بررسی تنوع ژنتیکی و تحمل به کم‌آبی ژنوتیپ‌های گلرنگ بر اساس صفات مورفولوژیک و عملکرد دانه در همدان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

10.22034/plant.2026.145211.1189

چکیده

مقدمه: گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) گیاهی مقاوم به کم‌آبی است که به‌عنوان منبع روغن خوراکی سالم و رنگ‌دهنده طبیعی در صنایع مختلف کاربرد دارد. سازگاری با اقلیم‌های نیمه‌خشک و استفاده چندمنظوره از اجزای گیاه، آن را به گزینه‌ای استراتژیک برای کشاورزی پایدار در مناطق کم‌آب تبدیل کرده است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، اثرات کم‌آبی انتهایی فصل بر عملکرد دانه و اجزای آن، صفات مورفولوژیک و درصد روغن در پنج ژنوتیپ‌ امیدبخش گلرنگ بررسی شد. آزمایش به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار، در اراضی تحقیقاتی دانشگاه بوعلی‌سینا همدان طی سال زراعی ۱۴۰۲-۱۴۰۱ اجرا شد. عامل اصلی شامل دو سطح تنش کم‌آبی شامل آبیاری کامل و تنش کم‌آبی از گُل‌دهی تا رسیدگی دانه و عامل فرعی پنج ژنوتیپ گلرنگ شامل ژنوتیپ‌های صفُه، امیر، پرنیان، زیس‌چینی و گُلدشت بودند.
نتایج: نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر رژیم آبیاری بر تمامی صفات مورفولوژیک (به‌استثنای سطح برگ)، درصد روغن و عملکردی از نظر آماری معنی‌دار بود. برهمکنش ژنوتیپ × رژیم آبیاری برای ارتفاع بوته، تعداد شاخه جانبی، قطر غوزه و درصد روغن معنی‌دار شد که بیانگر پاسخ متفاوت ژنوتیپ‌ها به تنش است. مقایسه میانگین‌ها نشان داد ژنوتیپ صفُه با عملکرد ۳۴۱ گرم بر مترمربع در شرایط آبیاری کامل و ۳۱۵ گرم بر مترمربع تحت تنش (کاهش 6/7 درصدی)، برترین پایداری عملکرد دانه را داشت. در مقابل، ژنوتیپ پرنیان باوجود درصد روغن اولیه بالا (6/44 درصد)، تحت تنش کم‌آبی کاهش تا میزان 7/32 درصد نشان داد. وزن هزار دانه و وزن ۲۰ غوزه از صفات پایدار بودند. ژنوتیپ صفُه با حفظ قطر ساقه، سطح برگ و وزن کل غوزه، کارایی بالاتری در تخصیص منابع به اندام‌های زایشی نشان داد. در مجموع، ژنوتیپ صفُه به دلیل ترکیب عملکرد بالا، پایداری درصد روغن و کاهش حداقلی در اجزای عملکرد، به‌عنوان ژنوتیپ متحمل به تنش کم‌آبی آخر فصل شناسایی شد. همچنین تجزیه به عامل‌ها براساس داده‌های ادغام شده شرایط آبی و تنش، سه عامل با مقادیر ویژه بزرگ‌تر از یک را شناسایی کرد که در مجموع 7/77 درصد از تغییرات کل داده‌ها را تبیین نمودند. عامل اول (9/38 درصد) به‌عنوان عامل عملکرد و پتانسیل تولید کلی، عامل دوم (8/19 درصد) به‌عنوان عامل صفات رویشی و مورفولوژیکی و عامل سوم (9/18 درصد) به‌عنوان عامل اندازه دانه و غوزه شناسایی شدند.
نتیجه‌گیری: با توجه به پتانسیل تولید بالا، پایداری عملکرد تحت تنش کم‌آبی و مقاومت نسبی در کاهش درصد روغن، ژنوتیپ صُفه به‌عنوان برترین ژنوتیپ برای کشت در مناطق کم‌آب و استفاده در برنامه‌های اصلاحی جهت توسعه ارقام متحمل به کم‌آبی معرفی می‌گردد. همچنین، نتایج نشان می‌دهد که گزینش هم‌زمان در گلرنگ برای عملکرد، اندازه دانه و درصد روغن تحت تنش، مستلزم به‌کارگیری شاخص‌های چندصفتی و توجه به برهم‌کنش ژنوتیپ × محیط است.
واژه‌های کلیدی: Carthamus tinctorius L.، پایداری عملکرد، تنش کم‌آبی، تجزیه به عامل‎ها،.ضریب همبستگی.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of genetic diversity and drought tolerance in safflower genotypes based on morphological traits and seed yield in Hamedan

نویسندگان [English]

  • Morvarid Salehi
  • Elaheh fayyaz
  • Mohammad Reza Abdollahi
  • Seyyed Saeed Moosavi
Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University. Hamedan. Iran
چکیده [English]

Introduction: Safflower (Carthamus tinctorius L.) is a drought-tolerant crop valued for its high-quality edible oil and natural colorants in various industries. Its adaptability to semi-arid climates and multipurpose utilization of plant biomass position it as a strategic crop for sustainable agriculture in water-limited regions.
Materials and Methods: This study investigated the effects of terminal drought stress on yield components, seed and oil yield, and drought-related morphological traits in promising safflower genotypes. The experiment was conducted as a split-plot arrangement within a randomized complete block design (RCBD) with three replications at the research fields of Bu-Ali Sina University, Hamedan, during the 2022–2023 growing season. The main factor consisted of two irrigation regimes: well-watered (control) and terminal drought stress (imposed from flowering to seed maturity). The sub-plot factor comprised five safflower genotypes: Sofeh, Amir, Parnian, Zis-chini, and Goldasht.
Results: The analysis of variance (ANOVA) results showed that the irrigation regime had a statistically significant effect on all morphological traits (except leaf area), oil percentage, and yield-related traits. The genotype × irrigation regime interaction was significant for plant height, number of lateral branches, capitulum diameter, and oil percentage, indicating differential genotypic responses to water deficit stress. Mean comparison analysis demonstrated that the genotype Sofeh exhibited the greatest grain yield stability, with yields of 341 g.m⁻² under full irrigation and 315 g.m⁻² under drought stress (a 7.6% reduction). In contrast, although the genotype Parnian possessed a high initial oil content (44.6%), it experienced a substantial decline to 32.7% under water deficit conditions. Thousand-seed weight and the weight of 20 capitula were identified as stable traits across irrigation treatments. The genotype Sofeh maintained stem diameter, leaf area, and total capitulum weight, demonstrating superior efficiency in resource allocation toward reproductive organs. Overall, Sofeh was identified as a late-season drought-tolerant genotype, owing to its combination of high yield, stable oil content, and minimal reduction in yield components.Furthermore, factor analysis based on pooled data from both well-watered and stress conditions extracted three factors with eigenvalues greater than one, collectively accounting for 77.7% of the total variation in the dataset. Factor 1 (38.9% of variance) was interpreted as a yield and overall production potential factor; Factor 2 (19.8% of variance) represented a vegetative and morphological traits factor; and Factor 3 (18.9% of variance) was designated as a seed and capitulum size factor.
Conclusion: Owing to its high yield potential, superior performance stability under water deficit, and relative resilience in maintaining oil content, the Sofeh genotype is recommended as the most promising candidate for cultivation in water-limited regions and as a parental line in breeding programs aimed at developing drought-tolerant safflower cultivars. Furthermore, the findings underscore that simultaneous selection for high yield, optimal seed size, and stable oil content under drought conditions necessitates the application of multi-trait selection indices and careful consideration of genotype × environment interactions.
Conclusion: Owing to its high yield potential, superior performance stability under water deficit, and relative resilience in maintaining oil content, the Sofeh genotype is recommended as the most promising candidate for cultivation in water-limited regions and as a parental line in breeding programs aimed at developing drought-tolerant safflower cultivars. Furthermore, the findings underscore that simultaneous selection for high yield, optimal seed size, and stable oil content under drought conditions necessitates the application of multi-trait selection indices and careful consideration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carthamus tinctorius L
  • Yield stability
  • Terminal drought stress
  • Factor analysis
  • Correlation analysis