Nuclear and Cytoplasmic Inheritance of Salt Tolerance in Bread Wheat Plants Based on Ion Contents and Biological Yield

Document Type: Full Article

Authors

1 Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Yasouj University, Yasouj, I. R. Iran

2 Dept. of Agronomy and Plant Breeding, Isfahan University of Technology, Isfahan, I. R. Iran

Abstract

Although inter-variety variability for salt tolerance has been reported in bread wheat plants, little information is available on the genetic control of ion contents and biomass yield under saline conditions. A diallel cross, including reciprocals of two salt tolerant, two moderately tolerant and two sensitive Iranian and exotic bread wheat varieties, was analyzed to investigate the inheritance of ion contents in young leaves at the seedling stage, and biomass yield (BY) and stress tolerance index (STI) at maturity. Specific reciprocal effects were also studied in F2 populations derived from some F1 reciprocal crosses. The materials were evaluated in a gravel culture under high salinity (EC=22.5 dSm-1) and non-stress (control) conditions. Dominance gene effects were more important for Na+, K+ concentrations, K+/Na+ ratio and BY in control, but  both additive and non-additive effects were observed for BY, K+ concentration and STI in salt stress condition. Significant general and specific maternal effects were observed in F1 generations for all traits, except for BY in the saline condition. Significant general and specific reciprocal effects indicated cytoplasmic and cytoplasmic × nuclear genes interaction in the response to salt tolerance, respectively. The most tolerant parent, ‘Roshan’ was the best combiner parent for related salt tolerant traits followed by ‘Kharchia’. The results obtained from maternal effects in F1 and F2 generations indicated that ‘Roshan’ was more salt tolerant when used as a female parent. Some crosses in the tolerance×sensitive, tolerance×tolerance and moderately tolerant×sensitive groups proved to be the best combinations for obtaining desirable segregants for salt tolerance based on their per se performances, specific combining ability and heterotic effects.

Keywords

Main Subjects


Article Title [Persian]

وراثت هسته ای و سیتو پلاسمی تحمل به شوری در گندم نان بر اساس محتوای یونی و عملکرد بیولوژیک

Authors [Persian]

  • اشکبوس دهداری 1
  • عبدالمجید رضایی 2
  • سید علی محمد میر محمدی میبدی 2
1 گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی, دانشگاه یاسوج
2 گروه زراعت و اصلاح نباتات, دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان, اصفهان, جمهوری اسلامی ایران
Abstract [Persian]

با وجود این که تنوع بین واریته ای برای تحمل به شوری در گندم نان گزارش شده است اما, اطلاعات کمی در خصوص کنترل ژنتیکی محتوای یونی و عملکرد بیولوژیک در شرایط شوری وجود دارد. به منظور بررسی نحوه توارث محتوای یونی در مرحله گیاهچه ای و عملکرد بیولوژیکی و شاخص تحمل به تنش در مرحله رسیدگی دو رقم مقاوم, دو رقم نیمه مقاوم و دو رقم حسساس گندم های ایرانی و خارجی به صورت یک طرح تلاقی های دای آلل کامل با هم تلاقی داده شدند. برخی نتاج نسل دوم نیز برای مطالعه آثار معکوس خصوصی تولید شدند. والدین و نتاج آنها تحت دو شرایط شور (هدایت الکتریکی، ۵/۲۲ دسی زیمنس بر متر) و غیر شور (شاهد) در محیط سنگریزه ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که برای صفات Na+ , K+ و نسبت K+/ Na+ و عملکرد بیولوژیک در شرایط غیر شور اثر غالبیت ژن, و برای عملکرد بیولوژیک K+  و شاخص تحمل به تنش در شرایط شور هر دو اثر غالبیت و افزایشی نقش دارند. آثار معکوس عمومی و خصوصی معنی داری برای تمامی صفات در نسل اول مشاهده شد به جز برای عملکرد بیولوژیک در شرایط شور. این آثار به ترتیب مبین نقش عوامل سیتوپلاسمی و اثر متقابل عوامل سیتوپلاسمی با ژن های هسته ای در واکنش به شوری ارقام بودند. گندم روشن که متحمل ترین رقم بود، بهترین ترکیب شونده برای صفات نیز بود و بعد از آن کارچیا این خصوصیات را داشت. نتایج آثار مادری در نسل های اول و دوم نشان داد که رقم روشن وقتی به عنوان والد ماده به کار رفت تحمل زیادتری نسبت به شوری نشان داد.  برخی تلاقی ها در گروه های متحمل * حساس, متحمل * متحمل و نیمه متحمل * حساس بر اساس میانگین صفت ها, قابلیت ترکیب پذیری خصوصی و هتروزیس برای تهیه نسل های در حال تفکیک و انتخاب در آنها به منظور بهبود تحمل به شوری مناسب تشخیص داده شدند.

Keywords [Persian]

  • تحمل به شوری
  • شاخص تحمل به تنش
  • گندم نان
  • قابلیت ترکیب پذیری
  • محتوای یونی
  • هتروزیس