اثر تنش کم‌آبیاری بر ظرفیت مخزن و فرآیند پر شدن دانه در گندم: تمرکز بر ویژگی‌های تقسیم سلولی آندوسپرم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

10.22059/ijfcs.2025.395511.655138

چکیده

خشکی عامل اصلی محدودکننده‌ی عملکرد گندم در جهان است که با اختلال در فرآیندهای فیزیولوژیکی، از جمله تقسیم سلولی آندوسپرم و پر شدن دانه، قدرت مخزن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تنش خشکی بر ظرفیت مخزن و فرآیند پر شدن دانه، با تمرکز بر ویژگی‌های تقسیم سلولی آندوسپرم، طی فصل رشد ۱۴۰۰–۱۳۹۹ در گلخانه‌ی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه تهران انجام شد. دو رقم گندم با حساسیت متفاوت به کم‌آبیاری (هامون: مقاوم، شوش: حساس) تحت دو سطح رطوبتی شامل آبیاری مطلوب (۷۰ درصد ظرفیت زراعی) و تنش کم‌آبیاری (۵۰ درصد ظرفیت زراعی) بررسی شدند. نتایج نشان داد که تنش کم‌آبیاری باعث کاهش ۷۰/31 درصدی عملکرد دانه در شوش و 34/25 درصدی در هامون شد. همچنین، تنش کم‌آبیاری به طور معنی‌داری وزن نهایی دانه، سرعت و دوره پر شدن دانه را در هر دو رقم کاهش داد. کاهش تعداد نهایی سلول‌های آندوسپرم (66/41 درصد در شوش و 41/29 درصد در هامون) و کوتاه شدن دوره‌ی تقسیم سلولی (حدودا 4 الی 5 روز)، به‌طور مستقیم قدرت مخزن را محدود کرد و منجر به افت نرخ پر شدن دانه گردید. در واقع، کاهش تقسیم سلولی، انتقال مواد به دانه را مختل کرد و نقش مهم این فرآیند را در تنظیم سرعت پر شدن دانه نشان داد. در مجموع، پایداری بیشتر فعالیت سلولی در رقم هامون، حفظ بهتر ظرفیت مخزن و عملکرد نهایی آن را در شرایط کم‌آبیاری موجب شد. این نتایج بر اهمیت انتخاب ژنوتیپ‌هایی با توان تقسیم سلولی مطلوب در شرایط خشکی تأکید دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of Drought Stress on Sink Capacity and Grain-Filling Process in Wheat: Focus on Endosperm Cell Division Characteristics

نویسندگان [English]

  • Sara Sadat Afjeh
  • Ali Ahmadi
  • Pouria Mostafaie
College of Agriculture and Natural Resources, Department of Agronomy and Plant Breeding, University of Tehran. Karaj. Iran
چکیده [English]

Drought, a major factor limiting wheat yield worldwide, affects sink strength by disrupting key physiological processes such as endosperm cell division and grain filling. This study investigated the impact of drought stress on sink capacity and grain filling, focusing on endosperm cell division characteristics during the 2020–2021 growing season in the greenhouse of the Department of Agronomy and Plant Breeding at the University of Tehran. Two wheat cultivars differing in drought sensitivity (Hamoon: resistant; Shoosh: sensitive) were evaluated under two moisture regimes: well-watered (70% field capacity) and drought-stressed (50% field capacity). The results indicated that drought stress caused a 31.70% reduction in grain yield in Shoosh and a 25.34% reduction in Hamoon. It also significantly decreased final grain weight, grain-filling rate, and the active grain-filling period in both cultivars. The decline in the final number of endosperm cells (41.66% in Shoosh and 29.41% in Hamoon), along with a shortened cell division period (by approximately 4–5 days), directly reduced sink strength and grain-filling rate. Indeed, the reduction in cell division disrupted assimilate mobilizatin to the grain and underscored the critical role of this process in regulating the grain-filling rate. Overall, the greater stability of cellular activity in Hamoon contributed to better maintenance of sink strength and final yield under drought stress conditions. These findings emphasize the importance of selecting genotypes with strong cell division capacity under drought conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wheat
  • Drought tolerance
  • Source–sink relationships
  • Endosperm cell number
  • Grain growth and development

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 آذر 1404
  • تاریخ دریافت: 30 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری: 13 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش: 04 تیر 1404
  • تاریخ انتشار: 28 آذر 1404