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Titelaufnahme

Titel
Wheat drought response strategies with special regards to root diversity / submitted by Alireza Nakhforoosh
VerfasserNakhforoosh, Alireza
Begutachter / BegutachterinGrausgruber, Heinrich
Betreuer / BetreuerinKaul, Hans-Peter ; Loiskandl, Willibald
Erschienen2014
UmfangIII, 103 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Trockenstress / Wurzelsystem / Triticum spp / Phänologie / Physiologie
Schlagwörter (EN)Drought stress / Roots system / Triticum spp / Phenology / Physiology
Schlagwörter (GND)Weizen / Wurzel / Dürreresistenz
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-18754 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Wheat drought response strategies with special regards to root diversity [3.65 mb]
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Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Wurzeldiversität ist eine wichtige Grundlage der Trockenresistenz. Weizengenotypen unterschiedlicher Ploidiestufe, Herkunft und Züchtungsintensität wurden bei unterschiedlicher Wasserversorgung verglichen. Sie zeigten hohe Variabilität in Wurzel- und Sprosseigenschaften, was zu verschiedenen Wasserversorgungsstrategien führte, z.B. dichte Oberbodendurchwurzelung, hohe spezifische Wurzellänge und tiefe Wurzelsysteme. Dicht wurzelnden Genotypen konnten Niederschläge in der Vegetationszeit am effizientesten aufnehmen. Die wenig genutzten Weizen unterschieden sich in ihrer Trockenreaktion von modernen Sorten: erstere zeigten höhere Assimilatverlagerung ins Wurzelsystem, während letztere ihre Wurzelmorphologie zu mehr Feinwurzeln verschoben. Die Ertragsreduktion durch Wassermangel wurde mit Passiouras konzeptionellem Modell analysiert. Trockenheit führte im Mittel zu 60 % Ertragsverlust, 37 % weniger Wasseraufnahme, 32,6 % geringerer Wassernutzungseffizienz und 14 % niedrigere Ernteindices. Die spät reifen wenig genutzten Weizen hatten durch ihr intensives Wurzelsystem und rasche Bodenbedeckung die höchste Wasseraufnahme. Die Pflanzeneigenschaften für hohe Wasseraufnahme waren jedoch mit Ertrag beschränkenden Eigenschaften verbunden, was das Züchtungspotential dieser Genotypen einschränkt. Geringe Chlorophyllkonzentration und Stomataleitfähigkeit zeigten eine Strategie des Wassersparens. Moderne Sorten dagegen hatten eine überlegene Wassernutzungseffizienz durch hohe Chlorophyllkonzentration und Stomataleitfähigkeit. Der Ernteindex war abhängig von Phänologie und dominierenden Ertragskomponenten: Zuchtsorten hatten aufgrund ihrer optimalen Reifezeit, reduzierter Bestockung und einer hohen Senkenkapazität der Körner eine höheren Ernteindex als genetische Ressourcen. Die Studie zeigte, dass innerhalb der modernen Sorten physiologische und Wurzeleigenschaften vorhanden sind, die für eine gezielte Verbesserung der Trockenresistenz genutzt werden können.

Zusammenfassung (Englisch)

Root diversity is considered important for drought resistance. Wheat genotypes of different ploidy levels, origins and breeding intensities were tested under contrasting water supply. Significant root and shoot trait variation was observed, leading to distinct water uptake strategies; e.g. dense topsoil rooting, high specific root length and deep rooting. Genotypes with a dominant surface root system benefited most from in-season rainfalls. Root systems of underutilized wheat contrasted with modern cultivars: while genetic resources responded to limiting water condition by allocating more assimilates to roots, advanced cultivars shifted their root morphology towards fine roots. Drought response strategies were analyzed by Passiouras yield-water framework with phenological, morphological, physiological, and root data. Limited water supply resulted in 60% yield loss and substantial reduction of water use (37%), water use efficiency (32.6%) and harvest index (14%). Late flowering underutilized wheats with large root system and vigorous ground cover showed greatest water use. Still there was a link of several water use traits with yield limiting behavior, constraining their potential role for better drought resistance. Lower chlorophyll concentration and stomata conductance of underutilized wheats also suggested a water saving strategy of transpiration with limited potential growth. Modern cultivars on the contrary had superior water use efficiency via high chlorophyll concentration and stomata conductance. Harvest index was strongly dependent on phenology and yield components: optimized flowering time, reduced tillering and strong grain sink of modern cultivars explained their higher harvest index compared to underutilized genetic resources. The study demonstrated that physiological and root traits within modern cultivars can be used for trait based crop improvement under water limited conditions.