ارزیابی تحمل به خشکی نژادگان‌های برنج (Oryza sativa L.) با استفاده از شاخص‌های تحمل و تجزیۀ نمودار دووجهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه گیلان

2 استادیار، دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه گیلان

3 استاد، دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه گیلان

4 مربی، دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه گیلان

چکیده

در این آزمایش به‌منظور شناسایی نژادگان (ژنوتیپ­)های برنج متحمل به تنش خشکی با استفاده از شاخص­های تحمل، شمار 31 نژادگان برنج هوازی و 22 رقم برنج غرقابی در شرایط بدون تنش و تنش خشکی با قطع آبیاری سی روز پس از نشا­کاری در مرحلۀ بیشینۀ پنجه‌زنی تا پایان دورۀ رویش نژادگان‌ها در بهار سال 1393 در بخش سنگر- رشت ارزیابی شدند. نتایج نشان داد، چهار شاخص میانگین حسابی (MP)، میانگین هندسی (GMP)، تحمل به تنش (STI) و عملکرد (YI) بیشترین همبستگی را با عملکرد دانه در شرایط بدون تنش (YP) و تنش خشکی (YS) داشتند. گروه‌بندی نژادگان­ها با استفاده از تجزیۀ خوشه­ای همۀ نژادگان­ها را به سه گروه متحمل، نیمه متحمل و حساس تقسیم کرد. شمار هفت نژادگان شامل IR81024-B-254-1-B، IR82590-B-B-32-2، IR82635-B-B-82-2، IR82639-B-B-140-1 و Panda و رقم‌های غرقابی درفک و صدری در گروه متحمل قرار گرفتند، در بین این هفت نژادگان، کمترین افت عملکرد به نژادگان­های IR82590-B-B-32-2، Panda و IR81024-B-254-1-B به ترتیب با 28/1، 28/4 و 86/4 درصد کاهش اختصاص یافت. تجزیه به مؤلفه­های اصلی روی شاخص­ها نشان داد، دو مؤلفۀ اول به ترتیب 58 و 40 درصد (درمجموع 98 درصد) از تغییرات کل شاخص­ها را توجیه کردند. نمودار دووجهی (بای­پلات) به‌دست‌آمده از تجزیۀ گرافیکی ضمن تأیید نتایج تجزیۀ خوشه­ای، نشان دادند که برترین شاخص­ها در شناسایی نژادگان­های متحمل، شاخص‌های GMP، MP، YI و STI هستند. همچنین برترین نژادگان­ها در شرایط بدون تنش درفک، IR82639-B-B-140-1، IR82635-B-B-82-2 و IR82590-B-B-32-2 بودند و در شرایط تنش خشکی نژادگان­های IR82590-B-B-32-2، Panda، IR81024-B-254-1-B و درفک برترین نژادگان­ها بودند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of tolerance of rice (Oryza sativa L.) genotypes using tolerance indices and biplot analysis

نویسندگان [English]

  • Reza Afshari 1
  • Atefeh Sabouri 2
  • Masoud Esfahani 3
  • Ali Kafi Ghasemi 4
1 M.Sc. Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Iran
3 Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Iran
4 Instructor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, University of Guilan, Iran
چکیده [English]

In the present experiment in order to identify tolerant rice genotypes to drought stress using tolerance indices, 53 rice genotypes including 31 aerobic rice and 22 lowland rice evaluated under normal and drought stress conditions by withholding water since 30 days after transplanting of the maximum tillering stage of rice until the end of growth period on cropping seasons of 2014 in the Sangar section of Rasht. The results revealed four indices; mean productivity (MP), geometric mean productivity (GMP), stress tolerance index (STI) and yield index (YI) have the highest correlation with grain yield under normal (YP) and drought (YS) stress conditions. Grouping of genotypes using cluster analysis divided all of genotypes to three groups including tolerant, semi tolerant and sensitive. The seven genotypes contain genotypes IR81024-B-254-1-B, IR82590-B-B-32-2, IR82635-B-B-82-2, IR82639-B-B-140-1 and Panda and two lowland varieties Dorfak and Sadri assigned to tolerant group. Out of these seven genotypes, the minimum of yield loss were for IR82590-B-B-32-2, Panda and IR81024-B-254-1-B with 1.28, 4.28 and 4.86 percent yield loss.The principle component analysis on the indices showed two first components explained 58 and 40 percent (totally 98 percent) of all variation. The biplot derived from graphical analysis in addition to confirmation of cluster analysis results showed the GMP, MP, YI and STI are the best indices in detecting of tolerant genotypes. Also the best genotypes under normal condition were included Dorfak, IR82639-B-B-140-1, IR82635-B-B-82-2 and IR82590-B-B-32-2 and under drought stress genotypes of IR82590-B-B-32-2, Panda, IR81024-B-254-1-B and Dorfak identified as the best genotypes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster Analysis
  • rice
  • principle component analysis
  • water deficient

مراجع

  1. Bouman, B. A. M., Peng, S., Castaneda, A. R. & Visperas, A. M. (2005). Yield and water use of irrigated topical aerobic rice systems. Agricultural Water Management, 74, 87-105.
  2. Bouman, B. A. M. (2001).Water-efficient management strategies in rice production. International Rice Research Notes,16, 17-22.
  3. Bouman, B. A. M., Xiaoguang, Y., Huaqi, W., Zhiming, W., Junfang, Z., Changgui, W. & Bin, C. (2002). Aerobic Rice (Han Dao): A new way of growing rice in water short areas. Proceedings of the 12th ISCO Conference, May 26-31, Beijing, China.
  4. Bouslama, M. & Schapaugh, W. T. (1984).Stress tolerance in soybean. Part 1: Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science, 24, 933-937.
  5. Erfani, F., Shokrpour, M., Momeni, A. & Erfani, A. (2013). Evaluation of drought tolerance in rice varieties using yield-based indices at vegetative and reproductive stage. Sustainable Agriculture and Production Science, 4, 135-148.
  6. Fallah-Shamsi, S. A., Esfahani, M., Ghodsi, M. & Samizadeh, H. (2012). Evaluation of water deficit stress effect in local and improved rice genotypes based on tolerance indices. 3rd Conference on Integrated Water Management. 10-11August, Sari, Iran
  7. Fernandez, G. C. (1992). Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Kuo, C. G. (ed.). In: Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and other Food Crop to Temperature and Water Stress, Taiwan, 13-18 August, pp. 257-270.
  8. Fischer, R. A. & Maurer, R. (1978). Drought resistance in spring wheat Cultivars. I. Grain yield response. Australian Journal of Agricultural Research, 29, 897-912.
  9. Gavuzzi, P., Rizza, F., Palumbo, M., Campaline, R.G., Ricciardi, G. L. & Borghi, B. (1997).  Valuation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journal of Plant Science, 77, 523-531.
  10. Ghiasy Oskoee, M., Farahbakhsh, H., Sabouri, H. & Mohamadi Nejad, Gh. (2012). Effect of drought stress on yield and yield components in rice landraces and improved cultivars under Gonbad Kavous environmental condition. Cereal Research, 2(3), 165-179.
  11. Ghiasy Oskoee, M., Farahbakhsh, H., Sabouri, H. & Mohamadi Nejad, Gh. (2013). Evaluation of rice cultivars in drought and normal conditions based on sensitive and tolerance indices. Electronic Journal of Crop Production (EJCP). 6 (4), 55-75.
  12. Karaba, A., Dixit, S., Greco, R., Aharon, A., Trijatmiko, K. R., Martinez, N. M., Krishnan, A., Nataraja, K. N., Udayakumar, M. & Pereira, A. (2007). Improvement of water use efficiency in rice by expression of HARDY, an Arabidopsis drought and salt tolerance gene. Proceedings of the National Academy of Science (PNAS), 104, 15270-15275.
  13. Karim Koshteh, R. & Sabouri. H. (2015). Rice drought-tolerant genotypes recognition using multivariate analysis. Agroecology Journal. 11(4), 13-24.
  14. Katouzi, M., Rahimzadeh Khoei, F. & Sabouri, H. (2008). Evaluation of rice cultivars in different irrigation treatment based on sensitive and tolerance indices. Electronic Journal of Crop Production (EJCP), 1(3), 33-47
  15. Rashidi, V., Majidi, I., Mohammadi, S. A. & Moghadam Vahed, M. (2007). Determine of genetic relationship in durum wheat lines by cluster analysis and identity of morphological main characters in each gropes. Journal Agronomy Science, 13(2), 439-450.
  16. Rosielle, A. A. & Hamblin, J. (1981). Theoretical aspect of selection for yield in stress and non- stress environment. Corp Science, 21, 943-946.
  17. Safaei Chaeikar, S., Rabiei, B., Samizadeh, H. & Esfahani, M. (2008). Evaluation of tolerance to terminal drought stress in rice (Oryza sativa L.) genotypes. Iranian Journal of Crop Sciences, 9(4), 315-331.
  18. Sikuku, P. A., Netondo, G. W., Onyango, J. C. & Musyimi, D. M. (2010). Effects of water deficit on physiology and morphology of three varieties of nerica rainfed rice (Oryza sativa L.). ARPEN Journal of Agricultural and Biological Science, 5, 23-28.
  19. Singh, V. P., Singh, R. K., Singh, B. B. & Zeigler, R. S. (eds). (1996).  Physiology  of Stress  Tolerance  in  Rice:  Proceedings  of the International  Conference  on  Stress  Physiology  of Rice,  28  Feb-5  March  1994,  Lucknow, U.P.,  India,  239  p.
  20. Witcombe, J. R., Hollington, P. A., Howarth, C. J., Reader, S. & Steele, K. A. (2008). Breeding for abiotic stresses for sustainable agriculture. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 363, 703-716.
  21. Yahooian, S. H., Bihamta, M. R., Babaei, H. R. & Habibi, D. (2005). Evaluation to drought stress in soybean genotype. Iranian Journal of Agronomy and Plant Breeding 2(2), 72-75. (in Farsi)
  22. Yang, J. & Zhang, J. (2010). Crop management technique to enhance harvest index in rice. Journal of Experimental Botany, 61(12), 3177- 3189.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 28 شهریور 1395
  • تاریخ بازنگری: 18 دی 1395
  • تاریخ پذیرش: 03 بهمن 1395
  • تاریخ انتشار: 01 آذر 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار