تنش های زنده و غیرزنده محیطی عامل کاهش کمیت و کیفیت محصولات زراعی می باشند. در فصل بهار، همزمان با شروع رشد مجدد زراعت گندم، تحمل گیاه به دماهای پایین به تدریج کاهش پیدا می کند و هریک از مراحل رشد آن ممکن است با این کاهش دما مواجه گردد و صدمه ببیند. این نوع از مدل های تنش سرما را کاهش ناگهانی دما را در فصل بهار و یا به عبارت دقیق تر "سرمای دیررس بهاره" می نامند. بنابراین پرورش و دسترسی به ارقام متحمل از طریق برنامه های به نژادی ضروری می باشد. آگاهی از سطح تنوع ژنتیکی و برآورد میزان آن در مجموعه های ژرم پلاسم های گیاهی و تعیین روابط ژنتیکی بین آن ها، پایه و اساس بسیاری از برنامه های اصلاح نباتات می باشد. در این تحقیق که بخشی از یک برنامه به نژادی می باشد، تنوع ژنتیکی 22 رقم گندم نان با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره و صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به تنش سرمای بهاره، میزان اسیدآمینه پرولین و مقدار کمی قند فروکتان، در شرایط کنترل شده بررسی گردید. به این منظور آزمایشی با 22 رقم گندم نان همراه با 4 تیمار سرمایی 8+ (شاهد)، 2+، 0 و ℃ 2- در آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی اجرا گردید. نتایج تجزیه واریانس حاصل از داده های فیزیولوژیک نشان داد که اثرمتقابل رقم در سرما در هر دو صفت در سطح 1% معنی دار بود. بر اساس نتایج به دست آمده در صفت پرولین در تنش ℃ 2- بالاترین سطح پرولین، متعلق به رقم مغان2 و کمترین مقدار مربوط به رقم گلستان بود. همچنین در صفت فروکتان در تنش شدید، بالاترین میزان فروکتان متعلق به رقم اوحدی و کمترین مقدار مربوط به رقم دز بود که ارقام فوق در برنامه های به نژادی و تشکیل جمعیت های نقشه یابی برای شناسایی qtlهای مربوطه قابل استفاده می باشند. برای بررسی تنوع ژنتیکی در سطح مولکولی از 21 جفت آغازگر ریزماهواره استفاده شد که 11 جفت توانستند چندشکلی مطلوبی را نشان دهند و در مجموع 19 آلل را شناسایی کردند. تعداد آلل های تولید شده با میانگین 1/727 آلل در هر مکان ژنی، از 1 تا 4 آلل متغیر بود. میانگین سطح اطلاعات چندشکلی برابر 0/531 و از 0/089 تا 0/98 متغیر بود. ژنوتیپ ها با ضریب تشابه دایس و با استفاده از روش الگوریتم متوسط در 5 گروه قرار گرفتند که حاکی از توانایی این نشانگر مولکولی در شناسایی تنوع ژنتیکی مطلوب بین ژنوتیپ های انتخابی بود. نتایج حاصل از رگرسیون گام به گام ارتباط معنی داری 2 نشانگر را به ترتیب با عناوین xgwm174 و مرتبط با صفت پرولین در شرایط تنش شدید و xgwm642 را با صفت فروکتان در شرایط شاهد نشان داد.

بخش قابل توجهی از عملکرد سالانه محصولات کشاورزی به وسیله تنش های زنده و یا تحت تاثیر تنش های غیرزنده از دست می رود. در این میان، دمای پایین یکی از مهمترین عوامل غیرزنده محدودکننده رشد، تولید و توزیع جغرافیایی گیاهان است. تنش دمای پایین ممکن است به سه صورت تنش سرمازدگی، یخ زدگی و افت ناگهانی دما در بهار رخ دهد. در فصل بهار، همزمان با شروع مجدد رشد گندم، تحمل این گیاه به دماهای پایین به تدریج کاهش می یابد و وقوع مجدد سرما باعث ایجاد خسارات جبران ناپذیری می شود. تنش سرمایی که در اوایل بهار با شروع رشد گندم و هم زمان با مرحله رشدی حساس گیاه اتفاق می افتد، سرمای دیررس بهاره نامیده می شود. پژوهش حاضر به منظور بررسی تنش اکسیداتیو در ارقام منتخب گندم نان با استفاده از صفات فیزیولوژیک تحت الگوی تنش سرمای دیررس بهاره در فاصله کدهای 50 الی 68 زادوکس به روش آزمایشگاهی شبیه سازی گردید و در قالب یک آزمایش فاکتوریل با 2 عامل رقم (15 رقم گندم نان) و سطوح تنش سرمای دیررس بهاره (8، 2، 0 و 2-)، بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. صفات کلروفیل کل، ضریب ثبات کلروفیل، پراکسیداسیون لیپیدهای غشا، پایداری غشای سیتوپلاسمی، فعالیت 3 آنزیم آنتی‏ اکسیدانت، پروتئین کل و محتوای آب نسبی برگ به عنوان مهمترین صفات برای ارزیابی میزان خسارت و نیز به عنوان سازوکارهای تحمل در برابر این تنش ارزیابی شدند. طراحی برنامه های به نژادی مناسب می تواند زمینه ای را برای اصلاح ارقام گندم نان موجود در ایران از نظر صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به تنش سرمای دیررس بهاره فراهم نماید.

رابطه بین رشد گیاهان و تغییرات آب و هوایی یک رویداد به ظاهر متناقض می‏باشد. گرم شدن هوا در واقع خطر سرمازدگی و یخ‏بندان را در گیاهان افزایش می‏دهد. در فصل بهار هم‏زمان با شروع رشد گندم، تحمل گیاه به دماهای پایین کاهش پیدا می‏کند و هر یک از مراحل رشد آن ممکن است با این کاهش دما مواجه گردد و صدمه ببیند. این نوع از مدل‏های کاهش دما را کاهش سریع دما در فصل بهار و یا به طور خلاصه "سرمای بهاره" می‏نامند. تنش دماهای پایین تولید غلات را در مناطق سرد و فرا سرد محدود می‏کند و در بعضی از سال ها خسارات فراوانی وارد می‏سازد. بنابراین تولید ارقام مقاوم به این کاهش دما ضروری به نظر می‏رسد. مدیریت ذخایر ژنتیکی و در این راستا، آگاهی از تنوع ژنتیکی اصول مهم پروژه‏های به‏نژادی می‏باشند. در این تحقیق که بخشی از یک برنامه به‏نژادی می‏باشد، تنوع ژنتیکی 22 رقم گندم نان با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره و صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به تنش سرمای بهاره، میزان نشت الکترولیتی و رنگدانه‏های گیاهی (کلروفیل a، b، کل، کارتنوئید و ضریب ثبات کلروفیل)، در شرایط کنترل شده بررسی گردید. نتایج آزمایش نشان داد که تنش سرمای بهاره واکنش های متفاوتی را در بین ارقام مختلف موجب شده است و از این نظر تنوع ژنتیکی کافی بین ژنوتیپ‏ها وجود دارد.

برای نیل به موفقیت در به نژادی گیاهان نسبت به استرسهای محیطی، شناخت عوامل موثر در مقابله و مقاومت در برابر تنگناهای محیطی، ضروری است . با مطالعاتی که در این خصوص به عمل آمده است از میان ویژگیهای مرتبط با مقاومت به سرما، درصد بقاء پس ازانجماد آن در محیط طوقه (icing) با تست مصنوعی انجماد، مقدار آن برگ ، پتانسیل آب برگ ، و مقدار قند برگ (محلول در الکل)، انتخاب گردید اندازه گیریها در مورد هریک از صفات پس از عادت یافتن ژنوتیپها به سرما (cold acclimation) انجام گرفته است .موادی که به عنوان والد برگزیده شده اند بترتیب عبارتند از : امید، بزوستایا به عنوان والدین مقاوم و لاینهای شمارهء 6207 و 6204 به عنوان والدین حساس . برای شناخت مکانیسم توارث صفات مذکور، تمام تلاقیهای ممکن در یک طرح دیالل انجام گرفته و نتایج حاصل به روش گریفینگ ، متدا، مدل -1 تجزیه گردیده است . به کمک این روش اثرات ترکیب پذیری عمومی و ترکیب پذیری خصوصی در مورد هر یک از لاینها و هیبریدها تعیین گردید. باتوجه به نسبت (فرمول) در 4 صفت مورد مطالعه، " عمل افزایشی ژنها " در توارث 4خصوصیت فوق الذکر، نقش مهمتری را بر عهده دارد . بهترین ترکیب شوندهء عمومی برای مقاومت به انجماد واریتهء بزوستایا، برای مقدار آب برگ لاین شماره 6204 و برای پتانسیل آب برگ واریتهء بزوستایا و برای مقدار قند برگ نیز واریتهء بزوستایا معرفی میگردد. بدین ترتیب واریتهء بزوستایا را به عنوان یک والد با ترکیب پذیری عمومی خوب " می توان در اصلاح ترکیبی به کار برد. همچنین با عنایت به فاکتور f در مورد مقدار قند برگ ، روش "سلکسیون، برای ویژگی موثر خواهد بود. از آنجا که میانگین مربعات (ms)اثرات ترکیب پذیری خصوصی 4 صفت هم معنی دار گردیده است بنابراین نوع عمل "غیرافزایشی ژنها" نیز در توارث این صفات دخالت دارد لذا یکی از روشهای بهنژادی برای مقاومت به انجماد را می توان "هیبریداسیون " پیشنهاد نمود. توارث سیتوپلاسمی در صفت قند،بیش از 83 درصد موارد کراسهای متقابل را در سطح معنی دار شامل می گردد که مانع از مردود دانستن اثرات سیتوپلاسمی در توارث این صفت می باشد. بیشترین اثرات هتروزیس در خصوصیت مقاومت به انجماد مشاهده گردید و ویژگی مقدار آب برگ ، نسبت به سایرخصوصیات از قابلیت توارث عمومی افزون تری برخوردار بود. همچنین مطالعات گستردهء همبستگی بین صفات منجر به یافتن ضریب گورولاسیون مثبت و معنی دار در بین صفات مقاومت به انجماد با پتانسیل آب برگ و پتانسیل آب برگ با مقدار قند برگ گردید که میتواندحاکی از وجود لینکاژبین ژنهای کنترل کنندهء آن صفات بر روی کروموزمهای مربوطه، اثرات پلیوتروپیک ژنها، و یا وقوع نوعی انتراکسیون در حالت هتروزیگوسیتی ژنها باشد.