بررسی خصوصیات تحمل به خشکی در لاین گندم جهش‌یافته در مراحل جوانه زنی و گیاه بالغ

Abstract

مقدمه پیش­ بینی افزایش جمعیت جهان به حدود 8 میلیارد تا سال 2030، چالش­های عمده­ای را برای بخش کشاورزی در تأمین امنیت غذایی ایجاد می­نماید (Smol, 2012). گندم یکی از غلات اصلی محسوب می­شود که برای تغذیه­ بخش عظیمی از جوامع انسانی استفاده می­شود. آرد گندم مهم­ترین آرد مورد مصرف برای تولید نان در ایران است (Nour-Mohamadi et al., 2009). امروزه کمبود آب یکی از چالش­های مهم برای رشد گیاه در کل جهان محسوب می­شود. استراتژی­های زیادی برای اصلاح گیاهان به تنش خشکی به کار گرفته می­شود، در این میان پرتوتابی رهیافت مناسبی برای بهبود سطح تنوع ژنتیکی در کوتاه­مدت به نظر می­رسد. این مطالعه برای تعیین پاسخ لاین جهش­یافته­ی T65588 (حاصل پرتوتابی گاما روی رقم طبسی) به تنش خشکی پی­ریزی شده است. مواد و روش­ها تعدادی از صفات در دو مرحله­ جوانه ­زنی و گیاه بالغ در قالب طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار موردبررسی قرار گرفتند. یافته­ ها نتایج تجزیه واریانس در آزمایش جوانه­ زنی نشان داد که اثرتنشخشکی برای کلیه­ صفات و اثر ژنوتیپ برای نرخ جوانه‌زنی و طول ساقه­چه و طولریشه­ چه با احتمال یک درصد معنی­ دار بود. همچنین معنی­دار شدن اثر متقابلتنشدرژنوتیپ در صفات نرخ جوانه­ زنی و طول ساقه­ چه و طولریشه­ چه و وزن خشک ساقه­ چه نشانمی­دهدکه عکس‌العملژنوتیپ­هانسبتبهتغییرات پلی­ اتیلن­ گلیکولیکساننبودهاست. نتایج تجزیه واریانس صفات مربوط به نگهداری آب تفاوت بسیار معنی­ داری (1 درصد) بین ژنوتیپ­ها در کل صفات موردبررسی را نشان داد. اثرتنشخشکی برای صفات مقدار احتباس آب در برگ (ELWR) و محتوای نسبی آب (RWC) و همچنین اثر متقابل ژنوتیپ × تنش خشکی به‌غیراز محتوای نسبی آب (RWC) برای سایر صفات معنی­ دار بود. مقایسه میانگین در سطح آماری 5 درصد نشان داد لاین جهش­ یافته­ T65588 در خصوصیات مربوط به جوانه ­زنی و همچنین صفات مربوط به نگهداری آب در گیاه بالغ نسبت به ژنوتیپ والدی­ طبسی در شرایط تنش خشکی برتری دارد. نتیجه­ گیری به‌طور کل نتایج نشان داد که لاین جهش‌یافتهی T65588 نسبت به واریته­ والدی خود (طبسی) در مورد تمام صفات موردبررسی در مرحله جوانه­ زنی شامل نرخ جوانه­ زنی، طول ریشه­ چه و طول ساقه­ چه و وزن خشک ریشه­ چه و وزن خشک ساقه­ چه خصوصیات تحمل بیشتری به خشکی از خود نشان داده است. RWC ارتباط نزدیکی با حجم سلول دارد، لذا این پارامتر می­تواند توازن بین آب فراهم‌شده‌ی برگ و میزان تعرق را منعکس نماید (Farquhar et al., 1989). اسکانفلد و همکاران(1988) در شرایط تنش خشکی روند کاهشی در مقدار RWC در گندم را گزارش نمودند، لیکن در مطالعات آن‌ها بالاترین مقدار RWC در ژنوتیپ متحمل مشاهده شد. تنش خشکی منجر به کاهش حدود 40% در RWL در لاین جهش‌یافته­ T65588 گردید (p < 0.05)که می­تواند نشان­دهنده­ مکانیسم­های بازدارنده­ی اتلاف آب تحت شرایط خشکی باشد. تحقیقات زیادی نشان داده ­اند که میزان پایین اتلاف آب (RWL) از برگ­های جداشده به مقاومت به خشکی مرتبط است و می­تواند به‌عنوان یکی از شاخصه­ های غربال در برنامه ­های اصلاحی کاربرد داشته باشد (Winter et al., 1988). نتایج این تحقیق با یافته­ های Goleatani Araghi and Asad, 1998 مطابقت دارد که کاهش در میزان RWL را در گندم در تنش خشکی گزارش نمودند. کاهش شدید در مقدار RWL در لاین جهش‌یافته و تفاوت معنی­دار آن با رقم طبسی می­تواند مؤید کارایی بیشتر مصرف آب در ژنوتیپ جهش‌یافته­ی T65588 باشد.طبق نتایج تنش خشکی منجر به افزایش ELWR گردید که این پدیده می­تواند توسط مکانیسم­­ های نگهداری آب تحت شرایط خشکی با پیچیدن برگ یا کاهش سطح برگ رخ داده باشد (Lonbani and Arzani, 2011). بر اساس پیشنهاد Lonbani and Arzaniدر بین پارامترهای مرتبط به آب در گیاه ELWR می­تواند بهترین مشخصه برای انتخاب غیرمستقیم عملکرد در گیاه باشد. این صفت وراثت پذیر است (Clarke and Townley-Smith, 1986) و در جمعیت­های بزرگ به‌آسانی می­توان آن را برآورد نمود (Dhanda and Sethi, 1998). مقدار افزایش در ELWR در لاین جهش‌یافته­ T65588 در مقایسه با واریته­ والدی آن (طبسی) بیشتر و معنی­دار بود که می­تواند مصداق دیگری برای ادعای برتری لاین جهش‌یافته در شرایط تنش خشکی باشد.