Document Type : Research Paper
Authors
1 Ferdowsi University of Mashhad
2 University of Mohaghegh Ardabili
3 Seed and Plant Improvement Institute (SPII), Karaj
Abstract
In order to select new rootstocks for resistance to water stress and the identification of biochemical markers associated with this conditions the effect of water stress and Effective microorganism on the biochemical properties of almond rootstocks were investigated. Effects of two concentrations of EM (0 and 1%) and three irrigation levels {normal irrigation and irrigation after depletion of 33 and 66% of available soil water},and four rootstocks of Almond( natural hybrid of peach × almond (H1and H2), GF677 and Juvan cultivar were evaluated. This experiment was arranged as a factorial experiments based on a randomized complete blocks design with four replications. The measured traits were seedling survival, chlorophyll A, B and total,soluble sugars, starch, protein and proline content in leaves and roots. Analysis of variance showed that effect of rootstock and irrigation levels in all the studied traits were significant at the %1 level. The results showed that effect of Effective microorganisms on starch, protein and proline content in leaves and roots and chlorophyll A were significant 1% level and chlorophyll B was significantly different at 5% level. Consumption of Em, reduced proline and starch in the leaves and roots compared to control but protein was increased at 5% level. Chlorophyll content was different with type of chlorophyll and treatment. According to the results, the characteristics of proline, soluble sugars and proteins of leaves are suitable markers for evaluation of water stress in almond and the H1 rootstock (natural hybrid of peach × almond) was identified as resistant to drought.
Keywords
ارزیابی اثرات تنش آبی و ریز موجودات مفید بر خصوصیات بیوشیمیایی پایههای رویشی بادام
علی اکبر شکوهیان1*، غلامحسین داوری نژاد2، علی تهرانی فر2، علی رسولزاده3 و علی ایمانی4
1 اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی،دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی
2 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی
3 اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی، گروه مهندسی آب
4 کرج، موسسه اصلاح و تهیه بذر و نهال، بخش تحقیقات باغبانی
تاریخ دریافت: 27/3/92 تاریخ پذیرش: 6/12/92
چکیده
در راستای انتخاب پایههای جدید مقاوم به کم آبی و شناسایی نشانگرهای بیوشیمیایی مرتبط با این شرایط، بررسی اثر تنش آبی و ریز موجودات مفید (Effective microorganism (Em)) بر خصوصیات بیوشیمیایی قلمههای ریشهدار شده پایههای رویشی بادام در گروه علوم باغبانی دانشگاه فردوسی مشهد در طی سالهای91 - 1389 مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. این طرح به صورت فاکتوریل 3× 2× 4 در قالب بلوکهای کامل تصادفی با سه سطح آبیاری کامل (نگهداری رطوبت در حد ظرفیت مزرعه)، آبیاری موقعی که 33 درصد و 66 درصد آب قابل نگهداری تخلیه شده باشد و 4 فاکتور پایه شامل قلمههای ریشهدار شده پایههای رویشیGF677، دو هیبرید طبیعی انتخابی هلو× بادام (H1,H2) و قلمههای ریشهدار شده رقم جوین، با دو سطح غلظت ریز موجودات مفید (Em) شامل شاهد (صفر) و محلول یک درصد در 4 تکرار اجرا شد. صفات کلروفیلB ، A و کلروفیل کل، میزان قندهای محلول، نشاسته، پروتئین و پرولین موجود در برگ و ریشه اندازهگیری شد. تجزیه واریانس دادهها نشان داد که بین سطوح پایهها و آبیاری در تمام صفات مورد بررسی از نظر آماری در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنیداری وجود دارد. نتایج نشان داد که سطوح ریز موجودات مفید در صفات پرولین، نشاسته و پروتئین برگ و ریشه و کلروفیل A تفاوت معنیداری در سطح احتمال یک درصد و کلروفیل B در سطح احتمال 5 درصد داشتند. مقدار پرولین و نشاسته در برگ و ریشه با مصرف Em نسبت به شاهد کاهش ولی درصد پروتئین در سطح احتمال 5 درصد افزایش داشت. مقدار کلروفیل وابسته به نوع کلروفیل و تیمار اعمال شده بر گیاه متفاوت بود. با توجه به نتایج بدست آمده، صفات پرولین، قندهای محلول و پروتئین برگ، نشانگرهای مناسبی بهمنظور بررسی تحمل به خشکی بادام محسوب و هیبرید طبیعیH1، پایه مقاوم به شرایط خشکی شناخته شد.
واژههای کلیدی: پروتئین، پرولین، کلروفیل، قندها، زندهمانی
* نویسنده مسئول، تلفن: 09144552628 ، پست الکترونیکی: shokouhiana@yahoo.com
مقدمه
بادام نقش مهمی در اقتصاد کشاورزی نواحی خشک و نیمهخشک جهان از جمله ایران دارد. صفت مقاومت به کم آبی در بین پایههای بادام متفاوت است (6). گیاهان روشهای مختلفی را در مواجه با کم آبی بهکار میگیرند، درک این شیوهها موجب تصمیم گیری مناسب در مدیریت آبیاری و استفاده از ژنوتیپهای کارآمد در چنین شرایطی میشود (18).
گونههای گیاهی در شرایط متفاوت محیطی با تجمع مواد محلول در سلول پتانسیل آبی خود را بدون تغییر در آماس، کاهش میدهند. این مواد شامل اسیدهای آمینه، قندها، الکلهای قندی، یونها (پتاسیم (K+))، اسیدهای آلی، آمیدها، آمینها و گروههای بتائین میباشند که در پاسخ به تنش ساخته یا ذخیره می شوند. تجمع این مواد سبب کاهش پتانسیل آب اندامهای گیاهی و متعاقباً ایجاد شیب پتانسیل آب نسبت به محیط خارج شده که در چنین حالتی جذب آب توسط گیاه امکانپذیر میگردد (33). تجمع پرولین در تمام اندامهای گیاه در طی تنش وجود دارد که به عنوان شاخصی برای گزینش ارقام متحمل به تنش بکار میرود (1). در شرایط تنش، قندها از طریق تنظیم اسمزی و تورژسانس سلولها، از پایداری غشاء و پروتئین محافظت میکنند (12). بررسیهایی در خصوص تأثیر تنش بر کاهش کلروفیل در گیاهان مختلف از جمله پسته و بنه (50) و ذرت (29) انجام شده است. گزارشهای زیادی در خصوص استفاده از نشانگرهای بیوشیمیایی، فیزیولوژی و مورفواوژی به منظور شناسایی پایهها و ارقام بادام متحمل به تنش ارائه شده است. از جمله میتوان به بررسیهای اساک ایدس(23)، سردابی و همکاران (39)، روحی (37)، زمانی و همکاران (9)، کامپوزه و همکاران (17)، کریمی و همکاران (27)، یداللهی و همکاران (9) اشاره کرد.
ترکیبی از باکتریهای اسید لاکتیک و فتوسنتزی، اکتنومیستها، مخمرها و سایر موجودات زنده ازجمله قارچهای تخمیری در زمره ریزموجودات مفید (Em) قرار میگیرند. این موجودات روی کیفیت خاک، رشد گیاه، عملکرد محصول و کیفیت آن مؤثرند و باعث افزایش کارایی گیاه میشوند (20). ترکیب EM ریزموجودات مفید را در خاک و گیاه افزایش میدهد، این ماده در کشاورزی ارگانیک برای بهبود عملکرد و کیفیت محصول نیز مورد استفاده میباشد(51).
هدف این تحقیق بررسی و ارزیابی صفات بیوشیمیایی پایههای بادام در شرایط تنش کم آبی و تأثیر ریزموجودات مفید بر این صفات بهمنظور شناسایی نشانگرهای بیوشیمیایی مرتبط با کم آبی و انتخاب و معرفی پایههای جدید متحمل به تنش بر اساس نشانگرهای مناسب شناخته شده بوده است.
مواد و روشها
در این پژوهش قلمههای ریشهدار شده پایه رویشی GF677 و دو پایه H1و H2 از دورگههای طبیعی بادام، انتخابی از کلکسیون مادری مؤسسه نهال و بذر کرج و قلمههای یک رقم بادام محلی منتخب از کشت و صنعت جوین در گلدانهای با دهانه 30 و ارتفاع 40 سانتیمتری (جرم 27 کیلوگرم) کشت و در طی سالهای91-1389 در فضای باغ تحقیقاتی گروه علوم باغبانی دانشگاه فردوسی مشهد نگهداری شدند. نهالها از اول اردیبهشت تا پایان خرداد ماه به مدت 60 روز با آبیاری و تغذیه کامل نگهداری و در طول این مدت تیمار ریزموجودات مفید پیش از تیمارهای تنش بر روی گیاهان اجرا شد تا اثرات احتمالی آن در گیاه تثبیت شود. در هر مرحله از آبیاری محلول Emرا که ترکیبی از Em3 (حاوی 90 درصد باکتریهای فتوسنتزی) و Em4 (با 90 درصد ریز موجودات تولیدکننده اسید لاکتیک) به نسبت مساوی بود به غلظت یک درصد (10 سی سی در یک لیتر برای هر گیاه در هفته) تهیه و به نصف از گلدانها (48 گلدان) با آب آبیاری به خاک داده شد. 48 گلدان باقیمانده (شاهد) به همان اندازه با آب معمولی که دارای هدایت الکتریکی 5/1 میلیموس بر سانتیمتر، کل املاح 810 میلی گرم بر لیتر، کلر 45 میلی گرم بر لیتر سدیم 50 میلیگرم در لیتر و بیکربنات 64 میلی گرم در لیتر بود، آبیاری شدند. به دنبال آن از اواسط تیر ماه سه سطح آبیاری شامل آبیاری کامل (نگهداری رطوبت در حد ظرفیت مزرعه)، و آبیاری موقعی که 33 درصد و 66 درصد آب قابل نگهداری تخلیه شده باشد، اعمال گردید. به منظور تعیین وضعیت رطوبتی گلدانها، روزانه تمامی آنها وزن و بدین ترتیب نقصان رطوبتی با اضافه نمودن آب در حد تنش مورد نظر جبران گردید. غلظت کلروفیل A، B و کلروفیل کل از روش آرنون (11)، استخراج نشاسته با روش مککریدی و همکاران (28)، قندهای محلول در برگ و ریشه با استفاده از روش تغییر داده شده شلیگل (42)، پروتئین با روش برادفورد (15) و پرولین به شیوه بتیز و همکاران (13) اندازه گیری شد. در نهایت درصد نهالهای باقیمانده (زندهمانی) با معادله زیر محاسبه شد.
100 × تعداد نهال اولیه ÷ تعداد نهال باقیمانده = درصدزندهمانی
این آزمایش بهصورت فاکتوریل 3× 2× 4 در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه سطح آبیاری، 4 فاکتور پایه و دو سطح غلظت ریزموجودات مفید (Em) در 4 تکرار اجرا شد. برای تجزیه و تحلیل آماری از نرم افزار JUMPS استفاده و مقایسه میانگینها با استفاده از آزمون LSD (01/0P<) انجام شد و نمودارها بوسیله نرم افزار Excel رسم گردید.
نتایج
بین سطوح پایهها در تمام صفات بیوشیمیایی مورد بررسی در سطح احتمال یک درصد تفاوت معنیداری وجود داشت (جدول های 1 و 2). مقایسه میانگینها نشان داد که رقم جوین بیشترین و پایه H1کمترین مقدار کلروفیل کل را در یک گرم ماده تازه داشتهاند. از نظر کلروفیل A بیشترین مقدار توسط پایه H2 و کمترین در پایه GF677 تولید شد. در خصوص کلروفیل B پایه GF677 بیشترین و دو پایه H2 و H1 پایینترین تولید را داشتند و در این خصوص بین این دو پایه تفاوت معنیداری در سطح احتمال یک درصد مشاهده نشد. پایهها در سطح احتمال یک درصد در صفت زندهمانی تفاوت معنیداری داشتند. بیشترین درصد بقاء در پایه GF677 و H1 و کمترین درصد در قلمههای رقم جوین مشاهده شد(جدول3). از نظر پرولین پایه H2 بیشترین و رقم جوین کمترین مقدار را در برگ داشتند در حالی که GF677 بالاترین و پایه H1پایینترین سطح پرولین را در ریشه داشتند(جدول3).
بیشترین مقدار قندهای محلول موجود در برگ و ریشه در قلمههای GF677 بود که تفاوت معنیداری در سطح یک درصد با پایههای H2 و نهالهای حاصل از قلمههای رقم جوین داشت ولی در این خصوص تفاوتی بین این پایه و هیبرید طبیعی H1 مشاهده نشد. در صفت مذکور بین دو پایه H2و قلمههای رقم جوین نیز تفاوت معنیداری وجود نداشت. بیشترین قندهای محلول موجود در ریشه مربوط به هیبرید طبیعی H1 و کمترین مقدار به پایه H2 تعلق داشت که تفاوت معنیداری را در سطح یک درصد با پایههای دیگر داشتند(جدول3). میزان نشاسته پایهها نیز با هم متفاوت بود. در هر دو بخش برگ و ریشه، پایه H2 بیشترین و قلمههای رقم جوین کمترین مقدار را داشتند(جدول3). بیشترین درصد پروتئین برگ در پایه GF677 مشاهده شد که با سایر پایهها تفاوت معنیداری داشت. بین دو پایه H2و H1 و رقم جوین تفاوت معنیداری در سطح یک درصد در این صفت وجود نداشت. بیشترین درصد پروتئین ریشه نیز در پایه GF677 مشاهده شد که تفاوت معنیداری با هیبرید طبیعی H1 نداشت و کمترین درصد پروتئین در ریشههای پایه H2ذخیره شده بود(جدول3).
نتایج نشان داد بین سطوح آبیاری در صفات بیوشیمیایی مورد بررسی در سطح احتمال یک درصد اثر معنیداری وجود دارد(جداول 1و 2). در صفت میزان کلروفیل کل، A وB بین سطوح آبیاری در سطح احتمال 5 درصد تفاوت معنیدار مشاهده شد. بیشترین مقدار کلرفیل کل و B در آبیاری کامل و کمترین غلظت کلروفیل کل در تیمار آبیاری 66 درصد تخلیه آب قابل نگهداری و پایین ترین سطح کلروفیل B در تیمار آبیاری 33 درصد تخلیه آب قابل نگهداری مشاهده شد( جدول3). در خصوص کلروفیلA نتیجه متفاوت بود. بیشترین مقدار در تیمار 33 درصد تخلیه آب قابل نگهداری مشاهده شد که با دو سطح شاهد و 66 درصد تفاوت معنیداری داشت (جدول3).
جدول 1- تجزیه واریانس صفات بیوشیمیایی برگ
|
میانگین مربعات |
||||||||
منابع تغییر |
درجه آزادی |
|
|||||||
کلروفیل |
پرولین |
قند |
نشاسته |
کلروفیل A |
پروتئین |
کلروفیل B |
|||
پایه |
3 |
3/ 11** |
142/ 13** |
08/1633** |
69/4118 ** |
011/13 ** |
411/37** |
995/3 ** |
|
EM |
1 |
617/0 ns |
959/18** |
44/136 ns |
81/3842 ** |
938/1** |
092/9 ** |
1527/0 * |
|
تنش آبی |
2 |
1545/15** |
786/7** |
85/8646** |
1/14384 ** |
892/634** |
283/34 ** |
61/1 ** |
|
پایه × EM |
3 |
564/22** |
853/12 ** |
38/4432** |
41/5348 ** |
411/5** |
55/36** |
04/13 ** |
|
آبیاری× پایه |
6 |
55/10 ** |
6925/1** |
55/554** |
2926 ** |
84/14** |
676/12** |
426/4 ** |
|
آبیاری × EM |
2 |
946/2 ** |
51975/0** |
55/854** |
38/158 ** |
35/3** |
751/4** |
506/0 ** |
|
آبیاری×پایه×EM |
6 |
583/18** |
0349/1** |
311/319** |
1/209 ** |
59/11** |
41/25** |
213/1 ** |
|
اشتباه |
164 |
049/0 |
00023/0 |
23/21 |
98 /1 |
01647/0 |
5287/0 |
2482/0 |
|
ضریب تغییرات (%) |
81/1 |
48/0 |
57/3 |
78/0 |
89/1 |
75/2 |
96/2 |
ns ، * و ** به ترتیب غیر معنی دار و معنی دار در سطح احتمال 5% و1%
جدول2- تجزیه واریانس صفات بیوشیمیایی ریشه و درصد بقاء گیاه
|
میانگین مربعات |
|||||||
منابع تغییر |
درجه آزادی |
|
||||||
پرولین |
قند |
نشاسته |
پروتئین |
زندهمانی |
|
|||
پایه |
3 |
3452/ ** |
44/99 13** |
288/47** |
612/27 ** |
5/12632** |
|
|
EM |
1 |
1/4 ** |
4945/4 ns |
38/3710 ** |
999/42 ** |
505/4 ns |
|
|
تنش آبی |
2 |
266/1** |
3163** |
1/14181** |
698/5 ** |
87/6741** |
|
|
پایه × EM |
3 |
632/1** |
5/708 ** |
86/5363** |
1/12 ** |
4/3092** |
|
|
آبیاری × EM |
2 |
122/0 ** |
44/58** |
2786** |
034/ 3** |
9/1874** |
|
|
آبیاری× پایه |
6 |
07/0 ** |
657/2* |
55/200** |
005/1 ns |
65/910** |
|
|
آبیاری×پایه× EM |
6 |
078/0** |
58/277** |
45/190** |
713/52 ** |
77/880** |
|
|
اشتباه |
164 |
00323/0 |
782/0 |
56/1 |
0227 /0 |
33/32 |
|
|
ضریب تغییرات (%) |
99/0 |
6/0 |
69/0 |
5/2 |
64/2 |
|
ns ، * و ** به ترتیب غیر معنی دار و معنی دار در سطح احتمال 5% و1%
جدول3- مقایسه میانگین اثر پایه{GF677، H1، H2و بادام(cj)} سطوح تخلیه آب قابل نگهداری خاک (AW) شامل AW66، AW33% و آبیاری کامل ( (0%و Em{یک درصد ((E1 و شاهد((E0} بر صفات مورد مطالعه
تیمار |
کلروفیل |
پرولین |
قند |
نشاسته |
کلروفیل A |
پروتئین |
کلروفیل B |
پرولین ریشه |
قند ریشه |
نشاسته ریشه |
پروتئین ریشه |
بقای نهال |
GF |
403/0c |
75/0c |
5/52a |
3/65b |
184/0d |
6/10a |
219/0a |
758/0a |
2/54b |
2/65b |
4/12a |
96a |
H1 |
382/0d |
28/1b |
49ab |
5/58c |
213/0c |
31/9b |
164/0c |
554/0d |
8/56a |
7/60c |
12ab |
87b |
H2 |
456/0b |
a77/1 |
41c |
9/75a |
292/0a |
73/8 bc |
163/0c |
63/0bc |
8/45d |
7/76a |
8/10d |
67c |
cj |
488/0a |
63/0c |
3/40c |
8/54d |
281/0b |
76/8bc |
207/0b |
635/0b |
8/47c |
8/54d |
3/11c |
62d |
AW66% |
38/0c |
48/1 a |
38c |
9/47c |
187/0c |
1/9c |
187/0b |
786/0a |
5/44c |
8/48c |
9/11a |
68c |
AW33% |
436/0b |
05/1 b |
3/46b |
3/65b |
303/0a |
9/9ab |
173/0c |
638/0b |
8/51b |
8/65b |
12a |
78b |
AW0% |
451/0a |
79/0c |
4/59a |
7/77a |
236/0b |
3/10a |
205/0a |
505/0c |
6/58a |
5/78a |
6/11b |
88a |
E1 |
43/0ab |
79/0b |
4/46a |
2/59b |
232/0b |
a 1/10 |
a 191/0 |
b 497/0 |
5/51b |
60b |
1/12a |
98 a |
E0 |
438/0a |
42/1a |
7/44b |
1/68a |
a 252/. |
b 14/9 |
b 185 /0 |
a 789/0 |
8/51a |
8/68a |
2/11b |
98 a |
حروف متفاوت (حروف بین دو حرف به منزله عدم تفاوت است) بیان کننده معنیدار بودن میانگینها در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از آزمون LSD است.
میزان پرولین برگ و ریشه با شدت تنش رابطه مستقیم داشت. بیشترین مقدار پرولین را سطح آبیاری 66 درصد تخلیه و کمترین را آبیاری کامل داشتند (جدول3). بیشترین مقدار قندهای محلول و نشاسته در برگ و ریشه مربوط به آبیاری کامل و کمترین مقدار در تیمار آبیاری 66 درصد تخلیه آب قابل نگهداری مشاهده شد(جدول3) که در سطح احتمال 5 درصد با هم متفاوت بودهاند. مقایسه میانگینها نشان داد که بیشترین مقدار پروتئین برگ از سطح آبیاری کامل و کمترین درصد از تیمار آبیاری 66 درصد تخلیه آب قابل نگهداری خاک حاصل شده است(جدول3) این در حالی است که با افزایش شدت کم آبی مقدار ذخیره پروتئین ریشه افزایش یافت. بیشترین مقدار این ماده در سطح آبیاری 66 درصد تخلیه و کمترین درصد در تیمار آبیاری کامل مشاهده شد. در صفت زندهمانی نهالها بیشترین درصد از سطح آبیاری کامل و کمترین درصد از آبیاری66 درصد تخلیه آب قابل نگهداری حاصل شد (جدول3).
نتایج این تحقیق نشان داد که سطوح ریز موجودات مفید در صفات پرولین، نشاسته و پروتئین برگ و ریشه و کلروفیل A دارای اثرات معنیداری در سطح احتمال یک درصد و کلروفیل B در سطح احتمال 5 درصد بودهاند. ولی در این تیمار تفاوتی در مقدار کلروفیل کل و قند برگ و ریشه مشاهده نشد (جدول های 1 و 2). پرولین و نشاسته در برگ و ریشه با مصرف Em نسبت به شاهد کاهش ولی درصد پروتئین ذخیره شده افزایش معنیداری را در سطح احتمال 5 درصد داشت(جدول3). مقدار کلروفیل برگ تابع نوع کلروفیل و تیمار اعمال شده بود. تیمار شاهد کلروفیلA و تیمار Em کلروفیل B بیشتری داشتند (جداول3). قند موجود در برگ و ریشه پایههای مورد آزمایش تحت تاثیر اثر متقابل تیمارها بود و میزان آن در هر دو تیمار ریزموجودات مفید در شرایط آبیاری کامل بیشتر و با کاهش سطح آبیاری از مقدار آن کاسته شده است(جدول4 ). قند ریشه Gf677 با کار بردن Em در دو سطح آبیاری کامل و 33 درصد تخلیه افزایش و در سطح 66 درصد کاهش یافت ولی قند برگ در هر سه سطح آبیاری، با مصرف Em تفاوت معنیداری درسطح احتمال یک درصد نداشت. این ماده در ریشههای رقم جوین در هر سه سطح آبیاری، تحت تاثیر ریز موجودات مفید کم شد اما در میزان قند برگ تفاوتی مشاهده نشد. قندهای محلول در ریشه و برگ هیبریدهای طبیعی H1 و H2 تحت تاثیر تیمار مصرفEm در هر سه سطح آبیاری نسبت به شاهد افزایش داشت (جدول4).
جدول 4- مقایسه میانگین اثرات متقابل پایه{GF677، H1، H2و رقم جوین(cj)} سطوح تخلیه آب قابل نگهداری خاک (AW) شامل AW66، AW33% و آبیاری کامل( (0%و Em{یک درصد ((E1 و شاهد((E0} بر صفات مورد مطالعه
تیمار |
کلروفیل |
پرولین |
قند |
نشاسته |
کلروفیل A |
پروتئین |
کلروفیل B |
پرولین ریشه |
قند ریشه |
نشاسته ریشه |
پروتئین ریشه |
بقای نهال |
GF,E0,66 |
437 /0 fh |
87/0np |
41hm |
4/41p |
158/0no |
67/12a |
279/0bc |
88/0cd |
52n |
5/41p |
6/10l |
92ac |
GF,E033 |
573/0d |
86/0np |
52be |
4/52m |
356/0c |
48/9ei |
217/0bg |
86/0ce |
2/53jk |
2/52m |
6/10l |
96ab |
GF,E0,0 |
622/0c |
71/0qr |
5/82b |
4/82a |
167/0i |
6/10ce |
357/0a |
75/0gi |
7/58e |
1/82e |
4/14b |
100a |
GF,E1,66 |
341/0s |
79/0pq |
9/52hk |
4/63j |
57/0v |
10dg |
183/0ej |
8/0dg |
2/42tu |
1/63l |
6/14a |
92ac |
GF,E1,33 |
405/0or |
74/0qr |
6/53bd |
7/71h |
206/0k |
4/12ab |
1/0nq |
74/0gi |
5/54hj |
7/71j |
6/12gh |
96ab |
GF,E1,0 |
44 /0 mn |
523/0t |
8/58b |
5/80bc |
162/0 lo |
6/10ce |
178/0fk |
524/0m |
7/64a |
3/80ei |
11jk |
100a |
H1,E0,66 |
177/0t |
75/1i |
8/22ts |
76fg |
775/0t |
10dg |
1/0mp |
767/0fh |
1/33x |
9/77hj |
11jk |
87bd |
H1,E0,33 |
32/0mo |
93/1h |
8/31oq |
1/77ef |
233/0j |
3/9fi |
09/0pr |
34/0nq |
6/42st |
2/78h |
6/11i |
96ab |
H1,E0,0 |
52/0ef |
72/0qr |
7/43hi |
1/78de |
337/0d |
23/9fj |
185/0ej |
318/0ot |
2/55h |
7/81ef |
2/13f |
100a |
H1,E1,66 |
14 /0jk |
26/3d |
5/42hl |
5/34rt |
186/0kl |
7/5op |
231/0bf |
87/0cd |
7/48op |
8/41p |
8/13d |
34jk |
H1,E1,33 |
42/0gi |
11/1m |
5/50cg |
50n |
271/0fh |
3/8gm |
15/0gn |
715/0gl |
9/54hi |
5/42o |
3/12hi |
93ac |
H1,E1,0 |
50/0gh |
914/0n |
2/51cf |
2/60k |
171/0in |
3/10de |
233/bf |
32/0os |
1/58gf |
2/42o |
8/10k |
100a |
H2,E0,66 |
15/1nq |
88/3ab |
6/35ko |
5/30u |
746/0u |
3/4rpr |
07/0ps |
19/1a |
40 vw |
5/45n |
3/10m |
45ik |
H2,E0,33 |
539/0g |
83/2f |
6/40 |
9/34rs |
126/0s |
8/4pq |
041/0pt |
848/0cf |
43s |
5/90cd |
6/9p |
50ij |
H2,E0,0 |
665/0b |
72/1ig |
5/53bd |
76fg |
254/0hi |
10dg |
144/0go |
725/0k |
6/58ef |
1/96ab |
75/8q |
73dg |
H2,E1,66 |
455/m |
915/0n |
1/34kp |
1/37q |
206/0k |
3/10df |
248/0be |
4/0no |
3/39v |
1/39pq |
6/10l |
75dg |
H2,E1,33 |
455/0f |
66/1jk |
3/38kn |
1/81ab |
451/0b |
45/8gl |
204/0dh |
35/0np |
45r |
7/91c |
1/11j |
77df |
H2,E1,0 |
667/0b |
61/0s |
1/44h |
9/76fg |
132/0r |
6/11bc |
175/0fl |
249/0ru |
2/49o |
5/97a |
3/14bc |
82de |
cj,E0,66 |
316/0p |
98/3a |
3/25qr |
3/45o |
31/0e |
38/8gm |
204/0dh |
974/0b |
2/53jl |
5/45n |
5/13e |
48hi |
cj,E0,33 |
563/0e |
94/2e |
9/56bc |
7/54l |
275/0fg |
11/9gk |
285/0b |
95/0bc |
62bc |
3/54m |
1/10n |
63h |
cj,E0,0 |
563/0c |
88/0no |
9/66a |
5/79cd |
155/0np |
8/10cd |
161/0 fm |
88/0cd |
2/63b |
6/79eg |
6/9p |
76df |
cj,E1,66 |
39 /0 jl |
41/3c |
5/23rt |
8/35qr |
291/0f |
4/6o |
124/0 ip |
414/0n |
2/48oq |
1/36r |
3/10m |
48ij |
cj,E1,33 |
42/0hj |
32/2g |
9/53be |
3/45o |
141/0op |
73/7gn |
265/0 bd |
321/0or |
52km |
2/45n |
6/11i |
50ij |
cj,E1,0 |
715/0a |
27/1l |
3/67a |
4/68i |
512/0a |
11/9gk |
202/0 di |
28/0pu |
61cd |
3/68k |
6/12g |
75df |
حروف متفاوت (حروف بین دو حرف به منزله عدم تفاوت است) بیانکننده معنیدار بودن میانگینها در سطح احتمال 5 درصد با استفاده از آزمون LSD است.
کلروفیل کل تحت تاثیر اثرات متقابل تیمارها بود و در همه پایهها با کم شدن رطوبت خاک کاهش یافت. این کاهش در Gf677 با تیمار Emنسبت به شاهد بهصورت معنیداری بیشتر شد ولی در رقم جوین و H2 افزایش داشت. این روند در پایهH1 ادامه یافت بنحویکه درشرایط تنش تحت تاثیر Em کلروفیل بیشترشد(جدول4).
به منظور تعین نشانگرهای مرتبط به شرایط کم آبی از رابطه رگرسیون خطی استفاده شد، بر این اساس خصوصیات بیوشیمیایی پرولین برگ با 73/0 =R2، قند برگ با 73/0=R2، پروتین برگ با 65/0=R2، همبستگی بیشتری با زندهمانی نهال داشتند(شکلهای 1 تا 3).
بحث
تجمع پرولین در اثر تنش آبی یک واکنش شناخته شدهای است (2 و34). راجندراکومار و همکاران (36) گزارش کردند که پرولین با پائین آوردن دمای ذوب DNA، باعث بی ثباتی مارپیچ دو رشتهای DNA شده و بدین ترتیب حساسیت آن را به آنزیم نوکلئاز SI، افزایش میدهد. با اعمال چنین کنترلی بر روی وضعیت فیزیکی DNA پرولین میتواند همانند سازی DNA و نسخه برداری از آن را آسان نموده و بنابراین اثر قابل ملاحظهای بر زنده ماندن موجودات تحت شرایط تنش داشته باشد. نتیجه این بررسی با گزارش فرانسکو و همکاران (18) انطباق دارد.
شکل 1- رابطه پرولین برگ و درصد زندهمانی نهالها تحت تیمارهای تنش آبی
شکل 2- رابطه قند برگ و درصد زندهمانی نهالها تحت تیمارهای تنش آبی
شکل 3- رابطه پروتئین برگ و درصد زندهمانی نهالها تحت تیمارهای تنش آبی
تفاوتهای موجود در صفات بیوشیمیایی پایهها مورد بررسی، تابع خصوصیات آنها بوده که با بررسیهای جوادی و همکاران(4) و دان و همکاران(18) منطبق است.
در شرایط تنش ملایم با کاهش سطح برگ غلظت کلروفیلa افزایش و با افزایش تلفات آب سلول، غلظت کلروفیل نیز افزایش مییابد در حالیکه تنش شدید باعث توقف در ساخت کلروفیل میشود(44). نتایج حاضر با بررسیهای ماسونی و همکاران( 30)، زاید و زید(50) ؛ جوادی و همکاران(4)، (یزدانی و همکاران(8) در یک راستا است. میزان پرولین برگ و ریشه با شدت تنش رابطه مستقیم دارد. تنش آبی سبب افزایش پرولین برگ در نهالهای زیتون(2)، انگور (40)؛ یونجه (1)؛ پایههای مرکبات(18)؛ ریز نمونههای بادام(23)؛ نهالهای پسته(3)؛ ریشه گلابی (4) و پرولین ریشه مرکبات(19). شده است . نتایج حاضر بوضوح با موارد ذکر شده مطابقت دارد. در این بررسی میزان پرولین انباشته شده در ریشه نسبت به برگ در شرایط تنش کمتر بود. چون تجمع پرولین در ریشهها با گسترش کمتر و با تأخیر زمانی نسبت به تجمع در برگها صورت میگیرد. بررسیها نشان میدهد که افزایش پرولین در ریشه ناشی از انتقال آن از برگ می باشد. که با گزارش تایلور و همکاران(45) و محمد خانی و حیدری (30) همخوانی دارد.
بیشترین مقدار قندهای محلول و نشاسته در برگ و ریشه مربوط به آبیاری کامل و کمترین مقدار در تیمار آبیاری 66 درصد تخلیه آب قابل نگهداری مشاهده شد که دلیل آن کم شدن فعالیت ریشه در جذب و انقال آب و مواد معدنی است که به سبب تقلیل سوخت و ساز قندها در شرایط تنش در برگ میشود که پیامد آن کاهش نقل و انتقالات این مواد در آوندها است(47). این نتیجه با گزارش قربانلی و همکاران(7) در خصوص برگ مطابقت دارد. همچنین نتیجه حاضر در خصوص قند و نشاسته ریشه با بررسیهای ناتالی و همکاران(31)، قربانلی و همکاران(7) و محمدخانی، و حیدری (30) منطبق است. علت این پدیده افزایش فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز میباشد که باعث هیدرولیز نشاسته میشود(26). در این شرایط فتوسنتز و تجمع کربوهیدراتها در برگ کاهش یافته (22) در نتیجه انتقال این مواد به سمت ریشه تقلیل مییابد. بر این اساس با وجود هیدرولیز نشاسته کاهش میزان قندهای محلول در ریشه نسبت به شاهد(آبیاری کامل) منطقی به نظر می رسد.
بیشترین مقدار پروتئین برگ از سطح آبیاری کامل و کمترین درصد از تیمار آبیاری 66 درصد تخلیه آب قابل نگهداری خاک حاصل شده که با گزارش سینگ و همکاران (43) و حمودی(5) منطبق است. علت کاهش پروتئینها را در اثر تنش آبی ساخت کم (10) و تجزیه آنها بهعلت افزایش فعالیت آنزیم پروتئاز(16 ،24) میدانند. این در حالی است که با افزایش شدت کم آبی مقدار ذخیره پروتئین ریشه افزایش یافت. بیشترین مقدار این ماده در سطح آبیاری 66 درصد تخلیه و کمترین درصد در تیمار آبیاری کامل مشاهده شد. به نظر میرسد افزایش غلظت پروتئینهای محلول در ریشه در شرایط تنش یک راهبرد عمومی در گیاهان باشد که از طریق تغییر پتانسیل اسمزی سلول در جهت کاهش تلفات آب گیاه عمل میشود(33). نتایج حاصل در صفت زندهمانی نهالها با گزارش، ساندس و مولیگن (40)، جرونا و همکاران(21) و بولاند(14) مطابقت دارد که تابع میزان تحمل پایهها به شرایط موجود بوده است.
در شرایط تنش نشاسته به قند محلول تبدیل میشود بر این اساس طبیعی به نظر می رسد که نشاسته کاهش پیدا کند. با توجه به نتایج همین بررسی ریز موجودات مفید در شرایط تنش خشکی عملکرد مناسبی ندارند چون شرایط برای فعالیت آنها مناسب نیست پس کاهش نشاسته درشرایط تنش و در حضو ر ریز موجودات دور از انتظار نمی باشد. ریز موجودات مفید میزان پرولین و نشاسته را در شرایط تنش کاهش میدهند چون گیاهان تحت تیمار ریزموجودات از روابط آبی و تغذیهای بهتری برخوردار میباشند و قادرند شرایط تنش را بهتر تحمل و کمتر دچار آسیب شوند(35 و 40). مقدار کلروفیل برگ تابع نوع کلروفیل و تیمار اعمال شده بود. دلیل آن به شرایط سنتز کلروفیل مربوط میشود.
قند موجود در برگ و ریشه پایههای مورد آزمایش تحت تاثیر اثر متقابل تیمارها بود و میزان آن در هر دو تیمار ریزموجودات مفید در شرایط آبیاری کامل بیشتر و با کاهش سطح آبیاری از مقدار آن کاسته شده است. ریزموجودات باعث افزایش قندهای محلول برگ میشوند. این ترکیبات با تجمع در سلول باعث کاهش پتانسیل آب برگ شده و گیاه از صدمات تنش حفظ میشود(25 و 48) . به این صورت کارایی گیاه افزایش مییابد (21).
کلروفیل کل تحت تاثیر اثرات متقابل تیمارها بود و در همه پایهها با کم شدن رطوبت خاک کاهش یافت. تاثیر تنش آب بر کلروفیل متغیر و بستگی به شرایط و ژنوتیپ گیاه دارد. از دست رفتن سریع رطوبت، موجب افزایش غلظت کلروفیل شده ولی در صورت کاهش کند رطوبت سازش در گیاه ایجاد شده و میزان کلروفیل چنان تغییر نمی کند (46).
با توجه به نتایج حاصل، صفات پرولین برگ ، قندهای محلول برگ و پروتئین برگ بادام بهعنوان نشانگرهای مناسب برای اندازه گیری میزان تحمل به خشکی در بادام تشخیص داده شد. ارتباط مثبتی بین تجمع پروتئین و مقاومت به تنش آبی در دو گونه صنوبر توسط دان و همکاران(18) گزارش شده است. ارقامی که پرولین بیشتری را انباشته میسازند در شرایط تنش بهتر زنده مانده و بدنبال رهایی از تنش سریعتر رشد میکنند (43) گیاهانی که دارای قندهای محلول زیادتری هستند، نسبت به تنش مقاوم تر میباشند(26،32). بنابراین توان تجمع بیشتر این مواد در برگ پایههای بادام میتواند بهعنوان تست غربالگری برای شناسایی پایههای مقاومت به تنش آبی در برنامههای اصلاحی به کار رود.
نتیجه گیری
از نتایج این بررسی چنین استنتاج می شود که، هیبرید طبیعی H1با دارا بودن مشخصات مشترک زیادتر در خصوص مقاومت به کم آبی با پایه Gf677( شاهد استاندارد)، بهعنوان یک پایه مقاوم به شرایط خشکی معرفی میشود. اثر EM بر خصوصیات بیوشیمیایی و مقاومت به خشکی تابع نوع پایه بود. بر این اساس نمی توان این ماده را برای همه پایهها و ارقام توصیه کرد و نیاز به بررسی بیشتر در خصوص تاثیر این ترکیب بر گیاه مورد نظر میباشد. در ضمن تاثیر پذیری این مواد در تیمار آبیاری کامل که شرایط برای رشد ریزموجودات مناسبتر است بیشتر بود. بر این اساس تاثیر این مواد تابع شرایط محیط نیز می باشد.
سپاسگزاری
از مسئولان محترم دانشگاه فردوسی مشهد به دلیل تأمین مالی و امکانات و سازمان تحقیقات کشاورزی خراسان به دلیل تأمین Em و همه دوستان و همکارانی که در مراحل اجرایی این پژوهش ما را یاری نمودهاند، کمال تشکر و قدردانی را داریم.