ارزيابي تحمل به تنش خشكي در جو زراعي و وحشي براساس صفات فيزيولوژيك و شاخص‌هاي تحمل

Evaluation of Drought Tolerance Indices and Physiological Traits in Cultivated and Wild Barley

نش خشكي يكي از مهم­ترين عوامل كاهش توليد گياهان زراعي در دنيا محسوب مي­شود. اجداد وحشي گياهان زراعي به‌علت پراكندگي در شرايط اقليمي و محيطي متنوع، سازگاري بالايي با تنش­هاي محيطي مثل خشكي دارند. در اين مطالعه 21 ژنوتيپ شامل 10 ژنوتيپ جو زراعي و 11 ژنوتيپ جو اسپانتانئوم (Hordeum vulgare ssp. spontaneum) (نزديك‌ترين خويشاوند جو) در سه محيط رطوبتي از نظر عملكرد دانه، شاخص‌هاي تحمل به تنش (STI و YSI) و تعدادي از صفات فيزيولوژيك در مزرعه دانشگاه صنعتـي اصفهان طي سال‌هاي زراعي 1392 - 1391 و 1393 - 1392 ارزيابي شدند. در هر سه محيط رطوبتي تنوع بالايي بين و درون دو گروه ژنوتيپ زراعي و وحشي از نظر عملكرد دانه و شاخص­هاي STI و YSI مشاهده شد. تفاوت زيادي نيز بين ژنوتيپ‌ها براي صفات فيزيولوژيك وجود داشت. همچنين واكنش بسيار متفاوتي از ژنوتيپ­ها به محيط­هاي رطوبتي مختلف براي همه صفات مشاهده شد. ژنوتيپ‌هاي جو زراعي با عملكرد بالا از نظر شاخص STI متحمل‌تر بودند، ولي ميانگين شاخص پايداري عملكرد در شرايط تنش (YSI) در ژنوتيپ­هاي جو اسپانتانئوم در مقايسه با ژنوتيپ­هاي جو زراعي به‌طور معني‌داري بيشتر بود كه نشان مي‌دهد اين ژنوتيپ­ها از سطوح تحمل به تنش بالايي برخوردارند. از بين صفات فيزيولوژيك، تفاوت معني‌داري بين دو گروه جو زراعي و وحشي براي صفات محتواي آب نسبي و پرولين مشاهده گرديد كه نشان‌دهنده اهميت اين دو صفت در تفاوت تحمل به تنش در ژنوتيپ‌هاي وحشي و زراعي مي‌باشد. نتايج حاصل از محاسبه شاخص‌هاي STI و YSI منجر به شناسايي ژنوتيپ‌هاي متحمل به تنش خشكي در هر سطح تنش گرديد. بيشتر اين ژنوتيپ‌ها از نمونه‌هاي جو اسپانتانئوم بودند كه مي‌توانند در تلاقي با ارقام پر عملكردي مانند ريحان 03 در برنامه‌هاي اصلاحي جهت افزايش تحمل به تنش خشكي استفاده شوند

Drought stress is one the most limiting factors for crop production worldwide. The wide ecological and environmental dispersion of crop wild relatives, generates a high potential of their adaptive diversity to abiotic stresses such as drought. In this study 21 (including 10 cultivated and 11 wild barley (Hordeumvulgaressp. spontaneum))genotypes were evaluated under three soil water conditions for grain yield, drought tolerance indices (STI and YSI) and some physiological traits during two growing seasons(2012-2013 and 2013-12014). High genetic variation was observed for grain yield and STI and YSI indices between and within cultivated and wild barley groups of genotypes. Differences were also observed between the genotypes for physiological traits. Different responses of the genotypes to different levels of drought stress were also observed for all of the measured traits. The high-yielding varieties were more tolerant based on STI index, but the average of yield stability under stressed conditions (YSI) was significantly higher in the wild barley group of genotypes comparing to cultivated ones, indicating a high level of drought tolerance in wild genotypes. Among physiological traits, significant differences were observed for relative water content and proline content between cultivated and wild barley genotypes, showing the importance of these two traits in different response of the two genotypic groups to drought stress. The STI and YSI indices identified the most drought tolerant genotypes at different soil moisture levels. The tolerant genotypes were mostly belonged to wild barley. These genotypes can be used in breeding programs by crossing them with high-yielding varieties such as Reihan 03 for increasing drought tolerance of cultivated barley.