خشكی به عنوان مهم ترین تنش غیرزیستی محدودكننده تولید گیاه جو (Hordeum vulgare ssp. vulgare.L) در مناطق خشك و نیمه خشك جهان می باشد. بنابراین آگاهی از سازوكارهای ژنتیكی، فیزیولوژیك و بیوشیمیایی دخیل در تحمل به این تنش، نقش تعیین كننده ای در ایجاد ارقام سازگار با پایداری تولید این محصول راهبردی دارد. از این رو، ایجاد ارقام متحمل به كمبود آب، مستلزم شناخت دقیق در وجود و ماهیت تنوع ژنتیكی، نحوه توارث صفات مرتبط با عملكرد دانه و تحمل به خشكی و همچنین بررسی آثار متقابل ژنوتیپ و محیط است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی تنوع ژنتیكی ژنوتیپ های جو، تبیین مبانی ژنتیكی صفات مؤثر بر عملكرد دانه و تحمل به خشكی و شناسایی شاخص ها و ویژگی های كارآمد برای برنامه های به نژادی انجام شد. برای این منظور، مجموعه ای از ژنوتیپ های جو طی دو سال زراعی در شرایط آبیاری معمول و تنش خشكی مورد ارزیابی قرار گرفتند و اثر رژیم های رطوبتی، ژنوتیپ و آثار متقابل آن ها بر صفات مورفولوژیك، فنولوژیك، زراعی، اجزای عملكرد دانه، فیزیولوژیك، بیوشیمیایی و شاخص های مرتبط با تحمل به خشكی بررسی شد. همچنین، به منظور تبیین نحوه كنترل ژنتیكی صفات، از نسل های حاصل از تلاقی های دای آلل برای برآورد پارامترهای ژنتیكی و ارزیابی آثار متقابل ژنوتیپ و محیط بر این پارامترها استفاده شد. علاوه بر اندازه گیری ویژگی های مرتبط با رنگیزه های فتوسنتزی، فلورسانس كلروفیل، نشت الكترولیت غشا، پراكسید هیدروژن، مالون دی آلدئید، پروتئین كل برگ، فعالیت آنزیم های آنتی اكسیدانی و ظرفیت آنتی اكسیدانی، محتوای تركیبات فنولی و فلاونوئیدی و اجزای تركیبات فنولی منفرد با استفاده از كروماتوگرافی مایع با كارایی بالا تعیین شد. روابط بین صفات از طریق تحلیل های همبستگی و روش های چندمتغیره مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد كه تنش خشكی با القای تنش اكسیداتیو، تغییرات معنی داری در بسیاری از صفات مورد بررسی ایجاد كرد و ژنوتیپ ها از نظر شدت پاسخ به این تنش دارای تنوع چشمگیری بودند. ژنوتیپ های متحمل با حفظ بهتر عملكرد دستگاه فتوسنتزی و الگوهای مطلوب تر پاسخ های فیزیولوژیك و بیوشیمیایی، پایداری بیشتری را در شرایط كمبود آب نشان دادند. همچنین، نتایج بیانگر آن بود كه پاسخ مسیرهای متابولیسم ثانویه به تنش خشكی، به زمینه ژنتیكی وابسته است. تحلیل روابط بین صفات، ارزیابی شاخص های تحمل به خشكی و بررسی پارامترهای ژنتیكی و آثار متقابل ژنوتیپ و محیط نیز ارتباط نزدیك میان ظرفیت آنتی اكسیدانی، تركیبات فنولی، ویژگی های فتوسنتزی و كاهش آسیب های اكسیداتیو را آشكار ساخت و امكان شناسایی ژنوتیپ های برتر و تعیین نوع عمل ژنی حاكم بر صفات مهم را فراهم كرد. به طور كلی، نتایج مطالعات دای آلل نشان داد كه بهبود عملكرد دانه و افزایش تحمل به تنش خشكی در گیاه جو نیازمند بهره گیری از هر دو عمل ژن از نوع افزایشی و غیرافزایشی و انتخاب راهبردهای به نژادی متناسب با نحوه كنترل ژنتیكی صفات است. به طور كلی، نتایج این پژوهش نشان داد كه تحمل به خشكی در جو حاصل برهم كنش پیچیده سازوكارهای ژنتیكی، فیزیولوژیك، بیوشیمیایی و متابولیسم تركیبات ثانویه است. تلفیق اطلاعات حاصل از پارامترهای ژنتیكی، ارزیابی نسل های مختلف، بررسی آثار متقابل ژنوتیپ و محیط، شاخص های تحمل به خشكی و صفات فیزیولوژیك و بیوشیمیایی، چارچوبی جامع برای انتخاب والدین برتر، شناسایی تركیبات تلاقی امیدبخش، طراحی راهبردهای به نژادی كارآمد و ایجاد ارقام متحمل به تنش خشكی با عملكرد دانه مطلوب را فراهم می كند و می تواند در برنامه های به نژادی و مدیریت پایدار تولید گیاه جو در مناطق خشك و نیمه خشك مورد استفاده قرار گیرد.
كلمات كلیدی: پارامترهای ژنتیكی، دای آلل، اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، تنش اكسیداتیو، آنتی اكسیدان، تركیبات فنولیك، شاخص های تحمل و حساسیت به خشكی.