پاسخ ارقام مختلف گندم دوروم به تنش کمبود روی در خاک آهکی با استفاده از برخی پارامترهای فیزیولوژیک
محورهای موضوعی : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعیصدیقه حاجی حسینلو 1 * , عزت اله اسفندیاری 2 , اسماعیل کریمی 3 , لونت اوزترک 4
1 - دانشجوی دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، ایران
2 - گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، ایران
3 - دانشگاه مراغه
4 - استاد دانشگاه سابانچی
کلید واژه: غلظت روی, كارايي روي, گندم, ماده خشك بوته,
چکیده مقاله :
با توجه به اهمیت تنوع ژنتیکی در برنامه های اصلاحی، پژوهش حاضر با مطالعه 28 رقم گندم دوروم با هدف شناسايي پاسخ رفتاری آنها به کمبود روی در خاک آهکی، به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. فاکتورهای مورد مطالعه شامل ارقام گندم دوروم و کاربرد خاکی روی بود. بوته های گندم 45 تا 60 روز در شرایط کنترل شده نگهداری و در نهایت کف بر شده و پارامترهای مورد نظر مطالعه گردید. در شرایط کمبود روی کمترین و بیشترین وزن خشک اندام های هوایی به ترتیب در ژنوتیپ های PGS و Cheheldaneh و در شرایط کافی بودن آن به ترتیب در ژنوتیپ های Celcuklu و Cheheldaneh حاصل شد. کمترین غلظت روی در شرایط کمبود روی به ژنوتیپ 45430 و بالاترین مقدار به ژنوتیپ Ozbec و در شرایط کاربرد روی کمترین و بیشترین غلظت روی به ترتیب در ژنوتیپ های Durbel و Mirzabey اندازه گیری شد. از طرفی، در شرایط کافی بودن روی، ارقام Amonos و Durbel به طور مشترک کمترین و ژنوتیپ 45430 بیشترین محتوای روی را داشتند. بیشترین علایم کمبود روی در ژنوتیپ Durbel و کمترین علایم در ژنوتیپ Dena ظاهر شد. در شرایط کمبود روی ارقام Zenit و Cakmak و در شرایط کاربرد روی ارقام Mirzabey و Kunduru به ترتیب بیشترین و کمترین کارآیی مصرف روی را نشان دادند. از نظر علایم ظاهری، میزان ماده خشک اندام های هوایی، کارآیی روی، محتوا و غلظت روی تنوع بالایی مشاهده شد. همچنین، محتوا و غلظت روی در اندام های هوایی ارقام متحمل مانند Dena و Cheheldaneh الزاماً بیشتر از ارقام حساس مانند Uzbek، Amonous و Aydin در هر دو شرایط کمبود روی و کافی بودن آن نیست و ممکن است در ارقام مقاوم میزان و محتوای روی در اندام های هوایی کمتر از ارقام حساس باشد. در بین پارامترهای مورد بررسی علایم ظاهری، میزان ماده خشک اندام های هوایی و کارآیی روی، پارامترهای مناسب تری بوده و ارزیابی براساس نتایج هر سه پارامتر توصیه می گردد. به عبارت دیگر، ژنوتیپ هایی که میزان کارآیی روی و میزان ماده خشک بیشتر ولی علایم ظاهری کمتری در شرایط کمبود روی دارند مانند Dena متحمل به کمبود روی می باشند.
Zinc deficiency is a common problem in the agricultural lands of Iran, which is present in a significant part of them with different degrees. Among different wheat cultivars, durum is more sensitive to zinc deficiency than others. Considering the importance of Genetic diversity in breeding programs, the present study was carried out using 28 genotypes of durum wheat with the aim of identifying their behavioral response to zinc deficiency in calcareous soil, as a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications. Results showed that zinc content and concentration in the shoots of tolerant cultivars like Dena and Cheheldaneh is not necessarily higher than susceptible cultivars such as Ozbec, Amonos and Aydin in both zinc deficiency and sufficiency conditions, and in resistant cultivars the concentration and content of zinc in the shoots may be less than the sensitive cultivars. In zinc deficiency condition, the lowest and highest dry weight of shoots were obtained in PGS and Cheheldaneh genotypes, respectively, and when sufficient it was obtained in Celcuklu and Cheheldaneh genotypes. The lowest zinc concentration in zinc deficiency belonged to genotype 45430 and the highest value belonged to Ozbec genotype. Also the lowest and highest zinc concentrations in zinc sufficiency were measured in genotypes Durbel and Mirzabey respectively. Genotype 45430 had the lowest and Ozbec had the highest zinc content in zinc deficiency condition. On the other hand in terms of zinc sufficiency, Amonos and Durbel genotypes commonly had the least zinc content and 45430 genotype its highest content. The most symptoms of zinc deficiency appeared in Durbel and the least symptoms were recorded in Dena genotype. In terms of zinc deficiency Zenit and Cakmak genotypes and by zinc application Mirzabey and Kunduru genotypes indicated the highest and lowest zinc consumption efficiencies, respectively.
Abdoli, M., and E. Esfandiari. 2017. Assessment of genetic variation and zinc deficient tolerance in spring durum wheat (Triticum durum Desf.) genotypes in calcareous soil with zinc deficiency. Journal of Genetic Resources. 3 (1): 7-17.
Abdoli, M., E. Esfandiari, A.A. Aliloo, B. Sadeghzadeh, and S.B. Mousavi. 2019. Study of genetic diversity in different wheat species with various genomes based on morphological characteristics and zinc use efficiency under two zinc deficient growing conditions. Acta Agriculturae Slovenica. 113: 147-161.
Anonymous. 2016. FAO. Food and agricultural organization of the United Nations, statistics division. Production/Crops/ World.
Beygi, M., G.H. Savaghebi, and B. Motesharezadeh. 2012. Study of zinc efficiency in selected common bean cultivars. Journal of Water and Soil. 26 (1): 33-41.
Cakmak, I. 2002. Plant nutrition research: Priorities to meet human needs for food in sustainable ways. Plant and Soil. 247 (1): 3-24.
Cakmak, I. 2008. Enrichment of cereal grains with zinc: Agronomic or genetic biofortification. Plant and Soil. 302 (1): 1-17.
Erdal, U., M.A. Turan, and S. Taban. 2003. Effect of zinc application on growth and nutrient concentrations of corn grown in soils with different characters. Ankara University Journal of Agricultural Science. 9 (4): 334-339.
Esfandiari, E., and A. Javadi. 2014. Different responses of two wheat cultivars to salinity stress at seedling stage. Iranian Journal of Plant Biology. 6 (2): 1-16. (In Persian).
Esfandiari, E., and M. Abdoli. 2017. Improvement of agronomic and qualitative characters of durum wheat (Triticum turgidum L. var. durum) genotypes by application of zinc sulfate under zinc deficiency stress. Journal of Crop Ecophysiology. 11 (3): 619-636. (In Persian).
Esfandiari, E., M. Abdoli, B. Sadeghzadeh, and S.B. Mousavi. 2018. Evaluation of Turkish durum wheat (Triticum turgidum var. durum) genotypes based on quantitative traits and shoot zinc accumulation under zinc-deficient calcareous soil. Iranian Journal of Plant Physiology. 8 (4): 2525-2537. (In Persian).
Esfsndiari, E., and S.A. Mahboob. 2014. Plants biochemistry. Medicinal Science University of Tabriz. 315 p. (In Persian).
Genc, Y., and G.K. McDonald. 2004. The potential of synthetic hexaploid wheats to improve zinc efficiency in modern bread wheat. Plant and Soil. 262 (2): 23-32.
Genc, Y., and G.K. McDonald. 2008. Domesticated emmer wheat [T. turgidum L. subsp. dicoccon (Schrank) Thell.] as a source for improvement of zinc efficiency in durum wheat. Plant and Soil. 310 (1): 67-75.
Genc, Y., G.K. McDonald, and R.D. Graham. 2002. A soil-based method to screen for zinc efficiency in seedlings and its ability to predict yield responses to zinc. Australian Journal of Agricultural Research. 53 (4): 409-421.
Hacisalihoglu, G., and L.V. Kochian. 2003. How do some plants tolerate low levels of soil zinc? Mechanisms of zinc efficiency in crop plants. New Phytologist. 159 (2): 341-350.
Hacisalihoglu, G., J.J. Hart, C.E. Vallejos, and L.V. Kochian. 2004. The Role of shoot-localized Processes in the mechanism of Zn efficiency in common bean. Planta. 218 (5): 704-711.
Hajiboland, R., B. Singh, and V. Römheld. 2011. Retranslocation of Zn from leaves as important factor for zinc efficiency of rice genotypes. In Plant Nutrition. Springer, Dordrecht. pp: 226-227.
Hemantaranjan, A. 2009. Advancements in micronutrient research. Scientific Publishers. India. 465 pp.
Khoshgoftar-Manesh, A.H. 2007. Evaluation of plant nutrition status and optimum fertilizer management. Isfahan University of Technology Press. (In Persian).
Malakouti, M.J. 2007. Zinc is a neglected element in the life cycle of plants. Middle Eastern and Russian Journal of Plant Science and Biotechnology. 1(1): 1-12.
Maralian, H., R. Didar, K. Shahbazi, and M. Torabi Ghighloo. 2008. Effect of iron and zinc foliar application on improving seed quantitative and qualitative properties of three wheat cultivars. Journal of Agricultural Research. 8 (4): 47-59. (In Persian).
Moshiri, F., M. Ardalan, M.M. Tehrani, and G.H. Savaghebi. 2010. Zinc efficiency of wheat cultivars in a calcareous soil with low zinc status. Journal of Water and Soil. 24(1): 145-153.
Munns, R., and M. Tester. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review in Plant Biology. 59: 651-681.
Narwal, R.P., R.R. Dahiya, R.S. Malik, and R. Kala. 2012. Influence of genetic variability on zinc, iron and manganese responses in wheat. Journal of Geochemical Exploration. 121 (1): 45-48.
Passerini, A., C. Andreini, S. Menchetti, A. Rosato, and P. Frasconi. 2007. Predicting zinc binding at the proteome level. BMC Bioinformatics. 1(1): 8-39.
Rasouli-Sadaghiani, M.S., M. Javadi-Paydar, M.H. Gharedaghi, Y.Y. Fard, and A.R. Dehpour. 2011. Antidepressant-like effect of pioglitazone in the forced swimming test in mice: The role of PPAR-gamma receptor and nitric oxide pathway. Behavioral Brain Research. 224 (2): 336-343.
Ren, J., D. Sun, L. Chen, F.M. You, J. Wang, Y. Peng, E. Nevo, D. Sun, M.C. Luo, and J. Pen. 2013. Genetic diversity revealed by single nucleotide polymorphism markers in a worldwide germplasm collection of durum wheat. International Journal of Molecular Sciences. 14 (4): 7061-7088.
Sepehr, E., M.J. Malakouti, B. Kholdebarin, A. Samadi, and N. Karimian. 2009. Genotypics variation in P efficiency of selected Iranian cereals in greenhouse experiment. Plant Production. 3(1): 17-28.
Shu, N., T. Zhou, and S. Hovmoller. 2008. Prediction of zinc-binding sites in proteins from sequence. Bioinformatics. 24 (6): 775-782.
Torun, B., G. Bozbay, I. Gultekin, H.J. Braun, H. Ekiz, and I. Cakmak. 2000. Differences in shoot growth and zinc concentration of 164 bread wheat genotypes in a zinc deficient calcareous soil. Journal of Plant Nutrition. 23(9): 1251-1265.
Vanitha, J., K. Amudha, R. Kumari, and S. Robin. 2016. Genetic variability studies for zinc efficiency in aerobic rice. Journal of Agricultural Science and Research. 3 (1): 49-56.