فهرست مطالب

Journal of Plant Physiology and Breeding
Volume:12 Issue: 1, Winter-Spring 2022

  • تاریخ انتشار: 1402/03/25
  • تعداد عناوین: 12
|
  • الناز فرج زاده معماری تبریزی*، مرضیه باباش پور اصل صفحات 1-13
    خشکی مهم ترین عامل تنش زایی است که رشد و عملکرد گیاهان را کاهش می دهد ولی کاربرد جاذب های رطوبتی ممکن است اثرات منفی خشکی را تا حدودی برطرف نماید. این مطالعه با هدف بررسی تاثیر سطوح آبیاری (آبیاری پس از 140 میلی متر تبخیر از تشتک، آبیاری پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک و آبیاری پس از 70 میلی متر تبخیر از تشتک) و کاربرد جاذب های رطوبتی (عدم کاربرد جاذب رطوبتی ، سوپرجاذب ، ورمیکولیت ، زیولیت و کاربرد توام هر سه جاذب رطوبتی) بر عملکرد و اجزای عملکرد و خصوصیات فیزیولوژیک گلرنگ (رقم گلدشت) بود. این آزمایش در دو سال 1397 و 1398 و در هر سال به صورت طرح اسپیلت پلات در قالب طرح بلوک های کامل در سه تکرار اجرا گردید. بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه، عملکرد دانه و روغن گلرنگ تحت تاثیر تیمار تنش شدید کم آبی پس از 140 میلی متر تبخیر از تشتک به ترتیب به میزان 36/4 و 46/6 درصد کاهش یافت. طبق معمول، خشکسالی محتوای مالون دی آلدیید را به طور قابل توجهی افزایش داد. تیمارهای جاذب رطوبتی عملکرد دانه را نسبت به شاهد افزایش دادند. با این حال، تفاوت معنی داری بین اثر تیمارهای جاذب رطوبتی بر عملکرد دانه وجود نداشت؛ اما موثرترین تیمار جاذب رطوبتی در افزایش عملکرد روغن، زیولیت بود. در این مطالعه درصد اسید اولییک و اسید پالمیتیک تحت تاثیر کم آبی افزایش نشان داد در حالی که میزان اسید لینولنیک با کاهش آب آبیاری کاهش یافت. به طور کلی نتایج نشان داد که استفاده از جاذب های رطوبتی اثرات نامطلوب تنش خشکی بر عملکرد گلرنگ و برخی اجزای عملکرد را کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: جاذب رطوبتی، خشکی، کیفیت روغن، گلرنگ
  • کاظم قاسمی گلعذانی*، نیان اردلان، یعقوب راعی، بهاره دلیل صفحات 15-27
    کمبود آب دسترسی به عناصر غذایی را محدود می کند و باعث اختلالات فیزیولوژیکی می شود. در نتیجه قابلیت تولید محصول زراعی در مزرعه کاهش می یابد. پاشیدن آهن و روی بر گیاهان تحت تنش خشکی شاید برخی از اثرات مضر این تنش روی عملکرد گیاه زراعی را کاهش دهد. بنابراین، این پژوهش به صورت طرح اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار برای ارزیابی اثرات آهن (1 g/l) و روی (1 g/l) خارجی روی گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) در فواصل مختلف آبیاری (آبیاری پس از 70، 100، 130 و 160 میلی متر تبخیر به ترتیب به عنوان آبیاری معمول، و کم آبی های ملایم، متوسط و شدید) طراحی شد. کمبود آب با کاهش رشد گیاه درصد پوشش سبز را کاهش داد. به دلیل محدودیت آب، محتوی آب برگ، شاخص محتوای کلروفیل، تعداد کاپیتول در بوته، تعداد دانه در بوته و وزن هزار دانه نیز کاهش یافتند، ولی دمای برگ افزایش یافت که منجر به افت معنی دار محصول دانه در واحد سطح تحت تنش های متوسط و شدید شد. محلول پاشی روی و به ویژه آهن با افزایش محتوای کلروفیل برگ، تعداد دانه در کاپیتول و تعداد دانه در بوته موجب بهبود قابل ملاحظه محصول دانه گلرنگ در فواصل مختلف آبیاری شد. اما، این برتری در محصول دانه با افزایش کمبود آب کاهش یافت که نشان می دهد محلول پاشی آهن به مقدار بیشتر و روی به مقدار کمتر می توانند برخی از اثرات زیان بار محدودیت های آبی ملایم و متوسط روی گیاه گلرنگ را کاهش دهند.
    کلیدواژگان: آهن، پوشش سبز، خشکی، روی، کلروفیل، محتوای آب
  • سیروس حسن نژاد*، سهیلا پورحیدر غفاربی، الهام عباس وند صفحات 29-38
    اندازه گیری فلورسانس کلروفیل a ابزاری مناسب برای مطالعه اثر علف کش ها با نحوه عمل متفاوت روی دستگاه فتوسنتزی است. در این آزمایش، پاسخ های فلورسانس کلروفیل گیاهان توق (Xanthium strumarium L.) دو روز بعد از کاربرد دزهای مختلف علف کش لوماکس (اس- متالاکلر + مزوتریون + تربوتیلازین) به تنهایی و در ترکیب با روغن بادام مورد مطالعه قرار گرفت. مقادیر عملکرد کوانتومی هدررفت انرژی (F0/Fm) و حداقل فلورسانس (F0) گیاهان تیمار شده با دز 100 درصدی علف کش در دو روز بعد از اعمال تیمار به شدت افزایش یافته و به ترتیب از 0.16 به 0.25 و از 296 به 391 رسید. این تغییرات در فتوسیستم دو در نتیجه کاهش حداکثر عملکرد کوانتومی فتوسیستم دو (Fv/Fm) و شاخص کارایی فتوسیستم دو (PIABS) است. علاوه بر این، کاربرد دزهای بالای علف کش باعث کاهش فلورسانس متغیر (Fv)، حداکثر فلورسانس (Fm)، حجم کویینون ها در بخش احیای فتوسیستم دو (Area)، حداکثر کارایی کمپلکس تجزیه کننده در سمت دهنده الکترون فتوسیستم دو (Fv/F0)، انرژی موردنیاز برای بستن مراکز واکنش (Sm) و متوسط اکسیداسیون و احیای کویینون A در بازه زمانی از F0 تا Fm شد. در نهایت، این مطالعه نشان داد که استفاده از روغن بادام با علف کش لوماکس باعث کاهش عمده پارامترهای فلورسانس کلروفیل a در توق شد. همبستگی بین وزن خشک اندازه گیری شده 28 روز بعد از کاربرد علف کش و Fv/Fm ارزیابی شده 2 روز بعد از کاربرد علف کش نشان داد که با ارزیابی سریع پارامترهای فلورسانس می توان سرعت بررسی های مربوط به اثربخشی علف کش را تا 12 مرتبه افزایش داد. شیب تند خط رگرسیون علف کش با روغن بادام در مقایسه با علف کش تنها نشان داد که روغن بادام می تواند به عنوان یک ماده افزودنی کارایی علف کش را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: توق، دستگاه فتوسنتزی، رگرسیون، روغن بادام، علف کش
  • سید مهدی رضوی*، مریم انفرادی صفحات 39-49
    گیاه درمنه (Artemisia melanolepis) بومی ایران است و در شمال غرب و شمال ایران انتشار دارد. در این تحقیق، محتوی متابولیت های اندام هوایی گیاه در سه مرحله رشد مورد واکاوی قرار گرفت. متابولیت های غیرفرار و فرار به ترتیب با روش های عصاره گیری و تقطیر آبی به دست آمدند و سپس هر کدام با روش خاص با دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل به طیف سنج جرمی مورد تجزیه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که متابولیت های غیرفرار از گروه اسیدهای آمینه، اسیدهای آلی، قندها و الکل قندها به طور قابل توجهی از مرحله رویشی به میوه دهی کاهش پیدا کردند. همچنین نتایج نشان داد که تیمول به عنوان ترکیب شاخص اسانس این گیاه در تمام مراحل زیستگردی گیاه به شمار می آید. بعد از این ترکیب، آلفا ترپینول به ترتیب با 6 و 6.9 درصد در مراحل رویشی و گلدهی و 4-کارن با 4.9 درصد در دوره میوه دهی ترکیبات اصلی به حساب می آیند. می توان نتیجه گرفت که نیمرخ متابولیت های گیاه به طور کامل در مراحل مختلف فنولوژیک متفاوت است.
    کلیدواژگان: اسانس، تیمول، درمنه، مرحله فنولوژیک
  • امیرعلی کمالوند، سیاوش حسینی سرقین، رویا کرمیان* صفحات 51-65

    آلودگی محیط زیست با فلزات سمی شرایط تنش باری را به وجود می آورد که اغلب رشد و نمو گیاه را به شکل منفی تحت تاثیر قرار می دهد. کادمیوم فلزی بسیار سمی است که اساسا از طریق فعالیت های صنعتی وارد محیط زیست می شود و بر رشد گیاهان زراعی و سایر گیاهان تاثیر می گذارد. در پژوهش حاضر اثر غلظت های مختلف CdCl2 بر جذب کادمیوم، پارامترهای رشدی و پاسخ های آنتی اکسیدانی گیاه شنبلیله مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که محتوای مالون دی آلدیید و پراکسید هیدروژن در گیاهان تیمار شده با کادمیوم در مقایسه با گیاهان شاهد افزایش یافت. تنش کادمیوم به طرز متفاوتی فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز را تغییر داد. همچنین تیمار کادمیوم محتوای ترکیبات آنتی اکسیدانی غیرآنزیمی مانند فنل ها، فلاونوییدها، آنتوسیانین ها، پروتیین های محلول و پرولین را افزایش داد. علاوه بر این، کاهش درصد جوانه زنی بذر و پارامترهای رشدی و نیز کاهش محتوای رنگیزه های فتوسنتزی کلروفیل و کاروتنویید از اثرات سمی کادمیوم بود.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان های غیر آنزیمی، آنزیم های آنتی اکسیدانی، پرولین، ترکیبات فنلی، شنبلیله
  • رویا کرمیان*، معصومه احمدی خویی صفحات 67-92
    گیاه استویا بومی آمریکای جنوبی و منبع خوبی از استویول گلیکوزیدها، آنتی اکسیدان ها، اسیدهای آمینه ضروری و سایر ترکیبات مغذی مهم است. در مطالعه حاضر اثر 5 و 10 میلی گرم در لیتر نانوذرات سلنیوم (SeNPs) و 50 میلی گرم در لیتر آنسیمیدول (ANC) در دو مرحله رویشی و آغاز گلدهی، بر پویژگی های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی گیاه Stevia rebaudiana، تلقیح شده با قارچ اندوفیت Piriformospora indica مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ANC، میزان کلونیزاسیون ریشه و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی را کاهش داد، لیکن محتوای پراکسید هیدروژن (مرحله رویشی)، مالون دی آلدیید (مرحله آغاز گلدهی) و جذب فسفات (مرحله آغاز گلدهی) را افزایش داد و تاثیری بر محتوای کربوهیدرات های کل نداشت. اثرات منفی ANC پس از کلونیزاسیون ریشه با قارچ و تا حدودی با کاربرد  SeNPs تقلیل یافت. بر اساس نتایج این پژوهش، کلونیزاسیون ریشه با P. indica و کاربرد SeNPs قادر است تعادل میان تولید رادیکال های آزاد و واکنش های دفاع آنزیمی در گیاه استویا را با افزایش پتانسیل مهار رادیکال آزاد و کاهش پراکسیداسیون لیپیدی غشاء در هر دو مرحله رویشی و آغاز گلدهی تغییر دهد. علاوه بر این، اثرات تیمارهای SeNPs، ANC و تلقیح P. indica در مرحله رویشی بیشتر از مرحله آغاز گلدهی بود.
    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، استویا، استویول گلیکوزیدها، بازدارنده رشد، قارچ اندوفیت
  • طاهره کیانی، لیلا پیشکار*، نسرین سرتیپ نیا، علیرضا ایران بخش، گیتی برزین صفحات 93-107
    آرسنیک یکی از سمی ترین متالوییدها برای گیاهان شناخته شده است، ولی اطلاعات کمی در مورد استفاده از نانوذرات سیلیس در کاهش سمیت آرسنیک در برنج  وجود دارد. این تحقیق به منظور بررسی اثرات غلظت های نانوذرات سیلیس (50 و 10 میلی گرم بر لیتر) و آرسنیک (50 میکرومولار) بر رشد گیاه، متابولیسم کلروفیل و پرولین، سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی، همیوستازی یونی و بیان ناقل های سیلیس/آرسنیک در برنج در شرایط هیدروپونیک در سال 1400 در دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر انجام شد. نتایج نشان داد که افزودن نانوذرات سیلیس به محیط کشت هیدروپونیک با تنظیم فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی، سطح پراکسید هیدروژن و سوپراکسید آنیون را کاهش داد و از دستگاه فتوسنتزی محافظت کرده و باعث بهبود رشد گیاه تحت تنش آرسنیک شد. نانوذرات سیلیس با تعدیل بیان ناقلین سیلیس/آرسنیک (Lsi1 ،Lsi2، Lsi6)، باعث کاهش جذب آرسنیک و افزایش جذب سیلیس در گیاهان برنج تحت تنش آرسنیک شد. کاربرد نانوذرات سیلیس با افزایش جذب عناصر مغذی، باعث حفظ همیوستازی یونی در گیاه برنج تحت تنش آرسنیک شد. به طور کلی، نانوذرات سیلیس باعث افزایش رشد برنج تحت تنش آرسنیک شد، که می تواند برای طراحی کودهای موثر برای افزایش رشد و عملکرد دانه در مناطق آلوده به آرسنیک استفاده شود.
    کلیدواژگان: آرسنیک، برنج، تنش اکسیداتیو، ناقلین سیلیس، آرسنیک، نانوذرات
  • یاسمین شمس الشعرا، رحیم قره شیخ بیات*، سید مهدی میری، محی الدین پیرخضری، داریوش داوودی صفحات 109-122

    پیدایش دورگ های بین گونه ای به صورت طبیعی می تواند به طور بالقوه دستیابی به نمونه هایی از درختان میوه با صفات ارزشمند را ممکن سازد. مورفولوژی گل، زنده مانی و جوانه زنی درون شیشه ای دانه های گرده و خود(نا)سازگاری با مطالعه درصد تشکیل میوه و روش تعقیب لوله گرده با میکروسکوپ فلورسانس بعد از خودگرده افشانی کنترل شده در سه دورگ طبیعی بین گونه ای جنس Prunus شامل: [P. armeniaca × P. salicina (بوانات) و P. cerasifera × P. armeniaca  (شیراز و شهریار)] مورد بررسی قرار گرفت. دورگ های بوانات و شیراز بیشترین قطر گل را داشتند، درحالی که بیشترین تعداد و طول پرچم و نسبت تعداد پرچم به طول مادگی متعلق به دورگ شهریار بود. بیشترین و کمترین زنده مانی دانه گرده و جوانه زنی درون شیشه ای به ترتیب در دورگ های شهریار و بوانات مشاهده شد. به طور کلی، غلظت های ساکارز 150 تا 250 گرم در لیتر سرعت جوانه زنی دانه گرده در شرایط درون شیشه ای را افزایش داد، هرچند غلظت های بیش از 150 گرم در لیتر بر دورگ بوانات اثر منفی داشت. میانگین سه ساله (2020-2018) تشکیل میوه نهایی توسط خودگرده افشانی از صفر درصد در دورگ شیراز تا 1/3 درصد در دورگ شهریار متغیر بود. همبستگی مثبت معنی داری بین دوقلوزایی مادگی و میانگین دمای تیر - مرداد سال قبل مشاهده شد. نتایج آزمایش با میکروسکوپ فلورسانس نشان داد که هیچ لوله گرده ای 96 ساعت پس از خود گرده افشانی به تخمدان نرسیده است. بر اساس هر دو روش، هر سه ژنوتیپ خودناسازگار در نظر گرفته شدند که برای تولید میوه نیاز به ارقام گرده زا دارند.

    کلیدواژگان: تشکیل میوه، جوانه زنی درون شیشه ای، زنده مانی گرده، میکروسکوپ فلورسنت، هیبرید بین گونه ای
  • محمد عابدینی اسفهلانی*، رضا فتوت صفحات 123-133
    به منظور بررسی ترکیب پذیری لاین های اینبرد آفتابگردان در شرایط آبیاری معمول و تنش کم آبی و نیز وراثت برخی از صفات فیزیولوژیکی در این گیاه، هشت لاین اینبرد با تحمل به تنش متفاوت با سه لاین نر عقیم تلاقی داده شدند. 24 هیبرید حاصل به همراه 11 والد و یک هیبرید تجاری به نام برزگر به عنوان شاهد در یک طرح کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. فاکتور آبیاری در کرت های اصلی در دو سطح نرمال (آبیاری بر اساس 100 درصد نیاز آبی) و تنش (قطع آبیاری از مرحله ظهور گل آذین) و 36 ژنوتیپ آفتابگردان در کرت های فرعی قرار گرفتند. در فصل رشد صفات شاخص کلروفیل، محتوای آب نسبی، تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه، دمای برگ و عملکرد دانه اندازه گیری شدند. تجزیه واریانس صفات بیانگر اثر معنی دار تنش کم آبی روی شاخص کلروفیل، محتوای آب نسبی، دمای برگ و عملکرد دانه بود. با توجه به نتایج تجزیه لاین × تستر، اثر لاین ها در شرایط نرمال از نظر  شاخص کلروفیل، تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه و عملکرد دانه و در شرایط تنش آبی از نظر شاخص کلروفیل و سرعت رشد اولیه معنی دار بود. در مورد تستر ها نیز از لحاظ شاخص کلروفیل، سرعت رشد اولیه و عملکرد دانه در شرایط نرمال و از لحاظ تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه و عملکرد دانه در شرایط تنش کم آبی اختلاف معنی دار وجود داشت. معنی دار بودن اثر لاین ها و تستر ها در مورد این صفات نشان دهنده تفاوت  بین ترکیب پذیری عمومی آن ها و وجود اثر افزایشی ژن ها بود. اثر متقابل لاین × تستر فقط در شرایط نرمال در مورد صفت عملکرد دانه معنی دار بود. شاخص کلروفیل و سرعت رشد اولیه از وراثت پذیری عمومی نسبتا بالایی در هر دو شرایط آبیاری برخوردار بودند. عملکرد دانه نیز دارای وراثت پذیری عمومی نسبتا بالا در هر دو شرایط بود ولی وراثت پذیری خصوصی آن تنها در شرایط تنش کم آبی نسبتا بالا بود. برآورد اثرات ترکیب پذیری عمومی نشان داد که لاین های  C122 و  C123 و تستر A19 در هر دو شرایط دارای بیشترین مقدار مثبت ترکیب پذیری عمومی از لحاظ عملکرد دانه بودند. هیبرید A196 × C41 در شرایط نرمال و هیبرید A112 × C111 در شرایط تنش کم آبی دارای ترکیب پذیری خصوصی مثبت معنی داری بودند. از بین صفات فیزیولوژیکی مورد بررسی در شرایط نرمال فقط صفت تلفات آب برگ با عملکرد همبستگی معنی داری را نشان داد. در شرایط تنش کم آبی، تلفات آب برگ و سرعت رشد اولیه همبستگی مثبت معنی داری با عملکرد دانه داشتند در حالی که دمای برگ با عملکرد دانه همبستگی منفی نشان داد. در نتیجه، به نظر می رسد که از تلفات آب برگ، سرعت رشد اولیه و دمای برگ ​​می توان برای بهبود غیرمستقیم عملکرد دانه آفتابگردان تحت شرایط تنش کمبود آب استفاده کرد.
    کلیدواژگان: اثر ژن، لاین × تستر، وراثت پذیری، هیبرید
  • سمیه طالبی، مهدی علیزاده*، عظیم قاسم نژاد، سیده ساناز رمضانپور صفحات 135-152
    درختچه های زرشک وحشی که به طور معمول، به نام «زرشک سیاه» شناخته می شوند، به طور طبیعی در ارتفاعات شمال و شمال شرق ایران پراکنش دارند. این توده ها، علاوه بر یک بانک ژن غنی، از نظر اهداف غذایی و دارویی بسیار مورد توجه می باشند. پژوهش حاضر به منظور بررسی تنوع ژنتیکی 15 ژنوتیپ مختلف زرشک (14 ژنوتیپ وحشی و یک ژنوتیپ زراعی) از طریق نشانگرهای مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی انجام شد. صفات مورفولوژیکی برگ، خار و میوه اندازه گیری شد. خواص بیوشیمیایی ژنوتیپ های مورد مطالعه نیز در مرحله رسیدن میوه اندازه گیری شد. علاوه بر این، ژنوتیپ ها با نشانگرهای ریزماهواره تجزیه و تحلیل شدند تا تنوع ژنتیکی آن ها در سطح مولکولی نیز مشخص شود. توده های مورد مطالعه از نظر صفات مورفولوژیکی متنوع بودند و در پنج گروه مجزا طبقه بندی شدند. علاوه بر این، برخی از ویژگی های مورفولوژیکی کمیاب و قابل توجه در شکل میوه و خوشه های میوه در تعدادی از ژنوتیپ ها یافت شد که قبلا گزارش نشده بود. اگرچه تفاوت های زیادی در مورد ترکیبات بیوشیمیایی میوه به دست آمد، ولی این تفاوت ها روند مشخصی نداشتند. این توده ها، بر اساس نشانگرهای ریزماهواره در هشت گروه قرار گرفتند که در آن ها ژنوتیپ های نزدیک به هم شباهت های جغرافیایی نسبتا بیشتری داشتند. دسترسی به تنوع ژنتیکی این ژنوتیپ ها را می توان به عنوان ستون فقرات برنامه های اصلاحی آتی آن ها در نظر گرفت و داده های گزارش شده در این پژوهش حاکی از آن است که شمال شرق ایران می تواند یک منبع غنی برای تنوع ژرم پلاسم زرشک در نظر گرفته شود.
    کلیدواژگان: به نژادی، تنوع، ریزماهواره، زرشک، نشانگر
  • مریم سید خامسی، ورهرام رشیدی، حسین شهبازی*، ابراهیم خلیل وند بهروزیار، بهرام میرشکاری صفحات 153-163
    به منظور تعیین نحوه عمل ژن و وراثت پذیری سرعت پر شدن دانه و انتقال مجدد ذخایر ساقه در گندم نان، یک تلاقی دی آلل 6 × 6 یک طرفه انجام شد. بذور F1 حاصل به همراه والدین تحت تنش خشکی انتهایی در سال 1397 در دانشگاه آزاد اسلامی اردبیل مورد ارزیابی قرار گرفتند. سرعت پر شدن دانه، دوره موثر پر شدن دانه، انتقال مجدد مواد ذخیره ای از ساقه به دانه، میزان مشارکت ذخایر ساقه در عملکرد دانه، کارایی ساقه در انتقال ذخایر به دانه، کارایی انتقال مجدد کربوهیدرات ها از ساقه به دانه و وزن ویژه میانگره ها اندازه گیری شد. نتایج حاکی از کفایت مدل افزایشی- غالبیت در همه صفات به جز دوره موثر پر شدن دانه و میزان مشارکت ذخایر ساقه در عملکرد دانه بود. وجود غالبیت ناقص، غالبیت کامل و فوق تا 0.88 (سرعت موثر پر شدن دانه) متغیر بود. در حالی که وراثت پذیری خصوصی از 0.17 تا 0.66 در نوسان بود. در بین صفات، سرعت پر شدن دانه بیشترین وراثت پذیری خصوصی (0.66) را داشت و انتقال مجدد مواد ذخیره ای (0.46) و وزن ویژه میانگره ها (0.44) در مراتب بعد قرار گرفتند. نتایج همچنین نشان داد که بین غالبیت و مقدار وزن ویژه میانگره ها رابطه مثبت وجود دارد که در مورد این صفت آلل های غالب مطلوب بودند. بر اساس روش گریفینگ، ارقام رصد، کونیا 2002 و پیشتاز دارای ترکیب پذیری عمومی بالاتر و در نتیجه آلل های مطلوب برای سرعت پر شدن دانه بودند. در حالی که در مورد انتقال مجدد مواد ذخیره ای، ارقام رصد و کونیا 2002 ترکیب پذیری عمومی بالاتری داشتند.
    کلیدواژگان: انتقال مجدد، تنش خشکی، دیالل، ذخایر ساقه، وراثت پذیری
  • مهری عباس زاده، محمد مقدم*، مجید نوروزی، علی بنده حق صفحات 165-180
    وراثت چند صفت فیزیولوژیکی و زراعی در 92 لاین F4 حاصل از تلاقی دو رقم گندم (ارگ ​​و مغان 3، به ترتیب متحمل و حساس به شوری) در گلخانه تحت شرایط نرمال و تنش شوری با استفاده از سیستم هیدروپونیک در سال 1397 مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت کرت های خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار انجام شد. دو سطح شوری (نرمال و کاربرد 150 میلی مولار نمک طعام در مرحله سه برگی) در کرت های اصلی و لاین ها در کرت های فرعی قرار داده شدند. تجزیه واریانس تفاوت معنی داری را بین لاین ها برای همه صفات مورد بررسی، به جز نسبت +K+/Na، نشان داد. اثر متقابل لاین × شوری برای اکثر صفات از جمله عملکرد دانه معنی دار بود. تنش شوری سبب افزایش معنی دار میزان دمای برگ، نشت الکترولیت، وزن هزار دانه و محتوای +Na  و کاهش معنی دار سایر صفات شد. تفکیک متجاوز برای برخی صفات در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری مشاهده شد. در هر دو شرایط نرمال و تنش شوری، وراثت پذیری عمومی و خصوصی صفات مورد مطالعه به ترتیب بالا (0.72 - 0.99) و متوسط ​​تا کم (0.62-0.11) برآورد شد. کمترین میزان وراثت پذیری عمومی (0.72 و 0.66 به ترتیب در شرایط نرمال و تنش شوری) و وراثت پذیری خصوصی (0.13 و 0.11 به ترتیب در شرایط نرمال و تنش شوری) مربوط به عملکرد دانه بود. در هر دو شرایط، مقدار واریانس غالبیت بیشتر از واریانس افزایشی برای اکثر صفات مورد مطالعه بود. میانگین درجه غالبیت برای همه صفات در هر دو شرایط بیشتر از یک بود که نشان دهنده وجود عمل فوق غالبیت ژنی در کنترل صفات مورد بررسی بود. این تحقیق ضرورت بهره برداری از اثرات ژنی غالبیت در برنامه های اصلاحی گندم تحت تنش شوری را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: درجه غالبیت، واریانس ژنتیکی افزایشی، واریانس ژنتیکی غالبیت، وراثت پذیری خصوصی، وراثت پذیری عمومی
|
  • Elnaz Farajzadeh-Memari-Tabrizi *, Marzieh Babashpour-Asl Pages 1-13
    Drought is the most important stress factor that reduces plant growth and yield. However, the application of moisture absorbents may decrease the negative effects of drought. This study aims to investigate the effect of irrigation levels (irrigation after 140, 100, and 70 mm evaporation from pan evaporation) and moisture absorbents (without moisture absorbent, superabsorbent, vermiculite, zeolite, and the combined use of all three moisture absorbents) on yield components and physiological characteristics of safflower (Carthamus tinctorius L. cv. Goldasht). This experiment was performed in 1397 and 1398 as the split-plot design using the randomized complete block design with three replications. Results showed that under 140 mm evaporation due to the severe drought, seed yield and oil yield declined by 36.3% and 46.6%, respectively, as compared to the 70 mm evaporation. As usual, drought increased the malondialdehyde content significantly. Water absorbent treatments increased the grain yield as compared to the control. However, there were no significant differences in the effect of water absorbents on the grain yield but the most effective moisture absorbent to increase the oil yield was zeolite. Oleic and palmitic acids percent increased due to drought, while the amount of linoleic acid decreased with increasing the irrigation intervals. In conclusion, the results showed that the use of moisture absorbents alleviated the adverse effects of drought stress on the safflower yield and some yield components.
    Keywords: Drought, Oil quality, Safflower, Water absorbent
  • Kazem Ghassemi Golezani *, Nian Ardalan, Yaghoub Raei, Bahareh Dalil Pages 15-27
    Water deficiency limits nutrient availability and causes physiological disruptions resulting in decreased crop productivity in the field. The spray of Fe and Zn on drought-stressed plants may reduce some of the detrimental impacts of this stress on crop performance. Thus, this research was laid out as a split-plot design based on a randomized complete block design with three replications to assess the effects of exogenous iron (Fe: 1 g/l) and Zinc (Zn: 1g/l) on safflower (Carthamus tinctorius L.) under different irrigation intervals (irrigation after 70, 100, 130, and 160 mm evaporation as normal irrigation, and mild, moderate, and severe water deficits, respectively). Water deficiency decreased green ground cover by reducing plant growth. Leaf water content, chlorophyll content index, capitols per plant, grains per plant, and 1000-grain weight also decreased but leaf temperature increased due to water limitation, leading to a significant loss in the grain yield per unit area under moderate and severe stresses. Foliar sprays of Zn and especially Fe considerably improved the grain yield of safflower under different irrigation intervals, via increasing leaf chlorophyll content, grains per capitol, and grains per plant. However, this superiority in the grain yield decreased with increasing water deficit, which shows that foliar sprays of Fe to a larger extent and Zn to a lesser extent can alleviate some detrimental impacts of mild and moderate water limitations on safflower plants.
    Keywords: Drought, Chlorophyll, Green Cover, Iron, Water content, Zinc
  • Sirous Hassannejad *, Soheila Porheidar Ghafarbi, Elham Abbasvand Pages 29-38
    Chlorophyll a fluorescence measurement is a useful tool for studying the herbicides' effects with different modes of action on the photosynthetic apparatus. In this research, the chlorophyll a fluorescence response of common cocklebur (Xanthium strumarium L.) plants was studied two days after the sole application of different doses of the Lumax herbicide (s-metolachlor + mesotrione + terbuthylazine), and combined with the almond oil. The quantum yield of energy dissipation (F0/Fm) and minimum fluorescence (F0) values of the plants treated with the 100% herbicide dose increased significantly from 0.16 to 0.25 and 296 to 391, respectively, two days after treatment. These changes in PSII resulted in the reduction of the maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm) and the PSII function index (PIABS). Moreover, the application of high doses of the herbicide decreased the variable fluorescence (Fv), the maximum fluorescence (Fm), the size of the plastoquinone pool on the reducing side of photosystem II (Area), the maximum efficiency of water-splitting complex on the donor side of the photosystem II (Fv/F0), the energy needed for the closure of reaction centers (Sm), and the intermediate redox state of quinone A in the period from F0 to Fm. Our study revealed that the use of almond oil with the Lumax herbicide caused further reduction of the chlorophyll a fluorescence parameters in common cocklebur. The correlation between dry weight taken 28 days after the herbicide application and Fv/Fm measured two days after the herbicide application showed that assessing the chlorophyll a fluorescence parameters can speed up the rate of herbicide performance evaluation up to 12 times. The steeper slope of the regression line for herbicide with almond oil compared to the herbicide alone showed that almond oil could be a proper adjuvant to increase the herbicide efficiency.
    Keywords: Almond oil, Common cocklebur, Herbicide, Photosynthetic apparatus, Regression
  • Seyed Mehdi Razavi *, Maryam Enferadi Pages 39-49
    Artemisia melanolepis Boiss is an endemic species in Iran distributed in north and north west of the country. In the present work, metabolites’ content of the aerial parts of A. melanolepis was analyzed at three growth stages. The non-volatile primary and volatile secondary metabolites of the plants were obtained by extraction and hydro distillated methods, respectively, and then were analyzed using a GC-MS. Our results showed that the non-volatile primary metabolites from amino acids, organic acids, sugars, and sugar alcohols declined considerably from the vegetative state to fruiting period of the plants. The results also indicated that thymol was the main constituent of the volatile oils at all phonological stages with various percentages in each stage. The major volatile secondary metabolite was alpha-terpineol at the vegetative and flowering stages (6.09 and 6.92%, respectively), followed by 4-carene (4.96%) at the fruiting stage. It was concluded that the metabolites profile of A. melanolepis was considerably altered at different stages of the life cycle.
    Keywords: Artemisia melanolepis, Essential Oil, Phenological stage, Thymol
  • AmirAli Kamalvand, Siavash Hosseini Sarghein, Roya Karamian * Pages 51-65

    Pollution of the environment by toxic metals creates stress conditions that generally negatively affect plant growth and development. Cadmium is a highly toxic metal that enters the environment mainly through industrial activities and affects crops and other agricultural plants. In the current investigation, the influence of different concentrations of CdCl2 on Cd uptake, growth parameters, and antioxidant responses of Trigonella foenum-graecum L. were investigated. Results showed that H2O2 and malondialdehyde contents were increased by Cd treatments compared to the control plants. Cd stress differently altered the activity of antioxidant enzymes such as catalase, superoxide dismutase, peroxidase, and polyphenol oxidase. The content of antioxidant compounds such as phenols, flavonoids, anthocyanins, soluble proteins, and proline was also increased by the Cd treatment. In addition, our results demonstrated the decrease in seed germination percentage, growth parameters, and chlorophyll and carotenoid contents that may be considered circumstantial evidence for the toxicity of cadmium.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Cadmium, Fenugreek, Nonenzymatic antioxidant, Phenolic Compounds, Proline
  • Roya Karamian *, Masoumeh Ahmadi Khoei Pages 67-92
    The South American plant, Stevia rebaudiana Bertoni, is a good source of steviol glycosides, antioxidants, all of the essential amino acids, and other important nutritional compounds. The present study was conducted to investigate the effects of 5 and 10 mg L-1 concentrations of selenium nanoparticles (SeNPs) and 50 mg L-1ancymidol (ANC) on physiological and biochemical characteristics of S. rebaudiana colonized by the root endophytic fungus Piriformospora indica at vegetative and initial flowering stages. Results indicated that ANC decreased root colonization rate and antioxidant enzyme activities, but increased the content of H2O2 (vegetative stage), malondialdehyde (initial flowering stage), and phosphorus uptake (initial flowering stage( significantly and had no effect on total carbohydrate content. The adverse effects of ANC reduced after P. indica colonization and somewhat with SeNPs application. Our results suggest that the P. indica colonization and SeNPs application can alter the equilibrium between the production of free radicals and enzymatic defence reactions in S. rebaudiana by enhancing the scavenging capacity of free radicals and by decreasing membrane lipid peroxidation during both vegetative and initial flowering stages. Moreover, the effects of ANC, SeNPs, and P. indica on the measured characteristics at the vegetative stage were higher than those observed at the initial flowering stage.
    Keywords: Antioxidant enzymes, Endophytic Fungus, Growth retardants, Stevia, steviol glycosides
  • Tahereh Kiany, Leila Pishkar *, Nasrin Sartipnia, Alireza Iranbakhsh, Giti Barzin Pages 93-107
    Arsenic (As) is one of the most hazardous metalloids for plants, however, little is understood about the role of silicon nanoparticles (Si-NPs) in improving rice tolerance under As toxicity. An experiment was conducted in 2020 at Islamshahr Branch, Islamic Azad University, Islamshahr, Iran, to examine the impacts of As (50 M) and Si-NPs (50 and 100 mg/L) on rice growth, chlorophyll and proline metabolism, antioxidant defense system, ionic homeostasis, and expression of Si/As transporters under hydroponic conditions. The results showed that Si-NPs by boosting the activities of antioxidant enzymes, diminished hydrogen peroxide and superoxide anion, and hence, protected the photosynthetic apparatus and enhanced plant growth during As toxicity. Si-NPs increased Si uptake and declined As uptake in As-treated seedlings by adjusting the relative expression of Si/As transporters (Lsi1, Lsi2, Lsi6). Si-NPs maintained ionic homeostasis under As stress by increasing the uptake of mineral nutrients. In general, Si-NPs increased rice growth and biomass during As toxicity, which might be exploited to develop effective fertilizers to improve crop growth and yield in As-contaminated areas.
    Keywords: Arsenic, Nanoparticles, Oxidative stress, Rice, Si, As transporters
  • Yasamin Shamsolshoara, Rahim Gharesheikhbayat *, Seied Mehdi Miri, Mohiedin Pirkhezri, Daryoush Davoodi Pages 109-122

    The occurrence of inter-specific hybrids between two species in nature has the potential ability to develop new fruit trees with desirable traits. In this study, flower morphology, viability, and in vitro germination of pollen grains and self-(in) compatibility, using fruit set (%) and fluorescence microscopy methods were examined in three promising natural Prunus interspecific hybrids [P. armeniaca × P. salicina (Bavanat) and P. cerasifera × P. armeniaca (Shiraz and Shahriar)]. Bavanat and Shiraz had the highest flower diameter, while the highest number and length of stamens, as well as stamen number/pistil length ratio, belonged to Shahriar. The highest and lowest pollen viability and in vitro germination were observed in Shahriar and Bavanat, respectively. In general, sucrose concentrations of 150 to 250 g/l increased in vitro pollen germination rate, although concentrations of more than 150 g/l had a negative effect on Bavanat. The three-year average (2018-2020) of final fruit set by self-pollination ranged from 0% in Shiraz to 1.3% in Shahriar. A strong positive correlation was found between the occurrence of twin pistils and the mean temperature from July-August in the previous year. According to field self-pollination and fluorescent microscopy, all three genotypes were considered self-incompatible and needed pollinizer varieties.

    Keywords: Fluorescent microscopy, Fruit set, Inter-specific hybrid, In vitro germination, Pollen viability
  • Mohammad Abedini Esfahlani *, Reza Fotovat Pages 123-133
    To investigate the combining ability of sunflower (Helianthus annuus L.) inbred lines and also the inheritance of several physiological traits of this plant in normal irrigation and water-deficit-stress conditions, eight inbred lines with different drought tolerance were crossed with three cytoplasmic male sterile lines. The resulting 24 hybrids, 11 parents, and a commercial hybrid (Barzghar) as the control were evaluated in a split-plot design based on the randomized complete block design with three replications. Irrigation was applied in the main plots at two levels, normal (irrigation based on 100% water requirement) and stress (irrigation withhold after the appearance of the inflorescence), and 36 sunflower genotypes in subplots. During the growing season, chlorophyll content (Chl), relative water content (RWC), leaf water loss (LWL), early growth rate (EGR), leaf temperature (LT), and grain yield (GY) were measured. The analysis of variance showed the significant effect of water-deficit stress on Chl, RWC, LT, and GY. According to the results of the line × tester analysis, the effect of lines was significant for Chl, LWL, EGR, and GY in normal conditions, and on Chl and EGR in the water-deficit-stress conditions. In the case of the testers, there was a significant difference in Chl, EGR, and GY under normal conditions, and in LWL, EGR, and GY under stress conditions. The significant effect of lines and testers on these traits indicated a difference between their general combining ability (GCA) and the existence of additive gene effects. The interaction of line × tester was significant only for GY in normal conditions. Chl and EGR had a relatively high broad-sense and narrow-sense heritability at both conditions. The GY had also relatively high broad-sense heritability in both conditions but its narrow-sense heritability was only relatively high at the water-deficit-stress conditions. The C122 and C123 lines and the A19 tester had the highest positive GCA for GY in both conditions. The hybrid A196 × C41 in the normal conditions and A112 × C111 in the stress conditions had a positive SCA. Among the physiological traits, only LWL showed a significant correlation with GY in normal conditions. Under water-deficit-stress conditions, LWL and EGR had a positive correlation with GY, while LT showed a negative correlation with GY. In conclusion, it seems that LWL, EGR, and LT can be used to indirectly improve GY of sunflower under water-deficit stress conditions.
    Keywords: Gene action, Heritability, Hybrid, Line × tester
  • Somayeh Talebi, Mahdi Alizadeh *, Azim Ghasem Nejhad, Seyedeh Sanaz Ramezanpour Pages 135-152
    The wild barberry shrubs, commonly known as black barberry, are naturally widespread in the north and northeast elevations of Iran. Besides a rich gene bank, these are highly considered concerning food and medicinal purposes. The present research work was undertaken to evaluate the genetic diversity among 15 different barberry genotypes (14 wild and one cultivated genotypes) through morphological, biochemical, and molecular markers. The morphological traits of leaf, thorn, and berry were measured. The biochemical properties of the studied genotypes were also measured at the fruit ripening stage. Furthermore, the genotypes were subjected to simple sequence repeat analysis to ascertain their genetic diversity at the molecular level. The studied accessions were diverse in the case of morphological traits and they were classified into five distinct groups. Moreover, some rare and remarkable morphological characteristics were found in the fruit shape and fruit clusters of some genotypes not reported earlier. Though wide differences were obtained concerning fruit biochemical compounds, the differences didn’t have a clear trend. The accessions were characterized based on microsatellite analysis into eight groups in which the closely related genotypes had relatively higher geographical similarities. Access to the genetic diversity of these genotypes may be considered as the backbone of their future breeding programs and the reported data supported that the northeast of Iran may be assumed as a rich source for the diversity of Berberis germplasm.
    Keywords: Berberis, Breeding, diversity, Marker, Microsatellites
  • Maryam Seied-Khamesi, Varahram Rashidi, Hossein Shahbazi *, Ebrahim Khalilvand Behrouzyar, Bahram Mirshekari Pages 153-163
    To determine the gene action and inheritance of grain filling rate and remobilization of stem reserves in bread wheat, a 6×6 half diallel was performed. The F1 seeds along with parental varieties were evaluated under terminal drought stress at Islamic Azad University, Ardabil, Iran in 2018. Grain filling rate, effective grain filling period, remobilized dry matter, the contribution of remobilization in grain yield, remobilization efficiency of dry matter, carbohydrates remobilization efficiency, and specific weight of internodes were measured. Results showed the adequacy of the additive-dominance model in all of the characters except for the effective gain-filling period and contribution of remobilization in grain yield. The existence of partial dominance, complete dominance, and over-dominance was observed in control of the measured characters. Generally, broad sense heritability was high and ranged from 0.72 (carbohydrates remobilization efficiency) to 0.88 (grain filling rate). However, narrow sense heritability ranged from 0.17 (carbohydrates remobilization efficiency) to 0.66 (grain filling rate). Among the traits, grain filling rate had the highest narrow sense heritability (0.66) followed by the remobilized dry matter (0.46) and specific weight of internodes (0.44). There was also a positive relationship between dominance effects and the specific weight of internodes, where dominant alleles were favorable. Based on Griffing’s method, Rasad, Konya2002, and Pishtaz had higher general combining ability (GCA) and consequently favorable alleles for the grain filling rate. However, for remobilization, Rasad and Konya2002 had higher GCA.
    Keywords: Diallel, Drought stress, Heritability, Re-translocation, Stem reserves
  • Mehri Abbaszadeh, Mohammad Moghaddam *, Majid Norouzi, Ali Bandehhagh Pages 165-180
    Inheritance of several physiological and agronomic traits in 92 F4 lines derived from the cross between two wheat (Triticum aestivum L.) cultivars (Arg and Moghan3, tolerant and sensitive to salinity, respectively) was studied in a greenhouse at normal and salinity stress conditions using a hydroponic system in 2018. The experiment was carried out as a split-plot design based on randomized complete blocks with two replications. The two salinity levels (control and application of 150 mM NaCl at the three-leaf stage) were arranged in the main plots and the lines in the subplots. Analysis of variance showed significant differences among lines for all of the investigated characteristics, except the K+/Na+ ratio. The line × salinity interaction was significant for the majority of the traits including grain yield. Salinity stress increased leaf temperature, electrolyte leakage, 1000-grain weight, and Na+ content, and decreased other traits significantly. Transgressive segregation was detected for some traits at both normal and salinity stress conditions. At both normal and salinity stress conditions, broad-sense and narrow-sense heritability for the studied traits were estimated high (0.72 to 0.99) and moderate to low (0.11-0.62), respectively. The lowest broad-sense (0.72 and 0.66 at normal and salinity-stress conditions, respectively) and narrow-sense heritability (0.13 and 0.11 at normal and salinity-stress conditions, respectively) belonged to the grain yield. At both conditions, the magnitude of dominance genetic variance was higher than the additive genetic variance for the majority of the traits investigated. The average degree of dominance for all traits at both conditions was greater than one, which showed the existence of over-dominance gene action in controlling these traits. This research highlights the necessity of exploiting dominance gene effects in breeding programs of wheat at salinity stress conditions.
    Keywords: Additive genetic variance, Broad-sense heritability, Degree of dominance, Dominance genetic variance, Narrow-sense heritability