فهرست مطالب

پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی
پیاپی 46 (تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/04/10
  • تعداد عناوین: 20
|
  • علیرضا پورابوقداره*، حبیب الله قزوینی، علی براتی، شیرعلی کوهکن، الیاس آرزمجو صفحات 1-10
    مقدمه و هدف

    جو (Hordeum vulgare) به عنوان یکی از غلات دانه ریز به طور گسترده در ایران و جهان مورد کشت و استفاده قرار می گیرد. دستیابی به ارقام پر محصول و پایدار جو یکی از مهم ترین اهداف به نژادی این گیاه زراعی محسوب می شود. این مطالعه با هدف بررسی مجموعه ای از ژنوتیپ های بین المللی جو در شرایط اقلیمی ایران از نظر عملکرد دانه و برخی از صفات زراعی با استفاده از مدل بهترین پیش بینی های خطی نااریب (BLUP) بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه 24 ژنوتیپ بین المللی تهیه شده از مرکز ICARDA در سه ایستگاه تحقیقاتی واقع در کرج، بیرجند و زابل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی از نظر عملکرد دانه و برخی از صفات زراعی شامل تعداد روز تا ظهور سنبله، تعداد روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، دوره پر شدن دانه، ارتفاع بوته، طول سنبله اصلی و وزن هزار دانه در سال زراعی 1400-1399 مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از جمع آوری داده های آزمایشی و تجزیه و تحلیل های آماری، برترین ژنوتیپ ها بر اساس آماره های مبتنی بر مدل BLUP انتخاب شدند.

    یافته ها

    نتایج به دست آمده از تجزیه داده های آزمایشی نشان داد اثر ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ و محیط برای عملکرد دانه و سایر صفات (به جز طول سنبله و تعداد روز تا ظهور سنبله) معنی دار بود. صفات طول سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و ارتفاع بوته دارای بیشترین میزان واریانس ژنتیکی و وراثت پذیری بودند. نتایج به دست آمده از آماره های برآورد شده مبتنی بر مدل بهترین پیش بینی های خطی نااریب (Best linear unbiased predictors: BLUP) نشان داد ژنوتیپ های G3، G6، G10 و G23 نسبت به سایر ژنوتیپ ها دارای بیشترین عملکرد دانه و پایداری در محیط های مختلف بودند. از طرف دیگر با در نظر گرفتن اثر هر یک از صفات اندازه گیری شده در پایداری عمکلرد دانه، ژنوتیپ های G10، G16، G22 و G24 از طریق شاخص پایداری چند صفتی (Multi-traits stability index: MTSI) به عنوان ژنوتیپ های برتر شناسایی شدند.

    نتیجه گیری

    به طور کلی می توان اظهار داشت شاخص MTSI دارای کارایی بالایی در برنامه های به نژادی جهت استفاده از دیگر صفات مرتبط با عمکلرد دانه برای انتخاب ژنوتیپ های پایدار و پر بازده می باشد.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، شاخص گزینش، عملکرد دانه، وراثت پذیری
  • کمال پیغام زاده*، حسن امیری اوغان صفحات 11-21
    مقدمه و هدف

    کلزا یکی از مهم ترین گیاهان دانه روغنی جهت تامین روغن و کنجاله مورد نیاز است. برای توسعه سطح زیر کشت آن، معرفی ارقام جدید با تنوع ژنتیکی بالا از طریق برنامه های به نژادی دارای اهمیت فراوانی است.

    مواد و روش ها

    با هدف ایجاد تنوع ژنتیکی جدید و ارزیابی پارامترهای ژنتیکی، یازده ژنوتیپ بهاره کلزا با استفاده از روش دای آلل کامل تلاقی داده شد و صفات مختلف والدین و نتاج F1 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند.

    یافته ها

    تجزیه واریانس داده ها نشان داد صفات روز تا شروع گلدهی، روز تا رسیدن فیزیولوژیک، ارتفاع گیاه، تعداد خورجین در گیاه، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در ژنوتیپ ها و دورگ های حاصل معنی دار بودند. این نتایج بیانگر وجود تنوع ژنتیکی کافی در بین ژنوتیپ ها بود. تجزیه پارامترهای ژنتیکی با روش اول گریفینگ مدل دوم معنی دار بودن واریانس های GCA، SCA و REC صفات مختلف را نشان داد که بیانگر کنترل صفات مورد بررسی توسط اثرات افزایشی، غیر افزایشی ژن ها و سیتوپلاسمی بود. تجزیه ترکیب پذیری نشان داد که در میان والدین، ژنوتیپ SRL-97-1 دارای بیشترین مقدار GCA برای صفات رسیدن فیزیولوژیک، تعداد خورجین در بوته، وزن هزار دانه و عملکرد دانه بود. همچنین، تلاقی SRL-97-4×SRL-96-20 و SRL-97-15×SRL-97-3 به ترتیب دارای بیشترین مقدار SCA و REC برای عملکرد دانه بودند. به علاوه، صفات ارتفاع بوته، تعداد خورجین در بوته و عملکرد دانه دارای بیشترین مقدار وراثت پذیری عمومی (99 درصد) بودند و عملکرد دانه دارای بیشترین وراثت پذیری خصوصی (39 درصد) بود.

    نتیجه گیری

    به طورکلی، نتایج نشان داد که در ژنوتیپ های مورد بررسی تنوع ژنتیکی کافی وجود دارد، به طوری که تنوع حاصل از تلاقی این ژنوتیپ ها می تواند برای معرفی ارقام مورد بهره برداری قرار گیرد. ژنوتیپ هایی با GCA و SCA بالا جهت تشکیل یک جمعیت مناسب جهت تولید نتاج دارای ویژگی هایی با عملکرد بالا پیشنهاد می شوند.

    کلیدواژگان: ترکیب پذیری، عملکرد، عمل ژن، وراثت پذیری
  • غفار کیانی* صفحات 22-26
    مقدمه و هدف

    علی رغم اهمیت گیاه بادمجان، مطالعات به نژادی کمی در رابطه با این گیاه در ایران صورت گرفته است. لذا مطالعات بیشتری را به ویژه در ارتباط با مقایسه لاین های جدید و نیز ژنوتیپ های بومی کشور می طلبد. این پژوهش با هدف ارزیابی روابط صفات و شناسایی اثرات مستقیم و غیر مستقیم صفات کمی ‏موثر در عملکرد بادمجان با 40 لاین اصلاحی در نسل F4 انجام شد.

    مواد و روش ها

    آزمایش در مزرعه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در فصل زراعی سال 1400 انجام شد. در این مطالعه 40لاین اصلاحی در نسل F4 به همراه والدین آنها استفاده شد. صفات مختلفی از جمله ارتفاع بوته، تعداد میوه، طول میوه، وزن میوه، قطر میوه و عملکرد میوه اندازه گیری شدند. تجزیه و تحلیل داده ها از آمار توصیفی، همبستگی، تجزیه علیت و تجزیه خوشه ای استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج همبستگی نشان داد که عملکرد میوه با صفت وزن میوه دارای بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار می باشد. نتایج بدست آمده از تجزیه علیت نشان داد که وزن میوه و پس از آن صفت تعداد میوه در بوته بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد میوه داشتند. بزرگترین اثر غیرمستقیم وزن میوه از طریق قطر میوه بوده است. این صفات می توانند به عنوان شاخص انتخاب در برنامه های اصلاحی بادمجان برای بهبود عملکرد درنظر گرفته شوند. بر طبق نتایج تجزیه خوشه ای لاین های مورد مطالعه براساس صفات مورد مطالعه در سه گروه مختلف قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

    تجزیه خوشه ای وجود تنوع مناسبی را بین لاین های مورد مطالعه نشان داد و آنها را در سه گروه مجزا طبقه بندی نمود. وزن میوه و تعداد میوه بیشترین اثرات مستقیم را بر عملکرد میوه در بادمجان دارا بودند و از این دو صفت می توان به  عنوان شاخص انتخاب برای بهبود عملکرد در برنامه های اصلاحی بادمجان در جمعیت های درحال تفکیک استفاده کرد.

    کلیدواژگان: بادمجان، تجزیه علیت، تجزیه کلاستر، روابط صفات، صفات کمی
  • پیمان بهروز، ایرج برنوسی*، سعید اهری زاد، فرهاد آهک پز کرکجی صفحات 27-37
    مقدمه و هدف

      در آب و هوای مدیترانه ای، تنش آبی که اغلب در آخر فصل اتفاق می ا فتد، عامل اصلی محدودکننده عملکرد غلات است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تنوع ژنتیکی، وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی برخی شاخص های مرتبط با اجزای عملکرد دانه در جو تحت شرایط دیم انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق، 108 لاین و رقم جو در قالب طرح های آلفا لاتیس با دو تکرار در 9 بلوک در هر تکرار و دوازده کرت در هر بلوک در شرایط دیم و آبیاری تکمیلی طی فصل زراعی 99-1398 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم مراغه مورد ارزیابی قرار گرفت. صفات مورد ارزیابی شامل عملکرد دانه، روز تا خوشه دهی، روز تا رسیدگی فیزیولوژیکی، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص برداشت سنبله، شاخص باروری سنبله، شاخص باروری سنبله در رسیدگی و شاخص تقسیم بندی سنبله بود.

    یافته ها

    تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ ها برای همه صفات مورد مطالعه تفاوت معنی داری وجود داشت. این بدان معناست که برای تمامی صفات تنوع ژنتیکی وجود دارد. به طور کلی، برای همه صفات، ضریب تغییرات فنوتیپی بالاتر از ضریب تنوع ژنوتیپی بود. تفاوت زیاد بین ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنوتیپی در شاخص باروری سنبله در رسیدگی، شاخص باروری سنبله و عملکرد دانه، نشان دهنده تاثیر عوامل محیطی در بیان این صفات می باشد. برای صفات وزن هزار دانه، سرعت پرشدن دانه و شاخص باروری سنبله، وراثت پذیری متوسط تا بالا همراه با پیشرفت ژنتیکی بالا مشاهده شد که نشان دهنده برتری عمل افزایشی ژن ها برای این صفات است. این نشان می دهد که انتخاب می تواند در بهبود این صفات موثر باشد. بر اساس تجزیه خوشه ای به روش وارد و با استفاده از فاصله اقلیدسی، ژنوتیپ های مورد بررسی در هر دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی به 4 گروه اصلی تقسیم شدند. در شرایط دیم، گروه اول از نظر صفات عملکرد دانه، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص باروری سنبله و شاخص تقسیم بندی سنبله و در شرایط آبیاری تکمیلی، گروه دوم از نظر صفات عملکرد دانه، سرعت پرشدن دانه، وزن هزار دانه، شاخص برداشت، شاخص برداشت سنبله، شاخص باروری سنبله و شاخص باروری سنبله در رسیدگی در موقعیت بهتری قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

    بر اساس نتایج به دست آمده، انتظار می رود که عملکرد دانه با انتخاب غیرمستقیم برای صفات وزن هزار دانه، سرعت پرشدن دانه و شاخص باروری سنبله، بهبود یابد. مطابق با نتایج تجزیه خوشه ای، در شرایط دیم ژنوتیپ های گروه اول و در شرایط آبیاری تکمیلی ژنوتیپ های گروه دوم می توانند در برنامه های اصلاح نباتات یا معرفی رقم مورد توجه قرارگیرند.

    کلیدواژگان: تعداد دانه، تنش خشکی، وزن خشک سنبله، وزن دانه، Hordeum vulgare
  • محمدرضا میرزایی*، داریوش طالقانی، سعید صادق زاده حمایتی، مسعود احمدی، جمشید سلطانی، بابک بابایی، حیدر عزیزی، محسن بذرافشان، علی صارمی راد صفحات 38-49
    مقدمه و هدف

    عملکرد و کیفیت قند در چغندرقند نیز همانند سایر گیاهان شدیدا تحت تاثیر عوامل محیطی قرار می گیرد و تغییرات بالایی در عملکرد کمی و کیفی آن رخ می دهد. از این رو، پژوهش حاضر با هدف مطالعه تاثیر برهمکنش ژنوتیپ-محیط بر پتانسیل تولید کمی و کیفی ارقام چغندرقند و نیز تعیین سازگاری آن ها با طیف وسیعی از محیط های با شرایط متفاوت پایه ریزی و به مرحله اجرا درآمد.

    مواد و روش ها

    تعداد هفت رقم چغندرقند متشکل از چهار رقم داخلی و سه رقم خارجی، مواد ژنتیکی پژوهش حاضر را تشکیل دادند. مواد گیاهی تحت بررسی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در چهار منطقه بروجرد، پیرانشهر، جوین و شیروان در سال 1400 کشت شدند. پس از برداشت محصول و برآورد عملکرد ریشه، درصد قند ناخالص، عملکرد شکر سفید و ضریب استحصال شکر مربوط به هر یک از ارقام آزمایشی، تجزیه پایداری دو ویژگی عملکرد ریشه و عملکرد شکر سفید با به کارگیری مدل امی و تجزیه پایداری هم زمان چهار ویژگی اندازه گیری شده با شاخص پایداری چند متغیره انجام شد.

    یافته ها

    تجزیه اثرات افزایشی مدل امی نشان داد ژنوتیپ، محیط و برهمکنش ژنوتیپ- محیط در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. تجزیه اثر ضرب پذیر مدل امی به مولفه های اصلی نشان داد که در هر دو صفت مورد مطالعه تنها دو مولفه اول برهمکنش، تاثیر معنی داری در سطح احتمال یک درصد داشتند. طبق بای پلات میانگین عملکرد در برابر میانگین وزنی قدر مطلق امتیازات مولفه های اصلی، رقم دنا از نظر عملکرد ریشه و دو رقم دنا و سینا از نظر عملکرد شکر سفید تحت عنوان ارقام پایدار با عملکرد مطلوب شناخته شدند. در بای پلات اولین و دومین مولفه اصلی برهمکنش ژنوتیپ- محیط رقم دنا از نظر عملکرد ریشه و ارقام دنا، اکباتان و سینا از نظر عملکرد شکر سفید به عنوان ارقام با سازگاری عمومی مطلوب شناخته شدند. مناطق مورد بررسی از نظر هر یک از صفات عملکرد ریشه و عملکرد شکر سفید به سه محیط بزرگ تقسیم شدند، به طوری که جوین و شیروان به عنوان اولین محیط بزرگ، بروجرد به عنوان دومین محیط بزرگ و پیرانشهر به عنوان سومین محیط بزرگ شناخته شد. بر اساس نتایج شاخص پایداری چندمتغیره، رقم پرفکتا ایده آل ترین رقم به صورت هم زمان از نظر هر چهار صفت عملکرد ریشه، عملکرد شکر سفید، درصد قند ناخالص و ضریب استحصال شکر بود و پس از آن ارقام فلورس و سینا تحت عنوان ایده آل ترین ارقام بودند.

    نتیجه گیری

    نظر به نتایج به دست آمده در مطالعه حاضر می توان نتیجه گرفت که شرایط محیطی و برهمکنش آن با ژنوتیپ نقش بسزایی در تاثیرگذاری بر بیان فنوتیپی صفات در ژنوتیپ های مختلف چغندرقند دارد و سبب ایجاد نوسان عملکرد از محیطی به محیط دیگر می شود. لذا لازم است در هنگام آزادسازی ژنوتیپ ها دقت بیش تری نموده تا ژنوتیپ هایی را معرفی کرد که با شرایط محیط هدف سازگاری داشته باشند و سبب تولید محصول مطلوب شوند.

    کلیدواژگان: بای پلات، پایداری، چغندرقند و مواد ژنتیکی، سازگاری
  • موسی قاسم زاده، علیرضا پورمحمد*، علی اصغر علیلو، کمال شهبازی صفحات 50-61
    مقدمه و هدف

    کاربرد اصلی گندم دوروم در تولید سمولینا (آرد ماکارونی) به‎واسطه پروتیین زیاد و گلوتامین قوی، برای تولیدات ماکارونی می باشد. توسعه صنعت ماکارونی به همراه افزایش تقاضا برای آن و مساعد بودن شرایط آب و هوایی در بسیاری از نقاط ایران، مستلزم پژوهش های بیشتر، به‎ویژه در زمینه به نژادی گندم دوروم با آگاهی از تنوع ژنتیکی ژنوتیپ های مورد بررسی است.

    مواد و روش ها

    مواد گیاهی مورد استفاده در این آزمایش شامل 18 ژنوتیپ پاییزه گندم دوروم بود که در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دیم مغان واقع در شهرستان پارس آباد استان اردبیل در شرایط دیم مورد ارزیابی قرار گرفت. تعداد 32 صفت فنومورفولوژیکی و زراعی در آزمایشگاه و مزرعه اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    اختلاف بین ژنوتیپ های مورد مطالعه برای اکثر صفات معنی دار بود. مقایسه میانگین صفات برای ژنوتیپ های گندم دوروم در صفات مهم نظیر عملکرد کل دانه، بیوماس کل، عملکرد پنجه های بارور، وزن سنبله اصلی، تعداد برگ، طول سنبله و طول پدانکل، دو ژنوتیپ را به‎عنوان ژنوتیپ های برتر معرفی نمود. عملکرد کل دانه با برخی صفات نظیر وزن سنبله اصلی، تعداد سنبلچه، تعداد دانه در سنبله، تعداد دانه در پنجه بارور، عملکرد پنجه های بارور و وزن ریشک همبستگی مثبت معنی داری داشت. تجزیه خوشه ای، 18 ژنوتیپ گندم دوروم را به سه گروه منتسب کرد. خوشه اول شامل هفت ژنوتیپ، خوشه دوم دارای سه ژنوتیپ و در نهایت خوشه سوم نیز در برگیرنده هشت ژنوتیپ بود. خوشه سوم از لحاظ صفات ارتفاع بوته، طول سنبله، طول پدانکل، تعداد برگ، قطر ساقه، تعداد پنجه بارور، وزن تک بوته، وزن سنبله اصلی، تعداد سنبلچه، تعداد دانه در سنبله، تعداد دانه در پنجه بارور، عملکرد پنجه های بارور، طول ریشک، وزن ریشک، عملکرد کاه، طول برگ پرچم، عرض برگ پرچم، عملکرد کل دانه، بیوماس کل و عملکرد کاه کل، ارزش بالاتر از میانگین داشت. بنابراین ژنوتیپ های این گروه را می توان برای بهبود عملکرد دانه مورد استفاده قرار داد. در تجزیه به مولفه های اصلی، سه مولفه اول 68/28 درصد از تنوع کل را توجیه کردند. برای مولفه اول وزن تک بوته، وزن سنبله، عملکرد پنجه های بارور، عملکرد کاه، عملکرد کل دانه و بیوماس کل کرت دارای ضرایب مثبت بالا بودند. با توجه به تجزیه به مولفه های اصلی، مولفه اول، مولفه عملکرد دانه، مولفه دوم، صفات مربوط به رسیدگی و مولفه سوم، صفات مربوط به پر برگی نام گذاری شد. از این مولفه ها می توان در امر گزینش برای ژنوتیپ های گندم دوروم در برنامه های به نژادی استفاده کرد.

    نتیجه گیری

    بین ژنوتیپ های گندم دوروم از لحاظ صفات مورد بررسی، تنوع قابل ملاحظه ای یافت شد که از این تنوع می توان در برنامه های به نژادی برای مقاومت به تنش های زیستی و غیرزیستی و سایر اهداف اصلاحی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تجزیه به مولفه های اصلی، تنوع ژنتیکی، عملکرد دانه
  • میلاد حبیبی درونکلایی، ولی الله بابایی زاد*، محمدعلی تاجیک قنبری، حشمت الله رحیمیان، علی دهستانی صفحات 62-72
    مقدمه و هدف

    برنج (Oryza sativa L.) یکی از مهم ترین غلات می باشد که دارای ارزش غذایی بالایی بوده و در اکثر کشور ها یکی از اصلی ترین اجزا در سبد غذایی مردم است. سوختگی غلاف برنج یکی از مهم ترین بیماری های برنج بوده و عامل آن نیز پاتوژن Rhizoctonia solani (Teleomorph:Thanatephorus cucumeris) می باشد. القای بیان ژن   های مرتبط با مقاومت یکی از کم هزینه ترین و امن ترین روش ها در مدیریت بیماری های گیاهی محسوب شده و عوامل زیستی و غیر زیستی مختلفی در افزایش بیان این ژن ها در گیاهان ایفای نقش می کنند. فسفیت ها از جمله ترکیبات شیمیایی هستند که باعث القای مقاومت شده و قادر به کنترل بیماری ها با اثر مستقیم بر پاتوژن و غیر مستقیم با تحریک پاسخ های دفاعی میزبان می شوند. در این تحقیق، اثرات کاربرد فسفیت پتاسیم بر میزان بیان برخی از ژن های مقاومت در دو رقم طارم (مقام) و خزر (حساس) آلوده شده با R. solani بررسی شد.

    مواد و روش

    پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در دو رقم طارم (مقاوم) و خزر (حساس) و دو تیمار فسفیت پتاسیم و قارچ R. solani انجام گردید. برگ های تیمار شده با فسفیت پتاسیم و شاهد به قارچ عامل بیماری آلوده و در زمان های 0، 24، 48، 72 و 96 ساعت بعد از آلودگی، نمونه برداری شدند. پس از استخراج RNA و ساخت cDNA، واکنش Real-time PCR جهت بررسی الگوی بیان با استفاده از آغازگر های اختصاصی ژن ها PAL، LOX، PR1، PR3 و PR5، برگ های انجام گردید.

    یافته ها

    در این مطالعه افزایش معنی داری در میزان بیان ژن های PAL و LOX در ساعت 24 و ژن های PR1، PR3 و PR5 در ساعت 48 تیمار ها نسبت به شاهد مشاهده شد. اثرات تیمار ها در تمامی صفات در میزان بیان ژن های LOX، PR1، PR3 و PR5 معنی دار بوده ولی در میزان بیان ژن PAL اثرات تیمار ها در صفت های تیمار-رقم و تیمار-رقم-زمان غیر معنی دار ولی در صفات دیگر معنی دار بود. بین رقم مقاوم (طارم) و رقم حساس (خزر) به جز ژن PR1 در مابقی ژن ها مقایسه میانگین معنی دار بود و بین تیمارها تمامی پنچ ژن دارای مقایسه میانگین معنی دار وجود داشت.

    نتیجه گیری

    یافته ها نشان دهنده این است که فسفیت پتاسیم باعث پاسخ سریع و شدید گیاه در برابر بیمارگر R. solani از طریق القای ژن های مختلف شده و به دنبال آن منجر به افزایش تحمل گیاه می شود. در رقم طارم به دلیل این که ژن های بررسی شده زودتر و بیشتر بیان شدند دارای مقاومت بیشتری نسبت به رقم خزر است.

    کلیدواژگان: برنج، فسفیت پتاسیم و ژن های مقاومت، R. solani
  • پیام پزشکپور*، رحمت الله کریمی زاده صفحات 73-83
    مقدمه و هدف

    نخود به واسطه درصد پروتیین و ارزش تغذیه‎ای زیاد، یکی از حبوبات سرما دوست محسوب می شود و قابلیت کشت پاییزه در شرایط دیم را دارد. شناسایی ژنوتیپ‎هایی با عملکرد بالا و سازگاری به دامنه گسترده ای از محیط ها یکی از هدف های عمده در برنامه های به نژادی گیاهان زراعی می باشد. ترکیب دو روش ارزیابی پایداری بهترین پیش‎بینی نااریب خطی (BLUP) و اثرات اصلی جمع پذیر و برهمکنش‎های ضرب پذیر (AMMI) در آزمایش های ناحیه ای و گزینش پایداری چند صفتی (MTSI) به ارزیابی بهتر ژنوتیپ های گیاهی و دستیابی به نتایج دقیق تر کمک می کند. مدل های اثرات اصلی جمع‎پذیر و برهمکنش ضرب‎پذیر (AMMI) و بهترین پیش‎بینی نااریب خطی (BLUP)، از جمله روش های چند متغیره کاربردی در ارزیابی آزمایش های چند محیطی هستند. این پژوهش برای شناسایی ژنوتیپ‎های پایدار و پر محصول نخود در کشت پاییزه انجام شد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، هفده ژنوتیپ پیشرفته نخود همراه با دو شاهد عادل و آزاد در قالب طرح بلوک‎های کامل تصادفی در سه تکرار، در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی سراب چنگایی خرم آباد (لرستان) به مدت چهار سال زراعی (1392-96)، مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای کمی‎سازی پایداری ژنوتیپی، بهترین پیش‎بینی نااریب خطی، از برهمکنش‎های ژنوتیپ در محیط (سال) برآورد شدند. و تجزیه مقادیر منفرد (SVD) که اساس تجزیه AMMI است، بر روی ماتریس حاصله انجام شد.

    یافته ها

    نمودار گرمایی مبین تنوع عملکرد دانه ژنوتیپ‎ها در سال‎های مختلف بود. نمودار موزاییکی نشان داد که سهم مجموع مربعات ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ در محیط(سال) در مجموع مربعات کل به ترتیب 15/45 و 31/26 درصد بود. آزمون نسبت درست نمایی (LRT) نشان داد که برهمکنش ژنوتیپ در سال بر عملکرد دانه، وزن صد دانه، ارتفاع بوته، سرعت پرشدن دانه و دوره پرشدن دانه معنی‎دار بود، با توجه به معنی‎دار بودن برهمکنش ژنوتیپ در محیط (سال)، میتوان تجزیهBLUP را بر روی این داده‎ها انجام داد. آزمون اسکریت نشان داد چهار مولفه اصلی اولیه سهم قابل توجهی در توجیه برهمکنش ماتریس ژنوتیپ در محیط (سال) حاصل از BLUP داشتند، بطوری که مولفه اصلی اول و دوم به ترتیب فقط 34/31 و 31/38 درصد از تغییرات برهمکنش ژنوتیپ در محیط (سال) را توجیه می کردند. رتبه بندی ژنوتیپ‎ها بر اساس شاخص پایداری چند صفتی (MTSI) انجام شده است که، ژنوتیپ 7 با 1/6 MTSI= به عنوان ژنوتیپ برگزیده، مشخص شد.

    نتیجه گیری

    در مجموع، بر اساس نتایج کل روش ها و انتخاب همزمان بر اساس پایداری عملکرد دانه و همه صفات اندازه‎گیری شده (MTSI)، ژنوتیپ‎های شماره 7 (FLIP07-201C)، و 4 (FLIP06-43C) ژنوتیپ‎های پایدار و برتر نسبت به میانگین کل صفات ژنوتیپ‎ها بودند . ژنوتیپ شماره 4 از لحاظ دوره پر شدن دانه (32 روز)، عملکرد دانه (2536/9کیلوگرم در هکتار)، وزن صد دانه (34/3 گرم)، ارتفاع بوته (65/3 سانتی متر) و ژنوتیپ شماره 7، با میانگین سرعت پر شدن دانه (10/63 میلی گرم در دانه در روز) و عملکرد دانه (2250 کیلوگرم در هکتار) بیشتر از میانگین کل صفات در ژنوتیپ‎ها و شاهد‎های (آزاد و عادل) در این پژوهش برتر بودند.

    کلیدواژگان: پایداری چند صفتی، تجزیه مقادیر منفرد، گزینش همزمان، نمودار موزائیکی
  • پروانه حسن زاده، رضا فتوت*، علیرضا یوسفی، حسین جعفری صفحات 84-92
    مقدمه و هدف

    شناخت آللوپاتی در گیاهان زراعی به منظور اصلاح و افزایش عملکرد، حفظ تنوع گونه ای، مدیریت گیاهان و حفاظت از محیط زیست لازم و ضروری است. با وجود مطالعات انجام گرفته درباره آللوپاتی گیاهان، توسعه و معرفی ارقام زراعی با توان آللوپاتی بالا تا حدود زیادی بعلت کمبود اطلاعات در مورد ژنتیک آن محدود است.

    مواد و روش ها

    برای بررسی اثر آللوپاتی لاین های هاپلویید مضاعف جو و گیاه چاودار، آزمایشی در قالب طرح لاتیس ساده با دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال 1397 اجرا شد. یک ردیف چاودار در وسط کرت های آزمایشی جو کشت شد. برخی صفات فیزیولوژیک و ارتفاع بوته در چاودار اندازه گیری شده و محتوای فنل نیز در جو در شرایط طبیعی مورد مطالعه قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج حاصل از اثر آللوپاتی لاین های مضاعف جو نشان داد از نظر ارتفاع بوته، محتوای کلروفیل b، میزان کارتنویید، مقدار کربوهیدرات و شاخص محتوای کلروفیل (SPAD) در گیاه چاودار اختلاف معنی داری ایجاد شد. لاین های هاپلویید مضاعف جو نیز از نظر محتوای فنل اختلاف معنی دار داشتند.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق می تواند نشان دهنده پتانسیل جمعیت هاپلویید مضاعف جو معروف به OWB در مطالعات ژنتیک آللوپاتی باشد.

    کلیدواژگان: آللوپاتی، آللوکمیکال، قابلیت های آللوپاتیک، هاپلوئید مضاعف جو
  • شاهین قویدل، خداداد مصطفوی*، علیرضا پورابوقداره صفحات 93-103
    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 ها

    این 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 ها

    نتایج 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 گیری

    در 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.

    کلیدواژگان: تنش کم آبی، تجزیه به مولفه های اصلی، جو، ظرفیت فتوسنتزی، عملکرد دانه
  • النا خبیری، علی اصغری*، سید ابوالقاسم محمدی، علی رسول زاده، مجتبی نور آئین صفحات 104-114
    مقدمه و هدف

    تنش شوری از جمله مهم ترین تنش های غیرزیستی بوده که اثرات زیانباری بر عملکرد گیاه و کیفیت محصول آن دارد. به طوری که طبق پیش بینی های صورت گرفته تا سال 2050، 50 درصد زمین های کشاورزی بر اثر شوری قابلیت کشت خود را از دست خواهند داد. به دلیل پیچیدگی صفات مقاومت به شوری، اطلاعات اندکی از تعداد ژن ها، جایگاه کروموزومی آن ها و سهم نسبی هر یک از ژن ها در بروز و توزیع فنوتیپی وجود دارد. مکان یابی ژن های کمی می تواند این مدل پیچیده ژنتیکی را به اجزای ژنتیکی منفرد تجزیه، که در این صورت صفات کمی نیز همانند صفات تک ژنی بررسی خواهند شد.

    مواد و روش ها

    به منظور شناسایی QTL های کنترل کننده برخی صفات ریشه و اندام هوایی در شرایط تنش شوری در گندم نان، 148 لاین اینبرد نوترکیب گندم نان بهاره حاصل از تلاقی رقم Yecora Rojo (زودرس و پاکوتاه به عنوان والد پدری با منشاء آمریکا) و ژنوتیپ No.49 (دیررس و پابلند به عنوان والد مادری با منشاء سیستان و بلوچستان) به همراه والدین مورد مطالعه قرار گرفتند. این پژوهش در سال 1398 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی تحت شرایط تنش شوری (شوری 8 دسی زیمنس در متر مربع) و بدون تنش در محیط کشت پیت ماس و پرلیت و به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با پنج تکرار به اجرا درآمد. صفات اندازه گیری شده در این آزمایش شامل طول ریشه، وزن‎تر  و خشک ریشه، وزن‎تر  و خشک اندام هوایی بود. برای تجزیه QTL از نقشه پیوستگی حاوی 202 نشانگر (177 نشانگر ریزماهواره و 51 نشانگر رتروترانسپوزون) استفاده شد که طول نقشه حدود 691/36 سانتی مورگان با میانگین فاصله 3/42 بین هر جفت نشانگر بود و 21 کروموزوم گندم نان را پوشش می داد. تجزیه QTL به روش مکان یابی فاصله ای مرکب (CIM) صورت گرفت و اثرات افزایشی QTL های شناسایی شده، برآورد گردید.

    یافته ها

    نتایج تجزیه QTL نشان داد که در شرایط بدون تنش برای وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی یک QTL، وزن‎تر  اندام هوایی دو QTL و برای وزن‎تر  ریشه و طول ریشه هر کدام سه QTL شناسایی شد. در شرایط تنش شوری برای وزن خشک ریشه و طول ریشه هر کدام یک QTL، برای وزن خشک اندام هوایی دو QTL و برای وزن‎تر  اندام هوایی سه QTL شناسایی شد. در بین QTL های شناسایی شده QRFW6A.n در شرایط نرمال و QSFW2A.s در شرایط تنش شوری بیشترین اثر افزایشی را داشتند. برای وزن خشک اندام هوایی و وزن‎تر  ریشه در شرایط نرمال و صفت وزن‎تر  اندام هوایی در شرایط تنش شوری اثر افزایشی مثبت QTL های مکان یابی شده نشان دهنده توارث الل مطلوب در این جایگاه از والد Yecora Rojo به نتاج بود. واریانس فنوتیپی توجیه شده توسط این QTL ها در شرایط نرمال از 5/43 تا 8/97 و در شرایط تنش شوری از 5/51 تا 7/43 درصد متغیر بود.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه تعداد QTL های شناسایی شده برای خصوصیات مرتبط با ریشه و اندام هوایی کم بود که می تواند به دلیل تعداد بالای  QTL های با اثر کم، وجود اثرات متقابل و همچنین اثرات محیطی باشد.   

    کلیدواژگان: اثرات افزایشی، صفات نشانگر مورفولوژیکی، گندم نان، مکان یابی
  • مجتبی نشائی مقدم، حمید نجفی زرینی*، غلامعلی رنجبر، علی پاکدین پاریزی صفحات 115-132
    مقدمه و هدف

    سویا (Glycine max L..) یکی از مهم ترین گیاهان روغنی است که عملکرد آن می تواند تحت تاثیر تنش خشکی قرار گیرد.

    مواد و روش ها

    به منظور بررسی تحمل به تنش خشکی و همچنین عملکرد و اجزای عملکرد 45 ژنوتیپ سویا، در سال 1398 آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در شرایط گلخانه ای در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری اجرا گردید. فاکتور ها شامل ژنوتیپ های مختلف سویا و سه سطح رژیم آبیاری مطلوب، تنش متوسط و شدید بود که به ترتیب آبیاری پس از رسیدن به 15، 40 و 70 درصد تخلیه رطوبتی خاک بودند.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس صفات نشان داد که اثرات متقابل ژنوتیپ و تنش برای تمامی صفات مورد مطالعه معنی دار بود و همچنین مقایسه میانگین صفات حاکی از آن بود که هر چه بر شدت تنش افزوده شود، اثر منفی بر عملکرد و اجزای عملکرد مشهودتر می گردد. در شرایط رژیم آبیاری مطلوب و تنش ملایم بیشترین عملکرد دانه از ژنوتیپ Columbus و در تنش شدید مربوط به ژنوتیپ OhioFG2 بدست آمد که به دلیل دارا بودن تعداد بالای غلاف در بوته، تعداد دانه در غلاف و وزن دانه بود. همبستگی بین صفات زراعی بیانگر این بود که صفت عملکرد دانه در هر سه سطح تنش، با صفات تعداد غلاف در بوته و تعداد دانه در بوته در سطح یک درصد مثبت و بسیار معنی دار است. براساس نتایج تجزیه رگرسیون، در هر یک سطوح تنش صفت های تعداد دانه در بوته و وزن دانه در مدل رگرسیونی وارد شدند که در شرایط مطلوب، تنش ملایم و تنش شدید به ترتیب 97، 84 و 97 درصد از تغییرات مربوط به صفت عملکرد دانه را توجیه نمودند. مقایسه میانگین شاخص های تحمل در شرایط رژیم آبیاری مطلوب- تنش ملایم نشان داد که بالاترین میزان شاخص ها برای میانگین حسابی (MP)، میانگین هارمونیک (HM) تحمل به تنش (STI) و میانگین هندسی (GMP) مربوط به ژنوتیپ‎های Columbus و Hill بود و ژنوتیپ‎های Emperor و Bonus در شرایط رژیم آبیاری مطلوب- شدید بیشترین مقدار را برای شاخص های مذکور داشتند که نشان از وجود پتانسیل تحمل تنش در این ژنوتیپ ها است. نتایج تجزیه کلاستر حاصل از شاخص های تحمل در شرایط رژیم آبیاری مطلوب- تنش ملایم و رژیم آبیاری مطلوب- تنش شدید ژنوتیپ ها را در سه گروه قرار داد که گروه اول و دوم به ترتیب شامل ژنوتیپ های متحمل و نیم متحمل بود و گروه سوم ژنوتیپ های حساس را تشکیل دادند. انالیز تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که دو عامل اول در شرایط مطلوب- تنش ملایم 93/34 درصد و در شرایط مطلوب- تنش شدید 96/54 درصد از کل تنوع را توجیه کردند، همچنین مولفه اول میانگین هندسی (GMP) و مولفه دوم حساسیت به تنش (SSI) بیشترین مقدار را در هر دو شرایط داشتند. با استفاده از تجزیه بای پلات بر مبنای مولفه های اول و دوم ژنوتیپ های Columbus، Hill، Williams در ناحیه ای با عملکرد بالا و متحمل به تنش قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

    ارقام Columbus، Hill، Williams، Bonus، Emperor و Ohio FG2 نسبت به سایر ژنوتیپ ها دارای پتانسیل تحمل بودند و به عنوان ژنوتیپ های متحمل به تنش خشکی پیشنهاد می گردند.

    کلیدواژگان: تنش خشکی، سویا، عملکرد و اجزای عملکرد
  • فائزه سلیمانی، داوود صمصام پور*، عبدالنبی باقری صفحات 133-144
    مقدمه و هدف

    قارچ های میکوریزای آربوسکولار می توانند تحمل به شوری و بهره وری گیاهان را در خاک های شور- قلیایی با استفاده از استراتژی های مختلف از جمله جذب عناصر غذایی، تنظیم اسمزی، شکل دهی خاک و غیره بهبود بخشند. بنابراین، استفاده از قارچ های میکوریزای آربوسکولار برای کاهش اثرات شوری مورد توجه واقع شده است. این مطالعه با هدف بررسی اثر قارچ میکوریزای آربوسکولار بر صفات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و میزان کافییک اسید گیاه علف لیمو (Cymbopogon citratus) تحت تنش شوری انجام شد.

    مواد و روش ها

    آزمایش به‎صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل عامل اول قارچ های میکوریزی آربوسکولار (تلقیح و عدم تلقیح قارچ) و عامل دوم تیمار شوری در چهار سطح (0، 50، 100 و 150 میلی مولار) بود. صفات رنگیزه های فتوسنتزی، نشت یونی، پرولین، کربوهیدرات های محلول، فلاونویید، آنتوسیانین، پروتیین، آسکوربات پراکسیداز، میزان یون های سدیم و پتاسیم و تغییرات محتوای کافییک اسید علف لیمو مورد بررسی قرار گرفت.

    یافته ها

    تلقیح گیاه با قارچ آربوسکولار در سطوح شوری (150 میلی‎مولار) میزان نشت یونی را به میزان 34/14 درصد نسبت به شاهد کاهش داد. تلقیح گیاه با قارچ آربوسکولار باعث بهبود کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوییدها در مقایسه با عدم حضور آن در سطوح شوری (150 میلی مولار) به ترتیب به میزان 118/51، 82/35، 50/70 و 98/64 درصد شد. نتایج نشان داد که گیاهان علف لیمو در برابر تنش شوری (150 میلی مولار) برای حفظ وضعیت خود میزان پرولین، کربوهیدرات، فلاونویید، آنتوسیانین، پروتیین و آسکوربات پراکسیداز در تلقیح با قارچ آربوسکولار به ترتیب به میزان 20/48، 94/94، 27/27، 30 و 17/39 درصد نسبت به شاهد (بدون تلقیح) افزایش داد. همچنین نتایج نشان داد که تحت تنش شوری 150 میلی مولار و حضور قارچ آربوسکولار میزان پتاسیم 15/39 درصد نسبت به شاهد افزایش یافت؛ در حالی که میزان سدیم در حضور این قارچ نسبت به شاهد 8/46 درصد کاهش یافت. بررسی ها نشان داد که درصد اسید کافییک در علف لیموی تلقیح شده با میکوریزای آربوسکولار نسبت به گیاهان شاهد 0/686 درصد افزایش یافته است.

    نتیجه گیری

    این مطالعه استفاده بالقوه از فناوری میکوریزا را به عنوان یک رویکرد بیوتکنولوژیک عملی برای افزایش رشد و افزایش تولید ترکیبات فعال زیستی Cymbopogon citratus در خاک های متاثر از نمک پیشنهاد می کند.

    کلیدواژگان: آنزیم، پرولین، فلاونوئیدها، کربوهیدرات ها
  • داوود داداشی، مجید نوروزی*، منیژه سبکدست، محمدرضا ساریخانی صفحات 145-155
    مقدمه و هدف

    کلزا سومین منبع تولیدکننده روغن خوراکی است، با این حال، عملکرد آن به‎شدت تحت تاثیر خشکی قرار دارد. به‎عنوان یک رویکرد کاهش دهنده آثار تنش، باکتری های محرک رشد (PGPBها) مورد توجه قرار گرفته اند که از توانایی افزایش تحمل به تنش های غیرزیستی، تامین عناصر غذایی گیاه و سنتز تنظیم کننده های رشد گیاه برخودار می باشند. با توجه به تاثیر مثبت PGPBها در بهبود رشد گیاهان طی تنش خشکی، این مطالعه با هدف بررسی تاثیر باکتری محرک رشدsp. S16-3 Enterobacter بر خصوصیات کلزا تحت تنش خشکی انجام شد.

    مواد و روش ها

    تاثیر باکتری محرک رشدsp. S16-3 Enterobacter بر خصوصیات مورفوفیزیولوژیک کلزا رقم Okapi (متحمل به خشکی) تحت تنش خشکی به صورت آزمایش فاکتوریل برپایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار تحت شرایط گلخانه ای بررسی شد. ترکیبات تیماری آزمایش شامل تیمار آبیاری (آبیاری عادی و تنش خشکی به شکل 60 درصد ظرفیت مزرعه ای) و تیمار باکتری (sp. S16-3Enterobacter و شاهد) بودند. تیمار خشکی، چهار هفته پس از جوانه زنی شروع شده و به‎مدت دو هفته اعمال شد و در ادامه ویژگی های مورفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی اندازه گیری شدند.

    یافته ها

    تنش خشکی باعث کاهش طول ریشه (35 درصد)، وزن ساقه (27 درصد)، محتوی نسبی آب (32 درصد)، محتوی پروتیین (28 درصد)، فعالیت آنزیم SOD (69 درصد)، فعالیت آنزیم CAT (51 درصد)، کلروفیل (28 درصد)و کارتنویید (25 درصد) و همچنین افزایش نشت الکترولیت (42 درصد) و غلظت پرولین (30 درصد) شد. تیمار باکتریایی به نوبه خود باعث بهبود معنی دار خصوصیات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی کلزا در مقایسه با تنش خشکی شد به طوری که با افزایش 24 درصدی در طول ریشه، 25 درصدی در وزن ساقه، 28 درصدی در محتوی نسبی آب، 21 درصدی در محتوی پروتیین، 22 درصدی در فعالیت آنزیم SOD، 29 درصدی در فعالیت آنزیم CAT و 26 درصدی کلروفیل و 23 درصدی کارتنویید و همچنین کاهش 23 درصدی در نشت الکترولیت و 18درصدی در غلظت پرولین همراه بود.

    نتیجه گیری

    هرچند تنش خشکی دارای اثرات منفی معنی داری بر مشخصه‎های مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و فیزولوژیکی کلزا بود؛ با این حال، تیمار باکتریایی توانست این اثرات منفی را تا حدود چشمگیری کاهش دهد. بنابراین، به نظر می رسد که تیمار باکتریایی. S16-3 Enterobacter sp، رویکرد کارآمدی در کاهش اثرات خشکی از طریق تعدیل مثبت مشخصه‎ های مورفو-فیزیولوژی کلزا باشد.

    کلیدواژگان: باکتری محرک رشد، تنش خشکی، گیاه روغنی، مشخصه های فیزیوبیوشیمیایی
  • بهناز شهباز، مهدی سلطانی حویزه*، وحید شریعتی صفحات 156-165
    مقدمه

    گیاه دارویی بومادران (L.Achillea millefolium ) به دلیل داشتن کارکردهای مختلف دارویی و صنعتی یکی از گونه های با ارزش در مراتع ایران و جهان است.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، از توالی یابی ترنسکریپتوم برگ و گل آذین بومادران با استفاده از پلتفرم 2500 Illumina Hiseq جهت شناسایی نشانگرهای ریزماهواره استفاده شد.

    یافته ها

    طبق نتایج توالی یابی نوپدید حاصل از نمونه های به دست آمده از گیاه دارویی بومادران کشت شده در موسسه تحقیقات مراتع و جنگل های کشور، 9450 توالی تک رونوشت (6920 توالی تک ژن) حاوی 10570 ریزماهواره بالقوه یافت شد. فراوان ترین نوع ریزماهواره ها، دی نوکلیوتیدها (62 %)، بعد از آن تری نوکلیوتید (2748 عدد، 26 %)، مونوکلیوتیدها (7%) بودند. مجموعا، 69 درصد ریزماهواره ها از نوع ریزماهواره کلاس دوم (10 تا 20 نوکلیوتید) و 31 درصد از نوع ریزماهواره کلاس اول (بیش از 20 نوکلیوتید) بودند. فراوانی ریزماهواره ها در ترانسکریپتوم گل آذین یک در هر 10 کیلوباز توالی یکپارچه شده بود. درتفسیر تک ژن ها مجموعا 1/762 (22/3 %)، 4723 (53/3 %)، 3714 (47/5 %)، 4517 (51/3 %) و 5189 (60/7 %) تک ژن از همه کتابخانه ها به‎ترتیب به پایگاه های داده KAAS، آرابیدوپسیس، UniProt، پروتیین های Non-redundant پایگاه NCBI و آفتابگردان گزارمان شدند. در بین85421 توالی تک ژن حاوی تکرارهای ریزماهواره، تعداد 38440 توالی تک ژن (45 %) دارای دسته بندی کارکردی و همه ی تک ژن ها در 52 دسته قرار داشتند.

    نتیجه گیری

    در میان همه تک ژن های دسته بندی شده 3220 تک ژن (65 درصد) به دسته "فرایند متابولیکی" متعلق بود که از میان آنها 90 تک ژن (3 %) به دسته "فرایند متابولیکی ثانویه" تخصیص داشت. معرفی این نشانگرها می تواند برای مطالعات آینده انتخاب به کمک نشانگر، تنوع ژنتیکی و ساخت نقشه های ژنتیکی در این گیاه دارویی مورد بهره برداری قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ترنسکریپتوم، تنوع ژنتیکی، گزارمان کارکردی، نوپدید
  • مهدی گراوندی*، رضا محمدی، کیانوش چقامیرزا، لیلا زارعی صفحات 166-177
    مقدمه و هدف

    گندم دوروم به عنوان دهمین گیاه زراعی مهم جهان در نظر گرفته می شود. تنش خشکی از محدودیت های اصلی تولید جهانی گندم است. اصلاح ارقام جدید که سازگاری مناسبی به شرایط واجد تنش داشته باشند هدفی مهم در افزایش تولید این محصول می باشد. در این راستا بهره برداری از توده های بومی از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از اجرای این پژوهش بررسی توده های بومی گندم دوروم از لحاظ تحمل خشکی و شناسایی نمونه های برتر بود.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش 196 توده بومی گندم دوروم متعلق به 18 کشور از نظر تحمل خشکی با استفاده از شاخص های مبتنی بر عملکرد دانه مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح آلفا لاتیس با دو تکرار در سال زراعی 1400-1399 در مزرعه تحقیقاتی معاونت موسسه تحقیقات کشاورزی دیم (سرارود) و در دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی انجام شد.

    یافته ها

    نتایج تجزیه واریانس بیانگر معنی دار بودن اثر ژنوتیپ، اثر محیط و اثرات متقابل ژنوتیپ × محیط برای عملکرد دانه بود. براساس نتایج تحلیل همبستگی و تجزیه بای پلات ژنوتیپ × شاخص (GI-biplot)، شاخص های بررسی شده در چهار گروه قرار گرفتند. گروه اول شامل شاخص پاسخ به خشکی (DRI)، شاخص پایداری عملکرد (YSI)، شاخص عملکرد (YI) و عملکرد در شرایط دیم بود. شاخص های تحمل به تنش (STI) و میانگین هندسی تولید (GMP) که قادر به شناسایی اکسشن های با عملکرد بالا در هر دو شرایط دیم و آبیاری تکمیلی بودند در گروه دوم جای گرفتند. شاخص میانگین بهره وری (MP) با عملکرد دانه در شرایط آبیاری تکمیلی در گروه سوم قرار گرفتند. شاخص های حساسیت به تنش (SSI)، تحمل (TOL)، شدت تنش اشنایدر (SSSI) و درصد کاهش عملکرد (RI) که قادر به تفکیک نمونه های با عملکرد بالا در شرایط آبیاری تکمیلی و عملکرد پایین در شرایط دیم از مابقی نمونه ها بودند نیز در گروه چهارم دسته بندی شدند. براساس نتایج تجزیه خوشه ای توده های بومی مورد بررسی در سه گروه مجزا با ویژگی های متفاوت از لحاظ عملکرد دانه و تحمل خشکی قرار گرفتند.

    نتیجه گیری

    طبق نتایج این پژوهش انتخاب همزمان برای مقادیر بالای DRI، STI و GMP و مقادیر پایین SSI، TOL و RI می تواند در شناسایی نمونه های با عملکرد بالا و متحمل به خشکی سودمند باشد. اعضای گروه اول که بیشتر از توده های بومی ایران، ژاپن، ترکیه و افغانستان بودند را می توان به عنوان توده های پر محصول و متحمل به خشکی در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، شاخص پاسخ به خشکی، شاخص تحمل خشکی، دیم
  • رقیه پولکی خشکرودی، نادعلی باقری*، نادعلی بابائیان جلودار صفحات 178-188
    مقدمه و هدف

    گیاهان دارویی منبع بسیاری از مواد آلی از جمله متابولیت های ثانویه هستند که به عنوان مواد اولیه ترکیبات دارویی و صنعتی استفاده می شوند. شناخت گیاهان دارویی و استفاده از ترکیبات آنها به جای ساخت ترکیبات شیمیایی، همواره مورد توجه محققین بوده است. آقطی (Sambucus ebulus L.) گیاه دارویی و بومی ارزشمندی است که در شمال ایران می روید.

    مواد و روش ها

    در این تحقیق به منظور ارزیابی برخی از صفات بیوشیمیایی گیاه آقطی از نظر کمی و کیفی، سه اندام برگ، ساقه و میوه این گیاه از سه منطقه ساری، بابل و آمل در سه ارتفاع 100-0، 600-500 و 1000-900 متر از سطح دریا، با سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی جمع آوری و عصاره گیری شد و صفاتی مانند کلروفیل، کارتنویید، آنتوسیانین و پرولین مورد بررسی از نظر کمی قرار گرفت. همچنین صفات آنتوسیانین و پرولین نیز از نظر کیفی بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج آزمون کیفی، حضور آنتوسیانین و پرولین را در هر سه اندام نشان داد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که ارتفاع از سطح دریا و اندام اثر معنی داری بر کلروفیل a، کلروفیلb، کلروفیل کل، کارتنویید، آنتوسیانین و پرولین داشت. اثر منطقه نیز بر همه ی صفات مورد بررسی به جز کلروفیل b و کلروفیل کل معنی دار بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که کارتنویید و آنتوسیانین در هر سه اندام برگ، ساقه و میوه گیاه آقطی، با افزایش ارتفاع از سطح دریا، افزایش داشت. همچنین مقادیر کلروفیل و پرولین با افزایش ارتفاع، در اندام برگ کاهش یافته اما در اندام ساقه و میوه ، این ترکیبات افزایش نشان دادند. میزان آنتوسیانین و پرولین در میوه گیاه آقطی بیشترین مقدار را دارا بود، اما میزان رنگیزه های فتوسنتزی در اندام برگ بیشتر از میوه و پس از آن ساقه بود. بیشترین میزان کلروفیل a و b (21/45 و 11/55میلی گرم بر گرم وزن تر) مربوط به اندام برگ، منطقه ساری در ارتفاع 100-0 متری از سطح دریا مشاهده شد. نتایج ضرایب همبستگی نشان داد که بین رنگیزه های فتوسنتزی، همبستگی مثبت و معنی داری وجود داشته و بیشترین میزان ضریب همبستگی بین کلروفیل b و کلروفیل کل (0/962=r) مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج آزمایش حاضر، نشان می دهد عوامل محیطی از جمله ارتفاع از سطح دریا و مشخصات جغرافیایی تاثیر معنی داری در میزان متابولیت ها دارد. در مجموع با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق، بهترین رویشگاه از نظر بیشترین مقدار رنگیزه های فتوسنتزی، از بین مناطق مورد مطالعه، منطقه ساری، بود.

    کلیدواژگان: آقطی (.Sambucus ebulus L)، آنتوسیانین، ارتفاع، پرولین، کلروفیل
  • مهدی کاکائی* صفحات 189-197
    مقدمه و هدف

    در مناطق نیمه خشک نظیر بخش وسیعی از کشور ایران به دلیل پراکنش نامطلوب بارندگی و افزایش یکباره دما در زمان پر شدن دانه، کاهش رطوبت خاک از جمله مهم ترین عامل نقصان رشد و نمو گندم محسوب می شود، لذا با ارزیابی اثرات تنش خشکی روی ارقام مورد مطالعه می توان مطلوب ترین رقم را تشخیص داد و از آن برای اهداف به نژادی آتی استفاده نمود. بنابراین هدف از این پژوهش شناسایی ارقام متحمل به خشکی و نیز خصوصیات آن‏ها با کمک شاخص های مقاومت به خشکی می باشد که سبب عملکرد بالاتر در شرایط اقلیمی خشک می شوند.

    مواد و روش ها

    آزمایش حاضر در مزرعه آموزشی-پژوهشی دانشگاه پیام نور مرکز اسدآباد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو شرایط تیمار رطوبتی در سال زراعی 96-1395 طراحی و اجرا گردید. تیمار رطوبتی در شرایط اعمال تنش خشکی به صورت قطع آبیاری بعد از گل دهی و در شرایط بدون تنش خشکی مطابق معمول منطقه تحقیق انجام پذیرفت. تعداد 14 رقم از مجموع ارقام قدیم و جدید گندم نان در این پژوهش استفاده گردید. از شاخص های تحمل به خشکی در این پژوهش استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج مقایسه میانگین‏ ها این آزمایش نشان داد که بیشترین میانگین عملکرد در شرایط بدون تنش خشکی و تنش خشکی به ترتیب مربوط به رقم 10 و 2 بود. بیشترین شاخص Stress Tolerance Index، Mean Productivity،Geometric Mean Productivity،Harmonic Index، Abiotic-stress Tolerance Index، Modified Stress Tolerance index in without drought stress، Modified Stress Tolerance index in drought stress و Stress Tolerance Score را ارقام شماره 10، 2 و 6 داشتند. نتایج حاصل از تحلیل همبستگی بین شاخص ها و میانگین عملکرد در شرایط بدون تنش خشکی و تنش خشکی نشان داد که مناسب ترین شاخص برای غربال کردن ارقام در دو شرایط محیطی در این مطالعه، شاخص های STI، ATI، K1STI، K2STI، STS، MP، HAM و GMP بودند. همچنین تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که 69/3 درصد تغییرات متغیرهای مورد بررسی در شرایط بدون تنش و تنش خشکی توسط مولفه اول و 99/4 درصد تغییرات مذکور توسط مولفه ‏های اول و دوم قابل توجیه می باشد.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه شاخص های STI، ATI، K1STI، K2STI، STS، MP، HAM و GMP مطلوب تشخیص داده شدند. لذا این شاخص های توانستند ارقام متحمل به خشکی و دارای عملکرد مطلوب در هر دو شرایط محیطی مورد بررسی (شرایط بدون تنش خشکی و تنش خشکی) را شناسایی نمایند. ارقامی که توانستند در هر دو شرایط محیطی توسط شاخص های مذکور مورد گزینش قرار بگیرند به ترتیب شامل ارقام شماره 10، 2 و 6 بودند.

    کلیدواژگان: بای پلات، تحمل به خشکی، شاخص های عملکرد، گندم
  • محمد آبیاری* صفحات 198-206
    مقدمه و هدف

    گیاه دارویی پریوش با نام علمی Catharanthus roseus، منبع مهم آلکالوییدهای ضدسرطان و ضدفشار خون است. به ‏دلیل قیمت بالای این متابولیت ها و محتوی اندک آنها در گیاه پریوش، تکنیک های کشت بافت برای افزایش تولید آنها پیشنهاد شده اند. بنابراین، این مطالعه با هدف ارزیابی تاثیر نانوذرات اکسید تیتانیوم (TiO2) بر بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز ترکیبات فعال مهم دارویی در گیاه پریوش انجام شد.

    مواد و روش ها

    از محیط موراشیک و اسکوگ (MS) به ‏عنوان محیط پایه درکنار دو تنظیم کننده رشد 2,4-D (mg/L 1) و BAP (mg/L 0/5) برای کشت برگ، القاء کالوس و تولید سوسپانسیون سلولی استفاده شد.کشت سوسپانسیون پریوش در پیک رشد سلولی با غلظت های 0، 50 و 100 میلی گرم در لیتر نانوذرات TiO2 تیمار شد. در ادامه، 24، 48 و 72 ساعت بعد از تیمار، بیان ژن های STR، SGD، DAT و PRX با تکنیک Real-Time PCR سنجش شد. از آزمون تترازولیوم نیز جهت سنجش زنده مانی سلولی استفاده شد.

    نتایج

    هرچند تفاوت معنی داری مابین درصد زنده مانی بعد از تیمار 50 و 100 میلی گرم در لیتر نانوذرات TiO2 وجود نداشت، با این حال، گذشت زمان (از 24 و 48 ساعت به 72 ساعت) باعث کاهش زنده مانی سلولی شد. کاربرد غلظت بالاتر نانوذره TiO2 (از 50 به 100 میلی گرم در لیتر) باعث افزایش بیشتر بیان ژن های کلیدی مسیر بیوسنتز ایندول آلکالوییدهای پریوش شد. این افزایش تا 48 ساعت بعد از تیمار ادامه یافت اما بعد از آن کاهش یافت. بیشترین بیان ژن های STR، SGD، DAT و PRX به‎ترتیب با 290، 186، 193 و 287 درصد افزایش در 48 ساعت بعد از تیمار 100 میلی گرم در لیتر نانوذره TiO2 (به عنوان موثرترین تیمار با بیشترین درصد زنده مانی سلولی) بدست آمدند.

    نتیجه گیری

    در مواجه با نانوذرات TiO2، به عنوان یک الیسیتور و عامل تنش زا، ابتدا بیان ژن های درگیر در بیوسنتز ایندول آلکالوییدها القاء می شود تا دفاع در برابر عامل تنش زا حاصل شود و بعد از گذشت زمان و کاهش علایم تنش زا (نانوذره)، متعاقبا بیان ژن های فوق کاهش می یابد. درکل، غلظت 10 میلی گرم در لیتر TiO2 و برداشت متابولیت ها در 48 ساعت بعد از تیمار را می توان به عنوان محرک امیدبخش افزایش محتوی ایندول آلکالوییدها معرفی کرد. با توجه به نتایج، پیشنهاد می شود که مکانیزم دقیق درگیر در این افزایش متابولیت مورد بررسی بیشتر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پریوش، گیاه دارویی، متابولیت های ثانویه، نانوذرات اکسید تیتانیوم
  • مهدی محب الدینی*، رقیه فتحی صفحات 207-217
    مقدمه و هدف

    گیاه گشنیز یکی از گیاهان دارویی معطر یک ساله از خانواده Apiaceae می باشد بذر و گیاه این گیاه حاوی اسانس است که در صنایع آرایشی بهداشتی تولید شکلات و نوشیدنی استفاده می شود. این گیاه دارای خاصیت ضد اسپاسم ضد اسهال، ضد رادیکال های آزاد اکسیژن و ضد میکروبی می باشد. وجود ژرم پلاسم گیاهی متنوع از نیازهای اساسی برنامه های اصلاحی می باشد که امکان تولید ارقام با ویژگی های مطلوب را فراهم می کند. بنابراین شناسایی ژنوتیپ های مختلف به عنوان پیش نیاز برنامه های اصلاحی مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی های مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاهان دارویی از جمله صفات مهم است که در بررسی تنوع توده های گیاهی مورد استفاده قرار می گیرد.

    مواد و روش ها

    برای بررسی تنوع ژنتیکی توده های گشنیز بر اساس صفات مورفولوژیکی، آنتی اکسیدانی و فیتوشیمیایی، 12 توده از نقاط مختلف کشور جمع آوری شد. این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1399 انجام گرفت. صفات مورفولوژیکی و آنتی اکسیدانی بررسی شد. همچنین بذر های به دست آمده از گیاهان در سایه خشک شدند سپس 50 گرم از بذرهای خشک شده از توده های مختلف در معرض استخراج اسانس به وسیله ی دستگاه کلونجر به مدت سه ساعت قرار گرفت. اسانس های استخراج شده در شرایط تاریکی و دمای 4 درجه سانتی گراد نگهداری شدند و سپس یک میکرولیتر از آن ها به دستگاه کروماتوگراف گازی متصل به اسپکترومتر جرمی تزریق شد تا نوع ترکیبات آن مشخص شود. ترکیبات اسانس با روش طیف سنج جرمی و کتابخانه NIST و Wiley بررسی شدند.

    یافته ها

    نتایج بررسی های مورفولوژیکی و آنتی اکسیدانی نشان داد که توده ی مشهد بیشترین سطح برگ (2/8 سانتی متر مربع)، وزن تر و خشک گیاه (به ترتیب 4/52 و 0/56 گرم) و وزن تر برگ را داشتند، مشکین شهر و میانه به ترتیب بیشترین میزان فعالیت آنتی اکسیدانی را داشتند. نتایج بررسی صفات فیتوشیمیایی نشان داد که ترکیبات اسانس توده ها تنوع زیادی داشتند و توده ی مشهد بیشترین میزان Butanoic acid (2/56 درصد)، Limonene (0/44 درصد)،Linaloloxide (1/7 درصد)،Thymol (0/08 درصد)، Geraniol (0/38 درصد)،alpha.-Methyl-.alpha. (0/54 درصد)،Eicosane (0/16 درصد) و Isophytol (0/2 درصد) را داشت. بیشترین میزان همبستگی بین میزان Isophytol و Geraniol (0/98= r) بود و کمترین میزان همبستگی بین Butanoic acid و Camphor مشاهده شد (0/001= r). تجزیه به عامل ها نشان داد که پنج عامل 98/62 درصد واریانس را توجیه کردند. همچنین تجزیه خوشه ای بر اساس فاصله ی اقلیدسی، توده های مورد بررسی را در سه گروه اصلی طبقه بندی نمود. براساس نتایج این تحقیق، تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین توده های گشنیز موجود در ایران وجود دارد.

    نتیجه گیری

    هدف اصلی این پژوهش بررسی تنوع مورفولوژیکی، آنتی اکسیدانی و فیتوشیمیایی بین توده های ایرانی گشنیز بود. در بین توده های مختلف تنوع گسترده ای از نظر ترکیبات اسانس مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تجزیه ی عاملی، تنوع ژنتیکی، توده های گشنیز، همبستگی
|
  • Alireza Pour-Aboughadareh*, Habibolah Ghazvini, Ali Barati, Shirali Koohkan, Eliyas Arazmjoo Pages 1-10
    Introduction and Objective

    Barley (Hordeum vulgare) as one of the small grain cereals is widely cultivated in Iran and the world. Hence, the achievement of high-yielding and stable varieties is one of the main breeding proposed. The present study aimed to investigate a set of international genotypes of barley in terms of grain yield and some agronomic traits using the best linear unbiased predictor (BLUP) model under climatic conditions in Iran.

    Material and Methods

    In this study, a set of genotypes including 24 international barley genotypes provided from ICARDA were investigated for grain yield and some agronomic traits including the number of days to heading, number of days to physiological maturity, grain filling period, plant high, spike length, and thousand grains weight in a randomized block design in the three research stations located at Karaj, Birjand, and Zabol during the 2020-2021 cropping season. After collecting and analyzing the experimental data, the best genotypes were identified based on BLUP model.

    Results

    The results obtained from experimental data showed that the genotype and genotype-by-environment interaction effects were significant for grain yield and other measured traits (except days to heading and spike length). The highest values of genetic variance and heritability were estimated for spike length, 1000-grains weight, grain yield, and plant height. The results of the based-BLUP (best linear unbiased predictor) statistics revealed that genotypes G3, G6, G10, and G23 had the highest yield performance and stability compared with other genotypes across different environments. Taking into account the role of each measured trait on grain yield stability, genotypes G10, G16, G22, and G24 were identified as the best barley genotypes using the MTSI index. 

    Conclusion

    In conclusion, it can be stated that the MTSI index has high efficiency in breeding programs to use other traits related to grain yield to select stable and high-yield genotypes.

    Keywords: Genotype-by-environment interaction, Grain yield, Heritability, Selection index
  • Kamal Payghamzadeh*, Hassan Amiri Oghan Pages 11-21
    Introduction and Objective

    oilseed rape is one of the most important oilseed plants for supplying required oil and its products. To extent its cultivation area, the introduction of new cultivars with higher genetic diversity is necessary via breeding programs.

    Material and Methods

    To establish of new genetic diversity and evaluation of genetic parameters, the 11 oilseed rape genotypes were crossed in full diallel method; consequently, different traits of parents and their F1 offspring were evaluated in a randomized complete block design replicated thrice.

    Results

    Analysis of variance revealed that traits including days to flower initiation, physiological maturing, plant height, number of pods per plant, number of grain per pod, thousand-grain weight, and grain yield were significant. The genetic parameters analysis by Griffing's method I model II showed significant GCA, SCA, and REC effects of different traits which represent the evaluated traits were controlled by additive, non-additive, and cytoplasmic gene action effects. Analysis of combining ability represented that among parents, genotype SRL-97-1 had the highest GCA for physiological maturing, number of pod per plant, thousand-grain weight, and grain yield. Also, cross SRL-97-4×SRL-96-20 and SRL-97-15×SRL-97-3had the highest SCA and REC for grain yield, respectively. Besides, the broad sense heritability was higher in traits such as plant height, number of pod per plant and grain yield (H2=0.99); meanwhile, grain yield had a higher narrow sense heritability (h2=0.39).

    Conclusion

    Consequently, results showed that there was sufficient genetic diversity among evaluated genotypes in which the achieved diversity from the crossing of these genotypes could be applied in cultivar introduction. It is recommended that, genotypes with higher GCA and SCA are suitable for the foundation of a desirable population for selection of promising pure lines with higher yield attributes.

    Keywords: Combining ability, Gene action, Heritability, Yield
  • Ghaffar Kiani* Pages 22-26
    Introduction and Objective

    Despite the importance of the eggplant, few breeding studies have been conducted in relation to this plant in Iran. Therefore, it requires more studies, especially in relation to the study of new lines and native genotypes of the country. The aim of this study was to character association and identification of direct and indirect effects of quantitative traits on yield in 40 eggplant lines at F4 segregating population.

    Material and Methods

    This experiment was performed in the research farm of Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources in the 2021 cropping season. In this study, 40 breeding lines in F 4 generation along with their parents were used. Traits studied in this study included plant height (centimeter), number of fruits per plant, fruit length (centimeter), fruit weight (gram), fruit diameter (millimeter) and fruit yield (gram / plant). In order to analyze the data, descriptive statistics, correlation, path analysis and cluster analysis were used.

    Results

    The results of correlation showed that fruit yield had positive and significant relationship with fruit weight. Results obtained from path analysis indicated that fruit weight and after that fruit number in plant had greatest direct effect on fruit yield in eggplant. The greatest indirect effect of fruit weight is through the diameter of the fruit. These traits could be used as selection index for yield improvement in eggplant breeding programs. According to cluster analysis studied lines were grouped in three different clusters based on studied traits.

    Conclusions

    Cluster analysis showed the existence of favorable diversity between the studied genotypes and grouped the studied lines in three different groups. Fruit weight and fruit number had greatest direct effect on fruit yield in eggplant. These traits could be used as selection criteria for yield improvement in segregating population of eggplant.

    Keywords: Cluster analysis, Eggplant, Path analysis, Quantitative characters, Trait association
  • Peyman Behrooz, Iraj Bernosi*, Saeid Aharizad, Farhad Ahakpaz Karkaji Pages 27-37
    Introduction and Objective

    In a Mediterranean-type climate, water stress, which often occurs at the end of the season, is the main factor limiting cereal yield. This study aimed to investigate the genetic diversity, heritability, and genetic Advance of some indices related to grain yield in barley under rain-fed conditions.

    Material and Methods

    In this study, 108 lines and varieties of barley were evaluated as alpha lattice designs with two replications in nine blocks in each replication and twelve plots in each block under rain-fed and supplemental irrigation (irrigation, immediately after planting and in the stage of grain filling) conditions during 2019-2020 crop season at Maragheh Dryland Agricultural Research Station. The evaluated traits included grain yield, days to heading, days to physiological maturity, grain filling rate, thousand-grain weight, harvest index, spike harvest index, spike fertility index, spike fertility index at maturity, and spike partitioning index.

    Results

    The analysis of variance showed highly significant differences among the genotypes for all the studied Characters. This implies that there is genetic diversity for all traits. The phenotypic coefficient of variation (PCV) was generally higher than the genotypic coefficient of variation (GCV) for all characters. The difference between PCV and GCV was large in spike fertility index at maturity, spike fertility index, and grain yield indicating the influence of environmental factors in the expression of these traits. Moderate to high heritability associated with a high genetic advance was observed for thousand-grain weight, grain filling rate, and spike fertility index indicating a predominance of additive gene action for these characters. This shows that selection is effective in improving these traits. Based on the cluster analysis by the ward's method and using the Euclidean distance, the examined genotypes were divided into four main groups under both rain-fed and supplemental irrigation conditions. Under rain-fed conditions, genotypes of the first group regarding traits, grain yield, seed filling speed, thousand seed weight, harvest index, spike fertility index, and spike partitioning index, and under supplemented Irrigation conditions, genotypes of the second group regarding traits, grain yield, seed filling speed, thousand seed weight, harvest index, spike harvest index, spike fertility index, and spike fertility index at maturity was in a better position.

    Conclusion

    Based on the obtained results, it is expected that the grain yield can be indirectly improved by selection for the traits of thousand-grain weight, grain filling rate, and spike fertility index. According to the cluster analysis results, under conditions rain-fed, the first group's genotypes and supplemented Irrigation conditions, the second group's genotypes can be considered in plant breeding programs or variety introduction.

    Keywords: Drought stress, Grain weight, Grain number, Hordeum vulgare, Spike dry weight
  • MohammadReza Mirzaei*, Dariush Taleghani, Saeed Sadeghzadeh Hemayati, Masoud Ahmadi, Jamshid Soltani, Babak Babaei, Heydar Azizi, Mohsen Bazrafshan, Ali Saremirad Pages 38-49
    Introduction and Objective

    The yield and quality of sugar in this plant, like other plants, are strongly influenced by environmental factors, and high modifications occur in its quantitative and qualitative performance. Therefore, the present research was designated and implemented to study the effect of genotype-environment interaction on the quantitative and qualitative production potential of sugar beet cultivars and also determine their adaptability to a wide range of environments with different conditions.

    Material and Methods

    Seven cultivars of sugar beet, consisting of four domestic and three foreign cultivars formed the genetic material of the present study. The plant materials under investigation were cultivated in the randomized complete block design with four replications in four regions of Borujerd, Piranshahr, Jovein, and Shirvan in 2021. After harvesting and estimating root yield, sugar content, white sugar yield, and extraction coefficient of sugar for each of the experimental cultivars, analysis of the stability of root yield and white sugar yield were done by using the additive main effect and multiplicative interaction model and simultaneous analysis of the stability of four measured characteristics with a multi-trait stability index.

    Results

    The additive effects analysis results of AMMI's model showed that genotype, environment, and genotype-environment interaction were significant at the 1% probability level. Analyzing the multiplicative effect of AMMI's model into principal components showed that in both studied traits, only the first two components of the interaction were significant at the 1% probability level. According to the biplot of the mean yield against the weighted average of absolute scores of the principal components, the Dena in terms of root yield and Dena and Sina in terms of white sugar yield was known as stable cultivars with suitable yield. In the biplot of the first and second principal components of the genotype-environment interaction, the Dena in terms of root yield and Dena, Ekbatan, and Sina in terms of white sugar yield was recognized as cultivars with suitable general adaptability. The studied areas were divided into three mega-environments in terms of each root yield and white sugar yield, so Jovein and Shirvan were identified as the first mega-environment, Borujerd as the second mega-environment, and Piranshahr as the third mega-environment. Based on the results of the multi-trait stability index, the Perfekta was the most ideal cultivar at the same time in terms of all four traits of root yield, white sugar yield, sugar content, and extraction coefficient of sugar, and after that, Flores and Sina were the ideal cultivars.

    Conclusion

    According to the obtained results, it can be concluded that the environmental conditions and their interaction with the genotype play a significant role in influencing the phenotypic expression of traits in different sugar beet genotypes and cause yield fluctuations from one environment to another. Therefore, it is necessary to be more careful when releasing genotypes to introduce genotypes that are adaptable to the conditions of the target environment and produce suitable products.

    Keywords: Adaptability, Biplot, Stability, Sugar beet, Genetic material
  • Musa Ghassemzadeh, Alireza Pourmohammad*, Asghar Aliloo, Kamal Shahbazi Pages 50-61
    Introduction and Objective

    The main usage of durum wheat is the production of semolina (pasta flour) for pasta products due to its high protein and strong glutamine. The development of the pasta industry, along with the increase in its demand and the favorable weather conditions in many parts of Iran, requires more research, especially in the field of durum wheat breeding with knowledge of the genetic diversity of the studied genotypes.

    Material and methods

    The plant material used in this experiment included 18 winter durum wheat genotypes that were evaluated in dryland conditions in a randomized complete block design with four replications at Moghan Dryland Agricultural Research Station located in Pars-Abad of Ardabil province. The 32 phenomorphological and agronomic traits were measured in laboratory and field.

    Results

    The difference between the studied genotypes was significant for most of the traits. Mean comparison of traits for durum wheat genotypes in important traits such as total grain yield, total biomass, yield of fertile tillers, weight of main spike, number of leaves, length of spike and length of peduncle, introduced two genotypes as prior genotypes. Total grain yield had a significant positive correlation with some traits such as main spike weight, number of spikelets, number of grains per spike, number of grains in fertile tillers, yield of fertile tillers and awn weight. Cluster analysis classified 18 durum wheat genotypes to three groups. The first cluster included seven genotypes, the second cluster contained three genotypes, and finally the third cluster included eight genotypes. The third cluster in terms of plant height, spike length, peduncle length, number of leaves, stem diameter, number of fertile tillers, weight of single plant, weight of main spike, number of spikelets, number of grains per spike, number of grains per fertile tiller, fertile tiller yield, awn length, awn weight, straw yield, flag leaf length, flag leaf width, total grain yield, total biomass and total straw yield were higher than average. Therefore, the genotypes of this group can be used to improve grain yield. In principal component analysis, the first three components explained for 68.28% of the total variation. For the first component, single plant weight, spike weight, fertile tiller yield, straw yield, total grain yield and total biomass had high positive coefficients. According to the analysis of the main components, the first component, grain yield component, the second component, maturity-related traits and the third component, leaf-related traits were named. These components can be used in the selection of durum wheat genotypes in breeding programs.

    Conclusion

    Among durum wheat genotypes in terms of studied traits, considerable diversity was found, and this diversity can be used in breeding programs for resistance to biotic and abiotic stresses and other breeding purposes.

    Keywords: Cluster Analysis, Genetiv Diversity, Grain Yield, Principal Components Analysisnalysis
  • Milad Habibi Daronkolaei, Valiollah Babaeizad*, MohammadAli Tajick Ghanbari, Heshmatollah Rahimian, Ali Dehestani Pages 62-72
    Introduction and Objective

    Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important cereals which known to have high nutritional value in foods population worldwide. Rice sheath blight is considered as a critical diseases and Rhizoctonia solani (Teleomorph: Thanatephorus cucumeris) is the causal agent of the disease. Induction of resistance by chemical compounds is a very interesting alternative approach in plant disease management. Various biotic and abiotic factors have a role in activation of resistance genes expression in plants. Potassium phosphite is among the chemical compounds which is able to induce of resistance genes in plants and leads to suppression of diseases by directly affecting the pathogens and indirectly by stimulating the host defense responses. In this study, the effects of potassium phosphite application was considered on the expression of some pathogenesis related genes in both Tarom (Resistance) and Khazar (susceptible) cultivars in challenging with R. solani.

    Material and methods

    The factorial experiment completely randomized design was used in this research. The effect of Potassium phosphite on Tarom (Resistance) and Khazar (Sensitive) rice cultivars in challenging with R. solani was considered. Four weeks old rice treated with potassium phosphite and as well mock plants were infected with the disease causal agent, R. solani. The sampling carried out at 0, 24, 48, 72 and 96 hours after infection. After total RNA extraction and cDNA synthesis, real-time quantitative PCR was performed to studying the expression pattern of PAL, LOX, PR1, PR3 and PR5 genes using specific primers.

    Results

    In this research, findings demonstrated that there is a significant increase in the expression of PAL, LOX, PR1, PR3 and PR5 genes in potassium phosphite treated rice when compared to the mock plants. The effects of the treatments in all traits in the expression level of LOX, PR1, PR3 and PR5 genes were significant, but in the expression level of the PAL gene, in the treatment-cultivar and treatment-cultivar-time traits were not significant. Nevertheless, for the other traits it was significant. Between the Tarom (Resistance) and Khazar (Susceptible) cultivars, except for the PR1 gene, there was a significant difference in the rest of mentioned genes. As well, between the treatments, all five genes had a significant mean comparison.

    Conclusion

    These findings show that potassium phosphite causes a rapid and intense response of the rice plant against R. solani through the induction of different genes and leads to increase in sheat blight disease resistance. Actually in Tarom cultivar, resistance genes were expressed faster and further than Khazar cultivar.

    Keywords: Potassium phosphite, Rice, R. solani, Resistance genes
  • Payam Pezeshkpour*, Rahmatolah Karimizadeh Pages 73-83
    Introduction and objective

    Chickpea is one of the legumes due to its protein percentage and high nutritional value, and it can be cultivated in the fall in rainy conditions. Identification of high-yield genotypes with adaptation to a wide range of environments is one of the major goals in crop breeding programs. Combining features of the best linear unbiased predictions (BLUP) and additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) in multi- environment experiments and multi-trait stability selection (MTSI) to better evaluate plant genotypes and achieve more accurate results It helps to be more precise. Additive main effect and multiplicative interaction (AMMI) and best linear unbiased prediction (BLUP) are two methods for analyzing multi-environment trials (MET). This research was done to identify stable and high-yielding chickpea genotypes in autumn planting.

    Material and Methods

    In this study, seventeen advanced chickpea Genotypes were evaluated along with two check varieties (Adel and Azad) based on randomized complete block design with three replications at Sarab Changai agricultural and natural resources research station khoramabad lorestan for four crop years (2013-2017) were evaluated. To quantify the genotypic stability, the best linear unbiased predictions of the genotype by environment interactions (GEI) were estimated, and singular value decomposition (SVD), which is the basis of AMMI analysis, was performed on the resulting matrix.

    Results

    The heat map plot indicated the variation of seed yield of genotype and sum squares of genotype by environment interaction in total sum of squares were 15.45 % and 31.26 % respectively. The likelihood ratio test (LRT) showed that the effect of GEI was significant on grain yield, 100 grain weight, plant height, grain – filling rate and grain– filling period. Therefore, due to the significant interaction of genotype by environment, BLUP analysis can be performed on this data. The screet test showed that the first four principal components had a significant Contribution in the GEI matrix derived from BLUP, as the first and second principal components explained only 34.31% and 31.38% of the GEI variation respectively. Based on the multi- trait stability index (MTSI), G7 was also selected as the best genotype in terms of grain yield, evaluated traits and stability of each trait.

    Conclusion

    In general, based on the results of all methods and simultaneous selection based on seed yield stability and all measured traits (MTSI), genotypes No. 7 (FLIP07-201C), and 4 (FLIP06-43C) were stable and superior genotypes, They were compared to the average of the total traits of the genotypes. Genotype No. 4 in terms of seed filling period (32 days), seed yield (2536.9 kg/ha), hundred seed weight (34.3 gr.), plant height (65.3 cm) and Genotype No. 7, with The average seed filling ratio (10.63 mg per seed per day) and seed yield (2250 kg/ha) were more than the average of the total traits of genotypes and controls (Azad and Adel) in this research

    Keywords: Mosaic plot, Multi- trait stability index(MTSI), Simultaneous selection, Single Value Decomposition (SVD)
  • Parvaneh Hasanzadeh, Reza Fotovat*, Alireza Yousefi, Hossein Jafari Pages 84-92
    Introduction and Objective

    Understanding allelopathy in crop plants is necessary and essential in order to improve and increase yield, maintain species diversity, manage plants and protect the environment. Despite the studies conducted on plant allelopathy, the development and introduction of cultivars with high allelopathic ability is limited to a large extent due to the lack of information about its genetics.

    Material and Methods

    To investigate the allelopathic effect of double haploid lines of barley and rye, an experiment was conducted in the form of a simple lattice design with two replications in the research farm of Zanjan University in 2017. A row of rye was planted in the middle of the barley experimental plots. Some physiological traits and plant height were measured in rye and phenol content was also studied in the atmosphere under natural conditions.

    Results

    The results of the effect of double barley allelopathy lines showed that there was a significant difference in plant height, chlorophyll b content, carotenoid content, carbohydrate content and chlorophyll content index (SPAD) in rye plant. Barley double haploid lines also had significant differences in terms of phenol content.

    Conclusion

    The results of this research can indicate the potential of double haploid population of barley known as OWB in allelopathy genetic studies.

    Keywords: Allelopathy, Allelochemical, Allelopathic capabilities, Double haploid barley
  • Shahin Qhavidel, Khodadad Mostafavi*, Alireza Pour-Aboughadareh Pages 93-103
    Introduction

    Drought 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 methods

    This 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.

    Results

    The 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.

    Conclusion

    According 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
  • Elena Khabiri, Ali Asghari*, S.Abo-Algasem Mohammadi, Ali Rasolzadeh, Mojtaba Nouraein Pages 104-114
    Introduction and Objective

    Salinity stress is one of the most important abiotic stresses that have harmful effects on plant performance and quality. So that according to the predictions made until 2050, 50% of agricultural lands will lose their ability to be cultivated due to salinity. Due to the complexity of salinity resistance traits, there is little information about the number of genes, their chromosomal location, and the relative contribution of each gene in the incidence and phenotypic distribution. Locating quantitative genes can break down this complex genetic model into individual genetic components, in which case quantitative traits will also be investigated like monogenic traits.

    Material and Methods

    In order to identify QTLs controlling some root and shoot traits under salinity stress in bread wheat, 148 recombinant inbred lines of spring bread wheat obtained from the cross of Yecora Rojo cultivar (early and dwarf as a parent of American origin) and genotype No.49 (late and tall as a parent originating from Sistan and Baluchestan) were studied with the parents. This research was carried out in 2020 in the research greenhouse of Mohaghegh Ardabili University under salinity and non-stress conditions in pitmas and perlite culture medium and factorial based on a completely randomized design with five replications. Traits measured in this experiment included root length, root fresh weight, root dry weight, fresh and dry weight of shoots. In this study, linkage map was used based on 202 markers (177 SSR markers and 51 Retro transposon Markers). The map length was about 691.36 cM with the average distance of 3.42 cM in every marker pair, and 21 chromosomes covered in bread wheat. QTL analysis was done based on composite interval mapping (CIM) method, and additive effects were estimated for the identified QTLs.

    Results

    The results of QTL analysis showed that in stress-free conditions, one QTL for root dry weight and shoot dry weight, two QTL shoot fresh weight and three QTL for root wet weight and root length were identified. Under salinity stress conditions, one QTL was identified for root dry weight and root length, two QTLs for shoot dry weight and three QTLs for shoot fresh weight. Among the QTLs identified, QRFW6A.n had the highest additive effect under normal conditions and QSFW2A.s under salinity stress conditions. For shoot dry weight and root fresh weight under normal conditions and shoot fresh weight under salinity stress, the positive additive effect of the located QTL s showed the inheritance of the desired allele at this site from Yecora Rojo's parent. The phenotypic variance justified by these QTLs varied from 5.43 to 8.97 under normal conditions and from 5.51 to 7.43 percent under salinity stress.

    Conclusion

    In this study, the number of QTLs identified for root and shoot-related characteristics was low, which could be due to the high number of low-impact QTLs, interactions, and environmental effects.

    Keywords: Additive effects, Bread wheat, Mapping, Marker Morphological traits
  • Mojtaba Neshaeemoghaddam, Hamid Najafi Zarini*, Gholam Ali Ranjbar, Ali Pakdin Parizi Pages 115-132
    Introduction and Objective

    Soybean (Glycine max L.) is one of the most important oil crops whose yield can be affected by drought stres

    Material and Methods

    In order to investigate the drought stress tolerance as well as yield and yield components of 45 soybean genotypes in greenhouse conditions, an experiment was conducted as a factorial arrangement in a completely randomized design (CRD) with three replications at Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2019. The experimental treatments included different soybean genotypes and three levels of irrigation regimes include normal condition, moderate and severe drought stresses with 15, 40 and 75% soil moisture depletion, respectively.

    Results

    The results of variance analysis indicated that the interaction between genotype and stress were significant for all the studied traits and also means comparisons of the traits shows that the negative effects on yield and yield components are more evident with increasing stress intensity. The highest seed yield in normal irrigation and moderate drought was related to Columbus genotype, whereas higher yield under severe drought stress was obtained for the OhioFG2 genotype, which is due to an increase in number of pods, number of seeds per pod and seed weight. Correlation between agronomic traits indicates that in all three stress levels, seed yield has a positive and highly significant (p<0.01) correlation with number of pods per plant and number of seeds per plant. Based on the results of regression analysis, in each of stress levels, seeds number per plant and seed weight were entered into regression model, and in normal condition, moderate and severe drought stresses justified 97, 84 and 97% of the changes related to the seed yield, respectively. The means comparisons of the tolerance indices in normal condition-moderate drought stress showed that the highest indices for mean productivity (MP), harmonic mean (HM), stress tolerance index (STI) and geometric mean productivity (GMP) were related to genotypes Columbus and Hill, while genotypes Emperor and Bonus had greatest value for the indices in normal condition-severe drought stress, which indicates the existence of resistance potential for these genotypes. Based on the results of cluster analysis of the tolerance indices in normal condition-moderate drought stress and normal condition-severe drought stress, genotypes are placed in three separate groups. Accordingly, genotypes placed in the first, second and third groups were identified as tolerant, semi-tolerant and sensitive genotypes, respectively. The result of principal components analysis showed that two components justified 93.34% in normal condition-moderate drought stress and 96.54% in normal condition-severe drought stress of total variations. Also, first component of geometric mean productivity (GMP) and the second component of stress susceptibility index (SSI) had highest values in both conditions. By using biplot analysis based on the first and second components, Columbus, Hill and Williams genotypes were placed in high yielding and stress tolerant area.

    Conclusion

    The cultivars of Columbus, Hill, Williams, Bonus, Emperor and Ohio FG2 have tolerance potential compared with other genotypes and are suggested as tolerant genotypes to drought stress.

    Keywords: Drought stress, Soybean, Yield, yield components
  • Faezeh Soleimani, Davood Samsampour*, Abdoolnabi Bagheri Pages 133-144
    Introduction and Objective

    Arbuscular mycorrhizal fungi can improve salinity tolerance and plant productivity in saline-alkaline soils using different strategies including nutrient uptake, osmotic regulation, soil shaping, etc. Therefore, the use of arbuscular mycorrhizal fungi has been considered to reduce the effects of salinity. This study aimed to investigate the effect of arbuscular mycorrhizal fungus on the physiological, biochemical and caffeic acid levels of lemongrass (Cymbopogon citratus) under salt stress.

    Material and methods

    The experiment was conducted as a factorial in the form of a completely randomized design in three replications. The experimental treatments included the first factor of arbuscular mycorrhizal fungi (inoculation and non-inoculation) and the second factor of salinity treatment at four levels (0, 50, 100 and 150 mM). The characteristics of photosynthetic pigments, ion leakage, proline, soluble carbohydrates, flavonoid, anthocyanin, protein, ascorbate peroxidase, the amount of sodium and potassium ions and changes in caffeic acid content of lemon grass were investigated.

    Results

    Plant inoculation with arbuscular fungus at salinity levels (150 mM) reduced ion leakage by 34.14% compared to the control. Plant inoculation with arbuscular fungus improved chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoids by 118.51, 82.35, 50.70 and 98.64 percent, respectively, compared to its absence at salinity levels (150 mM). The results show that lemongrass plants against salt stress (150 mM) maintain the state of proline, carbohydrate, flavonoid, anthocyanin, protein and ascorbate peroxidase enzyme activity in inoculation with arbuscular fungus at the rate of 20.48, 94.94, 27%, respectively. It increases by 27, 30 and 17.39% compared to the control (without inoculation). Also, the results showed that under the salinity stress of 150 mM and the presence of arbuscular fungus, the amount of potassium increased by 15.39% compared to the control; While the amount of sodium in the presence of this mushroom decreased by 8.46% compared to the control. Investigations showed that the percentage of caffeic acid in lemon grass inoculated with arbuscular mycorrhiza increased by 0.686% compared to control plants.

    Conclusion

    This study suggests the potential use of mycorrhizal technology as a practical biotechnological approach to increase the growth and increase production of bioactive compounds of Cymbopogon citratus in salt-affected soils.

    Keywords: Carbohydrates, Enzyme, Flavonoids, Proline
  • Davood Dadashi, Majid Norouzi*, Manijeh Sabokdast, MohammadReza Sarikhani Pages 145-155
    Introduction and Objective

    Rapeseed is the third source of edible oil production, however, its yield is strongly affected by drought. As an approach to mitigate the effects of stress, growth promoting bacteria (PGPBs) have been considered, which have the ability to increase tolerance to abiotic stresses, to provide nutrients, and to synthesize growth regulators. Giving the positive impact of PGPBs in improving plant growth during drought, this study was conducted with the aim of investigating the effect of Enterobacter sp. S16-3, a growth-promoting bacterium, on rapeseed traits under drought stress.

    Material and Methods

    The effect of the growth-stimulating bacteria Enterobacter sp. S16-3 on the morpho-physiological traits of rapeseed cultivar Okapi (tolerant to drought) under drought stress was investigated as a factorial experiment based on a randomized complete block design in 3 replications in greenhouse conditions. The treatment combinations included irrigation treatment (normal irrigation and water shortage stress-60% of field capacity) and bacteria treatment (Enterobacter sp. S16-3 and control). Drought treatment was started four weeks after germination and applied for two weeks, and then morphological, physiological and biochemical traits were measured.

    Results

    Drought stress causes of decrease in root length (35%), stem weight (27%), relative water content (32%), protein content (28%), SOD enzyme activity (69%), CAT enzyme activity (51%), chlorophyll (28%) and carotenoid (25%), as well as an increase in electrolyte leakage (42%) and proline concentration (30%). Bacterial treatment, in turn, significantly improved the morphological, physiological and biochemical traits of rapeseed when compared to drought stress. It led to an increase of 24% in root length, 25% in stem weight, 28% in relative water content, 21% in protein content, 22% in SOD enzyme activity, 29% in CAT enzyme activity, 26% chlorophyll, and 23% carotenoids as well as a decrease of 23% in electrolyte leakage and 18% in proline concentration.

    Conclusion

    Although drought stress had significant negative effects on morphological, biochemical, and physiological traits of rapeseed; however, the bacterial treatment was able to significantly reduce these negative effects. Therefore, it seems that the bacterial treatment of Enterobacter sp. S16-3 is an efficient approach in mitigating the impact of drought through the positive adjustment of rapeseed morpho-physiological traits.

    Keywords: Growth stimulating bacteria, Oil plant, Physio-biochemical traits, Water shortage stress
  • Behnaz Shahbaz, Mehdi Soltani Howyzeh*, Vahid Shariati Pages 156-165
    Introduction

    The medicinal plant Yarrow (Achillea millefolium L.) due to its medicinal and industrial functions is one of valuable pastureland plant in Iran and the world.

    Materials and methods

    In this study the Illumina Hiseq 2500 platform used to identify the microsatellites markers by transcriptome sequencing of the leaf and inflorescence of Yarrow.

    Results

    According to the de novo sequencing results of the medicinal plant Yarrow cultivated in the Research Institute of Forests and Rangelands, 9450 single transcript sequences (6920 single gene sequences) containing 10,570 potential microsatellites were identified. The most common types of microsatellites were dinucleotides (62%), followed by trinucleotides (2748, 26%), and mononucleotides (7%), respectively. In total, 69% of the microsatellites were classified as second class (10 to 20 nucleotides), and 31% were first class (more than 20 nucleotides). The frequency of microsatellites in the transcriptome of inflorescence was one per10 kb assembled sequences. According to unigenes annotation results, totally 1,762 (22.3%), 4723 (53.3%), 3714 (47.5%), 4517 (51.3%) and 5189 (60.7%) unigenes annotated from all databases of KAAS, Arabidopsis, UniProt, NCBI database Non-redundant proteins and sunflower respectively. Among 8542 clustered unigenes containing microsatellite, 38440 unigene sequences (45%) were classified as functional and categorized as 52 clusters.

    Conclusion

    Among all the categorized monomers, 3220 (65%) belonged to the "metabolic process" category, of which 90 (3%) belonged to the "secondary metabolic process" category. The introduction of these markers can be used for future studies of selection using markers, genetic diversity, and genetic maps in this medicinal plant breeding programs.

    Keywords: De novo, Functional annotation, Genetic variation, Transcriptome
  • Mahdi Geravandi*, Reza Mohammadi, Kianoosh Cheghamirza, Leila Zarei Pages 166-177
    Introduction and Objective

    Durum wheat is considered as the 10th most important crop in the world. Drought stress is among the principal constraints to global wheat production. Improvement of new varieties having good adaptation to stressful conditions is an important goal of wheat breeding programs. In this regard, the exploitation of genetic diversity retained in landraces and wild relativesis is very important. The aim of this research was to evaluate durum wheat landraces collected from different contries for drought tolerance.

    Material and Methods

    In this study 196 durum wheat landraces belong to 18 countries were evaluated for drought tolerance using several yield-based drought indices. The trials were conducted in the experimental field of dryland agricultural research institute (Sararood branch) based on alpha lattice design with two replications under rainfed and supplemental irrigation conditions during 2020-2021 cropping season.

    Results

    Analysis of variance revealed significant environment, genotype, and genotype × environment interaction effects for grain yield. Based on genotype-by-index (GI) biplot analysis the drought selection indices were classified into four groups. The first group included drought response index (DRI), yield stability index (YSI), yield index (YI) and yield under rainfed condition. The second group composed of stress tolerance index (STI) and geometric mean productivity (GMP) which were able to select genotypes producing higher yield in both conditions. The third group included mean productivity (MP) and yield under irrigated condition. Fourth group composed of stress susceptible index (SSI), tolerance index (TOL), Schneider’s Stress Severity Index (SSSI) and yield reduction percentage (RI) which were able to separate genotypes having higher yield in non-stress and low yield in stress condition. Cluster analysis identified three distinct groups having different yield performance and drought tolerance.

    Conclusion

    Generally, based on the results of this research, selection for higher values of DRI, STI and GMP and lower values of SSI, TOL and RI at the same time can be considered as a appropriate strategy for identification of drought tolerant landraces. The members of first group which mostly composed from landraces belong to Iran, Japan, Turkey and Afghanistan could be considered as high-yielding drought tolerant.

    Keywords: Cluster analysis, Drought response index, Rainfed, Stress tolerance index
  • Roghayeh Polaki Khoshkrodi, Nadali Bagheri*, Nadali Babaeian Jelodar Pages 178-188
    Introduction and Objective

    [1]- Controlled deterioration test Medicinal plants are a source of many organic substances, including secondary metabolites, which are used as raw materials for pharmaceutical and industrial compounds. Knowing medicinal plants and using their compounds instead of making chemical compounds has always been of interest to researchers. Elderberry (Sambucus ebulus L.) is a valuable native medicinal plant that grows in the north of Iran.

    Material and methods

    In this research, in order to quantitatively and qualitatively evaluate some of the biochemical traits of Sambucus ebulus plant, the three organs of the leaf, stem and fruit of this plant from the three regions of Sari, Babol and Amol at three altitudes of 0-100, 500-600 and 900-1000 meters from the sea level were collected and extracted with three replications in a completely random design, and traits such as chlorophyll, carotenoid, anthocyanin and proline were analyzed quantitatively. Also, anthocyanin and proline traits were also qualitatively investigated.

    Results

    The qualitative test results showed the presence of anthocyanin and proline in all three organs. The results of analysis of variance showed that the height above sea level and the body had a significant effect on chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoid, anthocyanin and proline. The effect of region was also significant on all investigated traits except chlorophyll b and total chlorophyll. The comparison of the averages showed that carotenoid and anthocyanin increased in all three organs of the leaf, stem and fruit of the mackerel plant with increasing altitude. Also, the amounts of chlorophyll and proline decreased with increasing height in leaf organs, but these compounds increased in stem and fruit organs. The amount of anthocyanin and proline in the fruit of Sambucus ebulus plant was the highest, but the number of photosynthetic pigments was higher in the leaf organ than in the fruit and then in the stem. The highest amount of chlorophyll a and b (21.45 and 11.55 mg/g fresh weight) related to leaf organ was observed in Sari region at an altitude of 0-100 meters above sea level. The results of correlation coefficients showed that there was a positive and significant correlation between photosynthetic pigments and the highest correlation coefficient was observed between chlorophyll b and total chlorophyll (r = 0.962).

    Conclusion

    The results of the present experiment show that environmental factors such as altitude and geographic characteristics have a significant effect on the number of metabolites. In general, according to the results obtained from this research, the best habitat in terms of the highest number of photosynthetic pigments was Sari region among the studied regions.

    Keywords: anthocyanin, chlorophyll, height, proline, Sambucus ebulus L
  • Mehdi Kakaei* Pages 189-197
    Introduction and Objective

    In semi-arid areas such as a large part of Iran, due to rainfall unfavorable distribution and temperature sudden increase in time of grain filling, soil moisture decrease is considered as one of the most important factors in the reduction of wheat growth and development, Therefore, by evaluating the effects of drought stress on the studied cultivars, it is possible to identify the most favorable cultivars and use them for future breeding purposes. Therefore, the purpose of this research was to identify drought tolerant cultivars and their characteristics with the help of drought tolerant indices that cause higher yield in dry climatic conditions.

    Material and Methods

    The present experiment was designed and implemented in the educational-research farm of Payame Noor University, Asadabad center, in the form of a randomized complete block design with three replications in two conditions of moisture treatment in the crop year 2015-2016. Moisture treatment was carried out in the conditions of drought stress in the form of interruption of irrigation after flowering and in conditions without drought stress. Were used in this research number 14 cultivar of old and new varieties of bread wheat. Drought tolerance indices were used in this research.

    Results

    The results of mean comparing of this experiment showed that the highest mean yield in the conditions without drought stress and drought stress condition was cultivar No. 10 and 2, respectively. Cultivar No, 10, 2 and 6 had the highest Stress Tolerance Index, Mean Productivity, Geometric Mean Productivity, Harmonic Index, Abiotic-Stress Tolerance Index, Modified Stress Tolerance index in without Drought Stress, Modified Stress Tolerance Index in Drought Stress and Stress Tolerance Score Indices. The results of the correlation analysis between the indices and the mean yield in the non-drought stress conditions and drought stress condition showed that the most suitable indices for screening cultivars in two environmental conditions were STI, ATI, K1STI, K2STI, STS, MP, HAM and GMP.Also, Principal Components Analysis showed that 69.3% of the changes of the examined variables in the of non-drought stress conditions and drought stress conditions can be explained by the first component and 99.4% of the said changes can be explained by the first and second components.

    Conclusion

    In this study, STI, ATI, K1STI, K2STI, STS, MP, HAM and GMP indexes were found to be favorable. Therefore, these indices were able to identify drought tolerant cultivars with optimal performance in both environmental conditions under investigation (non-drought stress conditions and drought stress conditions). The cultivars that were able to be selected in both environmental conditions by the mentioned indices included cultivars No. 10, 2 and 6, respectively.

    Keywords: Bi-plot, Drought Tolerance Indices, Wheat, Yieldt
  • Mohammad Abyari* Pages 198-206
    Introduction and Objective

    Medicinal plant periwinkle with the scientific name Catharanthus roseus is an important source of anticancer and antihypertensive alkaloids. Due to the high price of these metabolites and their small content in periwinkle plant, tissue culture techniques have been suggested to increase their production. Therefore, this study was carried out with the aim of evaluating the effect of titanium oxide nanoparticles (TiO2) on the expression of key genes of the biosynthetic pathway of important medicinal constituents in periwinkle.

    Material and Methods

    Murashige and Skoog (MS) medium was used as the basic medium along with 2,4-D (1 mg/L) and BAP (0.5 mg/L) plant growth regulators for leaf cultivation, callus induction, and cell suspension production. Periwinkle suspension culture was treated with concentrations of 0, 50, and 100 mg/l TiO2 nanoparticles at the peak of cell growth. Then, the expression of STR, SGD, DAT, and PRX genes was measured 24, 48, and 72 h after the treatment by Real-Time PCR. Tetrazolium test was also used to measure cell viability.

    Results

    Although there was no significant difference between the percentage of cell viability after 50 and 100 mg/L NP-TiO2 treatment; however, the passage of time (from 24/48 h to 72 h) caused a decrease in cell viability. The application of a higher concentration of nanoparticles increased the expression of the key genes involved in the biosynthetic pathway of indole alkaloids. This increase continued up to 48 h after treatment, but then reduced. The highest expressions of STR, SGD, DAT, and PRX genes were obtained by 290, 186, 193, and 287% increase, respectively, in 48 h after the treatment of 100 mg/l TiO2 nanoparticles (as the most effective treatment with the highest percentage of cell viability).

    Conclusion

    in the face of TiO2 nanoparticles, as an elicitor and stress-causing agent, the expression of the genes involved in the biosynthesis of indole alkaloids is induced to achieve defense against the stressful agent and then the expression of the genes decreases after the passage of time and reduction of stressful symptoms. In general, the concentration of 100 mg/l TiO2 and the extraction of metabolites in 48 h after the treatment can be introduced as a promising stimulus to increase the content of indole alkaloids. According to the results, it is suggested that the exact mechanism involved in this metabolite increase be further investigated.

    Keywords: Medicinal plant, Periwinkle, Secondary metabolites, Titanium oxide nanoparticles
  • Mehdi Mohebodini*, Roghayeh Fathi Pages 207-217
    Introduction and Objective

    Coriandrum sativum L. is a medicinal, aromatic, annual plant of the Apiaceae family. The seeds and vegetative body of this plant contain essential oil that is used in cosmetics, health, chocolate and soft drinks. It has shown antispasmodic, antidiarrheal, antioxidant, and antimicrobial properties. The basic requirement for plant breeding programs is a diverse germplasm that provides necessary facilities for breeding species with desirable features. Therefore, accurate identification of genotypes is considered as a prerequisite in this manner. The morphological and phytochemical characteristics are the important traits that have been used for diversity research.

    Material and Methods

    In order to evaluate genetic diversity of coriander based on morphological, antioxidant and physiological traits, 12 coriander accessions were collected from different parts of the country. This experiment was conducted based on a randomized complete block design with three replications in research farm of University of Mohaghegh Ardabili in April 2020. The morphological and antioxidant traits were studied also the seeds of accession were dried in the shade. The 50 g of dried seeds of different accessions were exposed to hydro-distillation to extract the essential oil by Clevenger apparatus for 3 hours. The essential oils were kept in the dark condition at 4 ◦C, and then 1 µl of them were injected into a Thermoquest- Finnigan GC-MS to determine the type of the constituents. The compositions were identified based on the comparison of mass spectra and NIST and Wiley libraries.

    Results

    The Results of morphological, antioxidant and physiological studies showed that the mashhad accession had the highest leaf area (2.8 cm2), fresh and dry weight of aerial part of plants (4.52 and 0.56 g respectively) and leaf fresh weight. The meshkinshahr and mianeh had the highest antioxidant activity.The Results of physiological studies showed that the essential oil compounds were high variable and mashhad accessions were best in Butanoic acid (2.56 %), Limonene (0.44 %), Linaloloxide (1.7 %),Thymol (0.08 %),Geraniol (0.38 %),alpha.-Methyl-.alpha (0.54 %), Eicosane (0.16 %) and Isophytol (0.2 %).Correlation coefficients among traits showed that Isophytol had highest correlation with Geraniol (0.98) and minimum correlation was observed between Camphor and Butanoic acid (0.001). Factor analysis indicated that the five factors explained 100 of the variability among the accessions. Cluster analysis based on Euclidean distance, divided the accessions into three major groups. The results suggested that there is a considerable genetic variation among coriander accessions.

    Conclusion

    Main purpose of this study was determination of morphological, antioxidant and physiological diversity among coriander accessions in Iran. Significant differences were found among the accessions in all of compounds that were measured.

    Keywords: Cluster analysis, Coriander accessions, Correlation, Factor analysis, Genetic diversity