التباين الوراثي في استجابة بعض طرز الشعير ).Hordeum spp) لتحمل الجفاف: تقييم الصفات الفسيولوجية والبيوكيميائية والجزيئية.

Abstract

أجريت الدراسة في مختبرات الهيئة العامة للتقانة الحيوية، في كلية الزراعة بجامعة دمشق، ومحطة بحوث إزرع التابعة للمركز العربي لدراسات المناطق الجافة والأراضي القاحلة (أكساد)، خلال الموسمين الزراعيين 2009/2010 و 2010/2011، بهدف تقييم استجابة بعض أنماط الشعير للإجهاد الحلولي (Osmotic stress) عند مستوى البادرة الفتية باستعمال تقانة الغربلة المخبرية السريعة بالاعتماد على تقانة الاستجابة للتحريض الحلولي، ودراسة أهمية التحريض في تحسين تحمل البادرات للمستويات المميتة من الإجهاد الحلولي، ودراسة أهمية التحريض (Induction) في زيادة كفاءة بادرات الشعير على تحمل المستويات المميتة من الإجهاد الحلولي، ونفذت دراسة مخبرية أخرى لدراسة التباين في صفة قوة النمو الأولى بين الأنماط الوراثية المدروسة. ونفذت تجربتان عند مستوى النبات الكامل، الأولى في الأصص الزراعية، لتقييم أداء الأنماط الوراثية المدروسة بالاعتماد على صفة كفاءة استعمال المياه (WUE) بالطريقة الوزنية، والثانية تحت ظروف الزراعة الحقلية لتقييم أداء أنماط الشعير نفسها في البيئات المجهدة مائياً (تحت ظروف الزراعة المطرية)، بالاعتماد على بعض الصفات الشكلية، والفسيولوجية، والبيوكيميائية المرتبطة وراثياً بالتحمل مع مراعاة المحافظة على كفاءة المحصول الإنتاجية، بالإضافة إلى دراسة التباين الوراثي بين الأنماط الوراثية باستعمال تقنية التسلسلات البسيطة المتكررة (Simple Sequence Repeats (SSR)). بينت نتائج التجربة المخبرية أن معاملة المستوى الحلولي المميت (1.6Mpa) كانت بمنزلة المستوى الحلولي المميت الأمثل، والمعاملة (0.6Mpa) بمنزلة المستوى الحلولي المحرض الأمثل، ولوحظ أن متوسط طول الجذور والبادرات كان الأعلى معنوياً في البادرات المحرضة (11.33، 4.77 سم على التوالي)، في حين كان متوسط طول الجذور والبادرات الأدنى معنوياً في البادرات غير المحرضة، التي نقلت مباشرة إلى المستوى الحلولي المميت (6.83، 2.33 سم على التوالي)، ما يشير إلى أهمية التحريض في تحسين كفاءة البادرات على تحمل المستويات المميتة من الإجهاد الحلولي. ولوحظ وجود علاقة ارتباط موجبة ومعنوية (0.75=r) بين متوسط طول البادرة والغلة الحبية، ما يؤكد مصداقية تقانة الغربلة المقترحة، وفعاليتها كتقانة غربلة مخبرية سريعة في كشف التباين الوراثي في استجابة الأنماط الوراثية لتحمل الإجهاد الحلولي. بينت نتائج التحليل الإحصائي في تجربة تقييم أداء الأنماط الوراثية المدروسة بالاعتماد على صفة كفاءة استعمال المياه بالطريقة الوزنية، وجود فروقات معنوية (P<0.05) بين الأنماط الوراثية. وكان متوسط كمية المياه المنتجة التراكمية الأعلى معنوياً لدى الصنف أكساد 17، والأصول البرية عمان، والسويداء، ودرعا (4.42، 4.06، 3.95، 3.87 كغ. أصيص-1 على التوالي)، في حين كان الأدنى معنوياً لدى السلالات أكساد 142-0، وأكساد 160-2، وأكساد 118-2 (2.39، 2.67، 2.79 كغ. أصيص-1 على التوالي). وكان متوسط كمية المادة الجافة الكلية الأعلى معنوياً لدى الصنف أكساد 17، والأصول البرية عمان، والسويداء، ودرعا (7.29، 6.86، 6.80، 6.77 غ. نبات-1 على التوالي) وبدون فروقات معنوية بينها. وكان متوسط معدل فقد المياه بالنتح في وحدة المساحة الورقية الأعلى معنوياً لدى الصنف أكساد 17، والسلالتين أكساد 160-2 وأكسادية (2.80، 2.32، 2.29 غ. دسم-2. يوم-1 على التوالي) وبدون فروقات معنوية بينها، في حين كان الأدنى معنوياً لدى السلالة أكساد 118-2، والأصل البري السخنة، والصنف أكساد 157 (1.71، 1.53، 1.47 غ. دسم-2. يوم-1 على التوالي) وبدون فروقات معنوية بين الأخيرة. وكان متوسط كفاءة استعمال المياه الأعلى معنوياً لدى السلالة أكساد 118-2، والصنف أكساد 157 (2.15، 2.12، 2.10 ملغ. كغ-1 على التوالي) وبدون فروقات معنوية بينها، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الصنف أكساد 17. كما أن كمية المادة الجافة الكلية كانت الأعلى معنوياً فيه، ونجد انخفاض قيمة كفاءة استعمال المياه لدى الصنف أكساد 17، والأصول البرية السويداء، وعمان، ودرعا رغم تفوقها معنوياً لكمية أكبر من المادة الجافة الكلية، فالأصناف الأكثر كفاءة هي التي تجمع كمية عالية للمادة الجافة الكلية مع كمية مياه قليلة للمادة الجافة الكلية. يشير ذلك إلى أن الصنف أكساد 17 والأصول البرية عمان، السويداء، ودرعا تعتبر أكثر تحملاً عند مستوى الخصائص الفعالة في عملية التمثيل الضوئي والمترابطة بشكل مباشر بالتركيبة الشجرية الأعلى معنوياً لدى الأصول البرية السويداء، والسخنة، ودرعا، وعمان، والصنف أكساد 157 (2.23، 2.13، 2.12، 1.89، 1.81 دسم-2. يوم-1 على التوالي). وكان متوسط نسبة المجموعة الجذرية إلى المجموعة الخضرية الأعلى معنوياً لدى الأصول البرية درعا، وعمان، والسويداء (0.49، 0.38، 0.38 على التوالي) وبدون فروقات معنوية بينها. ولوحظ وجود علاقة ارتباط موجبة ومعنوية بين المساحة الورقية والمادة الجافة الكلية في مرحلة النضج الفسيولوجي، وكمية المادة الجافة (0.77 = r)، وعلاقة ارتباط سالبة وعكسية بين كفاءة استعمال المياه، وكمية المياه المنتجة التراكمية (0.74- = r). ولوحظ وجود علاقة ارتباط عكسية معنوية بين كمية المياه الكلية المنتجة التراكمية وكفاءة استعمال المياه، ولوحظ وجود علاقة ارتباط عكسية معنوية بين معدل فقد المياه بالنتح وكفاءة استعمال المياه، كما أن زيادة زمن الري أدت لزيادة الكتلة المنتجة بمقدار 1% إلى زيادة في كفاءة استعمال المياه بمقدار 0.61% وزيادة زمن الري عند فقد المياه بالنتح بمقدار 1% إلى راجع قيمة كفاءة استعمال المياه بمقدار 0.51%. ولوحظ وجود علاقة طردية معنوية بين كمية المياه المنتجة التراكمية وكمية المادة الجافة الكلية، وبالمثل، بين المساحة الورقية والمادة الجافة الكلية في مرحلة النضج الفسيولوجي وكمية المادة الجافة الكلية المنتجة. كما أن زيادة كمية المياه المنتجة بمقدار 1% إلى زيادة كمية المادة الجافة الكلية، ونجد أن متوسط التمثيل الضوئي بمقدار 0.49% نتيجة زيادة بمقدار 1%، كان مرتبط عبر المستويات أعلاه بالنمو وكمية الغازي. وتؤدي بالمقابل زيادة المساحة الورقية الخضراء الفعالة في عملية التمثيل الضوئي بمقدار 1% إلى زيادة كمية المادة الجافة الكلية الناتجة بمقدار 0.51%، كما أن متوسط طول السنبلة الناتجة، ومتوسط عدد السنيبلات، ومتوسط عدد الحبوب في السنبلة، ومتوسط وزن الحبة، ومتوسط وزن الـ 1000 حبة، ومتوسط الغلة الحبية، ومتوسط الغلة البيولوجية، ومتوسط دليل الحصاد، ومتوسط عدد الأيام حتى التسنبل، ومتوسط عدد الأيام حتى النضج كانت أعلى معنوياً لدى الصنف أكساد 17 والأصول البرية عمان، السويداء، ودرعا، في حين كانت الأدنى معنوياً لدى السلالات أكساد 142-0، وأكساد 160-2، وأكساد 118-2. النص هو جزء من ورقة بحثية علمية باللغة العربية، يوضح نتائج دراسة حول التباين الوراثي واستجابة طرز وراثية مختلفة (أصول برية وأصناف محلية من القمح أو الشعير) لظروف الإجهاد المائي. أظهر الأصل البري "عمان" أعلى مساحة ورقية وشكل إشطاءين. كان الأداء العام للطرز الوراثية أفضل في الموسم الزراعي الثاني (الأكثر هطولاً للأمطار). سجلت الأصول البرية "الحسكة" و"درعا" و"السويداء" أعلى متوسط ارتفاع للنبات. وُجد ارتباط سلبي بين زيادة طول حامل السنبلة ووزن الألف حبة، وارتباط موجب بين دليل المساحة الورقية ومتوسط وزن الألف حبة. يلخص النص نتائج تحليل إحصائي لدراسة زراعية تقارن بين سلالات وأصناف مختلفة من الشعير، ويسلط الضوء على تأثير الموسم الزراعي وظروف الجفاف على صفات مثل التمثيل الضوئي، كفاءة استعمال مياه الأمطار، الغلة الحبية، ووزن الألف حبة. كان التمثيل الضوئي أعلى في الموسم الزراعي الثاني مقارنة بالأول. تميزت بعض السلالات بكفاءة أعلى في استعمال مياه الأمطار والحفاظ على محتوى الماء النسبي في الأوراق. كان متوسط وزن الألف حبة أكثر أهمية في تحديد الغلة الحبية النهائية تحت ظروف الجفاف من متوسط عدد الحبوب في وحدة المساحة. أظهرت النتائج وجود علاقات ارتباط موجبة ومعنوية بين الغلة الحبية وصفات أخرى مثل دليل الحصاد ووزن الألف حبة.