آیا انتقال ژن‌های ریشک‌داری به رقم روشن گندم عملکرد و اجزای عملکرد آن را در شرایط آبی تحت تأثیر قرار می‌دهد؟

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

3 استادیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

4 دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

هدف: ریشک باعث افزایش فتوسنتز و کاهش خسارت پرندگان می‌شود و در انتشار بذر گونه‌های وحشی نقش ویژه‌ای ایفا می‌نماید. با وجود این در مورد نقش آن در افزایش و یا کاهش عملکرد در شرایط زراعت آبی اختلاف نظرهای زیادی وجود دارد. هدف این پژوهش بررسی تأثیر ریشک بر صفات مهم زراعی مانند تعداد دانه در سنبله، وزن 1000 دانه و زودرسی بود و بدین منظور لاین‌ تقریبا ایزوژن (NIL) در زمینه ژنتیکی رقم روشن برای صفت ریشک ایجاد و نقش این صفت در عملکرد و اجزای عملکرد بررسی گردید.
مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر در یک برنامه 10 ساله به‌نژادی (از سال 1389 تا 1399)، ریشک‌داری با استفاده از روش تلاقی برگشتی از رقم مهدوی به روشن منتقل شد. در نسل دوم تلاقی برگشتی پنجم (BC5F2) نتاج ریشک‌دار و بدون ریشک (لاین‌های ایزوژن با زمینه ژنتیکی روشن) گزینش شدند. لاین‌های ایزوژن همراه با والدین تلاقی (روشن و مهدوی) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با پنج تکرار در سال زراعی 1400-1401 در شرایط زراعت آبی کرمان مورد ارزیابی قرار گرفتند.
نتایج: در این پژوهش انتقال ریشک از رقم مهدوی به رقم روشن با موفقیت انجام شد. نتاج روشن ریشک‌دار با تراکم زراعی (300 بوته در متر مربع) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مقایسه میانگین‌ها نشان داد از 16 صفت مهم زراعی مورد ارزیابی فقط تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبلچه در سنبله و ارتفاع بوته تحت تأثیر ریشک‌ قرار گرفت. ریشک باعث افزایش عملکرد رقم روشن به میزان 820 کیلوگرم در هکتار شد، ولی این افزایش معنی‌دار نبود. لاین روشن ریشکدار نسبت به روشن 26% تعداد دانه در سنبله بیشتری تولید کرد. افزایش 12 درصدی تعداد سنبلچه در سنبله لاین ریشک‌دار نیز افزایش تعداد دانه در سنبله را تأیید می‌نماید. لاین ایزوژن ریشک-دار نسبت به رقم روشن به طور متوسط 12 سانتی‌متر ارتفاع بیشتری داشت که 6 سانتی‌متر آن به خاطر طول ریشک بود.
نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد ریشک‌داری نه تنها تأثیر منفی بر عملکرد گندم در شرایط آبی ندارد، بلکه با افزایش تعداد دانه در بوته می‌تواند باعث افزایش عملکرد شود. به دلیل کاهش خسارت پرندگان، لاین امیدبخش ایجاد شده می‌تواند جایگزین مناسبی برای رقم روشن باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Does transfer of awn controlling genes to the Roshan bread wheat cultivar affect yield and yield components of this cultivar under well-watered conditions?

نویسندگان [English]

  • Khadijeh Mohammadi 1
  • ali kazemipour 2
  • Mehdi Mohayeji 3
  • Roohollah Abdolshahi 4
1 MS.C. Student, Department of Genetics and Crop Production, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Assistant Professor, Department of Genetics and Crop Production, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Assistant Professor, Department of Genetics and Crop Production, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
4 Associate Professor, Department of Genetics and Crop Production, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Objective
Awns increase photosynthesis, reduce bird damage, and play a distinct role in grains spreading of wild species. However, there are some challenges to its effect on grain yield under irrigated conditions. The objective of this research was evaluation the effect of awns on important agronomic traits including grains number per spike, 1000-grain weight and earliness. For this purpose, near-isogenic line in Roshan’s background was developed to assess the effect of this trait on yield and yield components.
Materials and methods
In the present study, in a 10-year wheat breeding program (from 2010 to 2020), awny head characteristic was transferred from Mahdavi to Roshan using backcrossing. In the second generation of the fifth backcross (BC5F2), awny and awnless progenies (isogenic lines with the genetic background of Roshan) were selected. Isogenic lines and their parents (Roshan and Mahdavi) were evaluated in a randomized complete block design with five replications in the 2021-2022 cropping season under irrigated conditions.
Results
In the present research, the awny head character was successfully transferred from Mahdavi to the Roshan cultivar. The awny Roshan was cultivated under farm conditions (300 plants m-2). The results of mean comparisons showed that, out of the 16 evaluated agronomical traits, only three traits including grains number per spike, spikelet number per spike, and plant height were affected by awns. Awny head characteristic increased grain yield by 820 kg/ha in comparison with Roshan, but it was not significant. Awny Roshan produced 26% more grains number per spike than Roshan. The significant increase of spikelet number per spike in awny line also confirmed the increasing of grains number per spike. In comparison with Roshan, awnd isogenic line had 12 cm higher plant height, where 6 cm was due to awn length.
Conclusions
Awns not only did not hurt the wheat yield under irrigated conditions of Kerman but also potentially can increase grain yield by increasing the number of grains per plant. Due to the reduction of bird damage, the promising line produced in the present research can be an appropriate alternative for the Roshan cultivar.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Correlated response
  • Grain yield
  • Isogenic lines
  • Wheat breeding

مراجع

Abdolshahi R, Nazari M, Safarian A et al. (2015) Integrated selection criteria for drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) breeding programs using discriminant analysis. Field Crops Res 174, 20-29.
Bort J, Febrero A, Amaro T, Araus JL (1994) Role of awns in ear water-use efficiency and grain weight in barley. Agronomie 14(2), 133-139.
DeWitt N, Guedira M, Lauer E et al. (2020) Sequence based mapping identifies a candidate transcription repressor underlying awn suppression at the B1 locus in wheat. New Phytol 225(1), 326-339.
Dorrani-Nejad M, Kazemipour A, Maghsoudi-Moud AA, Abdolshahi R (2022) Wheat breeding for early heading: Does it improve grain yield under drought stress and well-watered conditions? Environ Exp Bot 104902.
Du D, Zhang D, Yuan J et al. (2021) FRIZZY PANICLE defines a regulatory hub for simultaneously controlling spikelet formation and awn elongation in bread wheat. New Phytol 231(2), 814-833.
Elbaum R, Zaltzman L, Burgert I, Fratzl P (2007) The role of wheat awns in the seed dispersal unit. Sci 316(5826), 884-886.
Evans LT, Bingham J, Jackson P, Sutherland J (1972) Effect of awns and drought on the supply of photosynthate and its distribution within wheat ears. Ann Appl Biol 70(1), 67-76.
Guo Z, Schnurbusch T (2016) Costs and benefits of awns. J Exp Bot 67(9), 2533.
Hosseini SM, Poustini K, Siddique KH, Palta JA (2012) Photosynthesis of barley awns does not play a significant role in grain yield under terminal drought. Crop Pasture Sci 63(5), 489-499.
Knott DR (1986) Effect of genes for photoperiodism, semidwarfism, and awns on agronomic characters in a wheat cross. Crop sci 26(6), 1158-1162.
Martin JN, Carver BF, Hunger RM, Cox TS (2003) Contributions of leaf rust resistance and awns to agronomic and grain quality performance in winter wheat. Crop Sci 43(5), 1712-1717.
Masoudi B, Mardi M, Hervan EM et al. (2019) Study of QTLs linked to awn length and their relationships with chloroplasts under control and saline environments in bread wheat. Genes Genom 41(2), 223-231.
Maydup ML, Antonietta M, Graciano C et al. (2014) The contribution of the awns of bread wheat (Triticum aestivum L.) to grain filling: Responses to water deficit and the effects of awns on ear temperature and hydraulic conductance. Field Crops Res 167, 102-111.
Motzo R, Giunta F (2002) Awnedness affects grain yield and kernel weight in near-isogenic lines of durum wheat. Aust J Agric Res 53(12), 1285-1293.
Niu J, Zheng S, Shi X et al. (2020) Fine mapping and characterization of the awn inhibitor B1 locus in common wheat (Triticum aestivum L.). Crop J 8(4), 613-622.
Olugbemi LB, Austin RB, Bingham J (1976) Effects of awns on the photosynthesis and yield of wheat, Triticum aestivum. Ann Appl Biol 84(2), 241-250.
Rebetzke GJ, Bonnett DG, Reynolds MP (2016) Awns reduce grain number to increase grain size and harvestable yield in irrigated and rainfed spring wheat. J Exp Bot 67(9), 2573-2586.
Reynolds M, Tuberosa R (2008) Translational research impacting on crop productivity in drought-prone environments. Curr Opin Plant Biol 11(2), 171-179.
SAS Institute (2004) Base SAS 9.1 procedures guide. Cary (NC): SAS Institute Inc.
Sourdille P, Cadalen T, Gay G, Gill B, Bernard M (2002) Molecular and physical mapping of genes affecting awning in wheat. Plant Breed 121(4), 320-324.
Teare ID, Peterson CJ (1971) Surface area of chlorophyll containing tissue on the inflorescence of Triticum aestivum L. 1. Crop Sci 11(5), 627-628.
Teare ID, Sij JW, Waldren RP, Goltz SM (1972) Comparative data on the rate of photosynthesis, respiration, and transpiration of different organs in awned and awnless isogenic lines of wheat. Can J Plant Sci 52(6), 965-971.
Teich AH (1982) Interaction of awns and environment on grain yield in winter wheat (Triticum aestivum L.). Cereal Res Commun 11-15.
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
دوره 15، شماره 3
مهر 1402
صفحه 41-56

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار