Evaluation of drought tolerance in some bread wheat genotypes using drought resistance

Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology

azadeh sheibanirad ¹ (razi university)
Ezatolah Farshadfar ² (استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی کرمانشاه)
Abdolah Najafi ³ (عبداله نجفی، دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه رازی کرمانشاه)

Received: 2015-10-18 Accepted : 2015-12-24 Published : 2018-02-20

Keywords: Yield, principal component analysis, Bi-plot, water deficiency,

Abstract :

The aim of this study was to assessment of drought tolerance in genotypes of bread wheat (Triticum aestivum L.). For this purpose twenty genotypes were evaluated using randomized completely block design with three replications in both stress and non-stress conditions during 2010-2011 growing season in the Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah. Based on the potential (Yp) and stress (Ys) yields, fourteen quantitative criteria of drought tolerance including Stress Tolerance Index (STI), Tolerance Index (TOL), Stress Susceptibility index (SSI), Mean Productivity (MP), Geometric Mean Productivity (GMP), drought resistance index (DI ), modified stress tolerance index (MSTI), Yield Index (YI), Yield Stability Index (YSI) and Harmonic Mean (HAM), stress non-stress production index(SNPI), abiotic tolerance index(ATI), stress susceptibility percentage index (SSPI) were calculated for each genotype. The result of combined analysis of variance showed there were significant differences between genotypes for grain yield in both conditions. Result of correlation analysis between grain yield in both conditions with drought resistance indices showed that STI, GMP, MP, MSTI, HM, DI, YI and MSTI were the best indices for identifying high yielding genotypes in both conditions. Furthermore, results exhibited that STI and MP were the best indices among all evaluated indices for tolerant genotype identification. Based on these indices and biplot analysis, genotypes No. 4, 8, 16 and 19 comparatively identified as drought tolerant genotypes. 3D graphs, Bi-plot and cluster analysis and principal component analysis (PCA) confirmed these results.

References:

جلالکمالی، م. ر. 1387 .مروری بر وضعیت گندم در جهان گذشته، حال و آینده. مجموعه مقالات کلیدی دهمین کنگره علوم زراعت و اصلاح
نباتات ایران. 23-45 .
چغاکبودی، ز. ع. زبرجدی و د. کهریزی. 1391 .ارزیابی تحمل خشکی ژنوتیپهای کلزا(.L napus Brassica (در شرایط مزرعه و آزمایشگاه.
مجله به نژادی و نهال بذر. جلد 28 ،شماره1 :17-38.
زبرجدی ، ع. ر. س. توکلی شادپی. ع. ر. اطمینان و ر. محمدی.1392 .ارزیابی تحمل به تنش خشکی در ژنوتیپ های گندم دوروم با استفاده از
شاخصهای تحمل به خشکی. مجله بهنژادی نهال و بذر. جلد 29 ،شماره 1 :12-1 .
سوری، ج. ح. دهقانی و س.ح. صباغ پور. 1384. مطالعه ژنوتیپهای نخود در شرایط تنش آبی مجله علوم کشاورزی ایران. دوره 36 ،شماره 6:
 .1517 -1527

عوض آبادیان، ت. ج. م. سینکی . ن. حسنی.ع. ر. دشتبان و ز. زارعی. 1392 .بررسی واکنش برخی ژنوتیپهای آفتابگردان به تنش خشکی با استفاده
از شاخصهای تحمل به تنش. مجله اکوفیزیولوژی گیاهی. دوره 5 ، شماره12 :23-11 .
کاکایی، م. ع. زبرجدی. ع. مصطفایی و ع. رضایی زاد. 1393 .بررسی تنوع ژنتیکی و روابط بین صفات در برخی ژنوتیپ های کلزا با استفاده از
روش های آماری چندمتغیره در دو شرایط رطوبتی. به نژادی گیاهان زراعی و باغی. دوره 2 ،شماره 1 :31-45 .
گلستانی، م و ح. پاکنیت. 1386 .ارزیابی شاخصهای تحمل به حشکی در لاینهای کنجد. مجلة علوم و فنون کشاورزی. جلد 41 ،149 -141 .
محمدی، ر.، ر. حقپرست.، م. آقاییسربرزه و ع. عبدالهی. 1385 .ارزیابی میزان تحمل خشکی ژنوتیپهای پیشرفته گندم دوروم بر اساس معیارهای
فیزیولوژیک و شاخصهای وابسته. مجلة علوم کشاورزی ایران. جلد 37 ،شمارة 3 :575-563 .
نبیپور، ع. ر.، ب. یزدی صمدی.، ع. زالی و ک. پوستینی. 1380 .بررسی اثر خشکی روی برخی صفات مورفولوژیکی و ارتباط این صفات با
شاخص حساسیت بهتنش در چند ژنوتیپ گندم. مجلة بیابان. جلد 7 .شماره 1 :47-31 .

Abdi, H., E. Azizov, M. R. Bihamta, R. Chogan and K. Nemati Aghdam. 2012. Assessment and
determination of the most suitable drought resistance index for figures and advanced lines of bread wheat.
Int. J. Agric. Sci. 2(1): 78-87.
Amiri, R., S. Bahraminejad, Sh. Sasani and M. Ghobadi. 2014. Genetic evaluation of 80 irrigated bread wheat
genotypes for drought tolerance indices. Bulg. J. Agric. Sci. 20: 101-111.
Bouslama, M. and W. T. Schapaugh. 1984. Stress tolerance in soybean. I: evaluation of three screening
techniques for heat and drought tolerance. Crop Sci. 24: 933-937.
Farshadfar, E. and J. Sutka. 2002. Screening drought tolerance criteria in maize. Acta Agron. Hung. 50:411–
416.
Farshadfar, E., M. Farshadfar and F. Moradi. 2011. Screening agronomic, physiological and metabolite
indicators of drought tolerance in bread wheat (Triticum Aestivum L). Am. J. Sci. Res. 38: 88-96.
Fernandez, G. C. J. 1992. Effective selection criteria for assessing stress tolerance. In: Kuo. C, G. (Ed.).
Proceedings of the international symposium on adaptation of vegetables and other food crops in
temperature and water stress, Publication, Taina, Taiwan
Fischer, R. A. and R. Maurer. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I: grain yield response.
Aust. J. Agric. Res. 29: 897- 912.
Gavuzzi, P., F. Rizza, M. Palumbo, R. G. Campaline, G. L. Ricciardi and B. Borghi. 1997. Evaluation of field
and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter ceraeals. Can. J. Plant Sci. 77: 523- 531.
Golabadi, M., A. Arzani and S. A. M. Mirmohamadi maibody. 2006. Assessment of drought tolerance in
segregation population in durum wheat. African J. Agri. Res. 14redc: 162-171.
Haghparast, R., M. Moghaddam and M. Aghaee. 2003. Selection for drought tolerance in local varieties of
bread wheat. Sustainable development and management of drylands in the twenty- first century.
Proceeding of the 7th international conference on the development of drylands. 14-17 Sep. 2003, Tehran,
Iran.
Jafari, A., F. Paknejad and M. Jami AL-Ahmaidi. 2009. Evaluation of selection indices for drought tolerance
of corn (Zea mays L.) hybrids. Int. J. Plant Prod. 3: 33–38.
Khaled, A. G. A., M. H. Motawea and A. A. Said. 2015. Identification of ISSR and RAPD markers linked to
yield traits in bread wheat under normal and drought conditions. J. Genetic Engineering Biotechnol.
http://dx.doi.org/10.1016/j.jgeb.2015.05.001
Lan, J. 1998. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agric.
Boreali-occidentalis Sinica 7: 85–87.
Moosavi, S. S., B. Yazdi Samadi, M. R. Naghavi, A. A. Zali, H. Dashti and A. Pourshahbazi. 2008.
Introduction of new indices to identify relative drought tolerance and resistance in wheat genotypes.
Desert. 12:165-178.
Richards, R. A.,G. Z. Rebetzke, A. G. Condon and A. F. Herwaarden. 2002. Breeding opportunities for
increasing the efficiency of water use and crop yield in temperate cereals. Crop Sci. 42: 111-121.
Rosielle, A. A. and J. Hamblin. 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress
environments. Crop Sci. 21: 943-946.
Shamsi, K., S. Kobraee and B. Rasekhi. 2011. Variation of yield components and some morphological traits
in bread wheat grown under drought stress. Ann. Biol. Res. 2(2): 372-377.

Sio-Se Mardeh, A., A. Ahmadi, K. Poustini and V. Mohammadi. 2006. Evaluation of drought resistance
indices under various environmental conditions. Field Crop Res. 98: 222- 229.