تأثیر تنظیم کننده‌های رشد بر برخی از صفات فتوسنتزی و حفظ ساختار غشای سلول‌های برگ پرچم دو رقم گندم تحت شرایط دیم

الموضوعات : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی

علی رسائی ¹ , سعید جلالی هنرمند ² , محسن سعیدی ³ , محمداقبال قبادی ⁴

1 - استادیار پژوهش، معاونت سرارود، مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران
2 - دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
3 - دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
4 - دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

تاريخ الإرسال : 16 الإثنين , جمادى الأولى, 1443 تاريخ التأكيد : 15 الثلاثاء , ذو القعدة, 1443 تاريخ الإصدار : 11 الأربعاء , شعبان, 1445

الکلمات المفتاحية: پایداری غشای سلول, سرعت فتوسنتز, گندم, هورمون‌های گیاهی,

ملخص المقالة :

در زمان وقوع تنش‌های غیرزنده، غشای سلولی اولین بخش از سلول های گیاهی است که تحت تأثیر تنش قرار می‌گیرد و بسیاری از روابط فیزیولوژیک و بیوشیمیایی سلول و گیاه دچار اختلال می‌شود. به‌منظور بررسی اثرات کاربرد خارجی هورمون های مختلف رشد شامل اکسین (IAA)، جیبرلیک اسید (GA3) و سیتوکینین (6-BAP) به همراه آب مقطر (شاهد) در مرحله‌ی رشد بوتینگ دو رقم گندم (ریژاو و آذر-2)، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه‌ی طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار تحت شرایط دیم در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی در سال‌های 93-1392 و94-1393 اجرا گردید. بر اساس نتایج جدول تجزیه واریانس، اثر هورمون های مختلف رشد بر میزان سبزینگی، محتوی نسبی آب، حداکثر کارایی فتوشیمیایی فتوسیستم II، شاخص زنده‌مانی، پایداری غشای سلول و سرعت فتوسنتز برگ هر دو رقم معنی دار بود. در بین هورمون های رشد، محلول پاشی هورمون‌های سیتوکینین و اکسین در صفات اندازه‌گیری شده برگ بیشترین اثر را داشتند و کمترین میانگین صفات مذکور در عدم پاشش (شاهد) به دست آمد. در بین دو رقم رقم ریژاو نسبت به آذر-2 برتری داشت. همچنین، همبستگی مثبت و معنی‌داری بین پایداری غشای سلول با سرعت فتوسنتز، حداکثر کارایی فتوشیمیایی فتوسیستم II و شاخص عملکرد وجود داشت. به‌طورکلی، در شرایط دیم (کمبود آب) با کاربرد خارجی هورمون سیتوکینین در مرحله بوتینگ در رقم برتر گندم ریژاو پایداری غشای سلول، محتوی نسبی آب، سرعت و کارایی فتوشیمیایی فتوسیستم II نسبت به شاهد به‌ترتیب 16، 18، 38 و 45 درصد بیشتر بود.

المصادر:

• Abdoli, M., M. Saeidi, S. Jalali-Honarmand, S. Mansourifar, and M.E. Ghobadi. 2013. Evaluation of some physiological and biochemical traits and their relationships with yield and its components in some improved wheat cultivars under post-anthesis water deficit. Environmental Stresses in Crop Sciences. 6(1): 47-63. (In Persian).
• Adeniyi, O.T., S.O. Akparobi, and I.J. Ekanayake. 2004. Field studies on chlorophyll a fluorescence for low temperature tolerance testing of cassava (Manihot esculenta Crantz). Food, Agriculture and Environment. 2(1): 166-170.
• Akter, N., M.R. Islam, and M.A. Karim. 2014. Alleviation of drought stress in maize by exogenous application of gibberellic acid and cytokinin. Journal of Crop Biology.17:8-41.
• Ardalani, S., M. Saeidi, S. Jalali Honarmand, and M. Ghobadi. 2015. The effect of drought tension after pollination on some physiological characteristics and grain quality of different wheat genotypes. Crop Physiology Journal. 7(27):5-19. (In Persian).
• Blum, A. 2016. Osmotic adjustment is a prime drought stress adaptive engine in support of plant production. Plant, Cell & Environment. 40: 4-10.
• De Ronde, J.A., W.A. Cress, G.H.J. Kruger, R.J. Strasser, and J. Van Staden. 2004. Photosynthetic response of transgenic soybean plants, containing an Arabidopsis P5CR gene, during heat and drought stress. Journal of Plant Physiology. 161:1211-1224.
• Gale, A., J. Csiszar, I. Tari, and L. Erdei. 2002. Change in water and chlorophyll fluorescence parameters under osmotic stress in wheat cultivars. Proceedings of the 7th Hungarian congress on Plant Physiology. 85-86 pp.
• Ghobadi, M., Sh. Taherabadi, M.E. Ghobadi, Gh.R. Mohammadi, and S. Jalali-Honarmand. 2013. Antioxidant capacity, photosynthetic characteristics and water relations of sunflower (Helianthus annuus L.) cultivars in response to drought stress. Industrial Crops and Products. 50: 29-38.
• Gray, G.R., B.J. Hope, X.Q. Qian, B.G. Taylor, and C.L. Whitehead. 2003. The characterization of photo-inhibation and recovery during cold acclimation in Arabidopsis thaliana using chorophyll fluorescence imaging. Physiological Plantarum. 119: 365-375.
• Haghparast, R., R. Rajabi, M. Roustaii, and M. Aghaee Sarbarzeh. 2013. Rijaw, A new bread wheat cultivar for rainfed and supplemental irrigation in moderate cold regions of Iran. Seed and Plant Journal. 29(2): 401-403. (In Persian).
• Lutts, S., J.M. Kinet, and J. Bouharmont. 1996. NaCl-induced senescence in leaves of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance. Annals of Botany. 78: 389–398.
• Majidimehr, A., and R. Amiri-Fahliani. 2016. Analysis of salinity effect on chlorophyll rate, florescence indices and grain yield of some rice cultivars. Journal of Crop Breeding. 8(18): 183-190. (In Persian).
• Mamnoei, E., and R. Seyed Sharifi. 2010. Study the effects of water deficit on chlorophyll fluorescence indices and the amount of proline in six barley genotypes and its relation with canopy temperature and yield. Journal of Plant Biology. 2(5): 51-62. (In Persian).
• Müller, M., and S. Munné-Bosch. 2021. Hormonal impact on photosynthesis and photoprotection in plants. Plant Physiology. 185(4): 1500–1522.
• Maxwell, K., and G.N. Johnson. 2000. Chlorophyll fluorescence-a practical guide. Journal of Experimental Botany. 51(345): 659-668.
• Mehrabi, Z., and P. Ehsanzadeh. 2011. A study on physiological attributes and grain yield of sesame (Sesamum indicum L.) cultivars under different soil moisture regimes. Journal of Crops Improvement. 13(2): 75-89. (In Persian).
• Naderi Zarnaghi, R., and R. Fotovat. 2017. Evaluation of drought tolerance of some winter wheat genotypes. Journal of Crop Ecophysiology. 10(4): 945-958.
• Pask, A., J. Pietragalla, D. Mullan, and M. Reynolds. 2012. Physiological breeding II: A field guide to wheat phenotyping. International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT) Mexico, D.f. 140 pp.
• Pazki, A.R., H. Rezaei, D. Habibi, and F. Pak-Nezhad.2012.Effect of drought stress, asscorbate and gibberellin foliar application on some morphological traits, RWC and cell membrane stability of Thyme (Thymus vulgaris L.). Journal of Agronomy and Plant Breeding. 8(1): 1-13. (In Persian).
• Petrov, P., A. Petrova, I. Dimitrov, T. Tashev, K. Olsovska, M. Brestic, S. Misheva. 2017. Relationships between leaf morpho-anatomy, water status and cell membrane stability in leaves of wheat seedlings subjected to severe soil drought. Journal of Agronomy and Crop Science. 204(3): 219-227.
• Ramezannezhad, R., M. Lahouti, and A. Ganjali. 2013. Effect of salicylic acid on physiological and biochemical parameters on resistant and sensitive chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes under drought stress. Journal of Plant Ecophysiology. 5(12): 24-36. (In Persian).
• Ripley, B.S., S.P. Redfern, and J.F. Dames. 2004. Quantification of the photosynthetic performance of phosphorus-deficient Sorghum by means of chlorophyll-a fluorescence kinetics. South African Journal of Science. 100: 615–618.
• Ritchie, S.W., H.T. Nguyen, and A.S. Haloday. 1990. Leaf water content and gas exchange parameters of two wheat genotype differing in drought resistance. Crop Science. 30:105-111.
• Rizza, F., D. Pagani, A.M. Stance, and L. Cattivelli. 2001. Use of chlorophyll fluorescence to evaluate the cold acclimation and freezing tolerance of winter and spring oats. Plant Breeding. 120: 389-396.
• Sadiqov, S.T., M. Akbulut, and V. Ehmedov. 2002. Role of Ca2+ in drought stress signaling in wheat seedlings. Biochemistry-Moscow. 67: 491–497.
• Saeidi, M., F. Moradi, A. Ahmadi, R. Spehri, G. Najafian, and A. Shabani. 2011. The effect of terminal water stress on physiological cahracteristics and sink- source relations in two bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Iranian Journal of Crop Science. 12(4): 392-408. (In Persian).
• Siosemardeh, A., A. Ahmadi, K. Poustini, and H. EbrahimZadeh. H. 2003. Stomatal and nonstomatal limitations to photosynthesis and their relationship with drought resistance in wheat cultivars. Iranian Journal of Agricultural Science. 34(4): 93-106. (In Persian).
• Sondhi, P., D. Lingden, and K.J. Stine. 2020. Structure, formation, and biological interactions of supported lipid bilayers (SLB) incorporating lipopolysaccharide. Coatings (MDPI). 10(981): 1-32.
• Strasser, R.J., A. Srivastava, and M. Tsimilli-Michael. 2000. The fluorescence transient as a tool to characterize and screen photosynthetic samples. Probing photosynthesis: mechanisms, regulation and adaptation, p: 445–483.
• Van Heerden, P.D.R., J.W. Swanepoel, and G.H.J. Krüger, 2007. Modulation of photosynthesis by drought in two desert scrub species exhibiting C3-mode CO2 assimilation. Environmental and Experimental Botany. 61: 124–136.
• Velázquez-Márquez S., V. Conde-Martínez, C. Trejo, A. Delgado-Alvarado, A. Carballo, R. Suárez, and A.R. Trujillo. 2015. Effects of water deficit on radicle apex elongation and solute accumulation in Zea mays L. Plant Physiology and Biochemistry. 96: 29–37.
• Zhang, Y., L. Yaping, J.H. Muhammad, L. Zhou, and P. Yan. 2020. Indole-3-acetic acid improves drought tolerance of white clover via activating auxin, abscisic acid and jasmonic acid related genes and inhibiting senescence genes. BMC Plant Biology. 20: 1-12.
• Zivcak, M., M. Brestic, K. Olsovska, and P. Slamka. 2008. Performance index as a sensitive indicator of water stress in Triticum aestivum. Plant, Soil and Environment. 54: 133–139.
• Yang, J., J. Zhang, Z. Wang, Q. Zhu, and L. Liu. 2002. Abscisic acid and cytokinins in the root exudates and leaves and their relationship to senescence and remobilization of carbon reserves in rice subjected to water stress during grain filling. Planta. 215: 645–652.
• Yang, J., J. Zhang, Z. Wang, Q. Zhu, and L. Liu. 2003. Involvement of abscisic acid and cytokinins in the senescence and remobilization of carbon reserves in wheat subjected to water stress during grain filling. Plant, Cell & Environment. 26: 1621-1631.