Skip to main content
SUPERVISOR
قدرت اله سعیدی (استاد راهنما) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد مشاور) پرویز احسان زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Khadijeh Alizadeh Yeloojeh
خدیجه علی زاده یلوجه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1394

TITLE

Genetics of agronomic and morpho-physiological traits in safflower at two moisture regimes
Drought stress is the most limiting factor for economic yield of crops in the arid and semi-arid regions. Due to the increasing limitation of water resources and the importance of safflower as a multi-purpose crop (oilseed and pharmaceutical), improving drought tolerance is an important objectives in its breeding programs. This research was performed in three studies. In the first study, the genetic parameters of some morpho-physiological and agronomic traits were evaluated under non-stress and water stress conditions, using 21 F 2 and F 3 populations derived from the genetic design of 7×7 half-diallel along with their parents. In 2016, the F 2 populations along with parents and in 2017, the F 3 populations along with parents were planted in the field in two separate experiments under non-stress and water stress conditions in a randomized complete block design with two replications. The data analysis based on the Griffing’s method showed that both the additive and the non-additive gene actions were involved in the genetic control of the traits under both moisture conditions in both F 2 and F 3 generations, but for most of the traits the importance of the non-additive gene effects was obvious. Therefore, the production of hybrid and the use of hetrosis can be helpful in genetic improvement of these traits. The parental genotype Saffire (from Canada) for early maturity and dwarfness and the parental genotype KH211 for seed oil content under both moisture conditions, and the parental genotypes K115 and E1449 in non-stress condition and the parental genotypes C129 and K115 in water stress condition for seed yield were the best general combiners. Since, Saffire and C129, respectively, showed acceptable values of general combining ability (GCA) for early maturity and seed yield, their progenies (Saffire × C129) also exhibited satisfactory values of specific combining ability (SCA) for days to maturity and seed yield under both moisture conditions. Thus, this segregated progenies of this cross was recognized as more promising population for genetic improvement of these traits in safflower in order to improve drought tolerance. In the second study, 21 safflower genotypes were used to assess their genetic potential for agronomic and morpho-physiological traits under two moisture conditions and to evaluate their tolerance to water deficit stress over two years. The results indicated that the effect of irrigation treatment and genotype on the traits was significant. On average, water deficit stress significantly decreased seed yield by 46.0%. Based on the principal components analysis, M420, A2, S149, E2428, and K21 genotypes were recognized with more tolerant to water stress and having high relative water content, proline content, catalase enzyme activity and maximum efficiency of photosystem ??. Therefore, these genotypes can be used in the safflower breeding programs to improve drought tolerance, and these traits are suitable physiological indicators for the identification of drought tolerance genotypes. In the third study, secondary metabolites of leaves, flowers, and seeds and phenolic and flavonoid compounds using chromatographic analysis (HPLC) were evaluated in two moisture conditions and their relationship with drought tolerance was investigated. Water stress had a significant effect on all of the secondary metabolites of leaves, flowers, and seeds, and the antioxidant activity of leaves and flowers were increased due to water stress, while those were decreased in seeds. A comparison of the antioxidant capacity of flowers and seeds with BHT (as a standard antioxidant) indicated that they had an acceptable antioxidant activity. Therefore, flowers and seeds of safflower have suitable compounds to be used in food and pharmaceutical industries as a natural antioxidant. Drought tolerance was correlated with total phenolic content (TPC) of leaves and seeds. Also, two common compounds in seeds and flowers, which were correlated with higher seed yield and STI were caffeic acid and quercetin. Keywords : Diallel, Drought tolerance, Genetic parameters, Safflower, Secondary metabolites
تنش خشکی مهم ترین فاکتور محدود کننده عملکرد اقتصادی گیاهان زراعی در نواحی خشک و نیمه خشک است. به سبب افزایش محدودیت منابع آبی و اهمیت گلرنگ به عنوان یک گیاه چند منظوره (دانه روغنی و دارویی)، اصلاح برای تحمل به تنش خشکی یک هدف مهم در برنامه های اصلاحی آن می باشد. این پژوهش در قالب 3 مطالعه انجام شد. در مطالعه اول، پارامترهای ژنتیکی برخی صفات مورفو-فیزیولوژیک و زراعی تحت دو شرایط رطوبتی غیرتنش و تنش با استفاده از 21 جامعه F 2 و F 3 مربوط به طرح ژنتیکی نیمه دای آلل 7×7 به همراه والدین تلاقی ها بررسی شد. در سال اول 21 جامعه F 2 به همراه 7 والد و در سال دوم جوامع F 3 حاصل به همراه والدین به طور جداگانه در دو محیط رطوبتی و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار در مزرعه کشت و ارزیابی شدند. تجزیه ژنتیکی به روش گریفینگ نشان داد که در هردو نسل ارزیابی F 2 و F 3 و در هر دو شرایط رطوبتی، هر دو آثار افزایشی و غیرافزایشی در کنترل ژنتیکی صفات دخیل بودند، اما برای اکثر صفات اهمیت آثار غیرافزایشی بیشتر بود. لذا تولید هیبرید و استفاده از هتروزیس می تواند در بهبود این صفات مؤثر باشد. از نظر صفات مهم نظیر زودرسی و پاکوتاهی والد Saffire و میزان روغن دانه والد KH 211 در هر دو محیط رطوبتی و برای عملکرد دانه والدهای K115 و E1449 در محیط غیرتنش و والدهای C129 و K115 در محیط تنش بهترین ترکیب شونده های عمومی بودند. تلاقی C129 × Saffire که از دو والد زودرس (Saffire) و با عملکرد بالا (C129) ایجاد شده است، دارای اثرات قابلیت ترکیب پذیری خصوصی مناسب برای این صفات در هر دو شرایط رطوبتی بود. لذا از این تلاقی می توان در برنامه های اصلاحی برای تولید ژنوتیپ های با عملکرد دانه بالا و زودرس در راستای بهبود تحمل به تنش خشکی استفاده کرد. در مطالعه دوم، از 21 ژنوتیپ گلرنگ برای ارزیابی پتانسیل ژنتیکی آن ها از نظر برخی صفات زراعی و مورفو- فیزیولوژیک تحت دو شرایط رطوبتی و بررسی تحمل آن ها به تنش رطوبتی طی دو سال زراعی استفاده شد. نتایج نشان داد که اثر ژنوتیپ و محیط رطوبتی بر روی صفات معنی دار بود. به طور متوسط، تنش کمبود آب عملکرد دانه را 0/46 درصد کاهش داد. بر اساس نتایج تجزیه به مؤلفه های اصلی، ژنوتیپ های M420، A2، S149، E2428 و K21 ژنوتیپ های متحمل تر به خشکی و دارای محتوای نسبی آب، محتوای پرولین، فعالیت آنزیم کاتالاز و کارآیی فتوسیستم ?? بیشتر بودند. بنابراین از این ژنوتیپ ها می توان در برنامه های اصلاحی گلرنگ در رابطه با بهبود تحمل به خشکی استفاده کرد و صفات ذکر شده می توانند شاخص های فیزیولوژیکی مناسب برای شناسایی ارقام متحمل به خشکی باشند. در مطالعه سوم، متابولیت های ثانویه برگ، گل و دانه و ترکیبات فنولی و فلاونوئیدی گل و دانه با استفاده از تجزیه کروماتوگرافی (HPLC) در دو محیط رطوبتی و ارتباط آن ها با تحمل به خشکی بررسی شد. تنش رطوبتی تأثیر معنی داری بر روی کلیه متابولیت های ثانویه برگ، گل و دانه داشت و خاصیت آنتی اکسیدانی در برگ و گل در شرایط تنش افزایش نشان داد، در حالی که در دانه کاهش داشت. فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره های گل و دانه در مقایسه با بوتیلات هیدروکسی تولوئن (BHT) (به عنوان یک آنتی اکسیدان کنترل) قابل قبول بود. لذا از گل ها و دانه های گلرنگ به عنوان یک آنتی اکسیدان طبیعی می توان در صنایع دارویی و غذایی استفاده کرد. تحمل به تنش خشکی با محتوای فنول کل(TPC) برگ و دانه و دو ترکیب کافئیک اسید و کوئرستین در گل ها و دانه ها همبستگی مثبت نشان داد. کلمات کلیدی: پارامترهای ژنتیکی، تحمل به تنش خشکی، دای آلل، گلرنگ، متابولیت های ثانویه

ارتقاء امنیت وب با وف بومی