تغییرات مقدار و فلورسانس کلروفیل و قندهای محلول کل در ارقام کلزا در شرایط تنش اسمزی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

      به منظور ارزیابی اثر تنش اسمزی بر میزان قندهای محلول کل، فلورسانس کلروفیل و میزان کلروفیل بر اساس واحد SPAD در مرحله گیاهچه کلزا، آزمایشی به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در 4 تکرار اجرا گردید. سطوح تنش اسمزی (شاهد، 5/3- بار و 7- بار) به عنوان عامل اصلی و 12 رقم کلزا به عنوان عامل فرعی بود. نتایج نشان داد که تنش اسمزی موجب کاهش قندهای محلول کل، فلورسانس اولیه، حداکثر و متغیر می‌شود، اما میزان کلروفیل و عملکرد فتوشیمیایی فتوسیستم (Fv/Fm) را افزایش می‌دهد. به نظر می‌رسد که افزایش میزان کلروفیل باعث کاهش بازدارندگی نوری و افزایش عملکرد فتوشیمیایی فتوسیستم شده است. از عملکرد فتوشیمیایی می‌توان به عنوان شاخص فیزیولوژیکی برای گزینش ارقام متحمل به تنش اسمزی استفاده کرد. در شرایط تنش اسمزی 7- بار ارقام لیکورد، زرفام و اورینت بیشترین مقدار عملکرد فتوشیمیایی فتوسیستم را داشتند. هم‌چنین، رقم لیکورد عملکرد زیست‌شناختی بالا در هر دو شرایط بدون تنش و دارای تنش داشت. مقدار شاخص تحمل تنش (STI) آن نیز بیشتر از ارقام دیگر بود. در تجزیه به عامل‌ها چهار عامل اول 04/92 درصد از تغییرات صفات را توجیه کردند. عامل اول دارای ضرایب مثبت و بزرگ برای عملکرد و شاخص تحمل تنش و عامل دوم دارای ضرایب مثبت و بزرگ برای فلورسانس کلروفیل بودند. گروه‌بندی ارقام با استفاده از دو عامل اول نشان داد که رقم لیکورد متحمل به تنش اسمزی بوده و از ارقام دیگر متمایز شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Changes in Chlorophyll Content and Fluorescence and Total Soluble Sugars Rapeseed Cultivars under Osmotic Stress

نویسندگان [English]

  • M Nemati
  • A Asghari
چکیده [English]

     In order to evaluate the effect of osmotic stress on total soluble sugars, chlorophyll fluorescence and chlorophyll content (SPAD) in the seedling stage of rapeseed, an experiment was conducted as split plot based on randomized complete block design with four replications. The levels of osmotic stress (control, -3.5 and -7 bar) as main factor and 12 rapeseed cultivars as sub factor were used. Results showed that osmotic stress decreased total soluble sugars, Fo, Fv and Fm, but increased SPAD and Fv/Fm. It seemed that increasing of Chlorophyll content caused decreasing of light repression and increasing of Fv/Fm. The Fv/Fm can be used as a physiological index for selection osmotic stress tolerant cultivars. In osmotic stress condition (-7 bar) The Licord, Zarfam and Orient cultivars had the highest Fv/Fm. Also, the Licord cultivar had high biological yield in stress and non stress condition. The amount of stress Tolerant Index (STI) in this cultivar was higher than others. In factor analysis, the four first factors explained 92.04 present of trait variance. The first factor had positive and high coefficients for biological yield and STI and the second factor had positive and high coefficients for chlorophyll fluorescence. Grouping of cultivars using tow first factor showed that Licord cultivar was osmotic stress tolerant and separated from other cultivars.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Osmotic stress
  • Stress tolerance indices
  • Chlorophyll fluorescence
  • Total soluble sugars
  • Rapeseed

مراجع

آمارنامه کشاورزی. 1388. وزارت جهاد کشاورزی، معاونت امور برنامه‌ریزی، اقتصادی و بین‌المللی دفتر آمار و فناوری اطلاعات.
زبرجدی ار، 1387. مطالعه اثر تنش خشکی روی عملکرد و اجزای عملکرد برخی از ژنوتیپ‌های پاییزه کلزا. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی شماره542، دانشگاه رازی.
شهریاری، را، کریمی، 1380. ارزیابی مقاومت به سرما در ژرم پلاسم‌های گندم با اندازه‌گیری محتوای کلروفیل و رنگ برگ‌ها. چکیده مقالات هفتمین کنگره علوم زراعت و اصلاح نباتات ایران ، صفحه 507.
کافی م، لاهوتی م، زند ا، شریفی ح ر، گلدانی م، 1384. فیزیولوژی گیاهی (ترجمه). انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
مقدم م، محمدی شوطی ا ق و آقایی سر برزه م، 1373. آشنایی با روش‎های آماری چند متغیره (ترجمه). انتشارات پیشتاز علم.
منجم س، محمدی و ا، احمدی ع، 1390. ارزیابی تحمل به خشکی در برخی از ارقام زراعی کلزا با استفاده از شاخص‌های ارزیابی تنش. مجله الکترونیک تولید گیاهان زراعی، جلد جهارم، شماره اول، صفحه 151 تا 169.
ناصری ف، 1375. دانه های روغنی(ترجمه). انتشارات آستان قدس رضوی.
 
Allahverdiev SI, Sakamoto A, Nishiyama Y and Murata N, 2000. Inactivation of photosystems I and II in response to osmotic stress in Synechococcus. Contribution of water channels. Plant Physiol, 122:1201–1208.
Anjum F, Yaseen M, Rasool E, Wahid A and Anjum S, 2003. Water stress in barley (Hordeum vulgare L.) II. Effect on chemical composition and chlorophyll contents. Pak J Agri Sci 40(1-2): 41-49.
Araus JL, Amaro T, Voltas J, Nakkoul H and Nachit MM, 1998. Chlorophyll fluorescence as a selection criterion for grain yield in durum wheat under Mediterranean condition. Fild Crop Res 55: 209-223.
Barraclough PB and Kate J, 2001. Effect of water stress on chlorophyll meter reading in wheat. Plant Nutrition, 5: 722-723.
Behmaram RA, Faraji AF and Amiari-Oghan H, 2006. Evaluation of drought tolerance in spring rapeseed cultivars (Brassica napus L.). The 9th Iranian crop science congress. Aboureyhan Campus- University of Tehran. Pp:496.
Blum A. 1996. Crop responses to drought and the interpretation of adaptation. Plant Growth regulators 20: 135-148.
Bordloff D Etchebfr H and Buscall R, 2001. Improved procedures for extraction of water-extractable carbohydrates from particulate organic matter. Oceanologica Acta 24: 343-347.
Castrillo M and Trujillo I, 1994. Ribulose-1-5, biphosphate caboxylase activity & chlorophyll & protein content in two cultivars of French bean plants under water stress & rewatering. Photosyn 30: 175-181.
Chiementi CA, Pearson J and Hal AJ, 2002. Osmotic adjustment and yield maintenance under drought in sunflower. Field Crops Res. 75: 235-246.
De R, Kar RK, 1995. Seed germination and seedling growth of mange bean (vigana radiata) under water stress induced by PEG 6000. Seed Sci Technol 23: 301-308.
Eshghizade HR and Ehsanzadeh P, 2009. Maize hybrids performance under differing irrigation regimes: 1- chlorophyll fluorescence, growth and grain yield. Iranian J Agr Sci (In press).
Fernandez GC, 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: Kuo CC (Ed) proceeding of the international symposium on adaptation of vegetable and other food crops to temperature water stress. Taiwan, 13-18, august.
Flageaa Z, Pastore B, Campanile RG.and Di Fonzo N, 1994. Photochemical quenching of chlorophyll fluorescence and drough tolerance in different durum wheat (Triticum durum) cultivars. 1. Agric Sci Cambridge 122(2): 183-192.
Fracheboud Y, 2006. Using chlorophyll fluorescence to study photosynthesis. Institute of Plant Sciences ETH, Universitatstrass, CH-8092 Zurich.
GraanT, and Boyer JS. 1990. Very high CO2 partially restores photosynthesis in sunflower at low water potentials. Planta 181: 378-384.
Hak R, Rinderle-Zimmer U, Linchtenthaler HK and Natr L, 1993. Chlorophyll a fluorescence signatures of nitrogen deficient barley leaves. Photosynthetic 28:151-159.
Havaux M, Emez M and Lannoye R, 1998. Selection de varieties de bale dur (Triticum durum Desf.) etde ble tender (Triticum aestivum L.) adapted a la secberesse par I measure de I extinction de la et de bale tender (Triticum aestivum L.) adapted a la secberesse par I measure de I extinction de la fluorescence dela chlorophyll in viva. Agron 8(3): 193-199.
Heiss S, Schafer HJ, Haag-Kerwer A and Rausch T, 1999. Cloning sulfur assimilation affects the expression of a putative low-affinity sulfate transporter and isoforms of ATP sulfurylase and APS reductase. Plant Mol Biol, 39: 847-857.
Hurd EA, 1976. Breeding for drought resistance in water deficit and plant growth. Vol. 4. Soil water management and plant responses. Academic Press.
Irrigoyen JH, Emerich DW. and sanchez Diaz, M. 1992. Water stress induced changes in concentration of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (medicago sative) plants. Physiologia plantarum 84: 55-66.
Kauser R, Ahar HR and Ashraf M, 2006. Chlorophyll fluorescence: A potential indicator for rapid assessment of water stress tolerance in canola (Brassica napus L.). Pak J Bot 38(5): 1501-1509.
Kerepesi I. 1998. Osmotic and salt stresses induced differential alternation in water-soluble carbohydrate content in wheat seedling. Journal Agric Food chem 5347-5354.
Kriedemann PE. 1980. Stomatal and photosynthetic limitations to leaf growth. Plant Physiol,13,15-31.
Ma Q, Niknam R and Turner DW. 2006. Response of osmotic adjustment and seed yield of Brassica napus and Brassica jounce to soil water deficit at different growth stages. Aust. J. Agric. Res. 57: 221-226.
Mahajan S and Tuteja N, 2005. Cold, salinity and drought stresses: An overview. Biochemistry and Biophysics, 444: 139-158.
Michel BE. and Kaufmann RK, 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiol 51: 914-916.
Moradshahi A, Salehi eskandari B and Kholdebarin B, 2004. Some physiological responses of canola (Brassica napus L.) to water deficit stress under laboratory conditions. Iranian J Sci Technol 28: 43-50.
Mostajerani A and Rahimi-Eichi V. 2008. Drought stress effects on root anatomical characteristics of rice cultivars (Oryza sativa L.). Pak. J. Biol. Sci. 11: 2173-2183.
Ramzi B, Morales F, Abadia A, Gomeza J and Abadia J, 1994. Chlorophyll fluorescence as a possible tool for salinity tolerance screening in barley (Hordeum vulgare L.). Plant Physiol 104: 667-673.
Rey JD, and Sinclair TR, 1997. Stomata closure of maize hybrids in response to drying soil. Crop Sci 37: 803-807.
Reynolds MP, Singh RP, Ibrahim A, Ageeb OAA, Larque-Saavedra A and Quick JS, 1998. Evaluating physiological traits to compliment empirical selection for wheat in warm environments. Euphytica 100:85-94.
Sharma KD and Kuhad MSMS. 2006. Influence of Potassium level and soil moisture regime on biochemical metabolites of Brassica Species. Brassica J. 8:71-74.
Tavakol E and Pakniyat H, 2007. Evaluation of some drought criteria seedling stage in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. Pakistan J Biol Sci 10(7): 1113-1117.
Ward K, Scarth R, Daun J. and Mcvetty PBE, 1992. Effects of genotype and environment on seed chlorophyll degradation during ripening in four cultivars of oilseed rape (Brassica napus L.). Canadian J Plant Sci 72: 643-649.
Westgate ME. 1992. Flower and pod development in water deficit soybeans (Glycine max L. Merr). Dept. of Botany and Microbiology, Auburn University, Auburn, Al.U.S.A.
Yordanov V and Tsonev T, 2002. Plant responses to drought, acclimation and stress tolerance. Photosynthica 38(1): 171-186.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار