جلد 12، شماره 2 - ( (پاییز و زمستان) 1404 )
سال1404، جلد12 شماره 2 صفحات 221-201 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Oraki A, Shahbazi E, Saeidi K, Rafiei F. (2026). Screening of Nigella sativa Genotypes for Drought Stress Tolerance at Germination Stage Using Multivariate Analysis. Iranian J. Seed Res.. 12(2), 201-221.
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-673-fa.html
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-673-fa.html
اورکی اکرم، شهبازی احسان، سعیدی کرامت اله، رفیعی فریبا.(1404). غربالگری ژنوتیپهای سیاهدانه (Nigella sativa L.) از نظر تحمل به تنش خشکی در مرحله جوانهزنی با استفاده از تجزیه چندمتغیره پژوهشهای بذر ایران 12 (2) :221-201
دانشگاه شهرکرد ، eh_shahbazi@sku.ac.ir
چکیده: (68 مشاهده)
هدف: این تحقیق، ارزیابی اثر سطوح مختلف تنش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلیکول بر مولفههای جوانهزنی، رشد گیاهچه و بنیه بذر 24 ژنوتیپ سیاهدانه به منظور شناسایی ژنوتیپهای متحمل و حساس به تنش خشکی است.
روش تحقیق: این پژوهش در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشگاه شهرکرد اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل 24 ژنوتیپ سیاهدانه (داخلی و خارجی) و پنج سطح تنش خشکی ناشی از پلیاتیلن گلیکول، سطح صفر (آب مقطر)، 2/0-، 3/0-، 4/0- و 6/0- مگاپاسکال بودند. صفات درصد، سرعت و متوسط زمان جوانهزنی، طول ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه، وزن تر و خشک گیاهچه و همچنین بنیه بذر اندازهگیری شدند.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر ژنوتیپ، خشکی و اثر متقابل آنها، برای تمام صفات مرتبط با جوانهزنی و رشد اولیه گیاهچه معنیدار گردید. بیشترین همبستگی مثبت و معنیدار بین بنیه بذر و طول گیاهچه، طول گیاهچه و طول ریشهچه و همچنین بین بنیه بذر و طول ریشهچه بهدست آمد. تجزیه به مؤلفههای اصلی روی ۹ صفت جوانهزنی نشان داد که سه مؤلفه اول با مقادیر ویژه بیشتر از یک، در مجموع 91/87 درصد از واریانس کل را توجیه کردند. بر اساس بایپلات مؤلفههای اول و دوم و تجزیه خوشهای به روشWard ، ژنوتیپها به سه گروه متحمل (۳، ۸، ۱۱، ۲۴)، نیمهمتحمل (۱، ۲، ۹، ۱۲، ۱۴، ۱۷) و حساس (۱۴ ژنوتیپ دیگر) تقسیم شدند. نتایج آزمونهای چندمتغیره (اثر پیلای، لاندای ویلک، اثر لاولی-هتلینگ و بزرگترین ریشه روی) اختلاف بسیار معنیداری بین گروهها در سطح احتمال یک درصد نشان داد که تأییدکننده اعتبار گروهبندی انجامشده بود.
نتیجهگیری: یافتههای این پژوهش حاکی از تفاوت معنیدار بین ژنوتیپهای مورد بررسی سیاهدانه از نظر صفات مرتبط با جوانهزنی و رشد گیاهچهای تحت تنش خشکی است که بیانگر تنوع ژنتیکی قابل توجه در میان این ژرمپلاسم میباشد. ژنوتیپهای 3، 8، 11 و 24 عملکرد برتری از نظر صفات مرتبط با جوانهزنی نشان دادند، بنابراین میتوان از این ژنوتیپها در برنامههای اصلاحی آینده بهره گرفت. علاوه بر این، گروهبندی ژنوتیپها بر اساس پاسخ به تنش خشکی، امکان انتخاب والدین با فاصله ژنتیکی بیشتر برای تلاقی را فراهم میآورد که میتواند به تحلیل ژنتیکی مکانیسمهای تحمل به خشکی و بهبود صفات مرتبط کمک نماید.
روش تحقیق: این پژوهش در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشگاه شهرکرد اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل 24 ژنوتیپ سیاهدانه (داخلی و خارجی) و پنج سطح تنش خشکی ناشی از پلیاتیلن گلیکول، سطح صفر (آب مقطر)، 2/0-، 3/0-، 4/0- و 6/0- مگاپاسکال بودند. صفات درصد، سرعت و متوسط زمان جوانهزنی، طول ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه، وزن تر و خشک گیاهچه و همچنین بنیه بذر اندازهگیری شدند.
یافتهها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر ژنوتیپ، خشکی و اثر متقابل آنها، برای تمام صفات مرتبط با جوانهزنی و رشد اولیه گیاهچه معنیدار گردید. بیشترین همبستگی مثبت و معنیدار بین بنیه بذر و طول گیاهچه، طول گیاهچه و طول ریشهچه و همچنین بین بنیه بذر و طول ریشهچه بهدست آمد. تجزیه به مؤلفههای اصلی روی ۹ صفت جوانهزنی نشان داد که سه مؤلفه اول با مقادیر ویژه بیشتر از یک، در مجموع 91/87 درصد از واریانس کل را توجیه کردند. بر اساس بایپلات مؤلفههای اول و دوم و تجزیه خوشهای به روشWard ، ژنوتیپها به سه گروه متحمل (۳، ۸، ۱۱، ۲۴)، نیمهمتحمل (۱، ۲، ۹، ۱۲، ۱۴، ۱۷) و حساس (۱۴ ژنوتیپ دیگر) تقسیم شدند. نتایج آزمونهای چندمتغیره (اثر پیلای، لاندای ویلک، اثر لاولی-هتلینگ و بزرگترین ریشه روی) اختلاف بسیار معنیداری بین گروهها در سطح احتمال یک درصد نشان داد که تأییدکننده اعتبار گروهبندی انجامشده بود.
نتیجهگیری: یافتههای این پژوهش حاکی از تفاوت معنیدار بین ژنوتیپهای مورد بررسی سیاهدانه از نظر صفات مرتبط با جوانهزنی و رشد گیاهچهای تحت تنش خشکی است که بیانگر تنوع ژنتیکی قابل توجه در میان این ژرمپلاسم میباشد. ژنوتیپهای 3، 8، 11 و 24 عملکرد برتری از نظر صفات مرتبط با جوانهزنی نشان دادند، بنابراین میتوان از این ژنوتیپها در برنامههای اصلاحی آینده بهره گرفت. علاوه بر این، گروهبندی ژنوتیپها بر اساس پاسخ به تنش خشکی، امکان انتخاب والدین با فاصله ژنتیکی بیشتر برای تلاقی را فراهم میآورد که میتواند به تحلیل ژنتیکی مکانیسمهای تحمل به خشکی و بهبود صفات مرتبط کمک نماید.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
سایر موضوعات
دریافت: 1404/10/2 | ویرایش نهایی: 1404/12/10 | پذیرش: 1404/12/20 | انتشار الکترونیک: 1404/12/29
دریافت: 1404/10/2 | ویرایش نهایی: 1404/12/10 | پذیرش: 1404/12/20 | انتشار الکترونیک: 1404/12/29
فهرست منابع
1. Abdul Baki, A.A., & Anderson, J.D. (1973). Vigor determination in soybean seed by multiple criteria 1. Crop Science, 13(6), 630-633. [DOI:10.2135/cropsci1973.0011183X001300060013x]
2. Ahmadi, K., Shahbazi, E., Golkar, P., & Saeidi, K. (2024). Investigation of genetic variation for seed yield and yield components in some Nigella sativa L. genotypes. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 40(3), 435-448. (In Persian) [DOI:10.22092/ijmapr.2024.131917]
3. Asakereh, F., & Khodarahmpour, Z. (2016). Study of genetic diversity of tolerance to drought stress in chicory ecotypes (Cichorium intybus L.) via multivariate analysis. Iranian Journal of Seed Science and Research, 2(3), 13-25 (In Persian).
4. Bahrami, H., Razmjoo, J., & Jafari, A.O. (2012). Effect of drought stress on germination and seedling growth of sesame cultivars (Sesamum indicum L.). International Journal of AgriScience, 2(5), 423-428.
5. Balouchi, H., Yadavi, A., & Movahhedi Dehnavi, M. (2012). Effect of osmotic stress on seed germination indices of Nigella sativa and Silybum marianum. Journal of Crop Ecophysiology, 5(20), 97-110. (In Persian)
6. Cattivelli, L., Rizza, F., Badeck, F.W., Mazzucotelli, E., Mastrangelo, A.M., Francia, E., & Stanca, A.M. (2008). Drought tolerance improvement in crop plants: an integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research, 105(1-2), 1-14. [DOI:10.1016/j.fcr.2007.07.004]
7. El-Badri, A.M., Batool, M., A.A. Mohamed, I., Wang, Z., Khatab, A., Sherif, A., Ahmad, H., Khan, M.N., Hassan, H.M., Elrewainy, I.M., Kuai, J., Zhou, G., & Wang, B. (2021). Antioxidative and metabolic contribution to salinity stress responses in two rapeseed cultivars during the early seedling stage. Antioxidants, 10(8), 1227. [DOI:10.3390/antiox10081227] [PMID] [PMCID]
8. Ellis, R. H., & Roberts, E. H. (1981).The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Science and Technology, 9(2), 373-409.
9. Fakheri, B.A., Mousavi Nick, S.M., & Mohammadpour Vashvaei, R. (2017). Effect of drought stress induced by polyethylene glycol on germination and morphological properties of fennel and ajowan. Crop Science Research in Arid Regions, 1(1), 35-50. (In Persian) [DOI:10.22034/csrar.01.01.04]
10. Ghorbani, E., Khodarahmpour, Z., & Gilani, A. (2023). Study of genetic variation of rice genotypes on the germination components and seedling growth in the drought stress condition. Journal of Plant Production Science, 12(2), 61-76. (In Persian)
11. Gill, P. K., Sharma, A. D., Singh, P., & Bhullar, S. S. (2003). Changes in germination, growth and soluble sugar contents of Sorghum bicolor (l.) Moench seeds under various abiotic stresses. Plant Growth Regulation, 40(2), 157-162.
https://doi.org/10.1023/A:1024252222376 [DOI:10.1023/a:1024252222376]
12. Gitz, V., Meybeck, A., Lipper, L., Young, C. D., & Braatz, S. (2016). Climate change and food security: risks and responses. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) Report, 110(2), 3-36.
13. Gupta, D. K., & Palma, J. M. (Eds.). (2021). Plant Growth and Stress Physiology. Springer International Publishing. [DOI:10.1007/978-3-030-78420-1]
14. Hassanien, M. F. R., Mahgoub, S. A., & El-Zahar, K. M. (2014). Soft cheese supplemented with black cumin oil: Impact on food borne pathogens and quality during storage. Saudi Journal of Biological Sciences, 21(3), 280-288. [DOI:10.1016/j.sjbs.2013.10.005] [PMID] [PMCID]
15. Kapoor, D., Bhardwaj, S., Landi, M., Sharma, A., Ramakrishnan, M., & Sharma, A. (2020). The impact of drought in plant metabolism: How to exploit tolerance mechanisms to increase crop production. Applied Sciences, 10(16), 5692. [DOI:10.3390/app10165692]
16. Kayacetin, F. (2022). Response to Direct Selection against drought stress in black cumin (Nigella sativa L.). Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 6888187. [DOI:10.1155/2022/6888187] [PMID] [PMCID]
17. Khalid, M.N., Iqbal, H.F., Tahir, A., & Ahmad, A.N. (2001).Germination potential of chickpeas (Cicer arietinum L.) under saline condition. Pakistan Journal of Biological Sciences, 4(4), 395-396. [DOI:10.3923/pjbs.2001.395.396]
18. Khan, A.A., Wang, Y.F., Akbar, R., &Alhoqail, W.A. (2025). Mechanistic insights and future perspectives of drought stress management in staple crops. Frontiers in Plant Science, 16, 1547452. [DOI:10.3389/fpls.2025.1547452] [PMID] [PMCID]
19. Khan, M.N., Zhang, J., Luo, T., Liu, J., Ni, F., Rizwan, M., & Hu, L. (2019). Morpho-physiological and biochemical responses of tolerant and sensitive rapeseed cultivars to drought stress during early seedling growth stage. Acta Physiologiae Plantarum, 41, 25. [DOI:10.1007/s11738-019-2812-2]
20. Khodarahmpour, Z. (2011). Effect of drought stress induced by polyethylene glycol (PEG) on germination indices in corn (Zea mays L.) hybrids. African Journal of Biotechnology, 10(79), 18222-18227.
https://doi.org/10.5897/AJB11.2639 [DOI:10.5897/ajb11.2639]
21. Khorramdel, S., Rezvani Moghaddam, P., Amin Ghafori, A., & Shabahang, J. (2012). Study the germination characteristics of black seed (Nigella sativa L.) under drought stress condition in different salicylic acid levels. Iranian Journal of Field Crops Research, 10(4), 709-725. (In Persian) [DOI:10.22067/gsc.v10i4.20382]
22. Kiralan, M., Ulas, M., Ozaydin, A., Ozdemir, N., Ozkan, G., Bayrak, A., & Ramadan, M. (2017). Blends of cold pressed black cumin oil and sunflower oil with improved stability: a study based on changes in the levels of volatiles, tocopherols and thymoquinone during accelerated oxidation conditions. Journal of Food Biochemistry, 41, e12272. [DOI:10.1111/jfbc.12272]
23. Lipiec, J., Doussan, C., Nosalewicz, A., & Kondracka, K. (2013). Effect of drought and heat stresses on plant growth and yield: a review. International Agrophysics, 27, 463-477. [DOI:10.2478/intag-2013-0017]
24. Madandoust, M., Nour-Mohamadi, G., Darvish, F., & Emam, Y. (2005). Effect of environment factors during seed development of female inbred parent on vigor of the hybrid corn seed. Agricultural Science (Tabriz), 15(3), 26-35. (In Persian)
25. Michel, B.E., & Kaufmann, M.R. (1973).The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, 51(5), 914-916. [DOI:10.1104/pp.51.5.914] [PMID] [PMCID]
26. Muscolo, A., Sidari, M., Anastasi, U., Santonoceto, C., & Maggio, A. (2014). Effect of PEG-induced drought stress on seed germination of four lentil genotypes. Journal of Plant Interactions, 9(1), 354-363. [DOI:10.1080/17429145.2013.835880]
27. Payus, C., Ann Huey, L., Adnan, F., BesseRimba, A., Mohan, G., Kumar Chapagain, S., & Fukushi, K. (2020). Impact of extreme drought climate on water security in North Borneo: Case study of Sabah. Water, 12(4), 1135. [DOI:10.3390/w12041135]
28. Reed, R. C., Bradford, K. J., & Khanday, I. (2022). Seed germination and vigor: ensuring crop sustainability in a changing climate. Heredity, 128(6), 450-459. [DOI:10.1038/s41437-022-00497-2] [PMID] [PMCID]
29. Shamsaie, M., Sodaei Zadeh, H., & Tajamolian, M. (2017). Evaluation of the effects of drought stress of mother plants on some seed germination indices of Satureja hortensis. Desert Management, 4(8), 27-35. (In Persian) [DOI:10.22034/jdmal.2017.24659]
30. Vafaee, F., Nooryazdan, H., & Karimizadeh, R. (2024). Evaluation of drought stress effect on germination characteristics of some advanced dryland bread wheat lines. Iranian Journal of Seed Research, 11(1), 223-239. (In Persian) [DOI:10.61186/yujs.11.1.223]
31. Vicente-Serrano, S. M., Pricope, N. G., Toreti, A., Morán‐Tejeda, E., Spinoni, J., Ocampo‐Melgar, A., & Alibakhshi, S. (2024). The Global Threat of Drying Lands: Regional and Global Aridity Trends and Future Projections. A Report of the Science-Policy Interface. United Nations Convention to Combat Desertification (UNCCD). Bonn, Germany.
32. Wijewardana, C., Alsajri, F.A., & Reddy, K.R. (2018). Soybean seed germination response to in vitro osmotic stress. Seed Technology, 39(2), 143-154.
33. Xie, X., Zhang, X., & He, Q. (2013). Identification of drought resistance of rapeseed (Brassica napus L.) during germination stage under PEG stress. Journal of Food Agriculture & Environment, 11(2), 751-756.
34. Yan, A., & Chen, Z. (2020).The control of seed dormancy and germination by temperature, light and nitrate. The Botanical Review, 86(1), 39-75. [DOI:10.1007/s12229-020-09220-4]
35. Yimer, E.M., Tuem, K.B., Karim, A., Ur-Rehman, N., & Anwar, F. (2019). Nigella sativa L. (Black cumin): A promising natural remedy for wide range of illnesses, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 1528635. [DOI:10.1155/2019/1528635] [PMID] [PMCID]
36. Yu, H., Zhang, Q., Sun, P., & Song, C. (2018). Impact of droughts on winter wheat yield in different growth stages during 2001-2016 in Eastern China. International Journal of Disaster Risk Science, 9, 376-391. [DOI:10.1007/s13753-018-0187-4]
37. Zamani, Z., Amiri, H., & Ismaili, A. (2018). Effect of drought stress on germination characteristics of two populations of Fenugreek (Trigonella foenum subsp. graceum L.). Nova Biologica Reperta, 5(2), 183-191. (In Persian) [DOI:10.29252/nbr.5.2.191]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.
طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق
© 2026 CC BY-NC 4.0 | Iranian Journal of Seed Research
Designed & Developed by : Yektaweb
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.