تحقیقات غلات
سال:1397 | دوره:8 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

شکل گیری عملکرد دانه به عواملی مانند میزان انرژی تابشی در دسترس و ویژگی های ژنتیکی گیاه مانند میزان جذب تابش، کارایی تبدیل تابش جذب شده به زیست توده و سهم زیست توده در عملکرد دانه بستگی دارد. در راستای تغییر اقلیم، به منظور بررسی تاثیرپذیری این ویژگی ها از عوامل و شرایط محیطی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مرکز ترویج و توسعه تکنولوژی هراز در بهار سال های 1392 و 1393 اجرا و جهت مواجه شدن ارقام برنج با شرایط محیطی مختلف از سه زمان نشاکاری استفاده شد. فاکتورهای آزمایشی شامل شش رقم برنج (صمدی، هاشمی، طارم، شیرودی، کشوری و گوهر) و سه زمان نشاکاری (15 اردیبهشت، 30 اردیبهشت و 20 خرداد) بودند. نتایج نشان داد که ارقام برنج از نظر عملکرد دانه، زیست توده، شاخص سطح برگ در مرحله 50 درصد گلدهی و 20 روز پس از گلدهی، شاخص برداشت، تابش فعال فتوسنتزی (PAR) جذبی تجمعی، درصد تابش فعال فتوسنتزی جذبی و کارایی مصرف تابش، سرعت و مدت پر شدن دانه و تعداد خوشه در واحد سطح اختلاف معنی داری داشتند. کلیه ویژگی های گیاهی مورد مطالعه به غیر از کارایی مصرف تابش در زمان های مختلف نشاکاری دارای اختلاف معنی داری بودند. بیش ترین عملکرد دانه، زیست توده، شاخص برداشت، PAR دریافتی تجمعی، PAR جذبی تجمعی، مدت پر شدن دانه و طول دوره رشد در زمان نشاکاری اول (به ترتیب 7204 کیلوگرم در هکتار، 17229 کیلوگرم در هکتار، 9/41 درصد، 1050 مگاژول در مترمربع، 827 مگاژول در مترمربع، 6/20 روز و 105 روز) و کم ترین مقدار آن ها در زمان نشاکاری سوم حاصل شد. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییر در زمان نشاکاری ارقام برنج باعث تغییر میانگین دما طی دوره رشد، تغییر میزان تابش دریافتی تجمعی و به تبع آن تغییر تابش جذبی تجمعی شد، اما اثر معنی داری بر کارایی مصرف تابش نداشت.

به منظور بررسی روابط بین صفات مؤثر بر عملکرد دانه و نیز تعیین روابط علت و معلولی بین آن ها، تعداد 137 لاین نوترکیب یک جمعیت F6 برنج در قالب طرح آگمنت به همراه چهار رقم شاهد (طارمی دیلمانی، هاشمی، صالح و علی کاظمی) در قالب یک طرح بلوکی با چهار بلوک برای نه صفت مهم زراعی طی دو سال زراعی 1394 و 1395 ارزیابی شدند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس (برای هر سال به طور جداگانه) اختلاف معنی دار بین لاین های مورد بررسی از نظر کلیه صفات مورد ارزیابی را نشان داد. اختلاف بین ارقام شاهد نیز برای کلیه صفات به جز طول و عرض برگ معنی دار بود. محاسبه ضرایب همبستگی ساده بین صفات برای هر سال به طور جداگانه نشان داد که صفات وزن صد دانه، تعداد پنجه بارور، تعداد دانه پر در خوشه، طول خوشه، طول برگ و عرض برگ همبستگی مثبتی را با عملکرد دانه داشتند. تجزیه رگرسیون گام به گام عملکرد دانه برای داده های هر سال نیز نشان داد که در سال اول، دو صفت وزن صد دانه و تعداد دانه پر در خوشه و در سال دوم، سه صفت وزن صد دانه، تعداد دانه پر در خوشه و طول خوشه به ترتیب وارد مدل رگرسیون شدند که 62 درصد و 73 درصد از تغییرات عملکرد دانه را به ترتیب برای سال اول و دوم توجیه کردند. نتایج تجزیه علیت عملکرد دانه (برای هر سال و مجموع دو سال) نشان داد که بعد از صفت وزن صد دانه (926/0)، صفات تعداد پنجه در بوته (739/0) و تعداد دانه پر در خوشه (682/0) بیش ترین اثر مستقیم مثبت را بر عملکرد دانه داشتند و می توانند به عنوان شاخص های انتخاب جهت بهبود عملکرد دانه در برنج در نظر گرفته شوند. همچنین بر اساس این صفات، به ترتیب لاین های 9، 132، 133، 24، 52، 83، 5، 40، 78 و 19 به عنوان لاین های پرمحصول انتخاب شدند و از این رو این لاین ها می توانند به عنوان لاین های پرمحصول و نوید بخش جهت مطالعات آتی به نژادی مورد استفاده قرار گیرند.

به منظور ارزیابی ژنوتیپ های برنج از لحاظ تحمل به خشکی و تعیین صفات مؤثر بر عملکرد دانه، 18 ژنوتیپ برنج (14 لاین جهش یافته نسل M5 و چهار رقم حساس به خشکی) تحت شرایط آبیاری کامل (بدون تنش) و تنش خشکی در مرحله زایشی به صورت دو آزمایش جداگانه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت طی سال زراعی 94-1393 ارزیابی شدند. تجزیه بای پلات ژنوتیپ در صفت نشان داد که عملکرد دانه تحت شرایط آبیاری کامل با تعداد پنجه، درصد باروری دانه و عرض دانه و تحت شرایط تنش خشکی با طول و عرض دانه، تعداد پنجه، درصد باروری دانه و تعداد دانه پر همبستگی مثبت داشت. شاخص های متوسط بهره وری (MP)، میانگین هندسی تولید (GMP)، میانگین هارمونیک (HarM)، شاخص تحمل به تنش (STI) و شاخص عملکرد (YI)، شاخص های مناسب در شناسایی ژنوتیپ های برتر در شرایط تنش بودند. بر اساس شاخص های تحمل به خشکی و نمود کلی صفات در شرایط تنش، ارقام خزر، هاشمی، طارم و گیلانه حساس ترین و لاین های موتانت 1، 2، 3، 4 (همگی از رقم طارم محلی) و 7 (از رقم هاشمی)، به ترتیب با میانگین عملکرد 33/2788، 00/2163، 33/2178، 00/2194 و 00/2375 کیلوگرم در هکتار تحت شرایط تنش خشکی، متحمل ترین ژنوتیپ ها بودند. بر اساس نمره تحمل به تنش (STS) نیز این لاین ها متحمل ترین ژنوتیپ ها بودند. بنابراین، به نظر می رسد که استفاده از موتاسیون توانسته باشد تحمل به خشکی را در نتاج افزایش دهد. این لاین های موتانت علاوه بر استفاده به عنوان والدین تلاقی ها، می توانند به عنوان ارقام متحمل به خشکی نیز معرفی شوند.

تداخل دو رقم برنج هاشمی و خزر با علف هرز پیزور دریایی (Bolboschoenus planiculmis) در نسبت های کاشت 0: 4، 1: 3، 2: 2، 3: 1 و 4: 0 (گیاهچه برنج: غده پیزور) با استفاده از مدل سری های جانشینی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ارتفاع رقم هاشمی بیش تر از رقم خزر و پیزور و تعداد پنجه و وزن خشک تولیدشده دو رقم برنج کم تر از پیزور بود. ازدیاد ساقه و تولید ماده خشک پیزور در رقابت با رقم هاشمی بیش تر از خزر کاهش یافت. مجموع تولید پنجه برنج و ساقه پیزور در هر گلدان با افزایش سهم پیزور در نسبت کاشت افزایش یافت. یک غده پیزور نسبت به سه گیاهچه برنج، ازدیاد حدود چهار برابری و تولید ماده خشک برابری داشت. عملکرد نسبی، شاخص غالبیت برنج و ضریب تزاحم نسبی حاکی از قابلیت رقابت بالاتر پیزور در مقابل هر دو رقم برنج بود. عملکرد زیست توده، عملکرد دانه، تعداد خوشه، و تعداد دانه کل، پر و پوک برنج با افزایش سهم برنج در نسبت کاشت افزایش یافت. در شرایط رقابت با پیزور، عملکرد زیست توده و طول خوشه رقم هاشمی کم تر از خزر و شاخص برداشت، تعداد خوشه، و وزن صد دانه رقم هاشمی بیش تر از خزر بود. علف هرز پیزور دارای قابلیت رقابت بالایی در برابر دو رقم برنج هاشمی و خزر بود و اثر تداخل رقم هاشمی بر پیزور بیش تر از رقم خزر بود. به طور کلی، با توجه به نتایج این تحقیق می توان نتیجه گیری کرد که قدرت رقابتی بیشتر (ضریب تزاحم بالاتر) علف هرز پیزور بیانگر اهمیت آن به عنوان یک علف هرز مسئله ساز بوده و بنابراین توسعه راهکاری مناسب جهت مدیریت آن ضروری است.

نمودار بای پلات حاصل از اثر ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ × محیط که برای بررسی پایداری ژنوتیپ ها استفاده می شود، GGE biplot نامیده می شود. در این روش، گزینش ارقام پایدار بر اساس هر دو اثر ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ × محیط انجام می-گیرد. در این تحقیق، پایداری 18 ژنوتیپ گندم نان در شش محیط (سه سال و دو شرایط محیطی، آبی و دیم) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار تحت هر دو شرایط دیم و آبی در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه طی سال های زراعی (1391-1389) و (1394-1393) انجام شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب نشان داد که اثر محیط 1/80 درصد، اثر ژنوتیپ 16/10 درصد و برهمکنش ژنوتیپ × محیط 74/9 درصد از تغییرات کل را توجیه کردند. ژنوتیپ های پیشتاز و WC-4530 نزدیک ترین ژنوتیپ به ژنوتیپ ایده آل بودند. به دلیل همبستگی بالای بین محیط های E3 (مکان دیم، 91-90) و E4 (مکان آبی، 91-90) و E1 (مکان دیم، 90-89)، E2 (مکان آبی، 90-89) و E5 (مکان دیم، 94-93)، این محیط ها به عنوان محیط های مشابه شناسایی شدند. بررسی هم زمان پایداری و عملکرد ژنوتیپ ها نشان داد که ژنوتیپ WC-4530 ژنوتیپ پایدار و عملکرد بالا است. بررسی نمودار چندضلعی منجر به شناسایی سه محیط کلان و پنج ژنوتیپ برتر شد و در هر محیط هم ژنوتیپ سازگار با آن محیط تعیین شد. تمام محیط های آزمایش از قدرت تفکیک خوبی برخودار بودند.

به منظور بررسی تحمل به خشکی ژنوتیپ های گندم نان، نوزده رقم تجاری به همراه نه لاین امید بخش در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی داراب (فارس) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار و به مدت دو سال زراعی (95-1394 و 96-1395) تحت شرایط بدون تنش (آبیاری معمول) و تنش خشکی (قطع آبیاری در مرحله گل دهی) مورد ارزیابی قرار گرفتند. سیزده شاخص تحمل به خشکی شامل شاخص تحمل (TOL)، متوسط تولید (MP)، میانگین هندسی عملکرد (GMP)، شاخص تحمل به تنش (STI)، شاخص حساسیت به تنش (SSI)، شاخص تحمل غیرزیستی (ATI)، شاخص درصد حساسیت به تنش (SSPI)، شاخص تولید غیر تنش-تنش (SNPI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI)، درصد کاهش عملکرد (R%) و شاخص عملکرد (YI) بر مبنای عملکرد تحت شرایط بدون تنش (Yp) و تنش خشکی (Ys) ارزیابی شدند. همچنین شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) بر مبنای تمام شاخص های تحمل به خشکی محاسبه شد. نتایج گروه بندی این شاخص ها بر مبنای تجزیه به مولفه های اصلی، آن ها را در سه گروه قرار داد و شاخص های گروه دو یعنی HM، GMP و STI بیش ترین همبستگی را با عملکرد دانه تحت هر دو شرایط تنش (Ys) و بدون تنش (Yp) نشان دادند. بر اساس شاخص SIIG، ژنوتیپ های S-92-13 و بهاران با بیش ترین مقدار SIIG (به ترتیب 709/0 و 701/0) متحمل-ترین ژنوتیپ ها به تنش خشکی و ژنوتیپ نارین با کم ترین مقدار SIIG (324/0) حساس ترین ژنوتیپ ها به تنش خشکی بودند. نمودار سه بعدی حاصل از تجزیه به مولفه های اصلی نیز نشان داد که ژنوتیپ های G5 (سیروان)، G22 (S-91-15) و G27 (M-92-20) با عملکرد بالاتر از متوسط کل در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی و نیز مقدار SIIG بالا جزء متحمل ترین ژنوتیپ ها به تنش خشکی بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان از شاخص SIIG به عنوان یک روش مناسب برای شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی با کمک شاخص های دیگر تحمل به خشکی استفاده کرد.

پاخوره گندم با عامل قارچی Gaeumannomyces graminis var. tritici از عوامل بیماری زای مهم گندم در کشور به شمار می رود. باکتری هایPseudomonas flourescens از طریق کلونیزاسیون ریشه و تولید آنتی بیوتیک در منطقه ریزوسفر در کنترل بسیاری از بیماری های گیاهی به ویژه بیماری های خاکزاد موثر هستند. در مطالعه حاضر، 21 جدایه P. flourescensاز نظر وجود ژن های دخیل در بیوسنتز فنازین 1-کربوکسیلیک اسید (phzC و phzD) از طریق آغازگرهای اختصاصی PCA2a و PCA3b در واکنش زنجیره ای پلیمراز مورد بررسی قرار گرفتند. توانایی تولید متابولیت های ضد میکروبی نظیر سیدروفور و سیانید هیدروژن توسط این باکتری ها و تأثیر باکتری ها بر رشد قارچ در شرایط آزمایشگاهی نیز بررسی شد. در آزمایش گلخانه ای، توانایی جدایه های منتخب در کنترل پاخوره گندم در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جدایه های باکتریایی قادر به تولید سیانید هیدروژن و سیدروفور در شرایط آزمایشگاهی بودند. نتایج آزمایش گلخانه ای نشان داد که جدایه های wt_20، eq1_3، wt1_65، eq1_4، 2_79، whm_3 و wbo2_7 با تأثیر مثبت بر تعدادی از شاخص های رشد مانند طول ریشه/ شاخساره، وزن خشک/ وزن تر ریشه و شاخساره و نیز کاهش شاخص بیماری زایی در کنترل بیماری پاخوره در گیاهان آلوده موثر بودند. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد که از این باکتری ها می توان در مهار زیستی بیماری پاخوره استفاده کرد.

تولید موفق بذر ذرت (Zea mays L. ) نیازمند هم نوایی کامل مراحل نموی لاین های اینبرد والدینی با شرایط محیطی است. مدل های شبیه سازی رشد و نمو می توانند با شبیه سازی زمان رخداد این مراحل نموی در مدیریت ایجاد این هم نوایی نقش کلیدی داشته باشند. به منظور ارزیابی توانایی مدل DSSAT-CSM-CERES-Maize در شبیه سازی مراحل رشد و نمو لاین اینبرد B73 ذرت، آزمایشی با پنج تاریخ کاشت و چهار تراکم بوته به صورت کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در سال زراعی 93-1392 در کرج اجرا شد. در این آزمایش، زمان رسیدن به هر یک از مراحل فنولوژیک لاین اینبرد B73 ذرت به عنوان والد مادری هیبرید سینگل کراس 704، شامل سبز گیاهچه (VE)، پیدایش آغازه تاسل (TI)، گل دهی یا پیدایش سیلک (R1)، پایان تلقیح (R2) و رسیدگی فیزیولوژیک (R6) اندازه گیری و سپس با استفاده از روش برآورد درستنمایی غیرقطعی تعمیم یافته توسط نرم افزار GLUE، ضرایب ژنتیکی مورد استفاده در مدل یعنی P1، P2، P5 و PHINT برای لاین اینبرد B73 تعیین شدند. این مقادیر به ترتیب برابر با 307، 33/0، 970 و 70 برآورد شدند. بررسی ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) برای اعتبارسنجی مدل برای پنج مرحله رشدی گیاه به ترتیب 857/7، 14، 141/7، 607/3 و 687/2 به دست آمد که نشان می دهد مدل می تواند با استفاده از ضرایب جدید، مراحل رشد و نمو لاین اینبرد B73 ذرت را به خوبی شبیه سازی کند. در کل، نتایج تحقیق حاضر نشان داد که مدل CERES-Maize که برای شبیه-سازی ارقام هیبرید ایجاد شده است، فقط در صورت استفاده از ضرایب ژنتیکی ویژه هر لاین اینبرد می تواند برای شبیه-سازی تولید بذر هیبرید از لاین های اینبرد مادری، کارایی و دقت لازم را داشته باشد.

برای ارزیابی ترکیب پذیری عمومی و خصوصی لاین های ذرت، پنج لاین S7 ذرت و نتاج آن ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار تحت شرایط بدون تنش و تنش کمبود آب در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان در سال 1396 مورد ارزیابی قرار گرفتند و صفات عملکرد دانه و اجزای آن اندازه گیری شدند. نتایج تجزیه واریانس حاکی از وجود تفاوت های معنی دار بین لاین ها و نیز ترکیب پذیری عمومی والدها و خصوصی هیبریدها بود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه دای آلل به روش دوم گریفینگ، صفات تعداد دانه در ردیف، تعداد ردیف دانه، تعداد دانه در بلال، طول بلال و وزن صد دانه بیش تر تحت تأثیر اثر افزایشی ژن ها قرار داشتند، در حالی که صفت تعداد بلال تحت کنترل اثر غیرافزایشی ژن ها و عملکرد در بوته تحت کنترل سهم تقریباً برابر آثار افزایشی و غیرافزایشی ژن ها قرار داشت. لاین KSC704-S7-1 برای صفت عملکرد دانه و بیش تر صفات مرتبط با آن در هر دو شرایط بدون تنش و تنش کمبود آب، ترکیب پذیری عمومی مثبت و معنی داری نشان داد و بنابراین می توان از این لاین برای بهبود عملکرد دانه در برنامه های اصلاحی استفاده کرد. علاوه بر آن، دورگ های P1×P3 و P2×P5 به ترتیب تحت شرایط تنش کمبود آب و بدون تنش برای عملکرد دانه و بیش تر صفات مرتبط با آن ترکیب پذیری خصوصی مثبت و معنی داری داشتند و به عنوان بهترین دورگ ها برای بهبود عملکرد دانه ذرت به ترتیب تحت شرایط تنش کمبود آب و بدون تنش معرفی می شوند.

به منظور بررسی تأثیر قارچ Piriformospora indica بر جذب و کارآیی مصرف نور ارزن تحت شرایط تنش کم آبی، آزمایشی به صورت کرت های خردشده در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا همدان طی دو سال زراعی (1393 و 1394) اجرا شد. عامل اصلی، آبیاری در سه سطح (آبیاری پس از 60، 90 و 120 میلی متر تبخیر آب از تشتک تبخیر کلاس A) و عامل فرعی، قارچ P. indica در دو سطح (تلقیح بذر با قارچ و شاهد) بود. در هر دو سال با اعمال تنش کم آبی، سطح برگ و تجمع ماده خشک کاهش یافت. کاربرد قارچ در سطوح مختلف آبیاری، سبب افزایش سطح برگ و تجمع ماده خشک شد. بیش ترین کارآیی مصرف نور (31/2 و 53/2 گرم بر مگاژول به ترتیب در سال اول و دوم) در گیاهان تلقیح شده با قارچ تحت شرایط بدون تنش کم آبی و کم ترین مقدار آن (96/1 و 08/2 گرم بر مگاژول به ترتیب در سال اول و دوم) در گیاهان تلقیح نشده با قارچ (شاهد) تحت شرایط تنش شدید کم آبی به دست آمد. تنش شدید کم آبی، عملکرد دانه ارزن را 53/57 و 91/46 درصد به ترتیب در سال اول و دوم اجرای آزمایش کاهش داد. تلقیح با قارچ عملکرد دانه ارزن را تحت شرایط تنش شدید کم آبی، 34/35 و 50/32 درصد نسبت به تیمار شاهد به ترتیب در سال اول و دوم افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان داد که تلقیح بذر با قارچ P. indica تأثیر مثبتی بر جذب و کارآیی مصرف نور ارزن در سطوح مختلف آبیاری داشت و موجب کاهش آثار تنش کم آبی و بهبود عملکرد ارزن شد.