چکیده گیاهان همواره در معرض طیف وسیعی از تنش های غیر زیستی هستند که این تنش ها اثرات نامطلوبی بر بقا، رشد، کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی دارند سرما یکی از این تنش هاست که در فصل بهار همزمان با شروع رشد گندم، تحمل گیاه به دماهای پایین کاهش پیدا می کند و در نتیجه برخی از قسمت های گیاه با توجه به مرحله نمو گندم صدمه ببیند. تنوع ژنتیکی 20 رقم گندم نان با استفاده از نشانگرهای مولکولی و صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل به تنش سرمای بهاره، اسید‏آمینه پرولین و رنگدانه های گیاهی (کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل a+b و کارتنوئید) ، بررسی گردید. برای صفات فیزیولوژیک، گیاهان در مرحله خوشه رفتن و معادل با کدهای زیداکی 50 الی 68، به طور مصنوعی در معرض تنش‏های دمایی در سطوح °c8 ( به عنوان شاهد)، °c2، °c0 و °c2- در یک آزمایش فاکتوریل، فاکتور دما در 4 سطح و فاکتور ژنوتیپ در 20 سطح و در قالب طرح کاملاً تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل رقم در سرما در هر دو صفت در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. جهت تعیین روابط ژنتیکی بین ارقام مورد مطالعه تجزیه خوشه ای به روش upgmaانجام و ارقام مورد بررسی در شرایط تنش شدید (c° 2-) به 4 گروه و دمای شاهد به 3 گروه تقسیم شدند. بررسی تنوع ژنتیکی در بخش مولکولی با استفاده از 13 جفت نشانگر ریز‏ماهواره انجام شد که 12 جفت از آغازگرها توانستند چند شکلی مطلوبی را ظاهر سازند. تعداد آلل‏های تولید شده به ازای هر آغزگر از 1 تا 5 متغیر بود. میانگین تعداد آلل در هر لوکوس 91/2 و در مجموع 35 آلل شناسایی شد. میزان محتوای اطلاعات چند شکلی از 45/0 تا 88/0 متغیر بوده و میانگین آن برابر 65/0 بود. فواصل ژنتیکی با استفاده از ضرایب تشابه جاکارد محاسبه گردیده و تجزیه خوشه ای با استفاده از الگوریتم upgma انجام گرفت و بدین ترتیب 20 رقم مورد بررسی در 4 گروه قرار گرفتند. تجزیه به مختصات اصلی نیز 8 مولفه را مشخص نمود که در مجموع توانستند بیش از61/69% از کل تغییرات را توجیه کنند. سرانجام بر اساس تحقیق حاضر، در ویژگی پرولین ارقام لاین آ و اروم به ترتیب دارای کمترین و بیشترین مقدار و در ویژگی مقدار رنگیزه گیاهی ارقام سیوند و افلاک به ترتیب دارای کمترین و بیشترین مقدار شناسایی شدند. به طور کلی نتایج آزمایش نشان داد که تنش سرمای بهاره واکنش های متفاوتی را در بین ارقام موجب شده است و از این نظر تنوع ژنتیکی کافی بین ژنوتیپ ها وجود دارد.