آرش فاضلی

گرد و غبار یکی از مهم‌ترین معضلات زیست‌محیطی در ایران و جهان به شمار می‌رود که تأثیرات قابل‌توجهی بر تولیدات کشاورزی دارد. نفوذ ذرات گرد و غبار به درون روزنه‌های برگ، موجب آسیب به دستگاه فتوسنتزی گیاه شده و با تجمع بر سطح برگ، میزان نور دریافتی را کاهش می‌دهد. این پدیده از طریق تغییر در مقدار رنگیزه‌های فتوسنتزی و افزایش دمای برگ، در نهایت باعث کاهش رشد، تولید و عملکرد گیاه می‌شود. تنش گرد و غبار منجر به کاهش رنگیزه‌های فتوسنتزی، محتوای آب نسبی و نشت یونی شده و در مقابل، موجب افزایش پرولین، فعالیت آنزیم کاتالاز، میزان پروتئین و کربوهیدرات می‌گردد. نتایج تجزیه همبستگی صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی ژنوتیپ‌های جو در هر دو شرایط نرمال و تنش نشان داد که بین رنگیزه‌های فتوسنتزی و کاروتنوئیدها همبستگی مثبت وجود دارد، در حالی که این صفات با محتوای آب نسبی همبستگی منفی نشان دادند. همچنین بین پروتئین و کربوهیدرات همبستگی مثبت و کامل (r=1) در سطح احتمال یک درصد مشاهده شد. بیشترین عملکرد دانه در شرایط نرمال مربوط به ژنوتیپ HOR 10148 با میانگین 45/9 گرم و کمترین عملکرد دانه در شرایط تنش گرد و غبار مربوط به ژنوتیپ HOR 14856 با میانگین 082/0 گرم بود. صفت تعداد سنبله (NS) همبستگی مثبت و معنی‌داری با تعداد سنبله بارور (r=0.7772)، تعداد پنجه در بوته (r=0.8292)، طول ریشک (r=0.2675)، وزن صد دانه (r=0.2808)، عملکرد دانه (r=0.2289) و عملکرد بیولوژیک (r=0.4291) در سطح یک درصد نشان داد. همچنین عملکرد دانه (GY) با عملکرد بیولوژیک (r=0.2909) و شاخص برداشت (r=0.8075) همبستگی مثبت و معنی‌دار در سطح یک درصد داشت. بیشترین همبستگی صفات مورفولوژیک در شرایط نرمال بین تعداد سنبله و تعداد پنجه در بوته (r=0.8292) مشاهده شد. بالاترین میزان سرعت فتوسنتز مربوط به ژنوتیپ تنش‌دیده HOR 7291 با میانگین 53/8 میکرومول دی‌اکسید کربن بر مترمربع در ثانیه بود، در حالی که کمترین سرعت فتوسنتز به ژنوتیپ‌های HOR 18320، HOR 3023 و HOR M تحت تنش گرد و غبار با میانگین 1/0 میکرومول دی‌اکسید کربن بر مترمربع در ثانیه اختصاص یافت. بیشترین هدایت روزنه‌ای در ژنوتیپ HOR 4036 در شرایط نرمال با میانگین 0134/0 میلی‌مول آب بر مترمربع در ثانیه و کمترین مقدار آن در ژنوتیپ HOR 18320 تحت تنش گرد و غبار با میانگین 0001/0 میلی‌مول آب بر مترمربع در ثانیه مشاهده شد. همچنین بیشترین میزان CO₂ در ژنوتیپ HOR 9575 تحت تنش گرد و غبار با میانگین 52 میکرومول دی‌اکسید کربن بر مترمربع در ثانیه و کمترین مقدار آن در ژنوتیپ BCC 894 در شرایط نرمال با میانگین 085/0 میکرومول دی‌اکسید کربن بر مترمربع در ثانیه ثبت گردید. تجزیه خوشه‌ای به‌عنوان یکی از روش‌های مناسب برای گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها، نشان داد که ژنوتیپ‌های جو بر اساس صفات فیزیولوژیک در هر دو شرایط نرمال و تنش به شش گروه تقسیم شدند؛ به‌طوری که گروه ششم متحمل‌ترین و گروه اول حساس‌ترین گروه نسبت به تنش گرد و غبار بود. بر اساس دندروگرام، ژنوتیپ‌های HOR 20253 و HOR 22203 در هر دو شرایط نرمال و تنش به‌عنوان ژنوتیپ‌های مقاوم و ژنوتیپ HOR 7496 به‌عنوان حساس‌ترین ژنوتیپ شناسایی شدند. تجزیه خوشه‌ای ژنوتیپ‌های جو بر اساس صفات مورفولوژیک در شرایط نرمال، آن‌ها را به هشت گروه طبقه‌بندی کرد. در این شرایط، گروه هشتم کمترین عملکرد را نشان داد؛ در حالی که در شرایط تنش، همین گروه به دلیل برخورداری از بیشترین تعداد دانه در سنبله، طول برگ پرچم، تعداد دانه در بوته و عملکرد بیولوژیک، بالاترین عملکرد را به خود اختصاص داد. همچنین ژنوتیپ‌های جو بر اساس صفات تبادلات گازی در شرایط نرمال به پنج گروه تقسیم شدند؛ به‌طوری که گروه پنجم دارای بیشترین میزان رطوبت برگ، سرعت فتوسنتز، کارایی مصرف آب و هدایت روزنه‌ای و کمترین دمای کانوپی، دمای سطح برگ، CO₂ روزنه‌ای و غلظت دی‌اکسید کربن زیرروزنه‌ای بود. در شرایط تنش، گروه اول بیشترین میزان رطوبت برگ، سرعت تعرق و CO₂ برگ و کمترین کارایی مصرف آب فتوسنتزی را نشان داد. مقایسه نتایج حاصل از این پژوهش با پایگاه‌های داده و مطالعات پیشین، اهمیت ژن‌های کاندید شناسایی‌شده را تأیید کرده و وجود اثرات پلیوتروپیک در برخی از این ژن‌ها را آشکار ساخت. ژن‌های کاندید مشترک برای صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و تبادلات گازی شامل فاکتورهای رونویسی مختلف از جمله AP2/ERF، NAC، WRKY، MYB، ZHD، FAR، bZIP، Aux/IAA و همچنین ژن‌های مرتبط با اکسین، سیتوکنین، یوبیکوئیتین، کینازهای شبه‌گیرنده سرین/ترئونین و پروتئین‌های شوک حرارتی بودند