مقاله شاخصهای مقاومت به خشکی مقایسه گیاهان زراعی

 به نژادگران به دنبال معرفی ارقامی هستند که در محیطهای مختلف عملکرد خوبی داشته باشند. اما اثرمتقابل محیط و ژنوتیپ کار انتخاب ارقامی را که در تمام شرایط محیطی( اعم ازشرایط مطلوب ونامطلوب) عملکرد بالایی داشته باشند، را مشکل ساخته است. این امر سبب شده است که محققین به دنبال ارقامی باشند که در شرایط مختلف بتوانند با استفاده حداکثری از امکانات محیط عملکرد وتظاهرقابل قبولی داشته باشند .

فرناندز در بررسی عملکرد ژنوتیپها در دو محیط تنش وبدون تنش، تظاهرگیاهان نسبت به دو محیط مذکور را به 4گروه تقسیم کرد:

گروهA- ژنوتیپهایی که عملكرد خوبي را در دو محیط تنش وبدون تنش دارا هستند.

گروهB- ژنوتیپهایی که عملکرد بالایی (تظاهرخوبی)را فقط در محیط بدون تنش دارا هستند.

گروهC- ژنوتیپهایی که عملکرد بالایی در محیط تنش دارند.

گروهD- ژنوتیپهایی که تظاهر ضعیفی در هردو محیط دارند.

چندین معیار برای گزینش ژنوتیپ ها براساس عملکرد آنها درشرایط تنش و بدون تنش پیشنهاد شده است که در ادامه به آنها اشاره می شود:

شاخص  Stress Susceptibility Index =SSI:

فیشرو مورر(1978) با محاسبه شاخص شدت تنش (SI) جهت تعیین میزان حساسیت ژنوتیپ ها به خشکی، شاخص حساسیت به خشکی راپیشنهاد کرده و اظهار داشتند که مقدارSSI کمتر از یک نشان دهنده مقاومت ژنوتیپ به خشکی است. براساس این شاخص هرچه مقدارعملکرد در شرایط تنش به عملکرد در شرایط مناسب نزدیکتر باشد حساسیت رقم به خشکی کمتراست. ژنوتیپ هایی که توسط SSI گزینش می شوند، عملکرد بالقوه کمی دارند اما درشرایط تنش عملکرد آنها زیاد است. بنابراین این شاخص قادربه تفکیک گروه Aازگروه  C نیست، اگرچه كه قادر به تفكيك ژنوتيپهاي گروه  BوC فرناندز از ساير گروه هاست. شاخص SSI با استفاده از رابطه (2-1) محاسبه مي شود :

                     (رابطه2-1)     SSI=[1-(ys/yn)] /SI                 

ys = عملکرد ژنوتیپ تحت شرایط تنش

yn  = عملکرد ژنوتیپ تحت شرایط نرمال 

SI دراین رابطه، از رابطه (2-2) محاسبه می شود     :( رابطه2-2)SI= [1-(Ŷs/Ŷn)]  

Ŷs= ميانگین عملکرد کل ژنوتیپها در شرایط تنش

Ŷn= ميانگین عملکرد کل ژنوتیپها در شرایط نرمال

شاخص TOL= Toleranceو شاخص MP= Stress Tolerance Index :

شاخص بهره وری مناسب(MP) وشاخص تحمل(TOL) توسط روزیل و هامبلین(1981) ارائه شدند. گفتني است كه انتخاب ژنوتيپهاي متحمل به تنش، براساس مقاديركمTOL  و مقاديربالاي MPاست. با استفاده از شاخصهاي MPوTOL امكان تفكيك ژنوتيپهاي گروه BوC فرناندز از يكديگر وجود دارد.

شاخص تحمل( (TOL عبارت از اختلاف عملکرد یک ژنوتیپ در شرایط تنش و نرمال است.  مقادیر بالای این شاخص نشانه حساسیت نسبی ژنوتیپها به تنش مي باشد.                                              (رابطه 2-3)   TOL = yng- ys           

ژنوتیپهای گزینش شده براساس شاخصTOL، در شرایط بدون تنش عملکرد کم ودر شرایط تنش، عملکرد نسبتا زیادی دارند. بنابراین تفکیک گروهA  از گروهC توسط شاخص TOL امکان پذیر نیست.                       

شاخصMP عبارت از میانگین حسابي عملکرد ژنوتیپ در هردو شرایط نرمال وتنش می باشد. گزینش برای این شاخص معمولا موجب افزایش میانگین عملکرد درهردو شرایط تنش ونرما ل است، ولی MP توانایی تفکیک گروه  Aازگروه Bرا ندارد.

                      (رابطه2-4)            MP = ( ys + yn) / 2    

در اکثرآزمایشات مقایسه عملکرد، بینTOLوSSI وجود همبستگی (مثبت) گزارش شده است. روزیل وهامبلین نشان دادند که همبستگی ژنوتیپی بین ysوyn نتایج، انتخاب ژنوتیپی براساس شاخص MPوTOLرا تعیین می نمایند. بنابراین انتخاب ژنوتیپ برای عملکرد تحت شرایط بدون تنش، باعث افزایش عملکرد متوسط تحت شرایط تنش شده و ژنوتیپهای برگزیده تظاهر خوبی تحت شرایط بدون تنش ندارند.

شاخص  Stress Tolerance Index = STIوشاخص GMP=Geometric MeanProductivity :

فرناندز در سال 1992 این شاخص ها را معرفی کرد. وی شاخص جدید STI را پیشنهاد کرد که قادر به شناسایی ژنوتیپهای با عملکرد بالا ومتحمل به خشکی است و همچنین به جای شاخص MP، شاخص  GMPرا معرفی کرد.

شاخص STI (تحمل به تنش) از رابطه (2-5) بدست می آید:

                           (رابطه 2-5)      STI = (yn×ys) / (Ŷn)²        

شاخص میانگین هندسی بهره وری (GMP) از رابطه(2-6) به دست می آید:

                       (رابطه 2-6)   GMP= √yn _× ys    

GMPحساسیت کمتری به مقادیربسیارمتفاوت  ysو yn دارد.درحالی که شاخص MP كه براساس میانگین حسابی می باشد، هنگامی که اختلاف بین  ynو ysنسبتا زیاد باشد دارای اریبی به طرف yn بالا خواهد بود. بنابراین شاخص  GMPدرمقایسه با شاخصMP قادر به تفکیک گروه  Aازسایر گروه ها می باشد وبرهمین اساس بود که فرناندز شاخص  STIخود رابراساس  GMPبنا گذاشت. با توجه به اينكه ژنوتيپهاي پايدارتر، داراي مقادير بالاتري ازلحاظ شاخص STI هستند، انتظار مي رود كه با استفاده از اين شاخص، ژنوتيپهاي گروهA  از سايرگروه ها قابل تفكيك باشند.

- مقایسه شاخصهای مقاومت و حساسيت به خشکی

عبد میشانی وجعفری (1367) به منظور شناسایی مقاومت به خشکی 35رقم گندم اصلاح شده ایرانی وخارجی، این ارقام را درکرج تحت شرایط آبیاری محدود مورد مطالعه قرار دادند، بین عملکرد ارقام تحت آبیاری محدود و شاخص مقاومت به خشکی(عملکرد در شرایط آبی محدودوعملکرد در شرایط آبی متداول) به میزان 71/0 همبستگی وجود داشت. در این مطالعه استفاده از شاخص های STIوGMP جهت شناسایی ارقام مقاوم به خشکی توصیه شده است.

نورمند مویدو همکاران(1376) در تحقیقی برروی20 لاین گندم و کشت آنها دردوشرایط تنش رطوبتی ونرمال، 5 شاخص SSI ، TOL ،MP ، STI وGMP  را براساس عملکرد دانه مورد ارزیابی قرار دادند. آنها دو  شاخص STI و GMPرا برای ارزیابی مقاومت به خشکی مناسب گزارش کردندوبراساس این شاخص ها بهترین لاینها را از لحاظ تحمل به تنش در میان لاینهای مورد بررسی شناسایی نمودند.

شفازاده و همکاران(1383) درتحقیقی که به منظور بررسی تحمل به تنش خشکی آخرفصل در20 ژنوتیپ امید بخش گندم زمستانه وبینابین و در دوتیمار آبیاری نرمال وتنش خشکی انتهایی انجام شد، با بررسی و مقایسه شاخصهای مختلف مقاومت و حساسيت به خشکی اعلام کردند که شاخصهای STI،GMPوMP درهردوشرایط دارای همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد محصول می باشند و می توانند جهت شناسایی ژنوتیپ های متحمل به خشکی وپرمحصول برای هردو شرایط محیطی به کار روند.

نجفیان(1382) درتحقیقی برروی291لاین ورقم گندم نان دردو شرایط نرمال وباتنش رطوبتی، شاخص های STI وGMP را مناسب تر ازدیگر شاخص ها برای انتخاب لاینهای پرمحصول در دو شرایط نرمال وتنش پیشنهاد نمود.  درتحقیقي که توسط شیری (1385) با اعمال سه تیمار: آبیاری کامل، تنش رطوبتی قبل از گرده افشانی و نش رطوبتی بعداز گرده افشانی برروی 24ژنوتیپ پیشرفته گندم نان، انجام شد  شاخص های STI وGMP نسبت به سایر شاخصها برتر شمرده شده وبرای گزینش بهترژنوتیپهای متحمل، مناسب شناخته شدند.

افیونی و سالمی (1385) درتحقیقی برروی 6رقم گندم نان دردو شرایط نرمال وبا تنش رطوبتی  نتیجه گرفتند که شاخص های STI،GMP و MPبعلت داشتن همبستگی مثبت ومعنی داربا عملکرد دانه درشرایط خشکی، می توانند درگزینش برای تحمل به خشکی به کاربروند .

فرناندز(1992) درتحقیقی بر روی 21 گونه vigna (ازحبوبات) در دو محیط نرمال و با تنش رطوبتی، شاخصهای حساسیت به تنش (SSI)،شاخص تحمل(TOL)و شاخص بهره وری متوسط (MP) را با دوشاخص جدید تحمل به تنش (STI) و شاخص میانگین هندسي بهره وری (GMP) مورد مقایسه قرار داد وگزارش کرد که انتخاب براساس شاخص MPبه نفع ژنوتیپ های با پتانسیل عملکرد بالاست، در حاليكه انتخاب براساس شاخص SSI به نفع ژنوتیپهای متحمل به خشکی ولی باپتانسیل عملکرد پائين وگزینش براساس شاخص TOLبه نفع ژنوتیپهای با پتانسیل عملکرد کم است. وی در این تحقیق شاخص جدیدSTI  را پیشنهاد نمود که ژنوتیپ های با پتانسیل عملکرد بالاو متحمل به خشکی را شناسایی می نماید و نیز به جای شاخصMP، شاخص  GMPرا معرفی نمود و آنرا مناسبترازMP دانست