بررسي تنوع ژنتيكي ژرم‌پلاسم گندم نان تحت شرايط تنش شوري

مقدمه: شوري خاك يه عنوان يكي از مهم ترين تنش هاي محيطي، تهديدي جدي براي توليدات كشاورزي است. در حال حاضر بيش از 20 درصد از اراضي كشاورزي كه شامل 954 ميليون هكتار از سطح خشكي دنيا است، تحت تأثير اين پديده مي‌باشد. شوري به طور روزانه در حال گسترش است و پيش بيني مي‌شود كه تا سال 2050 بيش از 50 درصد از اراضي قابل كشت دنيا شور شوند. كاهش عملكرد ناشي از تنش شوري در گندم قابل توجه و نگران كننده است، به طوري كه براي گندم دوروم، كاهش 50 درصدي عملكرد ناشي از شوري اراضي ديم، و براي گندم نان، كاهش 88 درصدي عملكرد تحت آبياري با شوري بالا و كاهش 70 درصدي در خاك‌هاي سديمي گزارش شده است. سطح بالاي نمك در خاك و آب آبياري از عوامل نگران كننده براي كشاورزي است و بنابراين لازم است راهبردهاي مؤثري براي بهبود عملكرد از طريق تحمل به تنش شوري توسعه يابد. به دليل اهميت ذخاير ژنتيكي به عنوان منابع تحمل به تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي از جمله شوري و وجود تنوع ژنتيكي قابل توجه در ژرم پلاسم گندم براي تحمل به تنش شوري، تحقيق حاضر اجرا شد كه هدف از آن، بررسي تنوع نمونه‌هاي ژنتيكي كلكسيون گندم نان بانك ژن گياهي ملي ايران از لحاظ تحمل به شوري، مقايسه آنها با ارقام شاهد متحمل و امكان شناسايي منابع متحمل جديد بود.مواد و روش ها: به منظور شناسايي منابع متحمل به تنش شوري در ذخاير ژنتيكي گندم، تعداد 512 نمونه ژنتيكي از كلكسيون گندم نان بانك ژن گياهي ملي ايران به همراه ارقام متحمل به شوري كوير، روشن و ماهوتي به عنوان شاهد، در قالب دو طرح آگمنت مجزا تحت دو شرايط نرمال و تنش شوري مورد بررسي قرار گرفتند. آزمايش نرمال در مزرعه تحقيقاتي مركز تحقيقات يزد و آزمايش شوري در اراضي شور ايستگاه تحقيقات اردكان يزد انجام شد. صفات مورد مطالعه شامل طول سنبله، تراكم سنبله، وزن صد دانه، تعداد پنجه، ارتفاع بوته، تعداد سنبلچه در سنبله، تعداد گلچه در سنبلچه، تعداد دانه در سنبله، روز تا سنبله‌دهي، روز تا رسيدگي كامل، طول دوره پرشدن دانه و وزن دانه پنج سنبله بودند كه مطابق با توصيف نامه بين‌المللي يادداشت برداري شدند. براي انجام تجزيه و تحليل هاي آماري داده ها، ابتدا شاخص هاي آماري توصيفي، محاسبه و سپس نمونه‌هاي ژنتيكي مورد مطالعه با استفاده از تجزيه خوشه‌اي به روش K-means گروه‌بندي شدند. از تجزيه تابع تشخيص مبتني بر مؤلفه‌هاي اصلي جهت بررسي تمايز بين گروه‌هاي حاصل از تجزيه خوشه‌اي استفاده شد. تجزيه‌هاي آماري توسط نرم‌افزارهاي SPSS و R انجام شد.يافته هاي تحقيق: نتايج اين آزمايش نشان داد كه صفات وزن دانه پنج سنبله (با حداقل 15/4 و حداكثر 26/12 گرم در شرايط نرمال و حداقل 19/2 و حداكثر 78/9 گرم در شرايط تنش) و تعداد پنجه (با حداقل 3 و حداكثر 8 عدد در شرايط نرمال و حداقل 3 و حداكثر  7 عدد در شرايط تنش) از بيش ترين ضريب تغييرات و صفات روز تا سنبله‌دهي (با حداقل 130 و حداكثر 163 روز در شرايط نرمال و حداقل 126 و حداكثر 168 روز در شرايط تنش) و روز تا رسيدگي كامل (با حداقل 173 و حداكثر 189 روز در شرايط نرمال و حداقل 168 و حداكثر 196 روز در شرايط تنش) از كم ترين ضريب تغييرات تحت هر دو شرايط نرمال و تنش شوري برخوردار بودند. تعداد زيادي از نمونه‌هاي ژنتيكي برتر از لحاظ صفات مختلف نسبت به ارقام شاهد تحت هر دو شرايط نرمال و تنش شوري شناسايي شد. نتايج رگرسيون گام به گام حاكي از اهميت سه صفت وزن صد دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد گلچه در سنبلچه در تغييرات صفت وزن دانه پنج سنبله بود. نتايج حاصل از تجزيه‌اي خوشه‌اي به روش K-means نمونه‌هاي ژنتيكي مورد بررسي را در پنج خوشه متمايز تفكيك كرد و ارقام شاهد نيز در گروه‌هاي مختلف قرار گرفتند، به نحوي كه ارقام روشن و ماهوتي به همراه 70 نمونه ژنتيكي در خوشه اول و رقم كوير به همراه 53 نمونه ژنتيكي در خوشه پنجم گروه بندي شدند.نتيجه گيري: نتايج اين آزمايش نشان دهنده وجود تنوع ژنتيكي قابل توجه و ارزشمند براي صفات مرتبط با تحمل به تنش شوري در ژرم‌پلاسم گندم نان مورد مطالعه بود. تأثير تنش شوري بر صفات مختلف نمونه‌هاي ژنتيكي مطالعه شده، متفاوت بود. از بين صفات مورد بررسي، وزن صد دانه، تعداد دانه در سنبله و تعداد گلچه در سنبلچه، اهميت بيش تري داشتند و بنابراين مي توان از آن ها در برنامه‌هاي به نژادي استفاده كرد. تعداد زيادي از نمونه‌هاي ژنتيكي از لحاظ صفات مختلف نسبت به ارقام شاهد برتري داشتند. تجزيه خوشه‌اي، ارقام شاهد را در خوشه هاي متمايز گروه‌بندي كرد كه بيانگر جنبه متفاوت تحمل به تنش شوري در اين ارقام مي‌باشد. از نمونه‌هاي ژنتيكي برتر شناسايي شده در اين تحقيق مي‌توان به منظور بهبود تحمل به تنش شوري در برنامه‌هاي به نژادي گندم نان بهره‌برداري كرد.