تأثیر هورمون‌های اکسین و سیتوکینین بر کیفیت دانۀ ذرت تحت شرایط تنش خشکی

محورهای موضوعی : مجله علمی- پژوهشی اکوفیزیولوژی گیاهی

علی ماهرخ ¹ , مجید نبی پور ² , حبیب اله روشنفکر ³ , رجب چوکان ⁴

1 - پژوهشگر موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران
2 - استاد دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
3 - دانشیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
4 - پژوهشگر موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

تاریخ دریافت : 1395/10/22 تاریخ پذیرش : 1397/09/06 تاریخ انتشار : 1398/04/01

کلید واژه: پروتئین, محلول‌پاشی, نشاسته, هورمون‌های گیاهی, قند‌های محلول,

چکیده مقاله :

تغییر سطوح هورمون‌های داخلی گیاه در اثر تنش خشکی بر کیفیت دانه تأثیرگذار است. این مطالعه به منظور ارزیابی تأثیر محلول‌پاشی سیتوکینین و اکسین در مراحل مختلف رشد بر ترکیبات دانه ذرت سینگل کراس 704 تحت شرایط تنش خشکی در مزرعه مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در سال‌ زراعی 1392 اجرا شد. آزمایش در سه محیط جداگانه، شامل محیط بدون تنش خشکی، تنش خشکی در مرحله رشد رویشی و تنش خشکی در مرحله رشد زایشی انجام شد. در هر محیط محلول‌پاشی سیتوکینین در سه مرحله (شاهد، 6-5 برگی و 10-8 برگی) و محلول‌پاشی اکسین نیز در سه مرحله (شاهد، ظهور ابریشم و 15 روز پس از ظهور ابریشم) به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد بیشترین میزان پروتئین دانه (93/10 %) و قندهای محلول (80/5 %) در شرایط تنش زایشی به دست آمد درحالی‌که بیشترین میزان نشاسته (37/77 %) و ماده خشک دانه (83/90 %) در محیط بدون تنش خشکی حاصل شد. محلول‌پاشی سیتوکینین در مرحله 10-8 برگی باعث افزایش تبدیل نشاسته به قند‌های محلول شد درحالی‌که محلول‌پاشی اکسین در مرحله ظهور ابریشم باعث تبدیل قند‌های هگزوز به نشاسته، افزایش ظرفیت مقصد (آندوسپرم دانه) جهت دریافت میزان بیشتر نشاسته و همچنین افزایش ماده خشک دانه شد.

چکیده انگلیسی:

This study was conducted to evaluate the effect of auxin and cytokinin spraying in different growth stages on grain composition of maize (KSC 704) under drought stress condition during 2013 growing season at Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran. The experiment was carried out in three separate environments included non-drought stress environment, drought stress in the vegetative stage and drought stress in the reproductive stage. In each environment, foliar application of cytokinin in three stages (control, V5 –V6 and V8-V10) and foliar application of auxin in three stages (control, silk emergence and 15 days after that) was laid out as a factorial design based on randomized complete block design with three replications. The results showed that the maximum protein (10.93%) and soluble sugar (5.80%) in grain were obtained under drought stress in the productive stage whereas the maximum starch (77.37%) and grain dry mater (90.83%) were obtained in non-stress condition. Foliar application of cytokinin in V8-V10 stage, increased convert starch to soluble sugar on the other hand, foliar application of auxin in silk emergence stage caused converting hexose sugars to starch, increasing the sink capacity (grain endosperm) for receiving more starch and also increasing the grain dry mater .

منابع و مأخذ:

خدابخشیان، ر. 1394. روشهای کیفیت سنجی غیر مخرب محصولات کشاورزی، از اصول تا اجرا. انتشارات آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ص 256.

قربانلی، م. ش. هاشمی مقدم، و ا. فلاح. 1385. بررسی اثر ‌متقابل آبیاری و نیتروژن بر برخی از صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه برنج (Oryza sativa). مجله علمی- پژوهشی علوم کشاورزی. جلد 12، شماره 2: 428-415.

Ahmadi, A. and D. A. Baker. 1999. Effects of abscisic acid (ABA) on grain filling processes in wheat. J. Plant Growth Regul. 28: 187–197.

Alizadeh, A. 2011. Relationship among water, soil and plant. University of Emam Reza publication.

Barlow F. W. R., L. Boersma and J. L.Young. 1976. Root temperature and soil water potential effects on growth and soluble carbohydrate concentration of corn seedlings. Crop Sci. 16: 59–62.

Bohnert H. J., Nelson D.E. and Jensen R.G. 1995. Adaptations to environmental stresses. Plant Cell 7: 1099–1111.

Boothby D and Wright STC.1962. Effect of kinetin and other growth regulators on starch degradation. Nature 196: 389–390.

Brenner M.L. and Cheikh N. 1995. The role of hormones in photosynthate partitioning and seed filling. In: Davies P.J. (eds), Plant Hormones. Kluwer Academic Publishers, the Netherlands, pp. 649–670.

Cocks, J.W. 2003. Plant density effects on tropical corn forage masses, morphology and nutritive value. Agronomy Jo. 90:93-96.

Darussalam Cole M.A. and Patrick J.W. 1998. Auxin control of photoassimilate transport to and within developing grains ofwheat. Aust. J. Plant Physiol. 25: 69–77.

Davies W.J., Metcalfe J., Lodge T.A. and Costa A.R. 1986. Plant growth substances and the regulation of growth under drought. Aust. J. Plant Physiol. 13: 105–125.

Doorenbos, J., Kassam, A.K., 1979. Yield response to water. Irrigation and Drainage Paper 33. FAO, United Nations, Rome, p. 176.

Hein M.B., Brenner M.L. and Brun W.A. 1986. Accumulation of ¹⁴C-radiolabel in leaves and fruits after injection of¹⁴ C tryptophan into seed of soybean. Plant Physiol. 82: 454–456.

Jackson M.B., Young S.F. and Hall K.C. 1988. Are roots a source of abscisic acid for the shoots of flooded pea plants? J. Exp. Bot. 39: 1631–1637.

Jones MM, Osmond CB and Turner NC.1980. Accumulation of solutes in leaves of sorghum and sunflower in response to water deficits. Aust J Plant Physiol. 7: 193–205.

Koster KL.1991. Glass formation and desiccation tolerance in seeds. Plant Physiol 96: 302–304.

Kowles RV, Phillips RL.1988. Endosperm development in maize. Int Rev Cytol 112: 97-136.

Meyer RF and Boyer JS.1981. Osmoregulation, solute distribution and growth in soybean seedlings having low water potentials. Planta 151: 482–489.

Morris R.D., Blevins D.G., Dietrich J.T., Durley R.C., Gelvin S.B.,  Gray J., Hommes N.G., Kaminek M., Mathews L.J., Meilan R., Reinbott T.M. and Sayavedra-Soto L. 1993. Cytokinins in plant pathogenic bacteria and developing cereal grains. Aust. J. Plant Physiol. 20: 621–637.

Munns R, Brady CJ and Barlow EWR.1979. Solute accumulation in the apex and leaves of wheat during water stress. Aust J Plant Physiol. 6: 379–389.

Nicolia, B.M., Beullens, K., Bobelyn, E., Peris, A., Saeys, W., Theron. K.I., Lammertyn, J.2007. Nondestrutive meausement of fruit and vegetable quality by means of NIR spectroscopy: a review. Postharvest Biol. Tecnol., 46, 99-118.

Parker J.1972. Protoplasmic resistance to water deficits. In: Kozlowski TT (ed) Water Deficits and Plant Growth, Vol. 3. New York/London: Academic Press, pp 125–176.

Rudolph AS, Crowe JH and Crowe LM.1986. Effects of three stabilizing agents-proline, betaine and trehalose-on membrane phospholipids. Arch Biochem Biophys 245: 134–143.

Sallah, P.Y.K., Antwi K.O. and Ewool, M.B. 2002. Potential of elite maize composites for drought tolerance in stress and non-drought stress environments. African Crop Sci. J., 10: 1–9.

Saneoka H, Moghaieb REA, Premachandra GS, Fujita K. 2004. Nitrogen nutrition and water stress effects on cell membrane stability and leaf water relations in Agrostis palustris Huds. Environ. Exp. Bot. 52, 131–138.

Satvir K., Anil G. K. and K. Narinder. 2000. Effect of GA3, kinetin and indole acetic acid on carbohydrate metabolism in chickpea seedlings germinating under water stress. Plant Grow. Regul. 30: 61–70.

Shao, Y.H., He, Y., Bao, J.Y.2009. Near-infrared spectroscopy for classification of organs and prediction of the sugar content. Int. J. Food Prop., 12,644-658.

Terman G.L. 1979. Yield and protein content of wheat grain as affected by environmental growth factors. Agron. J. 71: 436– 446.

Timpa JD, Burke JJ, Quisenberry JE and Wendt CW.1986. Effects of water stress on the organic acid and carbohydrate composition of cotton plants. Plant Physiol 82: 724–728.

Zhujie X. Dong J. Weixing C. Tingbo D. and Qi J. 2003. Relationships of endogenous plant hormones to accumulation of grain protein and starch in winter wheat under different post-anthesis soil water statuses. Plant Grow. Regul. 41: 117–127.