اثر براسینواستروئید بر تحمل ارقام گلرنگ به تنش خشکی در اردبیل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دانشگاه محقق اردبیلی

2 هیات علمی دانشگاه محقق اردبیل

3 هیات علمی دانشماه محقق

چکیده

سابقه و هدف: گلرنگ سابقه طولانی کشت وکار در جهان دارد و به عنوان یک گیاه مقاوم به تنش شوری و خشکی مطرح است. تنش کم‌آبی یکی از مشکلات تولید فراورده‌های کشاورزی در بسیاری از نقاط دنیا به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک است. هدف از این پژوهش انتخاب رقم مناسب گلرنگ در شرایط دیم برای منطقه سردسیر و افزایش تحمل به تنش خشکی با توجه به مشکل کمبود آب در کشور می‌باشد. معرفی شاخص‌های فیزیولوژیک مرتبط با تحمل ارقام گلرنگ به کم‌آبی نقش مهمی در انتخاب ارقام متحمل دارد. از آنجا که دانه گلرنگ جزء دانه‌های روغنی سالم و مرغوب می‌باشد بنابراین گلرنگ برای این پژوهش انتخاب گردید.
مواد و روش: به منظور بررسی اثر تنش کم‌آبی بر برخی خصوصیات فیزیولوژیک گلرنگ بهاره در سال 1392 آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی به صورت اسپیلت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. عامل اصلی آبیاری پس از 80، 120 و 160 میلیمتر تبخیر از تشتک کلاس A و عامل فرعی سه رقم گلرنگ بهاره (گلدشت، سینا و فرامان) و دو سطح تنظیم کننده رشد براسینواستروئید (شاهد و 7- 10مولار) بودند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که برهمکنش رقم و تنش کم‌آبی بر صفات کلروفیلa، bو کلروفیل کل (a+b)، فلورسانس حداقل و حداکثر، محتوای آب نسبی و کمبود آب اشباع ، پرولین، قند‌های محلول و پروتئین برگ معنی‌دار شد. در شرایط تنش شدید 160 (میلیمتر تبخیر از تشتک کلاس A) رقم فرامان دارای بیشترین میزان قند محلول، محتوای آب نسبی، کلروفیل a و کلروفیل کل بود، رقم سینا خاردار در کلروفیل b و کمبود آب اشباع بیشترین برتری داشت، و رقم گلدشت در پرولین، فلورسانس حداقل دارای بیشترین میزان بود. در سطح تنش 160 میلیمتر تبخیر فلورسانس حداکثر رقم گلدشت و فرامان در یک دامنه آماری قرار داشتند و بیشتر از رقم سینا خاردار بودند، و در پروتئین محلول برگ رقم سینا خاردار با فرامان در یک دامنه آماری بیشتر از رقم گلدشت قرار گرفتند. اثرات ساده تیمار تنش خشکی، رقم و براسینواستروئید در همه صفات معنی دار بود. اثرات ساده تنش خشکی نشان داد که با افزایش تنش کم‌آبی بر میزان پرولین، قند‌های محلول برگ، کمبود آب اشباع ، فلورسانس حداقل و حداکثر افزوده شد و در مقابل از میزان کلروفیل a ,b، کلروفیل کل، محتوای آب نسبی، حداکثر کارایی فتوشیمیایی فتوسیستمII و پروتئین محلول برگ کاسته شد. استفاده از براسینواستروئید موجب افزایش معنی-دار کلروفیل a ,b، کلروفیل کل، محتوای آب نسبی، حداکثر کارایی فتوشیمیایی فتوسیستمII، پرولین و پروتئین محلول برگ شد ولی صفات قند محلول، کمبود آب اشباع و فلورسانس حداقل و حداکثر کاهش داد.
نتیجه‌گیری: چنین نتیجه گیری می‌شود که در منطقه سردسیر اردبیل در شرایط دیم رقم فرامان نسبت به رقم گلدشت رشد بهتری در شرایط تنش خشکی دارد و رقم سینا خاردار مناسب کشت در منطقه اردبیل نیست. همچنین مصرف براسینواستروئید باعث افزایش تداوم جذب آب و رشد گیاه در شرایط تنش خشکی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect Brassinosteroid application on safflower cultivars tolerance to water stress in Ardabil

نویسنده [English]

  • Mahnaz Zafari 1
چکیده [English]

Background and objectives: Safflower is cultivated for a long time in the past. This plant tolerates drought and salinity stress. Water limitation restricted the crop production in many parts of the world, especially in arid and semi-arid regions. The aim of this study was to select proper varieties of safflower in water limited conditions of cold regions and increase plant tolerance to this stress. Introducing of physiological traits associated with the water stress tolerance in safflower can be useful in selecting the appropriate cultivars in water scarce regions. Since the safflower is one of the important oil seeds, so this plant selected in this study.
Materials and methods: In order to investigate the effect of water deficit stress on some physiological traits of safflower, an experiment carried out in Agricultural Research Station of University of Mohaghegh Ardabili in 2014, as split plot factorial based on randomized complete block design with three replications. The main factor was three irrigation schedules as irrigation after 80, 120 and 150 mm evaporation of the class A pan, and subplots, were three cultivars of safflower (Goldasht, Spiny Sina and Faraman) and two levels of Brassinosteroid (control and 10 -7 M).
Results: Based on results there was no significant interaction between irrigation and cultivar in photochemical efficiency of PSII (fv/fm). Interaction of cultivars and irrigatin schedules was significant on chlorophyll a, b and total chlorophyll, FO and Fm, relative water content and water saturation deficit, proline, soluble sugars and leaf protein. At severe stress (irrigation after 160 mm evaporation), Faraman cultivar had the highest soluble sugars, relative water content, chlorophyll a and total chlorophyll. Spiny Sina cultivar had the highest chlorophyll water saturation deficit and Goldasht had the highest content of proline and fo. In the sever stress ( 160 mm evaporation) fm of Goldasht and Faraman was placed in one statistical group and both had more fm than Sinaspiny and in leaf soluble protein, spinySina and Faraman with equal statistical group were superior to Goldasht. Simple effects of drought stress, cultivar and Brassinosteroid were significant in all studied traits. The main effects of water deficit showed that increasing water stress leads to elevated levels of proline, soluble sugars, water saturation deficit and the fo and fm. In contrast, the chlorophyll a, b, total chlorophyll content, relative water content, Fv/Fm, and soluble protein were reduced. Applying Brassinosteroid, resulted in a significant increase of chlorophyll a, b, total chlorophyll content, relative water content, fm, proline and soluble protein, but there were a decrease in soluble sugar, water saturation deficit, Fo and Fm.
Conclusion: It is concluded that in cold regions like Ardabil Faraman cultivar will have better growth in dry conditions than Goldasht and the spiny Sina is not suitable for the cultivation in the Ardebil region. Also, Brassinosteroid improved water content and caused more growth under water deficit stress

کلیدواژه‌ها [English]

  • Proline
  • fluorescence
  • chlorophyll content
1. Abbaszadeh, B., Sharifi Ashourabadi, E., Lebaschi, M.H., Naderi Hajibagher Kandi, M., and
Moghadami, F. 2008. The effect of drought stress on proline contents, soluble sugars,
chlorophyll and relative water contents of balm (Melissa officinalis L.). Iran J Med Arom
Plant. 23(4): 504-513. (In persian)
2. Abolhasani, Kh., and Saeidi, G. 2006. Evaluation of Drought Tolerance of Safflower Lines
Based on Tolerance and Sensitivity Indices to Water Stress. J Water Soil Sci., 10(3): 407-
419. (In persian)
3. Ahmadi Mousavi, E., Kalanti, Kh., and Torkzadeh, M. 2005. Effects of 24- epibrassinolide
on lipid peroxidation, prolin, sugar and photosynthesis pigments content of canola (Brassica
napus L.) under water stress. Iran J Biol. 18(4): 295-306. (In persian)
4. Anjum, S.A., Wang, L.C., Farooq, M., Hussain, M., Xue, L.L., and Zou, C.M. 2011
a.Brassinolide application improves the drought tolerance in maize through modulation of
enzymatic antioxidants and leaf gas exchange. J Agron crop Sci., 197: 177-185.
5. Arnon, A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agron. J. 23: 112-121.
6. Bassil, B.S., and Kaffka, S.R. 2002. Response of safflower (Cartamustinctorius L.) to saline
soils and irrigation. II Crop response to salinity. Agric. Water Manage., 54: 81-92.
7. Bradford, M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram
quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Annual Biochem., 72:
248-254.
8. Chogan, R. 2004. Modified corn for tolerance of drought and nitrogen stresses. Agriculture
department publication, 95p. (In Persian)
9. Francheboud, Y., and Leipner, J. 2003. The application of chlorophyll fluorescence to study
light, temperature and drought stress. In De-Ell, J.R., Tiovonen, P.M.A. (Eds.). Practical
applications of chlorophyll fluorescence in plant biology. Boston: Klower Academic
Pablishers, Pp: 125-150.
10. Grove, M.D., Spencer, G.F., Rohwedder, W.K., Mandava, N.B., Worley, J.F., and Wathen,
J.D. 1979. Brassinolide a plant growth promoting steroid isolated from canola (Brassica
napus) pollen. Nature. J. 281: 216-217.
11. Hassibi, P., Moradi, F., and Nabipour, M. 2009. The effect of low temperatures and
antioxidant mechanism in susceptible and resistant genotypes of rise (Oryza sativa L.)
Seedlings in the seed stage. Iran J Crop Sci., 10(3): 262-280. (In persian)
12. Irigoyen, J.J., Emerich D.W., and Sanchez-Diaz, M. 1992. Alfalfa leaf senescence induced
by drought stress: photosynthesis, hydrogen peroxide metabolism, lipid peroxidation and
athyleneevoluation. Physiol Plant. J. 84: 67-72.
13. Kafi, M. 2000. Mechanisms of Resistance To Environmental Stresses In Plants. Publishers
of Mashhad Ferdowsi University. 309p. (Translated in Persian)
14. Kaya, C., Higgs, D., and Kernak, H. 2001. The effects of high salinity (NACL) and
supplementary phosphorus and potassium on physiology and nutrition development of
Spanish. Plant Physiol J. 27: 47-59.
15. Khripach, V.A., Zhabinskii, V.N., and Groot, A.E. 1998. Brassinosteroids: A New Class of
Plant Hormones. Acadamic press. United States of America. 460p.
16. Khripach, V.A., Zhabinskide, V.N., and Groot, A.E. 1999. Brassinosteroids a new class of
Plant Hormones. Academic press publication. 472p.
17. Matthews, M.A., and Anderson, M.M. 1988. Fruit ripening in Vitisvinifera L.: Responses to
seasonal water dificits. Am. J. Enol. Viticult. 39(4): 313-320.
18. Maxwell, K., and Johnson, G.N. 2000. Clorophyll fluorescence a practical guide. J. Exp and
Bot. 51: 659-668.
19. Moffatt, J., Sears, M.R.G., and Paulsen, G. 1990. Wheat height temperature tolerance during
reproductive growth. I: Evaluation by chliriphyll fluorescence. Crop Sci. Pp: 881-885.
20. Mohammadian, R., Rahimian, H., Moghaddam, M., and Sadeghian, S.Y. 2003. Effect of
early drought stress on sugar beets chlorophyll fluorescence. Pak J Biol Sci., 6(20): 1763-
1769.
21. Nautiyal, P.C., Nageseara, R.R., and Joshi, Y.C. 2002. Moisture-deficit induced changes in
leaf water content, leaf carbon exchange rate and biomass production in groundnut cultivars
differing in specific leaf area. Field Crop Res., 74: 67-79.
22. Nngannoor, B.T., Parameshwarapa, K.G., and Chetti, M.B. 1995. Analysis of some
physiological characters and their association with seed yield and drought tolerance in
safflower genotypes. Karnataka J. Agric. Sci., 8(1): 46-49.
23. Ozdamir, F., Bor, M., Demiral, T., and Turkan, I. 2004. Effects of 24-epibrassinolide on seed
germination, seedling growth, lipid peroxidation, prolin content and antioxidative system of
rice (Oriza sativa L.) under salinity stress. Plant growth Regul, 42: 203-211.
24. Paknejad, F., Nasri, M., Tohidi Moghadam, H.R., Zahedi, H., and Jami Alahmad, M. 2007.
Effects of drought stress on chlorophyll flouresenceparameters chlorophyll content and grain
yield of wheat cultivars. J. Biol. Sci., 7: 841-847.
25. Pandey, R., and Agarwal, R.M. 1998. Water stress-induced change in proline contents and
nitrat reductase activiti in rise light and dark condition. Physiol Mol Biol plants, 4: 53-57.
26. Sato, F., Yoshioka, H., Fujiwara, T., Higashio, H., Uragami, A., Tokuda, S. 2004.
Physiologycal responses of cabbage plug seedlings to water stress during low- temperature
storage in darkenss. Sci. Hort., 101: 349-357.
27. Scarfts-Brandner, S.J., and Egli, D.B. 1987. Sink removal and leaf senescence in soybean.
Plant Physiol. 85: 662-666.
28. Schaller, H. 2003. The role of sterols in plant growth and development. Progrss in Lipid
research. 42: 163-175.
29. Schonfield, M.P., Richard, J.C., Carver, B.P., and Mornhi, N.W. 1988. Water relations in
winter wheat as drought resistance indicators. Crop Science., 28: 526-531.
30. Shahid, M.A., Pervaz, M.A., Balal, R.M., Mattson, N.S., Rashid, A., Ahmad, R., Ayyub,
C.M., and Abbas, T. 2011. Brassinosteroid (24-epibrassinolide) enhances growth and
alleviates the deleterious effects induced by salt stress in pea (Pisumsativum L.). AJCS. 5(5):
500-510.
31. Vazan, S., Ranji, Z., Tehrani, M., Ghalavand, A., and Saaneyi, M. 2002. Drought stress
effects of on ABA accumulation and stomatal conductivity of sugar beet. Journal of
Agriculture, 3: 176-180. (In persian)
32. Qayyum, B., Shahbaz, M., and Akram, N.A. 2007. Interactive effect of foliar application
of24 -epibrassinolide and root zone salinity on morpho-physiological attributes of wheat
(Triticumaestivum L.). IJABE, 9(4)0: 584-589.
33. Weatherley, P.E. 1995. Studies in water relation ofcotton plants, the fieldof water deficitin
leaves. New Phytol. 49: 81-87.
34. Zafari, M., Ebadi, A., and Jahanbakhsh, S. 2012. Effect of mycorrhiza on water deficit
resistance in alfalfa. Master thesis. University of Mohaghegh Ardabili. 99p. (In Persian)