SUPERVISOR
محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد مشاور) قدرت اله سعیدی (استاد راهنما) مهدی قیصری (استاد مشاور) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما)
STUDENT
Fartemeh Mostafaee
فاطمه مصطفائی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Evalution of Drought Tolerance in F3 Generation of a Cross between Cultivated (Carthamus tinctorius) and Wild (C. oxyacanthus) Safflower Species
This study was conducted to assess the tolerance to drought stress in F3 families derived from a cross between cultivated (Carthamus tinctorius ) and wild (C.oxyacanthus) safflower using agro-morphological and physiological traits. The experiment was conducted at Isfahan University of Technology Research Farm in 2011. In total, 41 F3 families along with the two parents were evaluated under drought stress and non-stress field environments using a randomized complete block design with three replications. Fisher and Murrer Stress Sensitivity Index (SSI), Tolerance Index (Tol), Rosille and Hemblin Productivity (MP), Geometric Mean Productivity (GMP) and Fernandez Stress Tolerance Index (STI) were used to compare reaction of genotypes in the two moisture conditions. Phenotypic and genotypic coefficients of variation showed that there is considerable variation between the different families for all the measured traits. Under stress conditions phenotypic and genotypic coefficients, heritability and the range reduced for most traits studied. Results of analysis of variance showed that there was significant difference among families for all traits. Drought stress significantly decreased all traits except that of proline content and chlorophyll (a/b) ratio. Presence of significant genotype by environment interaction for some traits implied different reactions of families to normal and water stress conditions. Under stress conditions, the number of heads per plant, the number of seeds per head, and 1000-seed weight and under no-stress condition the number of heads per plant and the number of seeds per head had the highest significant positive correlation with the grain yield. Stepwise regression results revealed that the number of heads per plant, the number of seeds per head, and 1000-seed weight had the greatest contribution in justifying grain yield under both stress and no-stress conditions. According to the results of path analysis for stress condition, the number of heads per plant and for none-stress condition the number of seeds per head had the most direct positive effect on seed yield per plant. Factor analysis revealed six hidden factors justifying 81% of all variations under normal and 83% under drought stress conditions. Cluster analysis results for both moisture levels grouped the familes into two cluster. Results indicated that the Stress Tolerance Index (STI) and Geometric Mean Productivity (GMP) are effective selection criterion for identification of tolerant genotypes. Based on these indices family 6 and 33 were the most tolerant genotypes. Biplot analysis based on principal component analysis introduced families 6, 33, 36 and 15 as the best performing families under stress and none stress conditions, since they had higher yield potential and were less sensitive to drought stress. In general, the results showed that the F3 generation derived from a cross between cultivated and wild safflower, brings the possibility of selecting drought tolerant families. Key words : Carthamus tinctorius , Carthamus oxyacanthus , Inter-specific hybridization species, drought tolerance index
این پژوهش به منظور بررسی تحمل به خشکی فامیلهای F3 حاصل از تلاقی بین گونهای گلرنگ اهلی (Carthamus tinctorius ) و گلرنگ وحشی (C. oxyacanthus ) در سال زراعی 1390 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شد. در این آزمایش بذور 41 بوتهی F 2 حاصل از تلاقی بین گونهای گلرنگ اهلی و وحشی همراه با دو والد در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در دو محیط رطوبتی نرمال و تنش خشکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور ارزیابی تحمل به خشکی فامیلها از شاخص حساسیت به خشکی (SSI) فیشر و مورر، شاخصهای تحمل (TOL) و متوسط تولید (MP) روزیل و همبلین و شاخصهای میانگین هندسی تولید (GMP) و تحمل به تنش (STI) فرناندز استفاده شد. ضرایب تنوع ژنتیکی و فنوتیپی نشان داد که بین فامیلهای مختلف برای کلیه صفات تنوع قابل ملاحظهای وجود دارد. در شرایط تنش ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنتیکی، وراثتپذیری عمومی و دامنه تغییرات اکثر صفات کاهش یافت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین فامیلها برای تمام صفات تفاوت معنیداری وجود داشت. تنش خشکی تمام صفات به غیر از پرولین و نسبت کلروفیل a/b را بطور معنیداری کاهش داد. وجود اثر متقابل معنیدار رقم و محیط، برای برخی از صفات بیانگر واکنش متفاوت فامیلها در بروز این صفات در محیطهای مختلف است. در شرایط بدون تنش رطوبتی تعداد طبق در بوته، تعداد دانه در طبق و در شرایط تنش رطوبتی صفات تعداد طبق در بوته، تعداد دانه در طبق و وزن هزار دانه بیشترین همبستگی مثبت و معنیدار را با عملکرد دانه نشان دادند. نتایج تجزیه رگرسیون مرحلهای نشان داد که در هر دو شرایط بدون تنش رطوبتی و تنش رطوبتی صفات تعداد دانه در طبق، تعداد طبق در بوته و وزن هزار دانه بیشترین سهم را در توجیه عمکرد دانه داشتند. بر اساس نتایج تجزیه ضرایب مسیر نیز در شرایط بدون تنش رطوبتی تعداد دانه در طبق و در شرایط تنش رطوبتی تعداد طبق در بوته بیشترین اثر مستقیم را بر عملکرد دانه داشتند. تجزیه به عاملها در شرایط عدم تنش و تنش منجر به شناسایی شش عامل پنهانی شد که به ترتیب 81 و 83 درصد از کل تغییرات را توجیه کردند. نتایج تجزیه خوشهای در هر دو سطح رطوبتی فامیلها را در دو گروه مجزا قرار داد. بررسی شاخصهای مختلف و میزان همبستگی رتبه آنها با عملکرد فامیلها در هر دو محیط تنش و عدم تنش نشان داد که شاخص STI و GMP مناسبترین شاخصها برای شناسایی و معرفی ژنوتیپهای متحمل به تنش خشکی بودند. بر اساس این شاخصها فامیل 6 و 33 متحملترین فامیلها بودند. تجزیه بای پلات بر اساس تجزیه به مؤلفههای اصلی، فامیلهای 6، 33، 36 و 15 را به عنوان فامیلهای برتر در هر دو شرایط تنش و عدم تنش رطوبتی معرفی کرد، زیرا این فامیلها دارای پتانسیل عملکرد بالا و حساسیت کمتر به تنش خشکی میباشند. به طور کلی نتایج نشان داد که در نسل F3 حاصل از تلاقی بین گونهای گلرنگ اهلی و گونه وحشی C. oxyacanthus امکان گزینش فامیلهای مقاوم به تنش خشکی وجود دارد. کلمات کلیدی: گلرنگ اهلی، گلرنگ وحشی، تلاقی بین گونهای، تنش خشکی، شاخص تحمل