اثر تنش دمای پایین بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی برخی ژنوتیپ‌های شبه لیموی موجود در شمال کشور

محورهای موضوعی : مجله علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی

صالح محمدی ¹ , حمیدرضا خزاعی ² , احمد نظامی ³ , یحیی تاجور ⁴

1 - مدیر خدمات حمایتی کشاورزی، استان گیلان
2 - استاد آموزشی، گروه فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه فردوسی مشهد
3 - استاد آموزشی، گروه فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه فردوسی مشهد
4 - استادیار پژوهشی موسسه تحقیقات علوم باغبانی، پژوهشکده مرکبات و میوه‌های نیمه‌گرمسیری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، رامسر

تاریخ دریافت : 1394/12/25 تاریخ پذیرش : 1395/04/11 تاریخ انتشار : 1396/09/01

کلید واژه: پرولین, مرکبات, ظرفیت آنتی‌اکسیدانی, رادیکال آزاد, یخبندان,

چکیده مقاله :

در این پژوهش آسیب‌پذیری شش ژنوتیپ‌ بومی شبه لیمو (شماره 6-1) در کنار ارقام متحمل (انشو) و حساس (پرشین‌لایم) به دمای پایین، در شرایط کنترل شده تنش دمای پایین (3، 0، 3- و 6-)، بر اساس آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با مقایسه میانگین توکی، مورد مطالعه قرار گرفت. تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که برهمکنش ژنوتیپ ودما بر نشت یونی، آب‌گزیدگی برگ، پراکسیداسیون لیپید، محتوی پرولین و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی معنی‌دار گردید. این در حالی است که برهمکنش دما و ژنوتیپ بر صفات کربوهیدرات کل، کلروفیل a، b، کل و کارتنوئیدها معنی‌دار نبود. بیشترین مقدار نشت یونی (با میانگین %628/91)، آب‌گزیدگی برگ (با میانگین%3/99) و واکنش پراکسیداسیون لیپید (بامیانگین 32/3 میکروگرم درگرم وزن‌تربرگ) در شاهد حساس پرشین لایم در دمای 6- درجه سانتی‌گراد ثبت گردید. در مقابل، بیشترین محتوی پرولین (006/32 میلی‌گرم در گرم وزن‌تر برگ) و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی (36/73%) در شاهد متحمل انشو در دمای 3- درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. صفات کربوهیدرات کل، کلروفیل a و کل فقط تحت تاثیر عامل ژنوتیپ قرار گرفتند. بیشترین مقدار کلروفیل a (با 359/2 میلی‌گرم درگرم وزن‌ تر برگ) و کلروفیل کل (932/2 میلی‌گرم درگرم وزن ‌تر برگ) و بالاترین محتوی کربوهیدرات کل (486/33 میلی‌گرم در گرم وزن‌تر برگ) در شاهد متحمل انشو مشاهده شد. لازم به ذکر است که در بین ژنوتیپ‌های بومی شبه لیموی مورد مطالعه تحت تنش دمای پایین نیز واکنش‌های متفاوتی ثبت گردید. به طوری که بعد از شاهد متحمل انشو، ژنوتیپ‌ بومی شبه لیموی شماره 6 در مقابل تنش دمای پایین مقاومت بهتر نشان داد.

چکیده انگلیسی:

In this study, the vulnerability of six native genotypes of like-lime (1-6 number) with control tolerant variety of Unshiu and sensitive variety of Persian lime (to low temperature) were studied low temperature stress ( 3, 0, -3 and -6˚C), on physiological responses, in a completely randomized design with Tukey´s mean comparison. Analysis of variance showed that in the interaction between genotype and temperature, leaf water soaking, electrolyte leakage, lipid peroxidation, proline content and antioxidant capacity were significant. It was while in reaction of temperature and genotype, total carbohydrates, chlorophyll a, b, total and Carotenoids have not significant differences. Therefore, in comparison of data, the highest of leaf water soaking (91/628%), electrolyte leakage (99.3%) and lipid peroxidation (3.32 µgr/gr FW) were recorded in control sensitive plant (Persian lime) at temperature of -6˚C. Versus, the highest proline content (32.006 mg/gr leaf fresh Weight) and antioxidant capacity (73.36%) were observed in control tolerant plant (Unshiu) at temperature of -3˚C. It is noteworthy that total carbohydrate, chlorophyll a and total, were significantly different only under the influence of genotype factor. Accordingly, the maximum amount of chlorophyll a (2.359 mg/gr leaf fresh Weight), total chlorophyll (2.932 mg/gr leaf fresh Weight) and total carbohydrate (33.486 mg/gr leaf fresh Weight) were measured in in control tolerant plant (Unshiu). It should be noted that among the six native genotypes of like-lime studied, different reactions were recorded under low temperature. So that after control tolerant plant (Unshiu), native genotypes like-lime No. 6 showed better resistance against low temperature stress.

منابع و مأخذ:

افشاری، ح.، ر. زاهدی، ط. پروانه و م. زاده باقری. 1393. تأثیر اسید سالیسیلیک بر سطوح پرولین، قندهای محلول و نشت یونی دو رقم زردالو تحت تنش سرما. مجله به زراعی کشاورزی. دوره 16، شماره 1: 138-127.
آرین پویا، ز.، غ. داوری نژاد و ش. عطار. 1388. بررسی آسیب سرمای زمستانه 1386 در برخی ارقام هلو و شلیل در شرایط مشهد. ششمین کنگره علوم باغبانی. 25-22 تیر. گیلان- رشت.
آمارنامه سالیانه محصولات باغبانی. 1393. وزارت جهاد کشاورزی ایران.
تاجور، ی.، م. قاسمی و ر. فیفایی. 1392. سرمازدگی در مرکبات و راه‌های کنترل آن. انتشارات موسسه تحقیقات مرکبات کشور. نشریه فنی به شماره ثبت 43561.
تاجور، ی.، ر. فتوحی قزوینی، ی. حمید اوغلی و ر. حسن ساجدی. a1390. ارزیابی برخی جنبه های فیزیولوژیکی پرتقال تامسون (Citrus aurantium) نسبت به تنش دمای پایین. مجله علوم و فنون باغبانی ایران، جلد 12، شماره 3: 316-307.
تاجور،‌ ی.، ر. فتوحی قزوینی، ی. حمید اوغلی و ر. حسن ساجدی. b1390. پاسخ‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی نارنگی پیج روی پایه سیترنج تحت تنش دمای پایین. مجله زیست شناسی گیاهی، سال 3، شماره 9: 12-1.
رضایی، ط.، م. غلامی، ا. ارشادی و م. ح. مصدقی. 1386. اثر تنش کم آبی بر خصوصیات رشدی و فیزیولوژیکی پنج رقم انگور (Vitis vinifera L.). پژوهش کشاورزی: آب، خاک و گیاه در کشاورزی. جلد 7، شماره 4: 210-119.
فتاحی مقدم، ج.، م. کیااشکوریان و ی. تاجور. 1391. بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی و میزان نارنجین در میوه‌ی 14 رقم مرکبات در واکنش به تنش یخ‌زدگی. فنآوری تولیدات گیاهی. جلد 12، شماره 2: 25-11.
مشایخی، ک.، ح. صادقی؛ و. اکبرپور. ص. آتشی و س. ج. موسوی زاده. 1393. تغییرات کربوهیدرات برگ و میوه شلیل رقم ردگلد در طول فصل رشد در شرایط آب و هوایی گرگان. نشریه علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی). جلد 9، شماره 28: 9-1 .
Ashraf, M. and foolad, M. R. 2007. Role of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Enviro. Exp. Bot. 59:206-216.
Bartolozzi, F., M. Mencuccini and G. Fontanazza. 2001. Enhancement of frost tolerance in olive shoots in vitro by cold acclimation and sucrose increase in the culture medium. Biomed. Life. Sci. 67:299-302.
Bates, l.S., R.P. Waldren and I.D. Tears. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant. Soil. 39: 205-207.
Campos, P.S., V. Quartin, J.C. Ramalho and M.A. Nunes. 2003. Electrolyte leakage and lipid degradation account for cold sensitivity in leaves of Coffea sp. Plants. J.Plant Physiol. 160:283–292.
Close, T. J.1997. Dehydrins: a commonalty in the response of plantsto dehydration and low temperature. Physiol. Plant. 100: 291-296.
Flexas, J., M. Badger, W.S. Chow, H. Medrano and C.B. Osmond. 1999. Analysis of the relative increase in photosynthetic O₂ uptake when photosynthesis in grapevine leaves is inhibited following low night temperatures and/or water stress. Plant. Physiol. 121:675-684.
Gao, J .C., H. X. Wang and X. X. Li .2010. Relationship between soluble protein, MDA, andjujube (Ziziphus mauritiana) tree cold hardiness. Beifang Yuanyi (Northern Horticulture). 23: 18-20.
Gill, S. S. and Tuteja N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinary in abiotic stress tolerant in crop plants. Plant. Physiol. Biochem. 48: 909-930.
Gulen, H., C. Cetinkaya ., M. Kadlonglu, M. kesici,A Cansev and A. Eris.2008. Peroxidase activity and lipid peroxidation in strawberry (Fragaria ananassa) plants under Low temperature. J. Biol. Environ. Sci. 2.6: 95-100.
Hincha, D.K., Schmitt JM: Freeze-thaw injury and cryoprotectionof thylakoid membranes. In Water and Life Edited by: Somero GN, Osmond CB, Bolis CL. Berlin: Springer; 1992:316-337.
Hincha, D.K., F .Sieg, I. Bakaltcheva, H. Köth,J. M. Schmitt. 1996. Freeze-thaw damage to thylakoid membranes: specific protection by sugars and proteins. In Advances in Low-Temperature Biology Volume 3. Edited by: Steponkus PL. London: JAI Press:141-183.
Kavikishore,P.B.,S.sangam,R.N.Amrutha,P.S.Laxmi,K.R.Naidu,Rao,S.Reddy,k.J.,Therianppan,P.and N,Sreenivasulu .2005.Regulation of proline biosynthesis, degradation, uptake and transport in higher plants:Its implications in plant growth.Curr.Sci.88:424-438
Kirakosyan, A., E. Seymour, P.B. Kaufman, S. Warber, S. Bolling and S.C. Chang. 2003. Antioxidant Capacity of Polyphenolic Extracts from Leaves of Crataegus laevigata and Crataegus monogyna (Hawthorn) Subjected to Drought and Cold Stress. J. Agric. Food Chem. 51(14): 3973–3976.
Leng, P. and J.X. Qi. 2003. Effect of anthocyanin on David peach (Prunus davidiana Franch) under low temperature stress. Sci. Hortic-Amsterdam. 97: 27-39.
Mirdehghan S.H, Rahemi, M., Martinez-Romero, D., Guillen, F., Valverede, J.M., Zapata, P.J., SerranoM. & Valero, D. (2006) Reduction of pomegranate chilling injury during storage after heat temperature.Postharvest. Biol. Tec, 44: 19-25. (in Persian)
Pietrini, F., D. Chaudhuri, A.P. Thapliyal. and A. Massacci. 2005. Analysis of chlorophyll fluorescence transients in mandarin leaves during a photo-oxidative cold shock and recovery. Agricult. Ecosys. Environ. 106: 189–198
Ranney, T.G., Bassuk and T.H. Whitlow. 1991. Osmotic adjustment and soluteconstituents in leaves and rootsof- waterstressedcherry trees. Am. Hort. Sci. 116: 684-688.
Sala, J.M., M.T. Lafuente. 2000. Catalase enzyme activity is related to tolerance of mandarin. fruits to chilling. Postharvest. Biol. Tec. 20: 81–89.
Shanker A .K. and B. Venkateswarlu . 2011. Abiotic Stress in Plants– Mechanisms & Adaptations. InTech Croatia .428 p.
Sullivan, C.Y and Ross, W.M., 1979. Selecting for drought and heat resistance in grain sorghum. In: stress physiology in crop plants (eds H. Mussel and R.C. Staples), Wiley Interscience, New York, pp.263-281.
Yelenosky, G. 1979. Accumulation of freeproline in citrus leaves during cold hardening ofyoung tree in controlled temperature regimes.Plant. Physiol. 64: 425-427.
Zhang, J., X. Wu., R. Niu, Y. Liu, N. Liu, W. Xu and Y. Wang .2012. Cold resistance evaluation in 25 wild grape species.Vitis. 51.4: 153-160.