Iranian Journal of Seed Research

fa بررسی کلئوپتیل و مزوکوتیل به عنوان مهم‌ترین عامل‌های استقرار بذر گندم نان در شرایط دیم Investigation of coleoptile and mesocotyl as the most important factors for the establishment of bread wheat seed under rain-fed conditions اکولوژی بذر Seed Ecology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه: کلئوپتیل از ساقه‌چه و برگ اول حفاظت می‌نماید تا از جنین به سطح خاک منتقل شوند. کلئوپتیل برای استقرار گیاه بسیار ضروری است. ارقامی که کلئوپتیل و مزوکوتیل بلندتری دارند عمیق‌تر کشت می‌شوند و در شرایط تنش خشکی موفق‌تر هستند. با این وجود، اطلاعات اندکی در مورد ژنتیک آنها وجود دارد. هدف این پژوهش بررسی طول کلئوپتیل و مزوکوتیل در ارقام ایرانی، خارجی و لاین‌های حاصل از برنامه‌های به‌نژادی دانشگاه شهید باهنر کرمان و بررسی ژنتیک این صفات است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش 30 ژنوتیپ گندم نان از منشاء ایران، سیمیت، ایکاردا، آمریکا و استرالیا و 5 لاین حاصل از برنامه به‌نژادی دانشگاه شهید باهنر کرمان در عمق 10 سانتی‌متری خاک مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی با 7 تکرار کشت شد. هر کرت شامل سه خط به طول دو متر و فاصله بذرها از همدیگر ۵ سانتی متر بود. در هنگام برداشت بوته‌ها با استفاده از بیل و به آرامی از خاک خارج شدند و حذف خاک‌ها از ناحیه ریشه و شستشوی ریشه انجام شد. در این پژوهش صفات طول کلئوپتیل، طول مزوکوتیل، تعداد ریشه نخستین، طول ریشه، تعداد ریشه بذری، وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. یافته‌ها: کلئوپتیل و مزوکوتیل دو صفت مهم برای افزایش تحمل به خشکی در گندم نان هستند. در این پژوهش طول مزوکوتیل از 20/5 برای رقم اکسکلیبر تا 08/2 سانتی‌متر برای رقم زاگرس متفاوت بود و وراثت‌پذیری (48/0) و پاسخ به گزینش (61/11 درصد) بالایی داشت. از طرف دیگر این صفت با طول کلئوپتیل (**53/0=r)، وزن ریشه (*38/0=r) و وزن اندام هوایی (*36/0=r) همبستگی مثبت و معنی‌داری داشت. صفات تعداد ریشه نخستین و تعداد ریشه بذری دارای بیشترین وراثت‌پذیری خصوصی (59/0) و طول ریشه دارای کم‌ترین وراثت‌پذیری خصوصی (13/0) بود. به طور کلی، ارقام مناسب کشت در شرایط دیم، کلئوپتیل و مزوکوتیل بلندتری نسبت به ارقام فاریاب داشتند. وزن ریشه و اندام هوایی همبستگی مثبت و معنی داری (**82/0=r) با هم داشتند. نتیجه‌گیری: به طور کلی، برنامه‌های به‌نژادی برای افزایش عملکرد در شرایط دیم و آبی متفاوت است. در برنامه به‌نژادی گندم برای شرایط دیم باید بر روی صفات کلئوپتیل و مزوکوتیل تاکید ویژه‌ای شود. این صفات تحت تأثیر عادت رشد گیاه قرار نگرفتند. جنبه‌های نوآوری: <ol> <li dir="RTL" style="text-align:right">مزوکوتیل ارقام ایرانی برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفت.</li> <li dir="RTL" style="text-align:right">لاین‌های ایجاد شده مناسب شرایط دیم در دانشگاه شهید باهنر کرمان کلئوپتیل و مزوکوتیل مناسبی داشتند.</li> <li dir="RTL" style="text-align:right">کلئوپتیل و مزوکوتیل همبستگی مثبت و معنی‌داری با هم داشتند.</li> </ol> </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction: Wheat coleoptile protects the plumule and the first leaf so they can move from the embryo to the soil surface. Coleoptile is essential for plant establishment. Cultivars with longer coleoptiles and mesocotyls are sown deeper and are more successful under drought stress conditions. However, there is not much information about their genetics. The objective of the present study was to evaluate the coleoptile and mesocotyl of Iranian, overseas and the lines developed as a part of Shahid Bahonar University breeding program, and estimate of genetic parameters of these traits.  Materials and Methods: In this research, 30 bread wheat genotypes originated from Iran, CIMMYT, ICARDA, USA, and Australia and five lines from Shahid Bahonar University of Kerman breeding programs were sown at a 10 cm depth of soil in the research field of Shahid Bahonar University in a randomized complete block design with seven replications. Each plot consisted of three rows with two meters long and a 5 cm intra-row spacing. At harvest, the plants were gently removed from the soil, and after removing the soil from the root area, the roots were washed. In this study, coleoptile and mesocotyl length, number of seminal roots, root length, root and shoot dry weight were measured. Results: Coleoptile and mesocotyl are important traits for increasing drought tolerance in bread wheat. In the present research, mesocotyl length varied from 5.20 for Excalibur to 2.08 for Zagros, and showed a high heritability (0.48) and response to selection (11.61%). Furthermore, this trait had a positive significant correlation with coleoptile length (r=0.53**), root weight (r=0.38*) and shoot weight (r=0.36*). Seminal and nodal root number had the highest (0.59), while root length had the lowest (0.13) narrow-sense heritability. Overall, suitable cultivars for rain-fed conditions had higher coleoptile and mesocotyl than the others. Breeding lines in Shahid Bahonar University of Kerman suitable for rain-fed conditions had longer coleoptile and mesocotyl lengths. Root and shoot dry weight had a significant positive correlation (r=0.82**). Conclusions: In general, breeding programs to increase grain yield differ under rain-fed and irrigated conditions. In wheat breeding programs under rain-fed conditions, special attention should be paid to coleoptile and mesocotyl traits. These traits were not influenced by the plant growth habit. Highlights: <ol> <li dir="LTR" style="text-align:justify">Mesocotyl of the Iranian cultivars was evaluated for the first time.</li> <li dir="LTR" style="text-align:justify">Breeding lines developed by Shahid Bahonar University of Kerman suitable for rain-fed had appropriate coleoptiles and mesocotyls.</li> <li dir="LTR" style="text-align:justify">Coleoptile and mesocotyl had a significant and positive correlation.</li> </ol> </div> وراثت‌پذیری, تنش خشکی, پاسخ به گزینش, ژن‌های پاکوتاهی Coleoptile, Drought stress, Dwarf genes, Heritability, Response to selection 63 76 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-583-1&slc_lang=fa&sid=1 Hassan Gholami حسن غلامی hasangholami13711@gmail.com 100319475328460011878 100319475328460011878 No Shahid Bahonar University of Kerman دانشگاه شهید باهنر کرمان Roohollah Abdolshahi روح اله عبدالشاهی abdoshahi@uk.ac.ir 100319475328460011879 100319475328460011879 Yes Shahid Bahonar University of Kerman دانشگاه شهید باهنر کرمان Mehdi Mohayeji مهدی مهیجی me.mohayeji@gmail.com 100319475328460011880 100319475328460011880 No Shahid Bahonar University of Kerman دانشگاه شهید باهنر کرمان Mohsen Esmaeilizadeh-Moghadam محسن اسماعیل زاده مقدم esmaeilzadehmohsen@ymail.com 100319475328460011881 100319475328460011881 No Seed and Plant Improvement Institute, Agriculture Research, Education and Extension Organizatio مؤسسه تحقیقات اصلاح وتهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش وترویج کشاورزی