bibi, I., & Niazi, N.K. 2015. Multivariate analysis of grain yield and its attributing traits in different maize hybrids grown under heat and drought stress. Scientifica, 2015, Article563869. https://doi.org/10.1155/2015/563869 Anjum, S.A., Xie, X.Y., Wang, L.C., Saleem, M.F., Man, C., & Lei, W. 2011. Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress. African Journal of Agricultural Research, 6, 2026-2032. https://doi.org/10.5897/AJAR10.027 Azrai, M., Bahrun, A.H., Efendi, R., Andayani, N.N., Jihad, M., Zainuddin, B., & Aqil, M. 2024. Global drought tolerant maize research and development: Analysis and visualization of cutting-edge scientific technologies. Journal of Agriculture and Food Research, 18, Article101323. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101323 Balbaa, M.G., Osman, H.T., Kandil, E.E., Javed, T., Lamlom, S.F., Ali, H.M., Kalaji, H.M., Wróbel, J., Telesiñski, A., & Brysiewicz, A. 2022. Determination of morpho-physiological and yield traits of maize inbred lines (Zea mays L.) under optimal and drought stress conditions. Frontiers in Plant Science, 13, Article959203. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.959203 Begna, T. 2021. Conventional breeding methods widely used to improve self-pollinated crops. International Journal of Research, 7, 1-16. https://doi.org/10.20431/2454-6224.0701001 Begna, T. 2022. Impact of drought stress on crop production and its management options. International Journal of Research Studies in Agricultural Sciences, 8, 1-13. https://doi.org/10.20431/2454-6224.0812001 Chen, J., Xu, W., Velten, J., Xin, Z., & Stout, J. 2012. Characterization of maize inbred lines for drought and heat tolerance. Journal of Soil and Water Conservation, 67, 354-364. https://doi.org/10.2489/jswc.67.5.354 Dar, I., Dar, Z., Lone, A., Kamaluddin, S.P., Sofi, P., Hussan, S., Dar, M., & Alie, W. 2018. Genetic variability studies involving drought tolerance related traits in maize genotypes. Journal of Agriculture and Ecology Research International, 14, 1-13. https://doi.org/10.9734/JAERI/2018/40241 Dietz, K.J., Zörb, C., & Geilfus, C.M. 2021. Drought and crop yield. Plant Biology, 23, 881-893. https://doi.org/10.1111/plb.13304 Dinar, A., Tieu, A., & Huynh, H. 2019. Water scarcity impacts on global food production. Global Food Security, 23, 212-226. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2019.07.007 Ding, S., Zhang, D., Hao, Y., Hu, M., Tian, H., Yang, K., Zhao, G., Xu, R., & Du, W. 2024. Differences in physiological and agronomic traits and evaluation of adaptation of seven maize varieties. Biology, 13, Article977. https://doi.org/10.3390/biology13120977 Fang, Y., & Xiong, L. 2015. General mechanisms of drought response and their application in drought resistance improvement in plants. Cellular and Molecular Life Sciences, 72, 673-689. https://doi.org/10.1007/s00018-014-1767-0 Fao. 2020. The State of Food and Agriculture 2020. Overcoming water challenges in agriculture. Rome, Italy (https://www.fao.org/3/cb1447en/CB1447EN.pdf). Fernandez, G.C. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Proceeding of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress. Shanhua, Taiwan. 257–270. Flint-Garcia, S.A., Buckler, E.S., Tiffin, P., Ersoz, E., & Springer, N.M. 2009. Heterosis is prevalent for multiple traits in diverse maize germplasm. Plos One, 4, e7433. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0007433 Fussell, B.H. 2004. The story of corn. University of New Mexico Press, Hammer, Ø., Harper, D., & Ryan, P. 2001. PAST: Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, 4, art. 4: 9pp. http://palaeo-electronica.org/2001_1/past/issue1_01.htm Hefny, M.M., Ali, A.A., Byoumi, T.Y., Al-Ashry, M., & Okasha, S.A. 2017. Classification of genetic diversity for drought tolerance in maize genotypes through principal component analysis. Journal of Agricultural Sciences, Belgrade, 62, 213-227. https://doi.org/10.2298/jas1703213h Ilyas, M., Nisar, M., Khan, N., Hazrat, A., Khan, A.H., Hayat, K., Fahad, S., Khan, A., & Ullah, A. 2021. Drought tolerance strategies in plants: a mechanistic approach. Journal of Plant Growth Regulation, 40, 926-944. https://doi.org/10.1007/s00344-020-10174-5 Iqbal, J., Shinwari, Z.K., & Rabbani, M.A. 2015a. Maize (Zea mays L.) germplasm agro-morphological characterization based on descriptive, cluster and principal component analysis. Pakistan Journal of Botany, 47, 255-264. https://www.pakbs.org/pjbot/PDFs/47(SI)/33.pdf Iqbal, J., Shinwari, Z.K., Rabbani, M.A., & Khan, S.A. 2015b. Genetic divergence in maize (Zea mays L.) germplasm using quantitative and qualitative traits. Pakistan Journal of Botany, 47, 227-238. https://www.pakbs.org/pjbot/PDFs/47(SI)/29.pdf Islam, N.U., Ali, G., Dar, Z., Maqbool, S., Baghel, S., & Bhat, A. 2020. Genetic variability studies involving drought tolerance related traits in maize (Zea mays L.) in breds. International Journal of Chemical Studies, 8, 414-419. https://doi.org/10.22271/chemi.2020.v8.i1f.8282 Kamara, A., Menkir, A., Badu-Apraku, B., & Ibikunle, O. 2003. The influence of drought stress on growth, yield and yield components of selected maize genotypes. The Journal of Agricultural Science, 141, 43-50. https://doi.org/10.1017/s0021859603003423 Khan, S., Mahmud, F., & Ahmmed, T. 2022. Genetic diversity with cluster analysis of maize genotypes (Zea mays L.). Advances in Bioscience and Biotechnology, 13, 273-283. https://doi.org/10.4236/abb.2022.137017 Khodarahmpour, Z., & Hamidi, J. 2012. Study of yield and yield components of corn (Zea mays L.) inbred lines to drought stress. African Journal of Biotechnology, 11, 3099-3105. https://doi.org/10.5897/AJB11.2974 Kokab, S., Hatami Maleki, H., Alizadeh, K., & Rahimi, M. 2016. Evaluation of genotypic variation of sunflower inbred lines for agronomic traits under cold rainfed conditions using multiple factor analyses. Iranian Dryland Agronomy Journal, 5, 157-169 [In Persian]. https://doi.org/10.22092/idaj.2016.109663 Kumar, A., Kumari, J., Rana, J., Chaudhary, D., Kumar, R., Singh, H., Singh, T., & Dutta, M. 2015. Diversity among maize landraces in North West Himalayan region of India assessed by agro-morphological and quality traits. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, 75, 188-195. https://doi.org/10.5958/0975-6906.2015.00029.2 Kumar, A., Singh, N., Jeena, A., Jaiswal, J., & Verma, S. 2020. Evaluation of teosinte derived maize lines for drought tolerance. Indian Journal of Plant Genetic Resources, 33, 60-67. https://doi.org/10.5958/0976-1926.2020.00009.1 Moharramnejad, S., & Shiri, M. 2024. Genetic diversity of early maturing corn hybrids based on phenological and agronomic traits using multivariate statistical methods. Cereal Biotechnology and Biochemistry, 3, 95-109 [In Persian]. https://doi.org/10.22126/cbb.2024.10865.1074 Mostafavi, K., Firoozi, M., & Mousavi, S.M.N. 2013. Effect of drought stress on yield and yield components of maize hybrids. Scientific Research and Essays, 8, 1145-1149. https://doi.org/10.5897/SRE11.1730 Mustafa, H.S.B., Farooq, J., Ejaz-Ul-Hasan, Bibi, T., & Mahmood, T. 2015. Cluster and principle component analyses of maize accessions under normal and water stress conditions. Journal of Agricultural Sciences, Belgrade, 60, 33-48. https://doi.org/10.2298/JAS1501033M Rahimi, M. 2022. Evaluation of corn lines and hybrids resulting from their crossing based on biochemical and physiological traits in conditions of limited irrigation stress. Cereal Biotechnology and Biochemistry, 1, 375-389 [In Persian]. https://doi.org/10.22126/cbb.2022.8323.1019 Saeed, M., Mumtaz, A., Hussain, D., Arshad, M., Yousaf, M.I., & Ahmad, M.S. 2018. Multivariate analysis based evaluation of maize genotypes under high temperature stress. I3 Biodiversity, 1, Article105, 13Pp. https://www.researchgate.net/publication/329308869_Multivariate_analysis_based_evaluation_of_maize_genotypes_under_high_temperature_stress Sas-Institute-Inc. 2014. Base SAS 9.4 Procedures Guide: Statistical Procedures, Third Edition. SAS Institute Inc., Cary, NC, USA. Shemer, H., Wald, S., & Semiat, R. 2023. Challenges and solutions for global water scarcity. Membranes, 13, Article 612. https://doi.org/10.3390/membranes13060612 Shuro, A.R. 2017. Review paper on approaches in developing inbred lines in cross-pollinated crops. Biochemistry and Molecular Biology, 2, 40-45. https://doi.org/10.11648/j.bmb.20170204.12 Spitkó, T., Nagy, Z., Tóthné Zsubori, Z., Halmos, G., Bányai, J., & Marton, L.C. 2014. Effect of drought on yield components of maize hybrids: Zea mays L. Maydica: A Journal Devoted to Maize and Allied Species, 59, 161-169. https://journals-crea.4science.it/index.php/maydica/article/view/995 Subedi, K., & Ma, B. 2009. Corn crop production: growth, fertilization and yield. In: Danforth, A.T. (ed.), Corn Crop Production: Growth, Fertilization and Yield, pp. 1-84, Nova Science Pub. Inc, UK. http://dx.doi.org/10.13140/2.1.3515.9040 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 12 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 8 |