جو
در نشریات گروه زراعت-
نشریه یافته های تحقیقاتی در گیاهان زراعی و باغی، سال سیزدهم شماره 1 (بهار و تابستان 1403)، صص 59 -74
رقم جدید جو نگین حاصل دورگ گیری بین لاین Violeta/Mja به عنوان والد مادری و لاین Manal/Alanda-01 به عنوان والد پدری می باشد. تلاقی اولیه والدین این رقم و انتخاب در توده های دورگ و نسل های درحال تفکیک تا رسیدن به خلوص ژنتیکی در بخش تحقیقات غلات موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال وبذر انجام گرفت. آزمایش های ارزیابی مقدماتی، مقایسه عملکرد مقدماتی و پیشرفته در ایستگاه های تحقیقات کشاورزی اهواز، دارب، زابل و گنبد انجام گرفت و رقم مورد نظر با توجه به عملکرد بالا و خصوصیات مطلوب زراعی در مقایسه با رقم شاهد انتخاب شد. به منظور بررسی سازگاری و پایداری عملکرد دانه، آزمایش ارزیابی لاین های امید بخش جو با شرکت لاین WB-95-9 و 17 لاین دیگر و شاهدهای نیمروز/صحرا و اکسین در پنج ایستگاه تحقیقات کشاورزی اهواز، داراب، زابل، گنبد و مغان برای دو سال زراعی 97-1395 انجام گرفت. برای گزینش لاین های دارای عملکرد دانه مطلوب و پایدار از نتایج مقایسه میانگین عملکرد دانه، میانگین رتبه، انحراف معیار رتبه و مجموع رتبه کانگ استفاده شد. در این آزمایش رقم نگین با میانگین عملکرد دانه 4480 کیلوگرم در هکتار، نسبت به رقم شاهد اکسین با عملکرد دانه 3939 کیلوگرم در هکتار، 13/7 درصد برتری عملکرد داشت. بر اساس نتایج حاصله مشخص شد که رقم جدید نگین علاوه بر عملکرد بالا و خصوصیات زراعی مطلوب، دارای سازگاری عمومی در مناطق گرم ایران است. این رقم شش ردیفه است و در برابر خوابیدگی و ریزش دانه مقاوم است. تیپ رشد این رقم بهاره بوده و میزان پروتئین آن 10/9 درصد می باشد. رقم نگین در برابر تنش های شوری و خشکی دارای تحمل بالا و نسبت به بیماری سفیدک پودری جو نیمه حساس تا نیمه مقاوم می باشد و در برابر بیماری های زنگ زرد و لکه قهوه ای نواری دارای واکنش نیمه مقاوم تا مقاوم می باشد.
کلید واژگان: جو، مناطق گرم، عملکرد دانه، سازگاریThe new barley cultivar Negin was derived from cross between Violeta/Mja and Manal/Alanda-01 lines as female and male parents, respectively. Initial cross between parents of this cultivar and selection in segregating populations was performed till pure line stage, in Seed and Plant Improvement Institute. Observational evaluation and preliminary and advanced yield trial were performed at Ahvaz, Darab, Zabol and Gonbad Agricultural Researches Stations and target line was selected because of its high yield and desirable agronomic characteristics. Grain yield stability experiment included line No. 9 (Negin cultivar) and 17 pure lines and Nimrooz/Sahra and Oxin as checks were conducted in Ahvaz, Darab, Zabol, Gonbad and Moghan Agricultural Researches Stations in 2016-2018 cropping seasons. Results of grain yield mean comparisons, rank mean, rank standard deviation and kang’s rank sum were used for selecting of genotypes with high and stable yield. Grain mean yield of line No. 9 (Negin cultivar) was 4480 kgha-1 that was 13.7% more than Oxin with 3939 kgha-1 grain yield. In the research-extension experiments, the grain yield mean of this variety was 4554 kgha-1 that was between 2 to 27% more than controls used in each location. According to the results it was determined that WB-95-9 line in addition to desirable performance and desirable agronomic characteristics, was generally adapted to the warm regions of the country and therefore was released as Negin cultivar. Negin variety is six rows, exhibits lodging resistance and non-shattering rachis. The growth type of this cultivar is spring and its protein content is 10.9%. Negin variety has high tolerance to salinity and drought stresses. Its reaction to powdery mildew is semi-resistant to semi-sensitive and to yellow rust and barley stripe is resistant to semi-resistant.
Keywords: Barley, Warm Regions, Grain Yield, Adaptability -
به منظور ارزیابی عملکرد، اجزای عملکرد و خصوصیات کیفی علوفه در کشت مخلوط جو و ماشک آزمایشی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی میاندوآب در دو سال زراعی 94-1393 و 95-1394 انجام شد. تیمارهای آزمایشی نسبت های مختلف کشت شامل 80% جو +20% ماشک، 60% جو +40% ماشک، 40% جو +60% ماشک، 20% جو +80% ماشک و کشت خالص دو محصول بودند، که در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد بالاترین عملکرد تر (28/7 تن در هکتار) و خشک (26/3 تن در هکتار) علوفه، مقدار فیبر نامحلول در اسید (23/52 درصد) و مقدار فیبر نامحلول در خنثی (42/58 درصد) و کربوهیدارت های محلول در آب (23/21 درصد) به تیمار کشت خالص جو (100 درصد جو) اختصاص داشت، در صورتی که بالاترین درصد پروتئین خام (18/25 درصد)، ماده خشک قابل هضم (39/63 درصد) و درصد خاکستر علوفه (66/5 درصد) و کمترین مقدار فیبر نامحلول در اسید (48/30درصد) و مقدار فیبر نامحلول در خنثی (21/39 درصد) به تیمار کشت خالص ماشک اختصاص داشت. از نظر عملکرد خشک علوفه، عملکرد پروتئین و درصد خاکستر نسبت های کشت 80% جو +20% ماشک و40% جو +60% ماشک دارای بالاترین کیفیت و همچنین نسبت برابری زمین (LER) بود. با توجه به اینکه با افزایش نسبت ماشک در کشت مخلوط بر میزان پروتئین علوفه افزوده و از میزان الیاف نامحلول اسیدی و خنثی کاسته شد وجود ماشک در کشت مخلوط با جو باعث افزایش کیفیت علوفه در کشت مخلوط می شود.
کلید واژگان: جو، پروتئین خالص، کشت مخلوط، ماشک و علوفهIn order to evaluation of quantitative and qualitative of forage yield in intercropping of barley with vetch , a two-year field experiment was conducted during 2015 and 2016 growing seasons at the Agricultural and Natural Resources Research Station of Miyandoab. Experimental design was a randomized complete block design with four replications. Arrangement consisted of 80% Barley + 20% Vetch, 60% Barley + 40% Vetch, 40% Barley + 60% Vetch, 20% Barley + 80% Vetch, along with sole culture of both crops (100% barley and100%Vetch). The results showed that the highest fresh yield (7.28 t/ha) and dry (3.26 t/ha) yield of forage, neutral detergent fiber (52.22%) and acid detergent fiber (58.22) and water-soluble carbohydrate (21.23%) was devoted to pure barley culture (100% barley), However, The highest percentage of crude protein (25.18%), digestible dry matter (63.39%) and forage ash (5.66%) and the lowest amount of neutral detergent fiber (30.48%) and acid detergent fiber (39.21%) was allocated to pure stand of vetch. In terms of dry forage yield, protein yield and percentage of ash, mixing ratios of 80% barley+ 20% of vetch and 40% barley + 60% vetch showed the highest quality in intercropping treatments and LER . Considering that with the increase in the ratio of vetch in intercropping system, the amount of protein increased and neutral detergent fiber and acid detergent fiber was reduced, the presence of vetch in the intercropping system with barley increases the quality of forage in intercropping system.
Keywords: Barley, Crude Protein, Forage, Intercropping, Vetch -
نشریه یافته های تحقیقاتی در گیاهان زراعی و باغی، سال دوازدهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1402)، صص 253 -269منشا رقم انصار لاین Yea168.4/Yea605.5//Yea206-4A-3 می باشد که در سال 74-1373 در قالب آزمایش مقایسه عملکرد مقدماتی بین المللی 5th IWPBYT)) در ایستگاه تحقیقاتی دیم مراغه مورد بررسی اولیه و سپس در سال های بعد در آزمایشات مقایسه عملکرد مقدماتی، پیشرفته و سازگاری مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آزمایش های سازگاری و پایداری، رقم انصار با میانگین عملکرد دانه 3025 کیلوگرم در هکتار بیشترین عملکرد را در مقایسه با شاهد سهند (2970 کیلوگرم در هکتار) داشت و جزو ژنوتیپ هایی با پایداری خوب بود. بررسی انصار طی سه سال 92-1389در ایستگاه های سردسیر مراغه، قاملو، زنجان و اردبیل نشان داد این رقم نسبت به ارقام سهند و آبیدر از زودرسی نسبی (2-1 روز)، پابلندی (4-6 سانتیمتر) و وزن هزار دانه بیشتری (2-1 گرم) برخوردار بود. میانیگن عملکرد رقم انصار، سهند و رقم محلی بهترتیب 2959، 2767 و 2172 کیلوگرم در هکتار بود که رقم جدید 7 درصد از شاهد سهند برتر بود. در مزارع زارعین (آنفارم)، رقم انصار 34 درصد در منطقه میانه، 12 درصد در اشنویه، و 11 درصد در پیرانشهر افزایش عملکرد نسبت به شاهد آبیدر داشت. رقم انصار متحمل به تنش های سرما و خشکی، تیپ رشد بینابین، مقاومت به ریزش، دو ردیفه و با ارتفاع بوته 73 سانتی متر می باشد. در نهایت می توان گفت جو انصار به دلیل داشتن میانگین عملکرد بالا (2959 کیلوگرم در هکتار)، کیفیت خوب، تحمل به تنش های سرما، خشکی و گرمای آخر فصل، نیمه مقاوم به سفیدک سطحی، اسکالد و زنگ، مقاوم به لکه نواری، مقاوم به ورس و سایر ویژگی های مناسب زراعی، رقمی مناسب برای کاشت در شرایط دیم مناطق سرد کشور می باشد. از اینرو توصیه می گردد با توسعه کشت و جایگزینی رقم انصار با رقم سهند و مخصوصا ارقام جو محلی به افزایش تولید دیمزارها کمک اساسی نمود تا شاهد بهبود معیشت کشاورزان دیمکار جو مناطق سرد باشیم.کلید واژگان: جو، انصار، خشکی، سازگاری، پایداری عملکردBarley is highly variable in adaptation to marginal environments. The main objective of barley breeding programs has been on improving yield by developing new cultivars with high grain yield and quality characteristics for different climates. Ansar is a new high yielding and drought tolerant cultivar of barley with facultative growth habit. It was released in the year 2013 for rainfed cold areas of Iran. Ansar originated from a cross Yea168.4/Yea605.5//Yea206-4A-3 (a high yielding line received from ICARDA). Based on regional yield trials, the average graind yield of Ansar was 3025 kgha-1, which was 55 kg higher than Sahand (2970 kgha-1). In comparison with Sahand (check), Ansar had 1-2 days early maturity, 4-6 cm taller stem, 1-2 g higher TKW. In onfarm trials, Ansar had 34, 12, 11% more grain yield than Sahand in Miyaneh, Oshnaviyeh and Piranshar regions, respectively. Ansar is tolerant to cold, drought, grain shedding, lodging, two-rowed variety with 73 cm plant height. Ansar is resistance to leaf strip, scald and powdery mildew and rust. It can be concluded that Ansar is not only a high-yielder, possesses better quality traits and tolerant/resistant to all diseases, but is also best suited in cold rainfed areas of Iran.Barley is highly variable in adaptation to marginal environments. The main objective of barley breeding programs has been on improving yield by developing new cultivars with high grain yield and quality characteristics for different climates. Ansar is a new high yielding and drought tolerant cultivar of barley with facultative growth habit. It was released in the year 2013 for rainfed cold areas of Iran. Ansar originated from a cross Yea168.4/Yea605.5//Yea206-4A-3 (a high yielding line received from ICARDA). Based on regional yield trials, the average graind yield of Ansar was 3025 kgha-1, which was 55 kg higher than Sahand (2970 kgha-1). In comparison with Sahand (check), Ansar had 1-2 days early maturity, 4-6 cm taller stem, 1-2 g higher TKW. In onfarm trials, Ansar had 34, 12, 11% more grain yield than Sahand in Miyaneh, Oshnaviyeh and Piranshar regions, respectively. Ansar is tolerant to cold, drought, grain shedding, lodging, two-rowed variety with 73 cm plant height. Ansar is resistance to leaf strip, scald and powdery mildew and rust. It can be concluded that Ansar is not only a high-yielder, possesses better quality traits and tolerant/resistant to all diseases, but is also best suited in cold rainfed areas of Iran.Keywords: Barley, Ansar, Drought, Adaptability, Yield Stability
-
تشخیص سریع و دقیق عوامل بیماریزای همراه با بذر جهت پیشگیری و کنترل بیماری های بذرزاد ضروری است. بیماری سیاهک آشکار یکی از مهمترین بیماری های قارچی بذرزاد جو در سراسر جهان است که موجب کاهش عملکرد محصول می شود. هدف از این پژوهش مقایسه روش های مختلف برای ردیابی و تشخیص عامل بیماری سیاهک آشکار در نمونه های بذری، میزان انتقال بیماری به نسل بعد و ارزیابی تاثیر آلودگی بذر روی برخی از شاخص های رشدی گیاهچه ها در مزرعه می باشد. به منظور ردیابی آلودگی در نمونه های بذری و شناسایی قارچ عامل بیماری سیاهک آشکار، از ارقام مختلف جو تولید شده در مزارع استان های اصفهان، خوزستان، خراسان شمالی، خراسان جنوبی، البرز و همدان بر اساس شیوه نامه ی انجمن بین المللی آزمون بذر نمونه برداری شد. نتایج مقایسه ی روش های تشخیصی نشان داد که آزمون اصلاح شده شمارش جنین در مقایسه با روش ایکاردا بر اساس حساسیت، مدت زمان مورد نیاز، سادگی و هزینه می تواند به عنوان روش قابل اعتمادتری برای ردیابی آلودگی سیاهک در نمونه های بذری در نظر گرفته شود. نتایج نشان داد که همبستگی مثبت قوی بین میزان آلودگی ردیابی شده در آزمون اصلاح شده شمارش جنین و میزان بروز بیماری در مزرعه وجود دارد. آلودگی بذر به طور قابل توجهی روی شاخص های رشدی گیاهچه در مزرعه تاثیر گذاشته و ضمن افزایش متوسط زمان لازم برای ظهور گیاهچه ها، موجب کاهش سرعت ظهور گیاهچه ها در مزرعه گردید. نتایج نشان داد که وجود آلودگی به سیاهک آشکار در نمونه های بذری در مقایسه با شاهد تاثیر قابل توجه روی درصد سبز نهایی در مزرعه داشته است. یافته های این پژوهش دیدگاه های جدیدی را درباره تاثیر میزان آلودگی بذرها روی شاخص های رشدی گیاهچه ها و میزان انتقال بیماری در مزرعه ارائه می دهد که می توانند در بازنگری استاندارد ملی سلامت بذر جو و مدیریت موثر این بیماری مورد استفاده قرار گیرند.کلید واژگان: آزمون شمارش جنین، انتقال بیماری، بذرزاد، جو، سیاهک، کیفیت بذرQuick and accurate diagnosis of pathogenic agents associated with seeds is necessary for the prevention and control of seed-borne diseases. Loose smut disease is one of the most important seed-borne fungal diseases of barley throughout world, which causes a decrease in crop yield. The aim of this study was to compare different methods of the detection and diagnosis of the loose smut disease agents in seed samples, transmission rate to the next generation and to evaluate the effect of seeds infection on the growth indicators of seedlings in the field. In order to detect infection in seed samples and identify the fungus that causes loose smut disease, from different cultivars of barley produced in the some fields of Isfahan, Khuzestan, North Khorasan, South Khorasan, Alborz and Hamedan provinces were sampled according to the International Seed Testing Association rules (ISTA). The results of comparison of diagnosis methods showed that the modified embryo test compared to ICARDA method can be considered as a more reliable method for detect smut infection in seed samples based on sensitivity, time required, simplicity and cost. The results revealed that there is a strong positive correlation between level of seed infection detected in the modified embryo test and the disease incidence in the field. Infected seeds has significantly affected the growth indicators of seedlings in the field while increasing the mean emergence time, the causes decreasing the field emergence rate and final emergence percentage in field. The findings of this research provide new insights into the effect of seed infection on the growth indicators of seedlings and transmission rate of disease in the field, which can be used for the revision of the national standard for barley seed and the effective management of this disease.Keywords: Barley, Disease Transmission, Embryo Count Test, Seed-Borne, Seed Quality, Smut
-
نیتروژن یکی از عناصر غذایی مهم لازم برای تولید محصولات کشاورزی است، اما مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی نیتروژن دار و آبشویی آن باعث آلودگی محیط می شود. استفاده از ارقام با کارایی بالا در جذب و مصرف نیتروژن، یکی از روش های ممکن برای حل این مسئله است. به منظور ارزیابی عملکرد دانه و شاخص های کارایی مصرف نیتروژن در ژنوتیپ های جو در شرایط کم نهاده (بدون مصرف کود)، آزمایشی با استفاده از 36 ژنوتیپ جو خالص سازی شده در سال زراعی 96 -1395 در قالب طرح آلفا لاتیس ساده با دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد- تهران انجام شد. نتایج نشان داد که ژنوتیپ های 106، 107 و 68 دارای بیشترین عملکرد دانه (به ترتیب 7963، 7920 و 7900 کیلوگرم در هکتار)، بالاترین کارایی مصرف نیتروژن (به ترتیب 58/6، 58/5و 56/9 کیلوگرم بر کیلوگرم) و بالاترین کارایی جذب نیتروژن (به ترتیب 2، 2 و 2/25کیلوگرم بر کیلوگرم) بودند. نتایج تجزیه رگرسیون چندگانه نشان داد که سه متغیر کارایی مصرف نیتروژن، کارایی جذب نیتروژن و عملکر د زیست توده در مجموع 2/98 درصد از تغییرات عملکرد دانه را توجیه کردند. براساس نتایج تجزیه به مولفه های اصلی ژنوتیپ های جو مورد بررسی به چهار گروه تقسیم شدند. گروه اول شامل ژنوتیپ های 88، 119، 54، 107و 68 از لحاظ شاخص های کارایی جذب و مصرف نیتروژن، عملکرد و کیفیت دانه برتر از سایر ژنوتیپ ها بودند. نتایج این آزمایش نشان داد که در شرایط کم نهاده می توان از ژنوتیپ های برتر منتخب جهت افزایش کارایی مصرف نیتروژن استفاده کرد.
کلید واژگان: جو، کارایی جذب نیتروژن، کمبود نیتروژن، تجزیه رگرسیون چندگانه و عملکرد زیست تودهIntroductionNitrogen is one of the important nutrient elements necessary for the production of agricultural products, but the excessive application of nitrogenous chemical fertilizers and their leaching cause environmental pollution. Crops’ cultivars with high nitrogen use efficiency is one of the environmental friendly aproaches to mitigate this problem.
Materials and MethodsTo evaluate grain yield and nitrogen use efficiency in barley genotypes under low input conditions (without fertilizer application), a field experiment was conducted in research field of the agricultural faculty of Shahed University, Tehran, Iran in 2016-2017 cropping season. Thirty six barley genotypes, purified for three cropping seasons, were planted using simple alpha lattice design with two replications.
ResultsThe results showed that genotypes; 106, 107, and 68 had the highest grain yield (7963, 7920 and 7900 kg ha-1, respectively), the highest nitrogen use efficiency (58.6, 58.5 and 56.9 kg.kg-1, respectively) and the highest nitrogen uptake efficiency (2, 2 and 2.25 kg.kg-1, respectively). The results of multiple regression analysis showed that the three variables of nitrogen use efficiency, nitrogen uptake efficiency, and biomass yield explained 98.2% of variation in grain yield. Principle component analysis revealed that barely genotypes divided into four groups. The first group included genotypes; 88, 119, 54, 107, and 68 for nitrogen uptake efficiency and nitrogen use efficiency, grain yield and quality. These genotypes are suitable for low input cropping systems to increase nitrogen use efficiency.
ConclusionThe results of this experiment indicated that further investigations are required for recommendation of barley genotypes with higher nitrogen efficiency and grain yield for low input cropping systems.
Keywords: Barley, Biomass Yield, Multiple Regression Analysis, Nitrogen Deficiency, Nitrogen Uptake Efficiency -
خدمات بوم سازگان مزایا و کارکردهایی هستند که بوم نظام ها برای انسان فراهم می کنند. در این مطالعه انواع خدمات تامینی، حمایتی و تنظیمی در کشت بوم های جو و تریتیکاله واقع در شرکت زراعی دشت ناز ساری (استان مازندران) در سال زراعی 99-1398 ارزیابی و کمی سازی شد. خدمات بوم سازگانی مورد بررسی شامل تنوع زیستی حشرات و گیاهان هرز از زیر مجموعه خدمات حمایتی با استفاده از شاخص های شانون-واینر، سیمپسون، مارگالف، یکنواختی و منهنیک، خدمات تنظیمی با استفاده از نمایه های تنفس میکروبی خاک، ترسیب کربن، فراوانی کرم خاکی، ماده آلی، پایداری خاکدانه ها، تولید اکسیژن و خدمات تامینی شامل عملکرد و میزان پروتیین دانه ارزیابی و کمی سازی شدند. نمونه های خاک قبل از کشت گیاهان جو و تریتیکاله در آبان 1398 و پس از برداشت آن در خرداد 1399 از عمق 0-30 سانتی متری برداشت شدند. نتایج نشان داد که بیشترین میزان خدمت تولید اکسیژن حدود 66/17 و 57/16 تن در هکتار از قطعات علوفه ای 12 جو و 16 تریتیکاله حاصل گردید. در این پژوهش بیشترین میزان ترسیب کربن (67/2 تن در هکتار) و فعالیت تنفس میکروبی قبل از کشت و بعد از برداشت محصول به ترتیب به میزان 40/91 و 95/45 میلی گرم CO2 به ازای هر کیلوگرم خاک در روز به قطعه 18 جو تعلق داشت. بطور کلی مدیریت زراعی و اجرای نظام کشاورزی فشرده، بر ارایه بسیاری از خدمات بوم سازگان در مزارع جو و تریتیکاله در منطقه دشت ناز ساری تاثیرگذار بود، به-طوری که این خدمات تحت تاثیر عواملی متعددی مانند رقم زراعی، تناوب زراعی، روش های خاکورزی و غیره قرار گرفتند.
کلید واژگان: تریتیکاله، تنوع زیستی، جو، خدمات بوم سازگانی، خدمات تنظیمیEcosystem services are defined as services provided by the natural environment. These services produce outputs or effects that directly and indirectly impact human well-being, culture, and the global economic system (Feng et al., 2018; Ma et al., 2020). Quantifying the services of agroecosystems is one of the most important strategies to increase attention to these services and provide appropriate solutions to maintain and sustain these services. The development of intensive agriculture has transformed agricultural landscapes into simple, low-coverage single-product systems similar to semi-natural habitats. This change has led to a sharp decline in biodiversity and a reduction in the provision of ecosystem services to agriculture. It has been confirmed that among ecosystem services, pest, and weed control, and pollination have significant impacts on global agricultural production.
Materials & MethodsIn this study, 8 plots were selected from different plots of autumn crops included barley, and triticale. In this study provisioning, supporting, regulating services in the cultivation of barley and triticale fields of Dasht-e Naz, Sari Agricultural Company (Mazandaran province) were evaluated and quantified, during 2019-2020. In this study, some ecosystem services such as insect and weed biodiversity (using Shannon-Weiner, Simpson, Margalf, Uniformity and Menhinick indices), soil microbial respiration, carbon sequestration, organic matter, abundance of earthworms, grain yield, protein content oxygen production, and soil protection (by the stability of aggregates) were evaluated and quantified. Soil samples were taken from a depth of 0-30 cm before barley and triticale planting in November 2019 and after harvest in June 2020 for assessment of rate of microbial respiration, organic matter and carbon sequestration. Also, oxygen production was estimated based on net primary production. A sampling of plant biodiversity and yield of autumn crops was performed based on the W shaped pattern with 0.5×0.5 m2 quadrate. In this study, insects were collected in ways: yellow sticky trap, insect nets, and ground trap. Sampling was done from late March to mid-April 2020. All data were analyzed with SAS version 9.4 and T-test was used to compare the means between cultivars at the 5% probability level.
Results & DiscussionThe results showed that the highest amount of oxygen production was obtained at about 17.66 and 16.57 tons per hectare from 12 and 16 fodder plots for barley and triticale, respectively. In this research, the highest amount of carbon sequestration (2.67 tons per hectare) and the activity of microbial respiration before planting and after harvesting the crop were 91.40 and 45.95 milligrams of CO2 per kilogram of soil per day, respectively andearthworm abundance (13 per square meter) belonged to plot 18. The evaluation of the biodiversity status in insects and weeds showed that the highest Shannon-Weiner diversity index in weeds was 2.65 and 2.89 from plots 12 and 16 of barley and triticale fodder, respectively. Also, in 12 plots of barley and 16 plots of triticale, because the purpose of farming was to produce fodder, herbicides were not used compared to other plots. In another study, it was observed that the highest Shannon-Weiner diversity index was obtained from triticale farms (1.00) and the lowest (0.14) from winter wheat farms(Sawicka et al., 2020). This could increase the Shannon-Weiner index. Also, the Shannon-Weiner index of insect communities was calculated as 2.37 and 2.49 from 19 and 16 plots, for barley and triticale, respectively.4 beneficial insects named Syrphus ribesii, Chrysoperla carnea, Coccinella septempunctata Linnaeus and Apis ellifera mellificawere recorded in the barley and triticale plots studied.
ConclusionThe results of this study showed that crop management and implementation of intensive agricultural systems were effective in providing many ecosystem services of barley and triticale fields. So, these services were affected by various factors, such as cultivar type, crop rotation, and tillage methods. In general, intensive agriculture is associated with climate change and biodiversity loss and alternatively, the reduction of ecosystem services including regulating and provisioning services is inevitable. Therefore, adopting management of agroecosystems associated with natural ecosystems can help to provide more ecosystem services in agroecosystems and maintain their sustainability level.Acknowledgements:We are thankful to Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR), the agricultural company of Dasht-e-Naz Sari and Dr. Hamid Sakinin for all his companions and supports.
Keywords: Barley, Biodiversity, Ecosystem services, Regulatory services, triticale -
مقدمه و هدف
با توجه به خشکسالی های چندسال اخیر، نیاز کم محصول جو به آب وخاک غنی، نیاز کشور در تامین مواد غذایی جامعه و اهمیت جو در صنایع غذایی، لذا معرفی ژنوتیپ های پرمحصول و مقاوم به خشکی امری ضروری می باشد.
مواد و روش هابه منظور بررسی تحمل به خشکی16 ژنوتیپ جو و شناسایی ژنوتیپ های متحمل و حساس بر اساس عملکرد دانه و شاخص های تحمل به خشکی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی ایلام در سال زراعی 1399-1400 انجام شد. پس از برداشت، عملکرد دانه اندازه گیری گردید.
یافته هانتایج همبستگی بین شاخص های تحمل به خشکی و عملکرد دانه در دو شرایط مورد آزمایش نشان داد که شاخص تحمل (STI)، میانگین بهره وری (MP)، میانگین هارمونیک (HM) و میانگین هندسی بهره وری (GMP) همبستگی مثبت و معنی داری با صفات عملکرد دانه در هر دو شرایط محیطی داشتند در نتیجه بهترین شاخص ها جهت گزینش لاین ها و ارقام متحمل به تنش خشکی در هردو محیط می باشند. با توجه به شاخص های مورد مطالعه، ژنوتیپ های شماره 11، 9، 10 و 12 به ترتیب بعنوان لاین های دارای بالاترین میزان تحمل به تنش خشکی شناخته شدند. بر اساس شاخص SIIG ژنوتیپهای 11 و 9 بالاترین مقدار را نشان دادند در حالی که ژنوتیپ های 3 و 4 کمترین مقدار داشتند. همچنین تجزیه به عامل ها بر اساس روش تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که دو عامل اول 5/98 درصد (عامل اول 68/7 % و عامل دوم 29/8 %) از تغییرات کل را توجیه می نماید.
نتیجه گیریبر اساس نتایج بدست آمده ژنوتیپ های شماره 9 و 11 دارای بالاترین تحمل به تنش خشکی و عملکرد بوده که مناسب کشت در مناطق تحت تنش رطوبتی می باشند و ژنوتیپ های شماره 3 و 13 مناسب کاشت در مناطق فاقد تنش رطوبتی می باشند.
کلید واژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه خوشه ای، جو، شاخص انتخاب ایده آل (SIIG)، شاخص های تحمل به خشکیIntroduction and ObjectiveDue to the droughts of the last few years, the low need of barley crop to water and rich soil, the need of the country in the supply of Community Food and the importance of barley in the food industry, therefore, it is necessary to introduce high-yielding and drought-resistant genotypes.
Material and methodsThe research was conducted at the Ilam Agricultural Research Station in 2020-2021. Identification of tolerant and sensitive genotypes was based on grain yield and drought tolerance indices. Accordingly, 16 barley genotypes were implemented in the form of random complete blocks with four repetitions in two conditions: dim and supplementary irrigation. After harvesting, grain yield was measured and stress tolerance indices were calculated.
ResultsThe results of correlation between drought tolerance indices and grain yield in rainfed and irrigated conditions showed that tolerance index (STI), mean productivity (MP), harmonic mean (HM) and geometric mean productivity (GMP) were positively correlated, and had significance with grain yield traits in both environmental conditions. So, they were suitable indicators for selecting high yielding genotypes in both rainfed and irrigated environments. Based on SIIG index, genotypes 11 and 9 show the highest values, while genotypes 3 and 4 had the lowest values. Also, factor analysis based on principle component analysis showed that the first two factors explain 98.5%((the first factor 68.7% and the second factor 29.8%) of the total diversity.
ConclusionBased on the obtained results, genotypes No. 9 and 11 have the highest resistance to drought stress and yield, which are suitable for cultivation in areas under moisture stress, and genotypes No. 3 and 13 are suitable for planting in areas without moisture stress.
Keywords: Barley, Cluster analysis, Drought tolerance indices, Principal component analysis, Selection index of ideal genotype (SIIG) -
به منظور مطالعه ی پتانسیل تولید و توان رقابتی گیاهان جو و ماشک در الگوی کشت مخلوط تحت تاثیر الگوهای مختلف کاشت و استفاده از کود نیتروژن، آزمایشی در سال زراعی 98-1397 در دو ایستگاه تحقیقات دیم سیساب و شیروان واقع در استان خراسان شمالی اجرا شد. آزمایش به صورت اسپیلت پلات بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی بود که در این آزمایش فاکتور اصلی شامل کود نیتروژن در سه سطح (صفر، 50 و 100 کیلوگرم در هکتار) و فاکتور فرعی الگوهای مختلف کشت در پنج سطح (تک کشتی گیاه جو، تک کشتی گیاه ماشک، نسبت های افزایشی 15، 30 و 45 درصد افزایش گیاه ماشک به تراکم گیاه جو) و کشت از نوع درهم و افزایشی بود. صفات مورد بررسی شامل: ارتفاع بوته جو، میزان خاکستر جو، الیاف نامحلول در شوینده خنثی (NDF)، تعداد دانه در سنبله جو، تعداد سنبله در متر مربع جو، وزن هزار دانه جو، میزان پروتیین جو و عملکرد دانه جو بود. بر اساس نتایج مقایسه میانگین اثر متقابل دو گانه نیتروژن و الگوهای کشت مخلوط، بیشترین میزان خاکستر جو در تیمار کشت مخلوط 100:45 و در تیمار کودی 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار حاصل شد در حالیکه کمترین مقدار این صفت مربوط به تیمارهای کشت مخلوط 100:15 و کشت خالص جو بود که در تیمار عدم استفاده از نیتروژن حاصل شد، همچنین بیشترین مقدار پروتیین جو و وزن هزار دانه به ترتیب در تیمارهای 100:45 و کشت خالص جو به دست آمد، که در تیمار استفاده 100 کیلوگرم نیتروژن در هکتار به دست آمد. بر اساس نتایج مقایسه میانگین اثرات متقابل سه گانه آزمایش، بیشترین عملکرد دانه در کشت خالص جو و در تیمار استفاده نیتروژن 100 کیلوگرم در هکتار (1675 کیلوگرم در هکتار) به دست آمد که مربوط به منطقه سیساب بود و کمترین آن در تیمار کشت مخلوط 100:30 و تیمار کودی 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار (790 کیلوگرم در هکتار) که در منطقه شیروان به دست آمد. شاخص نسبت برابری زمین در تیمار کشت مخلوط 100:45 و کود نیتروژن 50 کیلوگرم بیشترین مقدار (158/1=LER) را داشت که در منطقه شیروان حاصل شد؛ که نشان می دهد 8/15 درصد سطح زمین بیشتری برای سیستم کشت خالص نیاز است تا بتواند محصولی برابر با محصول سیستم کشت مخلوط مذکور تولید نماید؛ بنابراین به نظر می رسد بر اساس نتایج به دست آمده از بررسی و مقایسه تیمارهای مختلف در این آزمایش، می توان عنوان کرد که بهترین تیمار از تیمارهای مورد بررسی، تیمار کشت مخلوط افزایشی 100:45 با سطح کودی 50 کیلوگرم نیتروژن در هکتار باشد.
کلید واژگان: پروتیین، جو، کشت مخلوط، ماشکPlant Production, Volume:46 Issue: 2, 2023, PP 171 -183In order to study the production potential and competitive power of barley and vetch plants in the mixed cropping pattern under the influence of different planting patterns and the use of nitrogen fertilizer, an experiment was carried out in the 2017-2018 in two research stations of Sisab and Shirvan in North Khorasan province. The type of experimental design was a split plot based on a randomized complete block design, with the main factor including nitrogen fertilizer at three levels (zero, 50 and 100 kg/ha) and the sub-factor of different cultivation patterns at five levels (barley monoculture, vetch monoculture, Incremental ratios: 15, 30, and 45 increased the density of vetch to barley) and the cultivation was mixed and additive. The examined traits included: barley plant height, barley ash content, Neutral Detergent Fiber (NDF), number of grains per barley spike, number of spikes per square meter of barley, weight of 1000 barley grains, barley protein content and barley grain yield. The results showed that the highest amount of barley ash was obtained in the 45:100 mixed crop treatment and in the 100 kg nitrogen fertilizer treatment, while the lowest amount of this trait was in the 100:15 mixed crop treatments and the pure barley crop, which was in the no nitrogen treatment. Was obtained. The highest yield of barley seeds was obtained in the pure cultivation of barley and in the nitrogen treatment of 100 kg/ha (1675 kg/ha), that related to Sisab region and the lowest yield was obtained in the mixed crop of 100:45 and the nitrogen fertilizer treatment (790 kg/ha) that related to Shirvan region. The highest amount of barley protein as well as the weight of 1000 grains was obtained in the treatments of 45:100 and pure cultivation of barley, which was obtained in the treatment of using 100 kg of nitrogen per hectare. The index of land equality ratio in mixed cropping treatment of 100:45 and nitrogen fertilizer 50 kg had the highest value (LER=1.158) which was obtained in Shirvan region; which shows that 15.8% more land area is needed for the pure cultivation system to be able to produce a product equal to the product of the mentioned mixed system; Therefore, it seems that the best treatment among the investigated treatments is the 100:45 mixed cultivation treatment with a fertilizer level of 50 kg/ha of nitrogen.
The examined traits included: barley plant height, barley ash content, Neutral Detergent Fiber (NDF), number of grains per barley spike, number of spikes per square meter of barley, weight of 1000 barley grains, barley protein content and barley grain yield. The results showed that the highest amount of barley ash was obtained in the 45:100 mixed crop treatment and in the 100 kg nitrogen fertilizer treatment, while the lowest amount of this trait was in the 100:15 mixed crop treatments and the pure barley crop, which was in the no nitrogen treatment. Was obtained. The highest yield of barley seeds was obtained in the pure cultivation of barley and in the nitrogen treatment of 100 kg/ha (1675 kg/ha), that related to Sisab region and the lowest yield was obtained in the mixed crop of 100:45 and the nitrogen fertilizer treatment (790 kg/ha) that related to Shirvan region. The highest amount of barley protein as well as the weight of 1000 grains was obtained in the treatments of 45:100 and pure cultivation of barley, which was obtained in the treatment of using 100 kg of nitrogen per hectare. The index of land equality ratio in mixed cropping treatment of 100:45 and nitrogen fertilizer 50 kg had the highest value (LER=1.158) which was obtained in Shirvan region; which shows that 15.8% more land area is needed for the pure cultivation system to be able to produce a product equal to the product of the mentioned mixed system; Therefore, it seems that the best treatment among the investigated treatments is the 100:45 mixed cultivation treatment with a fertilizer level of 50 kg/ha of nitrogen.Keywords: protein, barley, grain yield, inter cropping, vetch, land equality ratio -
برخی از گونه های کنه از دانه غلات تغذیه کرده و با کاهش ارزش کمی و کیفی آن ها، خسارت اقتصادی مهمی وارد می کنند. در سال 1386، برای شناسایی کنه های بذر غلات در استان گلستان از هشت انبار واقع در پنج شهر شامل گرگان، مینودشت، بندر ترکمن، گنبد و آق قلا نمونه برداری شد. در مجموع، تعداد 192 نمونه و زیرنمونه (تکرار) از بذرهای گندم، جو، ذرت جمع آوری شد. در این نمونه برداری 21 گونه کنه تحت 17 جنس و از 10 خانواده شناسایی شد که 13 گونه آن متعلق به گروه Astigmatina در راسته Sarcoptiformes، هفت گونه از زیر راسته Prostigmata در راسته Trombidiformes و یک گونه از راسته Mesostigmata بود. Lepidoglyphus destructor (Schrank)،Tyrophagus putrescentiae (Shrank) و Acarus siro L. با به ترتیب 2/42، 4/15 و 12درصد، بیش ترین فراوانی را در بین کنه های آفت داشتند. در بین کنه های شکارگر Cheyletus malaccensis Oudemans (4/13 درصد) بیش ترین فراوانی را نشان داد. حدود 6/66 درصد از کل نمونه ها، آلوده به کنه بودند. فراوانی کنه ها در بذر گندم 4/61 درصد، بذر ذرت 8/20 درصد و در بذر جو 7/17 درصد بود. بیش ترین تعداد کنه ها در انبار طلایی آق قلا مشاهده شده است (40 درصد). میانگین تعداد کنه در هر کیلوگرم موادهای نمونه برداری 10 عدد بود.کلید واژگان: Astigmatina، جو، ذرت، شمال ایران، گندمSome mites species feed on cereal seeds and cause significant economic damage by reduction their quantitative and qualitative value. In 2006, to identify grain seed mites in Golestan province, sample were taken from 8 warehouses in 5 cities, located in 5 cities including Gorgan, Mino-Dasht, Bandar Turkmen, Gonbad and Agh-Qala. In total, 192 samples and sub-samples of wheat, barley and corn seeds were collected. In this sampling, 21 species from 17 genera and 10 families were identified, of which 13 species belonged to the Astigmatina group in the Sarcoptiformes order, 7 species belonged to the Prostigmata suborder and Trombidiformes order, and one species belonged to the Mesostigmata order. Lepidoglyphus destructor (Schrank), Tyrophagus putrescentiae (Shrank) and Acarus siro L. with 42.2%, 15.4% and 12% abundance respectively, have the most relative abundance among the pest mites. Among the predatory mites, Cheyletus malaccensis Oudemans (13.4%) was the most abundant. About 66.6% of all samples were infected with mites. The frequency of mites in wheat, corn and barley seeds were respectively, 61.4%, 20.8% and 17.7%. The highest number of mites was observed in Agh-Qala Talaii warehouses (40%). The average number of mites per kilogram of sampling materials was 10.Keywords: Astigmatina, Barley, Corn, North of Iran, Wheat
-
به منظور ارزیابی شاخص های مقاومت به خشکی و عملکرد کشت مخلوط غلات مختلف تحت شرایط تنش آبی در شرایط اکولوژیکی گرم و خشک، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 97-96 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب - دانشگاه شیراز انجام شد. در این آزمایش فاکتور اول رژیم آبیاری در دو سطح آبیاری نرمال و تنش آبی و فاکتور دوم ژنوتیپ های (لاین جو پابلند EB-95-97 ، لاین جو پاکوتاه EB-95-97لاین گندم نان پاکوتاهS-92-19 ، رقم گندم نان پابلند خلیل و یک رقم تریتیکاله جوانیلو) بودند که به صورت سری جایگزینی کشت مخلوط ردیفی دوتایی و خالص کشت شدند. شاخص های کمی تحمل به خشکی شامل: شاخص حساسیت به تنش (SSI)، شاخص تحمل تنش (STI)، شاخص تحمل (TOL)، شاخص میانگین هندسی بهره وری (GMP)، شاخص بهره وری متوسط (MP)، شاخص عملکرد (YI) در شرایط تنش آبی و آبیاری نرمال محاسبه شد. نتایج این آزمایش نشان داد که بیشترین عملکرد دانه در کشت مخلوط گندم پابلند - تریتیکاله با عملکرد 9472 کیلوگرم در هکتار در شرایط آبیاری نرمال و کمترین عملکرد دانه در کشت خالص جو پاکوتاه در شرایط تنش آبی با میانگین 3934 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. سیستم کشت مخلوط گندم پابلند- تریتیکاله تحت شرایط آبیاری نرمال نسبت به سیستم کشت خالص گندم پابلند 16 درصد افزایش عملکرد نشان داد. بطور کلی سیستم کشت مخلوط جو پاکوتاه+ جو پابلند با بیشترین مقدار 0.734 SIIG از نظر تنش خشکی مقاوم ترین سیستم کشت مخلوط بود.
کلید واژگان: تریتیکاله، جو، شاخص های تحمل به خشکی، کشت مخلوط، گندمIntroductionDue to the increase in world population and the need for food using traditional agricultural methods does not meet the needs of society. The Food and Agriculture Organization (FAO) predicts that by 2050, 60 percent more food production will be needed to feed the world's 9 billion population. This has concerned agroecologists to sustainable agriculture and encouraged them to do more research and design new sustainable agricultural systems. Therefore, the aim of this study was to examine different mixed cropping systems of cereals and evaluation of different drought tolerance indices using a mixture of winter cereals, wheat, barley and triticale and their response to end-of-season water stress in hot and dry ecological conditions.
Materials and methodsIn order to investigate the grain yield and drought tolerance indices of mixed culture of different cereal genotypes to water stress in hot and dry ecological conditions, an experiment was conducted as split plot design based on a randomized complete block design with three replicates during 2017-2018 cropping year in College of Agriculture and Natural Resources of Darab, Shiraz University. In this experiment, the first factor was irrigation regime in two levels of normal irrigation and water stress and the second factor was ten cropping systems of genotypes (tall barley line EB-95-97, dwarf barley line EB-95-97, dwarf bread wheat line S-92-19, tall bread wheat cultivar Khalil and a cultivar of Triticale called Juanilo) which were grown as double and pure row culture. Double mixed crops included of: dwarf barley- tall barley (one row of dwarf barley + one row of tall barley), dwarf barley - triticale (one row of dwarf barley + one row of triticale), tall barley - triticale (one row of tall barley + one row of triticale), dwarf wheat - triticale (one row of dwarf wheat + one row of triticale) and tall wheat - triticale (one row of tall wheat + one row of triticale) in a 50:50 planting ratio and their pure cultivation.
Results and discussionThe results of this experiment showed that the highest grain yield was obtained in tall wheat-triticale mixed culture with 9472 kg ha-1 under normal irrigation and the lowest grain yield was achieved in pure dwarf barley with 3934 kg ha-1 under water stress condition. The results of correlation analysis of drought indices showed that positive and significant correlations were observed between STI (r=0.858**), GMP (r=0.747*) and MP(r=0.801**) with grain yield under water stress conditions. Alos, positive correlation coefficients were observed between STI (r=0.884**), GMP (r=0.922*) and MP (r=0.932**) with grain yield under normal irrigation conditions. The highest SIIG index in this investigation was observed for dwarf barley-tall barley cropping system which had the minimum yield difference in normal and water stress conditions. 3D-graph of cropping systems using SIIG index indicated that cropping systems of pure tall wheat, pure dwarf wheat and tall barley+triticale mixture demonestraed the highest grain yield both in normal and water stress conditions.
ConclusionTall wheat+Triticale mixed culture wheat cultivation system under normal irrigation conditions showed a 16% increase in yield compared to the tall wheat pure cultivation system, while it did not show a significant difference with the Triticale pure cultivation system. Some of the mixed cropping systems such as tall wheat + triticale mixed cropping systems produced higher yields that their pure cultivation systems. Alos, it was concluded that STI, GMP, MP and SIIG were the best drought stress indices to evaluate different cropping systems.
Keywords: Barley, Drought tolerance indices, Mixed cultivation, Triticale, Wheat -
خشکی یکی از مهمترین عوامل محدود کننده محیط برای رشد و بهره وری گیاه جو می باشد. در این مطالعه، 18 لاین متنوع جو در دو سطح آبیاری (شرایط نرمال و شرایط تنش کم آبیاری) مورد بررسی قرار گرفتند. این آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج، ایران در سال 1399 انجام شد. شاخص های تحمل و حساسیت به خشکی بررسی شدند. این شاخص ها شامل شاخص حساسیت به تنش، میانگین بهره وری تحمل، شاخص تحمل به تنش، میانگین هندسی بهره وری، میانگین بهره وری هارمونیک، عملکرد در شرایط تنش(Ys) و نرمال (Yp) بود. بالاترین GMP و MP مربوط به ژنوتیپ های 4 و 13 بود. براساس شاخص تحمل (TOL)، لاین شماره 1 کمترین و لاین شماره 7 بیشترین سطح تحمل را به ترتیب نشان دادند. براساس شاخص هایMP وGMP، لاین های شماره 4، 7 و 13 از تحمل به خشکی بالایی برخوردار بودند. تشابه نتایج به دست آمده از روش های مختلف نشان داد که شاخص MP و GMP به دلیل محاسبه آسان تر و دقیق تر از سایر آنالیزهای آماری و شاخص ها می توانند به عنوان معیاری تلفیقی برای شناسایی لاین های مقاوم به خشکی در جو و طیف وسیعی از محصولات غلات در نظر گرفته شوند.
کلید واژگان: تجزیه همبستگی، تنش کم آبیاری، جو، شاخص های تحمل، عملکرد دانهIntroductionDrought is one of the most important factors limiting the environment for plant growth and productivity, especially in the flowering and filling stages of barley. A study was conducted to compare some statistical methods and different indicators of stress tolerance with the aim of introducing an ideal method for selecting drought tolerant lines. After wheat, barley is one of the most important crops. Barley is the fourth cereal crop in the world after wheat, corn and rice. One of the factors affecting the production of plants is water defecit, and barley has more efficient mechanisms against water shortage than other grains. Because it has higher relative drought tolerance compared to other grains. In these arid and semi-arid regions like Iran, the presence of drought stress during plant growth is a natural problem.
Materials and methodsIn this study, 18 diverse barley lines at two water levels (normal conditions and water deficit stress) were examined. This experiment was performed as a randomized complete block design with three replications at the Seed and Plant Improvement Research Institute of Karaj, Iran in 2020. Drought tolerance and susceptibility indices were assessed. These indices included stress sensitivity index, mean productivity, tolerance, stress tolerance index, geometric mean productivity, harmonic mean productivity, performance under stress conditions (Ys) and normal (Yp) conditions. Correlation coefficient between yield in drought and irrigation conditions and other stress indicators was estimated according to statistical techniques. Correlation between indices and grain yield under stress and normal conditions was calculated using Minitab software. Selection based on multiple traits in breeding programs is likely to be effective in improving grain yield under drought stress conditions. The purpose of this study is to identify the most suitable indicators and compare different stress tolerance indicators to select high-yielding and drought-tolerant lines and to identify the superior barley line.
Results and discussionThe highest GMP and MP were related to 4 and 13 lines. Based on tolerance index (TOL), genotype 1 had the lowest and line 7 showed the highest level of tolerance, respectively. Based on MP and GMP indices, 4, 7 and 13 lines had high drought tolerance. A high positive and significant correlation was observed between MP, GMP, Ys, Yp, which indicates that these indices are suitable for identifying drought tolerant lines. Based on the results of the principal component analysis and the bi-plot diagram, it was observed that the lines tolerant to drought stress are almost consistent with the clustering pattern of tolerant lines and the lines sensitive to drought stress are also consistent with the clustering of sensitive lines. MP and GMP indices are suitable for evaluating drought tolerance because they showed a high correlation with grain yield under normal conditions and under water stress. The closeness of 4 and 13 lines to GMP, MP, HARM, Ys indicates the tolerance of these lines to drought stress and therefore they can be suggested as drought tolerant lines.
ConclusionSelection of drought tolerant lines based on a combination of tolerance indices can provide useful criteria for drought tolerance. A high positive and significant correlation was observed between MP, GMP, Ys, Yp, which indicates that these indices are suitable for identifying drought tolerant lines. These results help the modifier to select lines in different environments. Principal component analysis showed that it is important to introduce genotypes with desirable traits such as genotypes with high yield and resistance to drought stress. It is possible to speed up the improvement of new barley cultivars by using stress tolerance indicators by breeders. In general, 4, 7, and 13 lines were drought tolerant and can be used for barley improvement programs. Based on principal component analysis, drought sensitive and tolerant lines were consistent with cluster analysis. Exploiting the results of the present study can help breeders to select and identify genotypes that have relative tolerance to drought stress.
Keywords: Barley, Correlation Analysis, Seed yield, Tolerance indices, Water deficit -
به منظور ارزیابی و شناسایی ژنوتیپ های متحمل به شوری، تعداد 50 ژنوتیپ جو زراعی با منشاء ایران در دو آزمایش مزرعه ای طی دو سال زراعی 99-1398 و 1400-1399 در مرکز تحقیقات وآموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد (آزمایش شرایط بهینه در ایستگاه مرکزی یزد وآزمایش تنش شوری در ایستگاه شهرستان اردکان) ارزیابی شدند. آزمایش در قالب طرح لاتیس مستطیل 8×7 با سه تکرار اجرا شد. هدایت الکتریکی خاک و آب آبیاری در آزمایش بهینه به ترتیب 4/3 و 6/3 دسی زیمنس و در آزمایش شوری به ترتیب 14 و 10 دسی زیمنس بود. شاخص شدت تنش (SI) در سال زراعی 99-1398، 21/0 و در سال زراعی 1400-99 این شاخص 32/0 برآورد شد، که نشان دهنده شدت بیشتر تنش شوری در سال دوم آزمایش بود. برای مقایسه ژنوتیپ ها با ارقام اصلاح شده، شش رقم جو زراعی از جمله دو شاهد متحمل به شوری مهر و خاتم، در آزمایش ها گنجانده شد. خصوصیات فنولوژیکی تعداد روز تا گلدهی و روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، عملکرد دانه و وزن هزار دانه برای ژنوتیپ ها اندازه گیری شد. میانگین عملکرد دانه در شرایط بهینه و تنش شوری در سال اول آزمایش، به ترتیب 215 و 174 گرم درمترمربع بود و در سال دوم به ترتیب 9/271 و 184 گرم درمتر مربع بود. تجزیه واریانس مرکب داده ها نشان داد اثر متقابل سال× تنش شوری × ژنوتیپ بر صفات مورد ارزیابی ژنوتیپ های جو معنی دار بود. بر اساس تجزیه به مولفه های اصلی و شاخص های تنش، در سال اول آزمایش ژنوتیپ های شماره50 (TN5008)،33 (TN4247) و 38 (TN4357) نسبت به سایر ژنوتیپ ها برتری داشتند. درحالیکه در سال دوم دو ژنوتیپ شماره 24 (TN3474)، 27 (TN3643) به همراه ارقام متحمل خاتم و مهر دارای عملکرد دانه بالاتری بودند. محل جمع آوری این دو ژنوتیپ متحمل، به ترتیب استان کرمان و استان فارس بود. با استفاده از نتایج این پژوهش، ژنوتیپ-های متحمل به تنش شوری شناسایی شدند.
کلید واژگان: جو، شاخص شدت تنش، تنوع ژنتیکی، سازگاری، عملکرد دانهTo identify salinity tolerant cultivated genotypes, 50 barley genotypes originated from Iran were evaluated in a field experiment during 2019-2020 and 2020-2021 cropping seasons in Yazd; Optimum experiment at Yazd central field station, and stress experiment in Ardakan field station, Iran. Six improved barley cultivars; Mehr and Khatam (Salinity tolerant), Nosrat, Nimrooz, Yousef and Gohran were also included in the experiments. The experiments were carried out using 8×7 rectangular lattice design with three replications. Phenological traits, grain yield and 1000-kernel weight were measured in all genotypes under optimum and salinity stress conditions. The electrical conductivity of soil and irrigation water in optimum condition was 3.4 and 3.6 dS m-1, and in the salinity condition, it was 14 and 10 dS m-1, respectively. The stress intensity index (SI) was 0.21 and 0.32 in 2019-20 and 2020-21 cropping seasons, repectively, which indicated higher stress intensity in the second year in the stress experiment. The mean grain yield under optimum and salt stress conditions in 2019-20 was 215 and 174 g m-2, respectively. In 2020-21 cropping season, mean grain yiled under optimum stress conditions were 271.9 and 184 g m-2, respectively. Combined analysis of traits showed that the of year × salinity stress × genotype interaction effect was significant on evaluated traits. Based on the results of principle component analysis and stress indices in 2019-20 cropping season, genotypes no. 50 (TN5008), 33 (TN4247) and 38 (TN4357) were superior genotypes. While in 2020-21 cropping season genotypes no. 24 (TN3474) and 27 (TN3643) together with salinity tolerant barley cultivars; Khatam and Mehr had higher grain yield. The collecting site of these two genotypes is Kerman province and Fars province, respectively. Based on the results of this research, tolerant cultivated barley genotypes were identified for further studies.
Keywords: Barley, stress intensity index, Genetic diversity, Adaptation, Grain yield -
مقدمه و هدف
تنش خشکی به عنوان یکی از اصلی ترین عوامل محدودکننده تولید محصولات کشاورزی شناخته شده است. ارزیابی تآثیر تنش خشکی بر عملکرد دانه و سایر صفات زراعی و فیزیولوژیکی می تواند در شناسایی ارقام متحمل به خشکی مفید باشد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی اثر تنش خشکی آخر فصل بر برخی از خصوصیات زراعی و فیزیولوژیکی مجموعه ای از لاین های امیدبخش جو بود.
مواد و روش هااین تحقیق در ایستگاه تحقیقاتی بخش تحقیقات غلات واقع در موسسه اصلاح و تهیه نهال و بذر در سال زراعی 1400-1399 انجام شد. مواد گیاهی شامل 17 لاین امیدبخش جو به همراه یک رقم تجاری (جلگه) بود که در قالب دو آزمایش جداگانه بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو شرایط عدم تنش و تنش آخر فصل مورد ارزیابی قرار گرفتند.
یافته هانتایج حاصل از تجزیه واریانس مرکب داده های آزمایشی نشان داد که از نظر کلیه صفات اندازه گیری شده به جز طول سنبله اصلی و تعداد دانه در سنبله بین شرایط عدم تنش و تنش خشکی اختلاف معنی داری وجود داشت. علاوه بر این تفاوت بین ژنوتیپ های بررسی شده نیز از نظر کلیه صفات به جز فلورسانس حداقل، حداکثر عملکرد فیتوشیمیایی PSII و ظرفیت فتوسنتزی معنی دار بود. اثر متقابل بین شرایط تنش و عدم تنش با لاین های مورد بررسی تنها برای صفات تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، دوره پر شدن دانه، طول سنبله اصلی و شاخص کلروفیل معنی دار بود. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد پنج مولفه نخست 84/80 درصد از کل تغییرات فنوتیپی در شرایط تنش را توجیه کردند. با توجه به زاویه بین بردار صفات اندازه گیری شده مشخص شد صفات تعداد روز تا ظهور سنبله، تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، طول ریشک، ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، محتوای کلروفیل و تعداد دانه در سنبله دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد دانه ارتباط در شرایط تنش خشکی بودند. با در نظر گرفتن نتایج به دست آمده از این تحقیق مشخص شد ژنوتیپ های G2، G3، G6، G7، G12 و G18 به عنوان برترین لاین های از سایر لاین ها و رقم شاهد متمایز شدند.
نتیجه گیریدر بین لاین های مورد بررسی G7 به دلیل داشتن بیشترین عملکرد دانه و برتر بودن از نظر دیگر خصوصیات اندازه گیری شده می تواند به عنوان لاین کاندید برای بررسی های تکمیلی در آزمایش های چند محیطی مورد ارزیابی قرار گیرد تا در صورت دارا بودن سازگاری و پایداری عملکرد به عنوان لاین جدید معرفی شود.
کلید واژگان: تنش کم آبی، تجزیه به مولفه های اصلی، جو، ظرفیت فتوسنتزی، عملکرد دانهIntroductionDrought stress is known as one of the main factors limiting agricultural production. Investigation of the effect of drought stress on grain yield and other agronomic and physiological traits can be useful in identifying drought-tolerant cultivars. The aim objective of the present study was to study the effect of terminal drought stress on some of the agronomic and physiological characteristics in a set of promising barley lines.
Material and methodsThis study was carried out at the Cereal Research Station located in Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran during 2020-2021 cropping seasons. The plant material consisted of 17 promising genotypes of barley along with a commercial cultivar (cv. Jolgeh). All genotypes were investigated in two separate experiments based on a randomized complete block design with three replications under two control and drought stress conditions.
ResultsThe results of combined analysis of variance showed a significant difference between control and drought stress conditions in terms of all measured traits except spike length and the number of seeds per spike. Furthermore, a significant difference was observed among the tested genotypes in terms of all measured traits except initial chlorophyll fluorescence, maximum quantum yield of PSII, and maximum primary yield of photochemistry of PSII. However, the interaction effect between drought stress conditions and genotype was only significant for the number of days to physiological maturity, grain filling period, main spike length, and chlorophyll content.The results of principal component analysis (PCA) revealed that the first five components accounted for 84.80% of the total phenotypic variation, under drought stress condition. Considering the angle among trait-vectors indicated that some of traits such as number of days to anthesis and to physiological maturity, awn length, plant height, leaf area index, chlorophyll content, and number of seeds per spike positively correlated with grain yield in the drought stress condition. In general, our results showed that genotypes G2, G3, G6, G7, G12, and G18 were identified as the best genotypes compared with other tested genotypes.
ConclusionAccording to results, genotype G7 due to its highest grain yield and ideal agronomic and physiological features can be candidates for further complementary investigations in multi-environmental trials with the aims of realization of a new commercial cultivar.
Keywords: Barley, Grain yield, Photosynthesis capacity, Principal component analysis, Water deficit stress -
خشکی یکی از مهم ترین تنش های محیطی است که عملکرد و اجزای عملکرد گیاهان را به صورت چشمگیری تحت تاثیر قرار می دهد. به منظور بررسی اثرات سطوح مختلف بیوچار معدنی و هورمون متیل جاسمونات بر رشد، عملکرد و اجزای عملکرد جو بهاره تحت سطوح مختلف تنش خشکی آزمایشی به صورت گلدانی به صورت فاکتوریل 3 عاملی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 5 تکرار در سال زراعی 99-1398 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه زنجان انجام شد. فاکتورهای موردبررسی شامل سطح تنش خشکی در سه سطح شامل بدون تنش (در حد ظرفیت زراعی)، تنش متوسط (60 درصد ظرفیت زراعی) و تنش شدید (30 درصد ظرفیت زراعی)، کاربرد بیوچار قبل از کشت در سه سطح شامل بدون بیوچار (شاهد) و مقادیر 1.5 و 3 درصد وزن خاک و همچنین محلول پاشی متیل جاسمونات در مرحله گلدهی در سه سطح (0، 75 و 150 میکرومول بر لیتر) بود. شاخص های اندازه گیری شده شامل نشت الکترولیت، غلظت پرولین و رنگیزه های فتوسنتزی، کارایی مصرف آب و محتوای نسبی آب برگ و همچنین عملکرد اقتصادی بود. نتایج حاکی از اثر معنی دار تیمارهای اعمال شده بر اکثر این شاخص ها بود. تمامی شاخص های موردبررسی در این آزمایش ازجمله کارایی مصرف آب، محتوای نسبی آب برگ، پرولین، نشت الکترولیت، رنگیزه های فتوسنتزی و عملکرد تحت تاثیر منفی تنش خشکی قرار گرفتند. بیشترین عملکرد در شرایط آبیاری نرمال و تیمار 75 میکرومول بر لیتر متیل جاسمونات و 1.5 درصد وزن خاک بیوچار به دست آمد (0.37 گرم در بوته) و کمترین میزان عملکرد (0.19 گرم در بوته) در تنش خشکی 30 درصد ظرفیت زراعی و بدون محلول پاشی متیل جاسمونات ایجاد شد. به طور مشخص استفاده از مقادیر پایین بیوچار و متیل جاسمونات باعث بهبود وضعیت گیاهان تنش دیده هم در سطح تنش شدید و هم تنش ملایم نسبت به شاهد بدون تیمار شدند؛ اما افزایش سطح استفاده از این دو ماده اثر مثبت چندانی در گیاهان نداشت.
کلید واژگان: تنش محیطی، جو، پرولین، نشت الکترولیت، کلروفیلIntroductionBarley (Hordeum vulgare L.) is among the most important cereal crops and large portions of human populations in many parts of the world depend on them as a source of food and animal feed. Drought is one of the most important environmental stresses which affects yield and yield components of plants significantly which plants respond and adapt to drought stress by means of various morphological, biochemical and physiological changes. Nowadays Biochar has been employed for scientific and commercial usage as a soil amendment for improving the productivity of crops. Results of researchs showes that Biochar makes a great contribution in crop plant's growth. For instance investigations showed that drought stressed chickpea plants exhibited considerable reduction in uptake of nitrogen and phosphorous which was ameliorated by Biochar treatments. Jasmonic acid (JA) and its methyl ester, methyl jasmonate (MeJA) are important cellular regulators involved in many growth, developmental and physiological processes. It was found that exogenous application of MeJA improved tolerance to drought, salinity, chilling (Rehman et al., 2018) and heavy metal stresses in different plant species.
Materials and methodsIn order to investigation of the impacts of different levels of mineral biochar and methyl Jasmonate on growth, yield and yield components of spring barley under different levels of drought stress a factorial experiment in randomized complete block design in pots in 5 replications was done in 2019-2020 at the experimental field of university of Zanjan. Reviewed factors included in three levels of drought stress (100% FC as the none stressed, 60% FC as the mild stress and 30% FC as the severe stress), biochar application before cultivation in three levels (without biochar, 1.5% and 3% of the soil weight) and foliar spraying of methyl Jasmonate in three levels (0, 75 and 150 μmol per liter Studied factors included electrolyte leakage, proline and photosynthetic pigments concentration, water use efficiency, relative water content and economical yield.
Results and discussionResults showed a significant impact of used treats on most of the characteristics. All studied factors in this experiment including WUE, RWC, proline, EL, photosynthetic pigments and yield were affected by drought stress but 1.5% biochar and 75 μmole per liter methyl Jasmonate resulted in enhancement of studied factors of stressed plants both in 60% of FC and in 30% of FC in comparison to untreated plants. But increasing in usage of these materials didn’t have any positive impact on studied plants. The highest economical yield was obtained in normal irrigation circumstance with foliage application of 75 μmole per liter of methyl jasmonate and using 1.5% of biochar per soil weight and the lowest yield was obtained when we used 30% of field capacity in irrigation without using methyl jasmonate.
ConclusionWe can find out from these results that as a whole drought in middle and severe levels can be disastrous for both morphological and physiological characteristics of every plant which results in reduction in economical yield. But it's necessary to mention this point that using stress moderator materials whether materials which are used in soil like Biochar or plant growth regulators like methyl Jasmonate which are known as the anti stress substances cause moderation in the catastrophic effects of drought stress which through enhancing some indexes like the relative water content and ameliorating of water use efficiency in comparison to untreated plants with these materials can diminish the severe impacts of stress and eventually through boosting economical yield can dwindle damages of drought. Nevertheless it's absolutely comprehensible from the results of the experiment that using too much of these materials not only do not have any positive effect on growth, physiological or biochemical indicators under drought stress but also can reduce these characteristics even to lower than their quantity in untreated plants.
Keywords: abiotic stress, Barley, chlorophyll, Electrolyte leakage, Proline -
مقدمهجو (Hordeum vulgare L.) به عنوان چهارمین غله مهم در جهان شناخته می شود. تنش خشکی نیز یکی از عوامل اصلی کاهش رشد و عملکرد جو است و عملکرد دانه با ویژگی های مورفولوژیکی برگ پرچم به طور مستقیم ارتباط دارد.مواد و روش هابه منظور شناسایی نواحی ژنومی اصلی و اپیستاتیک و بررسی اثر متقابل آن ها با محیط برای صفات مورفولوژیک مرتبط با برگ پرچم از جمله طول، عرض، سطح و طول غلاف برگ پرچم، آزمایشی با 136 لاین دابل هاپلویید جو به همراه والدین آن ها ‘Nure’ و ‘Tremois’در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار تحت دو شرایط نرمال و تنش خشکی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی زابل در سال زراعی 95-1394 اجرا شد. برای تجزیه QTL، نقشه ژنتیکی جمعیت مورد نظر شامل 543 نشانگر (DArT، SSR، SNP و AFLP) بود. در این مطالعه، تجزیه QTL تک مکانی و دو مکانی به ترتیب با استفاده از روش های نقشه یابی فاصله ای مرکب (CIM) و مدل ترکیبی بر اساس مکان یابی فاصله ای مرکب (MCIM) انجام گرفت.یافته هابر اساس تجزیه تک مکانی، پنج QTL شامل سه QTL قوی Q1FLW-1H.SZ، Q1SHFLL-1H.NZ و Q2SHFLL-1H.NZ در فاصله های نشانگری bPb-6343-bPb-8081، bPb-1419-bPb-9180 و bPb-9108-bPb-6343 و دو QTL پیشنهادی روی کروموزوم های 1H و 5H برای صفات عرض برگ پرچم (FLW, cm) و طول غلاف برگ پرچم (SHFLL, cm) مشخص شدند. بر اساس تجزیه دو مکانی، هشت QTL افزایشی (M-QTL) و 15 جفت QTL اپستازی (E-QTL) برای صفات مختلف شناسایی شدند که در این بین، دو جفت QTL اپستازی برای صفت FLW، اثرات متقابل QTL در محیط معنی داری (AAEI) را نشان دادند. همهM-QTLهای شناسایی شده برای صفات مرتبط با برگ پرچم در دو محیط، بدون اثرات متقابل افزایشی × محیط(AEI) ، به عنوانQTLهای پایدار شناسایی شدند و بیشترین تعدادQTLهای پایدار مربوط به کروموزوم 1H بود. در این مطالعه، QTLهای مربوط به تحمل خشکی در همه کروموزوم های جو به جز کروموزوم 2H شناسایی شدند..نتیجه گیریاکثرQTL های مرتبط با صفات مورد بررسی در جمعیت Nure/Tremois در مطالعه حاضر قبلا گزارش نشده اند و جدید هستند. QTLهای قوی و پایدار کنترل کننده صفات مرتبط با برگ پرچم در این مطالعه، همراه با نشانگرهای پیوسته به این QTLها، پس از تایید و اعتبارسنجی در شرایط محیطی و زمینه های ژنتیکی مختلف، می توانند در برنامه های به نژادی انتخاب به کمک نشانگر (MAS) و هرم سازی ژن برای ایجاد ارقام جو پر محصول و متحمل به خشکی مورد استفاده قرار گیرند. علاوه بر این، یافته های این پژوهش، درک روابط ژنتیکی بین صفات مرتبط با برگ پرچم را در سطح مولکولی تسریع می کند.کلید واژگان: اثرات اپیستازی، اثر متقابل QTL × محیط، تحمل به خشکی، جو، QTL افزایشیIntroductionBarley (Hordeum vulgare L.) is known as the fourth most important grain crop in the world. Drought stress is also one of the main factors that reduce the growth and yield of barley, and grain yield is directly related to the morphological characteristics of the flag leaf..Materials and methodsIn order to identify the main and epistatic genomic regions and investigate their interaction with the environment for morphological traits related to flag leaf, including length, width, area, and flag leaf sheath length, an experiment was conducted with 136 doubled haploid lines of barley along with their parents 'Nure' and 'Tremois' using an alpha lattice design with two replications under normal and drought stress conditions at the Zabol Agricultural Research Station, Iran, in 2015-16 growing season. The genetic map of the target population comprised 543 markers (including DArT, SSR, SNP, and AFLP markers) for the QTL analysis. In this study, single-locus and two-locus QTL analyses were performed using the composite interval mapping (CIM) and mixed-model based composite interval mapping (MCIM) methods, respectively.ResultsBased on a single-locus analysis, five QTLs were identified, including three putative QTLs, Q1FLW-1H.SZ, Q1SHFLL-1H.NZ and Q2SHFLL-1H.NZ at bPb-6343-bPb-8081, bPb-1419-bPb-9180, and bPb-9108-bPb-6343 marker intervals, and two suggestive QTLs, on chromosomes 1H and 5H for the traits of flag leaf width (FLW, cm) and flag leaf sheath length (SHFLL, cm). Based on a two-locus analysis, eight additive (M-QTL) QTLs and 15 pairs of epistatic effects (E-QTL) were detected for different traits, among which two pairs of epistatic QTLs for the FLW trait showed significant QTL × environment interactions (AAEI). All detected M-QTLs for flag-leaf-related traits across two environments, without additive × environment interactions (AEI), were identified as stable QTLs, and the highest number of stable QTLs was associated with chromosome 1H. In this study, drought stress-tolerant QTLs were identified in all barley chromosomes except chromosome 2H.ConclusionMost of the QTLs associated with the investigated traits in the Nure/Tremois population in the present study have not been reported previously and, therefore, are novel. The stable and putative QTLs controlling flag-leaf-related traits in this study, along with the markers linked to these QTLs, can be utilized in marker-assisted selection (MAS) and gene pyramiding breeding programs after confirmation and validation in different environmental conditions and genetic backgrounds to create high-yielding and drought-tolerant barley cultivars. Additionally, these findings will accelerate the understanding of the genetic relationships among spike-related traits at the molecular level.Keywords: Additive QTL, Barley, Drought tolerance, epistatic effects, QTL × environment interaction
-
پژوهش حاضر در راستای شناسایی نشانگرهای مولکولی مرتبط با صفات مورفولوژیک و با استفاده از 407 نشانگر SSR و AFLP روی 148 ژنوتیپ جو به روش نقشه یابی ارتباطی انجام شد. این آزمایش در قالب طرح آلفا لاتیس با پنج بلوک ناقص در دو تکرار تحت شرایط بدون تنش و تنش شوری (EC= 12 dsm-1) در مزرعه مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی یزد صورت گرفت. ساختار ژنتیکی جمعیت با روش بیزی و نرم افزار Structure 2.3.4 به دو زیرجمعیت فرعی (2=K) تقسیم شد. نقشه یابی ارتباطی بر اساس مدل خطی مخلوط با استفاده از نرم افزار TASSEL4.3.15 انجام شد. به کمک نقشه یابی ارتباطی در شرایط نرمال و تنش شوری به ترتیب 38 و 43 ارتباط معنی دار نشانگر-صفت مشاهده شد. در این مطالعه چندین QTL مشترک برای صفات مورد مطالعه شناسایی شد. وجود نشانگرهای مشترک در میان صفات می تواند ناشی از اثرات پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل این صفات باشد. تعدادی از QTLها برای صفات ارتفاع بوته و مساحت برگ پرچم در شرایط محیطی متفاوت پایدار بودند که به عنوان QTLهای پایدار معرفی شدند. نشانگرهای HVM40-144، HVM40-147، HVM40-152 و HVM40-162 با ارتفاع بوته و نشانگر Bmag0606-147 با مساحت برگ پرچم در هر دو آزمایش نرمال و تنش شوری ارتباط معنی داری نشان دادند. پس، این QTLها را می توان به عنوان مکان های ژنی پایدار معرفی کرد. شناسایی مکان های ژنی اصلی موثر در تحمل به شوری در جو می تواند به اصلاح تحمل به شوری در این گیاه کمک کند.کلید واژگان: تنش شوری، جو، مدل خطی مخلوط، نقشه یابی ارتباطیThe present study used the association mapping method to identify molecular markers associated with morphological traits using 407 SSR and AFLP markers for 148 barley genotypes. This experiment was carried out as an alpha-lattice design with five incomplete blocks in two replications under normal and salinity stress conditions (EC = 12 ds m-1) at the Agriculture and Natural Resources Research Station, Yazd, Iran. The genetic structure of the population was divided into two subpopulations (K = 2) using the Bayesian method and Structure 2.3.4 software. Association mapping was performed based on a mixed linear model using TASSEL4.3.15 software. Association mapping under normal and salinity stress conditions identified 38 and 43 significant marker-trait associations. Also, several common QTLs for the studied traits were identified. Common markers among traits can be due to pleiotropic effects or linkage between genomic regions involved in these traits. Several QTLs were stable for plant height and flag leaf area in different environmental conditions and can be regarded as stable QTLs. Markers HVM40-144, HVM40-147, HVM40-152, and HVM40-162 for plant height and marker Bmag0606-147 for flag leaf area showed a significant association with these traits in both normal and salinity-stress experiments. So, these QTLs can be suggested as stable gene loci. Identifying major gene loci influencing salinity tolerance in barley can assist in the breeding of salinity tolerance in this crop.Keywords: association mapping, Barley, mixed linear model, Salinity stress
-
نشریه یافته های تحقیقاتی در گیاهان زراعی و باغی، سال یازدهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1401)، صص 97 -108
رقم جدید جو گلچین حاصل دورگ گیری بین لاین P.sto/3/Lbiran/Una80//Lignee640/4/Bllu/5/Petunia1 به عنوان والد مادری و رقم نیک به عنوان والد پدری می باشد. .تلاقی اولیه والدین این رقم و انتخاب در توده های دورگ و نسل های درحال تفکیک تا رسیدن به خلوص ژنتیکی در بخش تحقیقات غلات موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال وبذر انجام گرفت. آزمایش های ارزیابی عملکرد مشاهده ای، مقایسه عملکرد مقدماتی و پیشرفته در ایستگاه های تحقیقات کشاورزی اهواز، دارب، زابل و گنبد انجام پذیرفت و لاین مورد نظر با توجه به عملکرد بالا و خصوصیات مطلوب زراعی و مقایسه با ارقام شاهد انتخاب شد. آزمایش ارزیابی پایداری عملکرد دانه با شرکت 17 لاین انتخاب شده از آزمایش پیشرفته و شاهدهای زهک/صحرا و نیمروز در پنج ایستگاه تحقیقات کشاورزی اهواز، داراب، زابل، گنبد و مغان برای دو سال زراعی 96-1394 انجام پذیرفت. گزینش لاین های دارای عملکرد دانه مطلوب و پایدار با استفاده از نتایج مقایسه میانگین عملکرد دانه، ضریب برتری لین و بینز و تجزیه گرافیکی GGE بای پلات انجام شد. لاین شماره 3 (رقم گلچین) با میانگین عملکرد دانه 4311 و 4502 کیلوگرم در هکتار به ترتیب در جنوب و شمال ایران، نسبت به ارقام شاهد زهک و صحرا 9 و 8 درصد برتری عملکرد داشت. بر اساس نتایج حاصله مشخص شد که این رقم جدید علاوه بر عملکرد بالا و خصوصیات زراعی مطلوب، دارای سازگاری عمومی در مناطق گرم ایران است و به عنوان رقم جدید با نام گلچین معرفی شد. این رقم شش ردیفه بوده و در برابر خوابیدگی و ریزش دانه مقاوم است. تیپ رشد این رقم بهاره بوده و میزان پروتیین آن 11/3 درصد می باشد.رقم گلچین نسبت به ارقام شاهد زودرس تر بوده و در برابر تنش های شوری و خشکی به ترتیب دارای تحمل بالا و تحمل متوسط و نسبت به بیماری سفیدک پودری جو نیمه حساس تا نیمه مقاوم می باشد.
کلید واژگان: جو، عملکرد دانه، مناطق گرم، سازگاریThe new barley cultivar Golchin was derived from cross between P.sto/3/Lb.iran/Una80//Lignee640/4/Bllu/5/Petunia1 and Nik cultivar as female and male parents, respectively. The initial cross between parents of this cultivar and selection among segregating generations till achieving genetic purity were done in Cereal Research Department at Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran. Observational evaluations and preliminary and advanced yield trials were performed at Ahvaz, Darab, Zabol and Gonbad agricultural research stations and the desired line was selected according to its high yield, desirable agronomic characteristics and comparison with yields of the check cultivars. To evaluate grain yield stability of 17 pure lines selected from advanced experiment as well as Zahak/Sahra and Nimrooz as check cultivars were studied in Ahvaz, Darab, Zabol, Gonbad and Moghan agricultural researches stations in 2015-2017 cropping seasons. Selection of lines with desirable and stable grain yield was performed using the results of grain yield mean comparisons, Lin and Binns superiority coefficient and GGE biplot analysis. Line WB-94-3 (Golchin cultivar) with an average grain yield of 4311 and 4502 kgh-1 in south and north warm regions of Iran respectively, had 9% and 8% yield superiority over Zahak and Sahra check cultivars. According to the results it was determined that line WB-94-3 in addition to desirable performance and agronomic characteristics had general adaptability to the warm regions of the Iran and therefore was released as Golchin cultivar. Golchin is a six-rowed variety and exhibits lodging resistance and non-shattering rachis. The growth type of this cultivar is spring and its protein content is 11.3%. Golchin is earlier than commercial check cultivars and has high tolerance to salinity stress and moderate tolerance to drought stress. Its reaction to powdery mildew is in the range of semi-resistant to semi-sensitive.
Keywords: Barley, Grain yield, Warm regions, adaptability -
مقدمه
جو (Hordeum vulgare)، به عنوان عضوی از خانواده گرامینه و از غلات مهمی است که در آب و هوای معتدل در سطح جهان رشد می کند. این گیاه یکی از اولین غلات کشت شده، به ویژه در اوراسیا در 10000 سال پیش بود. در سطح جهان 70 درصد تولید جو به عنوان علوفه دام استفاده می شود. این گیاه در مواجهه با تنش های غیر زنده نسبتا متحمل است. تنش های محیطی یا غیرزیستی مانند گرما و سرما اثرات معنی داری بر روی تولیدات گیاهان زراعی و باغی دارند. گیاهان با استفاده از تغییر در بیان بسیاری از ژن های موثر در فرایندهای فیزیولوژیک و زیستی به تنش های محیطی عکس العمل نشان می دهند.
مواد و روش هابه منظور شناسایی ژن های القاء شونده در پاسخ به تنش های سرما و گرما در گیاه جو (Hordeum vulgare L.)، داده های ریزآرایه از دو آزمایش مورد بررسی قرار گرفتند. این تحقیق با استفاده از داده های خام موجود در پایگاه اطلاعاتی ArrayExpress که مربوط به دو آزمایش جداگانه در تنش گرما و سرما به ترتیب در 2 و 3 تکرار در گیاه جو بود، مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت. تجزیه مورد نظر با استفاده از نرم افزار FlexArray انجام شد و ژن های افتراقی موجود در هر دو تنش مشخص شدند. ژن های مورد بررسی با استفاده از روش (RMA) Robust Multiarray Average نرمال شدند و ژن هایی که دارای P-value مساوی و کمتر از 5 درصد بودند، انتخاب شده و همین طور میزان تغییر (Fold change) ژن هایی که بالای 2 بودند انتخاب شدند. آنالیز هستی شناسی ژن ها با استفاده از سایت AgriGo انجام شد و گروه های کارکردی آن ها در سه قسمت فرایندهای بیولوژیک، اجزای سلولی و عملکرد مولکولی دسته بندی شدند. توالی 1500 نوکلیوتید بالادست ژن های موثر در پاسخ به تنش گرما و سرما از سایت Ensembl Plants استخراج شد. عناصر تنظیمی ژن های کارکردی موثر در پاسخ به تنش های گرما و سرما با استفاده از سایت PlantCare شناسایی و ارایه شدند.
یافته هانتایج نشان دادند که 362 و 316 ژن به ترتیب در تنش های سرما و گرما به صورت افتراقی بیان شدند. آنالیز هستی شناسی ژن نشان داد که ژن های افتراقی بیشتر در ترکیبات سلولی، همچون فرایندهای زیستی و عملکردهای مولکولی مختلف دخالت دارند. عناصر تنظیم کننده فعالیت رونویسی دارای نقش اساسی در تنظیم بیان ژن در برابر تنش ها می باشند. همچنین 1500 نوکلیوتید بالادست ژن های افتراقی برای پیدا کردن عناصر تنظیمی مورد شناسایی قرار گرفتند.
نتیجه گیریبنابراین بر اساس تحلیل های انجام شده، به نظر می رسد که عوامل تنظیمی پاسخ دهنده به نور و هورمون ها به خصوص متیل جاسمونات نقش مهمی در کنترل بیان ژن ها در برابر تنش های غیر زیستی موردمطالعه دارند. نتایج این مطالعه مقایسه ای و گسترده می تواند رویکرد جدیدی را در ژن ها و عناصر تنظیمی موثر در پاسخ به تنش های سرما و گرما در گیاه جو در اختیار قرار دهد.
کلید واژگان: پروموتر، تنش های محیطی، ژن های دارای بیان افتراقی، جو، عناصر تنظیمیIntroductionBarley (Hordeum vulgare), a member of the Poaceae family, is an important cereal grown in temperate climates worldwide. It was one of the first cultivated grains, especially in Eurasia 10,000 years ago. Globally, 70% of barley production is used for animal feed. This plant is reasonably tolerant of abiotic stresses. Environmental or abiotic stresses such as heat and cold can significantly affect crop production. Plants respond to these abiotic stresses by altering the expression of many genes involved in different biological and physiological processes.
Materials and methodsThe microarray data of two experiments were analyzed to identify responsive genes related to cold and heat stresses in barley (Hordeum vulgare L.). This research was analyzed and investigated using the raw data in the ArrayExpress database, which is related to two separate experiments in heat and cold stress in 2 and 3 replications, respectively, in the barley plant. The desired analysis was performed using FlexArray software, and the differential genes present in the stresses were identified. The examined genes were normalized using the Robust Multiarray Average (RMA) method, and the genes with a P-value equal to and less than 5% were selected, and the fold change of genes above two was also selected. Gene ontology analysis was done using the AgriGo website, and their functional groups were categorized into three parts: biological processes, cellular components and molecular function. The sequence of 1500 nucleotides upstream of the effective genes in response to heat and cold stress was extracted from the Ensembl Plants site. Regulatory elements of effective functional genes in response to heat and cold stresses were identified and presented using the PlantCare site.
ResultsThe results demonstrated that 338 and 291 genes were differentially expressed in response to cold and heat stresses, respectively. The gene ontology analysis revealed that differential expressed genes (DEG) were mainly involved in cellular compounds, biological processes, and different molecular functions. Transcription regulator activity has a critical role in the regulation of genes against stresses. Moreover, 1500 bp upstream of the DEGs were identified to find the most represented regulatory elements.
ConclusionConsequently, light and hormonal-related cis-regulatory elements, especially those related to methyl jasmonate, play an important role in controlling the gene expression against the studied abiotic stresses. This high-throughput comparative analysis provided insight into genes and cis-regulatory elements involved in response to heat and cold stresses in barley.
Keywords: Promoter, environmental stresses, differential expression, Barley, regulatory elements -
جو زراعی (Hordeum vulgare L.) یکی از نخستین گیاهان اهلی شده در کشاورزی دنیای قدیم می باشد که طی فرآیندهای مکرر گزینش توسط کشاورزان در مناطق مختلف دنیا از نیای وحشی خود H. spontaneum (C. Koch.) Thell. تکامل یافته است. گزارش شده است که این گیاه زراعی، از نظر تولید بعد از گندم، رتبه دوم در ایران و بعد از برنج و ذرت، رتبه چهارم در دنیا را به خود اختصاص داده است. محتوای بالای فیبر و پروتیین کم سبب شده است تا اندام هوایی این گیاه به عنوان یک علوفه سیلویی به طور ویژه ای در صنعت دامداری مورد توجه قرار گیرد. از طرف دیگر دانه جو به دلیل دارا بودن فسفر، کلسیم، پروتیین و ویتامین های گروه B دارای اهمیت فراوانی در تامین نیاز غذایی انسان می باشد. علاوه بر این، مالت جو و عصاره آن نیز به دلیل ویژگی های آنزیمی، طعم و رنگ دهندگی و ارزش غذایی آن در فرمولاسیون مواد غذایی به خصوص صنعت نوشیدنی، مورد استفاده می گیرد. بنابراین با توجه به اهمیت جو در تامین بخش مهمی از نیاز غذایی انسان، بررسی همه جانبه ارزش غذایی آن می تواند نقش مهمی در توسعه سطح زیرکشت و بهبود پایه ژنتیکی ارقام موجود داشته باشد. در این مقاله سعی شده است تا به عمده ترین ابعاد تغذیه ای و تکنولوژیکی دانه جو پرداخته شود. از این رو به نظر می رسد اطلاعات ارایه شده در این خصوص نقش کلیدی در ارتقای جایگاه جو در کشور داشته باشد.
کلید واژگان: جو، ارزش تغدیه ای، نشاسته مقاوم، بتاگلوکان، مالتBarley (Hordeum vulgare L.) is one of the first domesticated crops in the old world agriculture that has created from its wild relative, H. spontaneum (C. Koch.) Thell. due to consecutive selection processes by farmers in different parts of the world. It has been reported that barley received the second and fourth ranks after wheat, rice, and corn in Iran and the world, respectively. The high content of fiber as well as the low amount of protein in the aboveground organs has caused this plant to be especially considered as a silage fodder in the livestock industry. On the other hand, seeds of barley have a critical role in supplying human nutritional needs due to their phosphor, calcium, protein, and B vitamins contents. In addition, barley malt and its extract are also used in food formulation, especially in the beverage industry, due to its enzymatic properties, flavor, coloring, and nutritional value. Considering the importance of barley in providing an important part of human nutritional needs, the comprehensive investigation of its nutritional value can play a significant role in increasing of the cultivated area and improving the genetic base of the existing cultivars. In this review, the main aspects of the nutritional and technology of seed barley are discussed. Hence, it seems that the presented information can plays a key role in improving the status of barley in the country.
Keywords: Barley, Nutritional value, resistant starch, β-glucan, malt -
سابقه و هدف :
براساس گزارشات سند 2030 (فایو، 2016) کشاورزی امروزه بیش از هر زمان دیگری با چالش مواجه است. نیاز بیشتر مردم به موادغذایی ، کمبود آب، کاهش بهره وری زمین و کاهش نیروی کار کشاورزی، نیاز به کشاورزی پایدار در جهان را بیش از پیش افزایش داده است. لذا هدف از انجام این مطالعه ایجاد تنوع در سامانه زراعی غلات با استفاده از کشت مخلوط غلات زمستانه گندم نان، جو و تریتیکاله و واکنش آنها در برابر تنش آبی آخر فصل در شرایط اکولوژیکی گرم و خشک می باشد.
مواد و روش هابه منظور بررسی واکنش عملکرد و اجزاء عملکرد کشت مخلوط ارقام مختلف غلات به تنش آبی در شرایط اکولوژیکی گرم و خشک،آزمایشی به صورت طرح اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال زراعی 97-96 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی داراب-دانشگاه شیراز انجام شد. در این آزمایش فاکتور اول رژیم آبیاری در دو سطح آبیار ی نرمال و تنش آبی و فاکتور دوم شامل ده سطح از ژنوتیپ های (لاین جو پابلند EB-95-97 ،لاین جو پاکوتاه EB-95-97لاین گندم نان پاکوتاهS-92-19 ،رقم گندم نان پابلند خلیل و یک رقم تریتیکاله جوانیلو) بودند که به صورت سری جایگزینی کشت مخلوط ردیفی دوتایی و خالص کشت شدند. کشت های مخلو ط دوتایی به صورت یک در میان ردیفی که شامل: جو پاکوتاه-جو پابلند (یک ردیف جو پاکوتاه+یک ردیف جو پابلند)، جو پاکوتاه-تریتیکاله (یک ردیف جو پاکوتاه+یک ردیف تریتیکاله)، جو پابلند-تریتیکاله (یک ردیف جو پا بلند+یک ردیف تریتیکاله)، گندم پاکوتاه-تریتیکاله (یک ردیف گندم پاکوتاه+یک ردیف ترتیکاله) و گندم پابلند- تریتیکاله (یک ردیف گندم پابلند+یک ردیف تریتیکاله) با نسبت کاشت 50:50 و کشت خالص شامل: جو پاکوتاه،جو پابلند،تریتیکاله،گندم پابلند و گندم پاکوتاه با نسبت کاشت 100:0 بود. با توجه به تراکم بوته (400 بوته در متر مربع برای جو،450 بوته در متر مربع برای گندم و تریتیکاله (بذور مربوط به هر پلات) و به طور دقیق هر خط کاشت(قبل از کاشت با توجه به وزن هزار دانه محاسبه و اندازه گیری شد و در پاکت های جداگانه قرار داده شدند و به هنگام کاشت بر روی هر پشته که (شامل دو خط کاشت) کشت شدند. برداشت نهایی گیاه زراعی بعد از حذف ردیف ها به صورت دستی انجام شد. صفاتی مانند: وزن هزاردانه، عملکرد بیولوژیک،شاخص برداشت،تعداد سنبلچه در سنبله،تعداد سنبله در بوته،طول سنبله،ارتفاع گیاه و عملکرد دانه اندازه گیری شد.
یافته هانتایج این آزمایش نشان داد که بیشترین عملکرد دانه در کشت مخلوط گندم پابلند-تریتیکاله با عملکرد 9472 کیلوگرم در هکتار در شرایط آبیاری نرمال و کمترین عملکرددانه در کشت خالص جو پاکوتاه در شرایط تنش آبی با میانگین 3934کیلوگرم در هکتار به دست آمد. نتایج ضرایب همبستگی در شرایط آبیاری نرمال نشان داد که بین عملکرددانه با عملکرد بیولوژیک در شرایط آبیاری نرمال (**847/0r=) وتنش آبی (**792/0r=) بیشترین همبستگی مثبت و معنی داری وجود دارد.
نتیجه گیریسیستم کشت مخلوط گندم پابلند-تریتیکاله تحت شرایط آبیاری نرمال نسبت به سیستم کشت خالص گندم پابلند 16 درصد افزایش عملکرد نشان داد در حالی که با سیستم کشت خالص تریتیکاله تفاوت معنی داری را نشان نداد. وجود پوشش گیاهی بیشتر،وجود علف های هرز کمتر،پایین تر بودن دمای سایه انداز و به دنبال آن بالاتر بودن فتوسنتز جاری در شرایط تنش آبی و بالاتر بودن اجزای عملکرد در سیستم های کشت مخلوط نسبت به کشت خالص غلات مختلف می باشد که مجموع این عوامل باعث بالا بودن عملکرد دانه در نظام های کشت مخلوط نسبت به کشت خالص غلات مختلف شد. کاهش عملکرد در کشت خالص نسبت به کشت مخلوط به دلیل تنش آبی در مرحله پر شدن دانه می باشد. بنابراین کشت مخلوط در شرایط تنش آبی نسبت به کشت خالص بازده بهتری را نشان می دهد که احتمالا به دلیل کاهش رقابت برون گونه ای در کشت مخلوط ارقام می باشد.
کلید واژگان: تریتیکاله، جو، کشت مخلوط، گندمBackground and objectivesAccording to the 2030 Document (FAO, 2016), agriculture is facing more challenges today than ever before. More people need food, water shortages, declining land productivity, and declining agricultural labor are increasing the need for sustainable agriculture around the world.Therefore,the aim of this study is to diversify the grain crop system using a mixture of winter cereals,wheat,barley and triticale and their response to end-of-season water stress in hot and dry ecological conditions.
Materials and MethodsIn order to investigate the yield response and yield components of mixed culture of different cereal cultivars to water stress in hot and dry ecological conditions,an experimental split plot design in the form of a randomized complete block design with three replications in the 2017-2018 crop year in the research farm of the Faculty of Agriculture and Darab Natural Resources-Shiraz University.In this experiment,the first factor of irrigation regime in two levels of normal irrigation and water stress and the second factor including ten levels of genotypes(tall barley line EB-95-97,dwarf barley line EB-95-97 dwarf bread wheat line S-92-19,tall bread wheat cultivar Khalil and a cultivar of Triticale called Juanilo) which were grown as a series of alternatives to double and pure row mixture. Double mixed crops as one in a row, including:dwarf barley,tall barley(one row of dwarf barley+one row of tall barley),dwarf barley-triticale (one row of dwarf barley+one row of triticale),tall barley-triticale (one row tall barley+one row of triticale),dwarf wheat-triticale (one row of dwarf wheat+one row of triticale) and tall wheat-triticale (one row of tall wheat+one row of triticale) with a 50:50 planting ratio and pure cultivation including:barley Dwarf, tall barley, triticale, tall wheat and dwarf wheat had a planting ratio of 100:0. According to plant density(400 plants per square meter for barley,450 plants per square meter for wheat and triticale(seeds per plot) and exactly each planting line (before planting according to the weight of one thousand seeds calculated and measured Were placed in separate bags and planted on each stack(including two planting lines) when planting. The final harvest of the crop was done manually after removing the rows. Traits such as 1000-seed weight, biological yield,harvest index, number of spikes per spike, number of spikes per plant, spike length,plant height and grain yield were measured.
ResultsThe results of this experiment showed that the highest grain yield was obtained in tall wheat-triticale mixed culture with9472kg ha-1 under normal irrigation and the lowest grain yield was achieved in pure dwarf barley with 3934 kg ha-1 under water stress conditions.The results of correlation coefficients under normal irrigation conditions showed that there was the highest positive and significant correlation between grain yield and biological yield under normal irrigation conditions (r=0.847**) and water stress (r=0.792**).
ConclusionThe tall-Triticale mixed wheat cultivation system under normal irrigation conditions showed a 16% increase in yield compared to the tall wheat pure cultivation system,while it did not show a significant difference with the Triticale pure cultivation system. Existence of more vegetation, less weeds, lower shading temperature and consequently higher photosynthesis under water stress and higher yield components in intercropping systems than pure cereals, which together increase the yield.Seeds in mixed cropping systems were different from pure cereals.The decrease in yield in pure crop compared to mixed crop is due to water stress in the grain filling stage.Therefore, mixed cultivation under water stress conditions shows better yields than pure cultivation,which is probably due to the reduction of exogenous competition in mixed cultivation of cultivars.
Keywords: barley, Mixed cultivation, Triticale, Wheat
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.