بررسی تاثیر تنش شوری بر صفات دانه گندم با استفاده از تصویربرداری پیشرفته.

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران. کرج. ایران.

2 مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، اصفهان، ایران.

10.22059/ijfcs.2025.395914.655142

چکیده

تنش شوری به عنوان یکی از چالش‌های اساسی در تولید گندم، باعث کاهش قابل‌توجه کیفیت و عملکرد محصول از طریق تغییر در ویژگی‌های دانه می‌شود. در این پژوهش، ۳۲۰ ژنوتیپ گندم (شامل ۱۰۸ رقم تجاری و ۲۱۲ لاین بومی ایرانی) در قالب طرح آزمایشی آلفا-لاتیس با دو تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند؛ آب آبیاری با شوری ۶ dS/m به عنوان سطح پایه (شوری ملایم) و آب آبیاری با شوری ۱۰ dS/m به عنوان سطح افزایش‌یافته (شوری بالا) به کار گرفته شدند. ویژگی‌های ریخت‌سنجی دانه در سه نما (پشتی، جانبی و عمودی) با استفاده از فناوری پردازش تصویر به دقت اندازه‌گیری شدند. تنش شوری کاهش معنی‌داری در وزن هزار دانه (۲۸٫۵٪)، طول (۲۶٫۳٪)، عرض (۲۲٫۱٪)، حجم (۳۱٫۷٪) و نسبت تغییر شکل دانه ایجاد کرد. تجزیه به‌عامل‌ها، چهار عامل اصلی (ابعاد، شکل، ناهمواری سطح، تراکم) را شناسایی نمود که ۸۳٫۵٪ واریانس را تبیین می‌کردند. تجزیه تفکیک خطی (LDA) با دقت ۹۶٪ ژنوتیپ‌ها را در دو گروه شور و پایه طبقه‌بندی کرد، که نشان‌دهنده تأثیر بارز شوری بر ریخت‌شناسی دانه است. همبستگی قوی بین ضخامت دانه و وزن هزار دانه (۰٫۹۷=r) و نقش کلیدی حجم دانه در تعیین وزن هزار دانه (۰٫۹۵=r) آشکار شد. سامانه تصویربرداری به‌کاررفته در این پژوهش، توانست ژنوتیپ‌هایی مانند «اوحدی» را به‌عنوان ارقام مقاوم به شوری شناسایی کند. به‌کارگیری این فناوری در کنار تحلیل‌های دقیق آماری، روشی مؤثر برای تشخیص و انتخاب ارقام متحمل در برنامه‌های اصلاحی فراهم می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the effect of salt stress on wheat grain traits using advanced imaging.

نویسندگان [English]

  • Mujtaba Sadaat 1
  • Mohammadreza Bihamta 1
  • Valiollah Mohammadi 1
  • Mehrdad Mahlooji 2
1 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Agriculture and Natural Resources Research Center of Isfahan, Isfahan, Iran.
چکیده [English]

Salinity stress, a major challenge in wheat production, significantly reduces grain quality and yield by altering grain characteristics. In this study, 320 wheat genotypes (comprising 108 commercial cultivars and 212 Iranian landraces) were evaluated using an alpha-lattice design with two replications. Irrigation water with a salinity of 6 dS/m was used as the baseline (mild salinity), and irrigation water with 10 dS/m was used as the elevated level (high salinity). Grain morphometric characteristics were precisely measured from three views (dorsal, lateral, and ventral) using image processing technology.



Salinity stress caused a significant reduction in thousand-grain weight (28.5%), length (26.3%), width (22.1%), volume (31.7%), and grain deformation ratio. Factor analysis identified four principal components (dimensions, shape, surface roughness, density) that explained 83.5% of the variance. Linear Discriminant Analysis (LDA) classified genotypes into saline and baseline groups with 96% accuracy, indicating the prominent effect of salinity on grain morphology. Strong correlations were revealed between grain thickness and thousand-grain weight (r=0.97) and the key role of grain volume in determining thousand-grain weight (r=0.95). The imaging system used in this study successfully identified salinity-tolerant genotypes, such as 'Owhadi'. Utilizing this technology alongside precise statistical analyses provides an effective method for detecting and selecting tolerant cultivars in breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wheat
  • salt stress
  • grain morphometry
  • image processing
  • multivariate analysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 28 آذر 1404
  • تاریخ دریافت: 03 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری: 09 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش: 12 تیر 1404
  • تاریخ انتشار: 28 آذر 1404