Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)

Effect of different drought stress levels on chlorophyll fluorescence indices of two bean cultivars

Document Type : Research Paper

Authors

1 Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran

2 Department of, Biology Faculty of Science, University of Guilan, Rasht, Iran

Abstract

Chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll content are the most important factors for determining photosynthetic capacity in plant. For this purpose, an experiment was conducted to compare the resistance to different levels of drought stress, to evaluate the most important physiological indices and assess the function of photocysteine II using chlorophyll fluorescence parameters, chlorophyll content (chlorophyll a, b and a + b) and carotenoids of two bean cultivars in three levels of water deficiency including 30, 60 and 100% crop capacity (FC) in factorial arrangement in a randomized complete design with three replications in the greenhouse of the University of Guilan. Comparison of mean values showed that severe drought stress reduced the amount of chlorophyll content, Fv / Fm, Fv and, in contrast, increased the amount of fluorescence and Y (NPQ). The highest Fv/Fm ratio was observed in the control plants, while the highest reduction in Fv/Fm ratio in severe stress was obtained for the 18-G cultivar. In general, the interaction of drought cultivar was significant for all traits except Y (II), PAR and Fv/Fm. Also, Pearson correlation between total chlorophyll and Fv/Fm showed a positive and significant correlation (R = 0.86 **) in Ghaffar cultivar, but was not significant in G-18. Therefore, it can be concluded that Ghaffar cultivar can tolerate relatively high levels of drought by making changes in some physiological characteristics with better performance.

Keywords

Main Subjects

اثر سطوح مختلف تنش خشکی بر محتوا و شاخص‌های فلورسانس کلروفیل دو رقم لوبیا (Phaseolus vulgaris L.)

منصور افشار محمدیان*، مطهره امیدی پور و فاطمه جمال امیدی

1 رشت، دانشگاه گیلان، دانشکده علوم‌پایه، گروه زیست‌شناسی

تاریخ دریافت: 26/5/97                                تاریخ پذیرش: 21/9/97

چکیده

پارامتر‌های فلورسانس و محتوای کلروفیل از مهمترین فاکتور‌ها برای تعیین ظرفیت فتوسنتزی در طول زندگی گیاهان می‌باشد. بدین‌منظور، آزمایشی با هدف مقایسه میزان مقاومت به سطوح مختلف تنش خشکی، ارزیابی مهم‌ترین شاخص‌های فیزیولوژیکی و ارزیابی کارکرد فتوسیستم II با استفاده از پارامتر‌های فلورسانس کلروفیل، محتوای کلروفیل (کلروفیل a، b و a+b) و کاروتنوئید‌ها انجام شد. آزمایش با دو عامل تنش آبی شامل: 30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی (FC) و رقم، شامل: رقم غفار و رقم 18-G به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه گیلان انجام شد. مقایسه میانگین‌ها نشان داد که تنش خشکی شدید باعث کاهش معنی‌داری در میزان محتوای کلروفیل، Fv/Fm، Fv و در مقابل موجب افزایش میزان فلورسانس حداقل و Y(NPQ) شد. بیشترین میزان نسبت Fv/Fm نیز در گیاه شاهد و در رقم 18-G با میانگین 78/0 مشاهده شد، این در‌حالی است که رقم 18-G با کاهش 27 درصدی، بیشترین میزان کاهش نسبت Fv/Fm را در تنش شدید در مقایسه با شاهد نشان داد. بطور کلی اثر متقابل رقم و خشکی برای کلیه صفات بجز  F0معنی‌دار شد. همچنین، بررسی همبستگی پیرسن بین کلروفیل کل و Fv/Fm، همبستگی مثبت و معنی‌داری (**86/0R=) را در رقم غفار نشان داد، ولی در 18-G معنی‌دار نبود. بنابراین، می‌توان نتیجه گرفت که رقم غفار با ایجاد تغییرات در برخی خصوصیات فیزیولوژیکی با عملکرد بهتری می‌تواند سطوح نسبتاً بالای تنش خشکی را تحمل کند.

واژه های کلیدی: فلورسانس کلروفیل، تنش خشکی، محتوای کلروفیل، لوبیا

* نویسنده مسئول، تلفن: 09112323679، پست الکترونیکی: afshar@guilan.ac.ir

مقدمه

 

لوبیا (.Phaseolus vulgaris L) یکی از مهم‌ترین حبوبات در جهان است که در بسیاری از کشور‌های در حال توسعه به عنوان یکی از منابع تأمین غذای انسان، دارای پروتئین بالا، فسفر، ویتامین‌ها (فولات (B9))، ریز مغذی‌ها (Zn، Mn، Mg، Fe، Ca، Cu) و فیبر بوده و فاقد کلسترول و قند است (25). لوبیا بطور کلی بیش از 50% تولید حبوبات دانه‌ایی را به خود اختصاص داده است (13). علاوه بر این، بدلیل همزیستی باکتری‌های تثبیت کننده نیتروژن اتمسفری با ریشه آنها، در حاصلخیزی خاک موثرند و هر ساله مقادیر زیادی نیتروژن بعد از برداشت این محصولات به خاک اضافه می‌شود (31). لوبیا در کشور ایران بعد از گندم و برنج عمده‌ترین غذای مردم را تشکیل می‌دهد (4). این گیاه با داشتن 32-18 درصد پروتئین که برابر با مقدار پروتئین موجود در انواع گوشت‌ها (%18-25) است، جایگزین مناسبی برای گوشت بوده و نقش مهمی را در تأمین مواد پروتئینی مورد نیاز انسان دارد (9). با توجه به گسترش روز افزون تنش‌های محیطی به ویژه خشکی و شوری ممکن است تا سال 2050 بیش از 50% مناطق کشاورزی تحت تأثیر این تنش‌های محیطی قرار گیرند (44). در طی سال‌های اخیر کمبود آب بطور جدی عملکرد گیاهان زراعی و از جمله لوبیا را تحت تأثیر قرار داده است (35) و امروزه مهم‌ترین علت آن گرمایش جهانی است که با افزایش خشکسالی، تبخیر و تعرق را افزایش می‌دهد. اثر تنش خشکی بر رشد و عملکرد گیاهان، بستگی به ژنوتیپ، طول مدت تنش، شرایط آب و هوایی، رشدی و مراحل نمو گیاهان زراعی دارد (27). واکنش به تنش خشکی در لوبیا فرآیندی بسیار پیچیده است (43) در واقع تنش خشکی از چندین جنبه مختلف گیاه را تحت تأثیر قرار داده و در سطوح مختلف مورفولوژیک، بیوشیمیایی و مولکولی، همانند جلوگیری از رشد، تجمع مواد آلی سازگار و تغییرات بیان ژن‌های پاسخگو به تنش نمود پیدا می‌کند. تنش خشکی توسط عوامل محدود کننده روزنه‌ای و غیر روزنه‌ای فتوسنتز را کاهش می‌دهد. از عوامل محدود کننده غیر روزنه‌ای می‌توان به کاهش یا توقف سنتز رنگیزه‌های فتوسنتزی از جمله کلروفیل‌ها و کاروتنوئید‌ها اشاره کرد (29) چرا‌که با بسته شدن روزنه‌ها، CO2 داخل سلولی کاهش می‌یابد و در نتیجه باعث تجمع ناقلین الکترون پر انرژی، آشفتگی کمپلکس‌های برداشت کننده نور (CHL) و افت کارآیی فتوسنتز می‌شود. بنابراین برگ‌های گیاهان با بستن روزنه‌ها در جهت حفظ آب به مثابه اولین دفاع به تنش خشکی پاسخ می‌دهند (3). Yasar و همکاران (2010) (49) کاهش محتوای کلروفیل را تحت تنش خشکی در ژنوتیپ‌های لوبیا سبز گزارش کردند.

انرژی نورانی جذب شده به وسیله مولکول‌های کلروفیل برگ می‌تواند یکی از این سه سرنوشت را داشته باشد: بخشی از انرژی نور جذب شده به وسیله مولکول‌های کلروفیل در یک برگ برای پیشبرد فتوسنتز استفاده می‌شود (خاموشی فتوشیمیایی) و انرژی مازاد به صورت حرارت پراکنده شده (خاموشی غیر‌فتوشیمیایی) و یا به شکل نور با طول موج بلند از سطح برگ منعکس می‌شود که به این پدیده فلورسانس کلروفیل گفته می‌شود (7). با توجه به اینکه طیف گسیل فلورسانس با طیف نور جذب شده متفاوت است، عملکرد آن قابل اندازه گیری می‌باشد. بمنظور تعیین وضعیت فیزیولوژیکی گیاه و میزان آسیب وارده به دستگاه فتوسنتزی از تکنیکی به نام سنجش فلورسانس کلروفیل استفاده می‌شود. در حقیقت، مقدار فلورسانس کلروفیل می‌تواند توانایی گیاه در تحمل به تنش‌های محیطی، سالم بودن غشاء تیلاکوئید، کارآیی نسبی انتقال الکترون از فتوسیستم II به فتوسیستم I و میزان خسارتی که تنش به گیاه وارد می‌کند را به خوبی نشان دهد. رابطه بین فلورسانس کلروفیل و کارآیی فتوسنتزی گیاه در مطالعات زیادی بررسی شده است (30، 7).

در طی خشکی واکنش شیمیایی فتوسیستم II به شدت تحت تأثیر آب قرار می‌گیرد (18). در چنین شرایطی به دنبال کاهش فتوسنتز و ذخیره فراورده‌های آن، انتقال الکترون یعنی ATP وNADPH  در واکنش‌های وابسته به نور در فتوسنتز، عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (PSIIΦ) کاهش پیدا می‌کند. در حقیقت مقدار فرود (Quenching) انرژی الکترون برانگیخته شده از مسیر غیر‌فتوشیمیایی Non-photo) chemical qNP) افزایش یافته و از این طریق فتوسیستم II به طور منفی تنظیم می‌شود.

اگرچه مطالعات زیادی برای ارزیابی تحمل به خشکی رقم‌های مختلف گیاه لوبیا انجام شده است، ولی تاکنون به منظور ارزیابی اثر تنش خشکی بر پارامترهای فلورسانس کلروفیل و محتوای کلروفیلی گیاه لوبیا چیتی (رقم غفار) و لوبیای پاکوتاه (رقم 18-G) پژوهشی صورت نگرفته است. از آنجایی که فلورسانس منحصراً در فتوسیستم II اتفاق می‌افتد، از این رو تجزیه و تحلیل تغییرات آن می‌تواند اطلاعات بسیار مفیدی در مورد ساختار و عملکرد فتوسیستم II ارائه کند. همچنین محتوای کلروفیل یکی از مهمترین فاکتورها برای تعیین ظرفیت فتوسنتزی در طول زندگی گیاه می‌باشد. با توجه به اهمیت موضوع، هدف از این این تحقیق پاسخ به این دو سوال بود: اول اینکه سازوکار‌های مقاومتی در دو رقم از گیاه لوبیا تا چه حد می‌تواند از خسارت تنش خشکی جلوگیری کند؟ دوم اینکه آیا شدت‌های متفاوت تنش در مرحله سه‌برگچه‌ای لوبیا (V3) تا چه حد می‌تواند بر فلورسانس کلروفیل، میزان کلروفیل (a و b) و کاروتنوئید‌های برگ لوبیا تأثیر بگذارد؟

مواد و روشها

زمان و مکان آزمایش و تیمار خشکی: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده علوم‌پایه دانشگاه گیلان اجرا شد. میانگین دمای شب و روز گلخانه در طول انجام آزمایش به ترتیب 16 و 22 درجه سانتی‌گراد، رطوبت نسبی در محدوده 5±67 درصد و دوره نوری در شبانه روز 10 ساعت بود. محاسبه ظرفیت زراعی خاک (FC) بوسیله معادله 1 و به روشKellers and Bliesner (1990)   (16) انجام شد. فاکتور تنش خشکی در سه سطح 30% ظرفیت زراعی (تنش خشکی شدید)، 60% ظرفیت زراعی (تنش خشکی ملایم) و %100 ظرفیت زراعی (آبیاری نرمال) تعیین شد.

    معادله1)

آماده سازی خاک گلدان‌ها: گلدان‌های مورد استفاده از جنس پلاستیک، به قطر دهانه 15 سانتی‌متر و ارتفاع 18 سانتی‌متر و گنجایش 3 کیلوگرم خاک بودند. خاک مورد استفاده از نقاط مختلف یکی از مزارع زراعی شهر رستم‌آباد واقع در استان گیلان از عمق صفر تا 30 سانتی‌متر به طور تصادفی برداشت و از ترکیب آن‌ها نمونه نهایی تهیه شد و سپس در آزمایشگاه بخش خاک و آب مؤسسه تحقیقات برنج کشور در رشت آنالیز شد که نتایج آن در جدول 1 ارائه شده است.

 

جدول 1- برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مورد استفاده در کشت گلدانی

بافت خاک

رس
%

سیلت
%

شن
%

پتاسیم قابل جذب
p.p.m

فسفر قابل جذب
p.p.m

 

ازت کل
%

کربن آلی
%

اسیدیته کل اشباع

هدایت الکتریکی
ds/m

CL=1

27

48

25

28/6

6/56

 

26/0

75/2

63/7

31/1

 

 

مواد گیاهی و شرایط رشد: بذر گیاه دو رقم لوبیا (Phaseolus vulgaris L.) از مرکز تحقیقات کشاورزی استان گیلان تهیه شد. دو رقم لوبیا شامل: لوبیا چیتی (رقم غفار) با کلاس تجاری Cranberry، تیپ 2، رشد نامحدود ایستاده (5) و لوبیای پاکوتاه (رقم 18-G رگه مشکی)، که دارای تیپ 1و رشد محدود ایستاده است (19). بذر‌های گیاه با استفاده از هیپوکلریت سدیم 5% به مدت 10 دقیقه به صورت سطحی ضدعفونی شدند. در هر گلدان 5 بذر با فاصله طولی مناسب و عمق 1 سانتی‌متر به صورت تصادفی کاشته شد. کود NPK (15 5 30) بر اساس آزمون خاک و حد بحرانی عناصر غذایی مورد نیاز لوبیا به میزان 5/1 گرم به ازای هر گلدان مصرف شد. 18 روز پس از کاشت (DAP 18) قارچ کش مانکوزب (MANCOZEB %80 WP) به صورت اسپری، بر روی برگ‌ها اعمال شد. از زمان کاشت بذر، به مدت 21 روز آبیاری در تمام تیمار‌ها یکسان بود و فاصله آبیاری هر 4 روز یکبار انجام شد. پس از رسیدن رشد گیاه به مرحله 3 برگچه‌ایی (V3)، یعنی 21 روز پس از کاشت که گیاه یک مقاومت نسبی در مقابل تنش آبی کسب کرد، تیمار‌های خشکی در سه سطح 30، 60 و 100 درصد ظرفیت زراعی (FC) اعمال شدند.

سنجش فلورسانس کلروفیل: پس از گذشت 12 روز از تنش خشکی، اندازه‌گیری پارامتر‌های فلورسانس کلروفیل از محل میانه برگ و بین رگبرگ اصلی و لبه آخرین برگ توسعه ‌یافته هر گیاه با استفاده از دستگاه فلوریمتر (Florimeter) مدل PAM 2500-Walz, Germany صورت گرفت (47). بدین‌منظور، برگ‌ها به مدت 20 دقیقه در تاریکی قرار گرفتند، با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری فلورسانس، نور قرمز به برگ تابانده شد. فلورسانس حداقل (F0) با همه‌ی مراکز واکنشی

باز فتوسیستم II و فلورسانس حداکثر (Fm)  با همه‌ی مراکز واکنشی بسته فتوسیستم II در برگ‌های سازگار به تاریکی و در مرحله بعد میزان فلورسانس پایدار (Ft)، فلورسانس حداقل (F0´) و حداکثر (Fm´) در برگ‌های سازگار شده به روشنایی تعیین شد. با استفاده از پارامترهای تعیین شده در برگ‌های سازگار شده به تاریکی و روشنایی، میزان فلورسانس متغیر (Fv)، حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیتم II (Fv/Fm)، کارایی کوانتومی فتوشیمیایی مؤثر فتوسیستم II [Y(II)]، کارایی کوانتومی غیرفتوشیمیایی تنظیم شده فتوسیستم II [Y(NPQ)]، کارایی کوانتومی غیرفتوشیمیایی تنظیم‌ نشده فتوسیستم II [Y(NO)] و خاموشی غیرفتوشیمیایی (NPQ) بر اساس جدول دو محاسبه شد. اندازه گیری‌ها در مرحله رویشی (12 روز پس از اعمال سطوح تنش خشکی) در ساعت 10 صبح تا 14 بعد ظهر انجام شدند.

 

جدول 2- مؤلفه‌های بیوفیزیکی اندازه‌گیری شده فلورسانس کلروفیل و معادلات مربوط به آنها

 (Klughammer and Schreiber, 2008; Li et al., 2008)

مؤلفه

 شناسه

  معادله

فلورسانس متغیر

Variable fluorescence

Fv

Fm-F0

حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیتم II

Maximum photochemical quantum yield of photosystem II

Fv/Fm

(Fm-Fo)/Fm

کارایی کوانتومی فتوشیمیایی مؤثر فتوسیستم II

Effective photochemical quantum yield of photosystem II

Y(II)

(Fm-Ft)/Fm´

کارایی کوانتومی غیرفتوشیمیایی تنظیم شده فتوسیستم  II

Quantum yield of regulated energy dissipation

Y(NPQ)

(Ft/Fm´) - (Ft/Fm)

کارایی کوانتومی غیرفتوشیمیایی تنظیم نشده فتوسیستم II

Quantum yield of non-regulated energy dissipation

Y(NO)

Ft/Fm

خاموشی غیرفتوشیمیایی

Non-photochemical quenching

NPQ

(Fm-Fm')/Fm'

 

 

ﺳﻨﺠﺶ ﮐﻤﯽ ﻣﯿﺰان ﮐﻠﺮوﻓﯿﻞﻫﺎی a، b، کل و کاروتنوئید: محتوای کلروفیل با استفاده از روش (Lichtenthaler (1987 (23) و با استفاده از استن 80%  سنجش و جذب آن توسط دستگاه اسپکتروفتومتر (CamSpec M501 UV/Visible) قرائت شد. مقدار کلروفیل و همچنین کاروتنوئید کل با استفاده از فرمول‌های زیر محاسبه شد. اندازه گیری‌ها بعد از گذشت 12 روز از اعمال تنش در مرحله رویشی سه برگچه‌ایی V3 (DAP 33) انجام شد. اندازه‌گیری انواع کلروفیل و کاروتنوئید از همان برگ‌هایی که فلورسانس آن‌ها اندازه‌گیری شده بود، انجام و با استفاده از معادله های زیر محاسبه شد:

 

 

Chl. a (μg/g) = 12.25 A663- 2.79 A646×V/W                                                                            معادله 2)

Chl. b (μg/g) = 21.50 A646- 5.1 A663×V/W                                                                               معادله 3)

Chl. T. (μg/g) = Chl. a + Chl. b                                                                                           معادله 4)

Carotenoid(μg/g) = (1000A470 – 1.82Chla – 85.02Chlb)/198×V/W                                  معادله 5)            

 

 

در معادله‌های 2 تا 5، V، W،Chl a ، Chl b، Chl T وCarotenoid  به‌ ترتیب حجم استن به میلی‌لیتر، وزن‌تر برگ برحسب گرم، کلروفیل a، b، کلروفیل کل و کاروتنوئید و همچنین A663، A646، A470 میزان نور جذبی محلول در طول موج‏های 663، 646 و 470 نانومتر می‏باشد.

تجزیه و تحلیل آماری: پس از پایان آزمایش، آزمون نرمال بودن داده‌ها به روش کولموگروف-اسمیرونوف و همسانی واریانس‌ها با استفاده از تست Levene انجام شد. میانگین، انحراف استاندارد نمونه‌ها و نمودار‌ها با استفاده از برنامه‌های آماری SPSS (24.0) و Microsoft excel 2016 محاسبه و رسم شد. در کلیه شکل‌ها، ستون‌ها نماینده میانگین 3 تکرار و بارهای عمودی نشان‌دهنده خطای معیار (± SE) می‌باشد. مقایسه ارقام بر اساس آنالیز واریانس ANOVA و آزمون DUNCAN در سطح احتمال 05/0P≤ انجام شد. همچنین ضریب همبستگی با استفاده از آزمون Pearson بدست آمد. از آنجایی که داده‌های مربوط به Y(NPQ) نرمال نبودند، از تبدیل ( Transform-Log10) جهت نرمال سازی داده‌ها استفاده شد.

نتایج

مؤلفه‌های فلورسانس کلروفیل: نتایج تجزیه واریانس داده‌های مربوط به پارامتر‌های فلورسانس کلروفیل (F0، Fm، Fv/Fm) نشان داد که سطوح مختلف تنش خشکی تأثیر معنی‌داری در سطح احتمال 5% بر مقادیر آنها داشت. با توجه به نتایج حاصل از تجزیه واریانس (جدول 3)، تغییرات F0 متأثر از اثر متقابل رقم خشکی نیست. این در‌حالی است که تغییرات مقادیر Fm، Fv، Fv/Fm، PAR، Y(NPQ)، Y(NO) و Y(II) تحت تأثیر رقم و خشکی قرار دارند.

فلورسانس حداقل در رقم غفار از میانگین بالاتری نسبت به رقم 18-G دارا بود، به طوری که این دو رقم تفاوت معنی‌داری را در سطح احتمال 5 درصد نشان دادند.

 

 

جدول 3- تجزیه واریانس اثر سطوح مختلف تنش خشکی بر برخی صفات ارقام لوبیا.

                                                                                                                               میانگین مربعات

 

 

منابع تغییرات

درجه آزادی

PAR

Y(NPQ)

Y(NO)

Y(II)

Fv/Fm

Fv

Fm

F0

رقم

1

ns 518501

*05/4

*007/0

*42/6

*052/0

ns 710829

*6650

*854996

خشکی

2

*549045

*004/0

*02/0

*02/0

*054/0

*1215400

*131309

*566554

رقم وخشکی

2

*25262

*0

*042/0

*008/0

*001/0

*157024

*420522

ns 81424

خطای آزمایش

12

49328

24/2

001/0

006/0

001/0

23826

21297

26477

ضریب تغییرات (%)

-

53/11

28/10

88/9

91/10

1/5

64/6

89/3

4/11

ns و * به ترتیب غیر معنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال 5 درصد می‌باشد.

 

جدول 4- ادامه تجزیه واریانس اثر سطوح مختلف تنش خشکی بر برخی صفات ارقام لوبیا.

                                                                                                                 میانگین مربعات

منابع تغییرات

درجه آزادی

کلروفیل a

کلروفیل b

کلروفیل کل

کاروتنوئید

رقم

1

*1

*1

*5

*0

خشکی

2

*5

*3

*3

*0

رقم وخشکی

2

*053/1

*0

*2

*053/0

خطای آزمایش

12

036/0

028/0

069/0

032/0

ضریب تغییرات (%)

-

26/6

51/6

99/4

09/5

                        ns و * به ترتیب غیر معنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال 5 درصد می‌باشد.

جدول 5- ضرایب همبستگی پیرسون بین صفات ارزیابی شده در دو رقم لوبیا.

 

* و ** به ترتیب معنی‌دار در سطح احتمال پنج و یک درصد (دو جهته) و ns تفاوت معنی‌داری وجود ندارد. متغیر با اندیس 1 و 2 به ترتیب مربوط به رقم 18-G و غفار می باشد.

 

با افزایش سطح تنش خشکی، روند کاهشی معنی‌داری در مقدار Fv/Fm ایجاد شد، به طوریکه بیشترین نسبت Fv/Fm که شاخص مناسبی برای نشان دادن کارایی فتوسیستم دو می‌باشد، متعلق به تیمار شاهد در رقم 18-G بود و اختلاف معنی‌داری با سطح تنش شدید خشکی نشان داد. این در‌حالی است که میزان کاهش مقدار Fv/Fm در تنش شدید نسبت به شرایط کنترل در رقم 18-G، 2 درصد بیشتر از رقم غفار بود. این نتیجه نشان می‌دهد که با ادامه تنش خشکی در سطوح 60 و 30% ظرفیت زراعی، کارآیی فتوشیمیایی سیستم فتوسنتزی II دچار اختلال و کاهش شده است (شکل1، ت).

همچنین رقم غفار نسبت به رقم 18-G در سطح تنش 60% کاهش بیشتری در مقدار Fv داشته است، اما با افزایش شدت تنش از 60% به 30% ظرفیت زراعی، این دو رقم در یک گروه آماری قرار گرفتند. در تنش شدید، رقم 18-G با میانگین 33/1905 کاهش بیشتری نسبت به رقم غفار با میانگین 33/1860 داشته است (شکل 1، چ).  میزان PAR در رقم غفار در تیمار تنشی 30% ظرفیت زراعی نسبت به شرایط نرمال به صورت معنی‌داری بیشتر بود. همچنین در تنش شدید تفاوت معنی‌داری بین دو رقم مشاهده نشد. (شکل1، پ). اگرچه تفاوتی در تنش 30% و آبیاری نرمال بین ارقام 18-G و غفار مشاهده نمی‌شود، اما میانگین بالاتری در رقم غفار نسبت به رقم 18-G در تنش 60%، بدست آمد (شکل 1، ج). بالاترین مقدار [Y(NO)] در سطح تنشی 60% ظرفیت زراعی مربوط به رقم غفار است که با میانگین 434/0 بدست آمد، در‌صورتی که در رقم 18-G در سطح تنش شدید، میزان [Y(NO)] بیشتر از سطح تنش ملایم بود (شکل1، ث).

محتوای کلروفیل و رنگیزه‌های فتوسنتزی: نتایج پژوهش حاضر نشان داد که با افزایش تنش خشکی از مقدار رنگیزه‌ها (کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوئید) کاسته شد. برهمکنش رقم و خشکی بر میزان کلروفیل a، b، کلروفیل کل و کاروتنوئید معنی‌دار شد (جدول 4). میزان محتوای کلروفیل a برگ‌های رقم غفار در سطح تنش 60 و 30% ظرفیت زراعی بالاتر از رقم 18-G بود. این در‌حالی است که میزان محتوای کلروفیل a در برگ‌های رقم 18-G به صورت معنی‌داری به میزان بیشتری نسبت به رقم غفار کاهش یافت و کمترین میزان آن در تنش 30% ظرفیت زراعی بود (شکل2، الف).

 

 

شکل1- مقایسه میانگین برهم کنش رقم و تنش برای (کلیه نمودار‌ها بجز نمودار ب):  الف) حداکثر فلورسانس کلروفیل، ب) فلورسانس حداقل، پ) تابش فعال فتوسنتزی، ت) حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیستم دو، ث) کارآیی کوانتومی غیر‌فتوشیمیایی تنظیم نشده فتوسیستم دو، ج) کارآیی کوانتومی غیر‌فتوشیمیایی تنظیم شده فتوسیستم دو، چ) فلورسانس متغیر، ح) کارآیی کوانتومی فتوشیمیایی مؤثر فتوسیستم دو. مقادیر، میانگین 3 تکرار
 SE± است. حروف یکسان بیانگر عدم اختلاف معنی‌دار با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال 05/0P≤ است.

 

همچنین همبستگی منفی و معنی‌داری (**94-=R) بین F0 و کلروفیل a رقم 18-G در سطح احتمال 1% وجود داشت (جدول 5).

میزان کلروفیل b در رقم 18-G در سطح تنش 30% ظرفیت زراعی کاهش بیشتری نسبت به شرایط آبیاری نرمال خود در‌ مقایسه با رقم غفار داشته است (شکل2، ب). همچنین میزان کلروفیل کل در هردو رقم غفار و 18-G با افزایش تنش خشکی کاهش یافت و این میزان کاهش در رقم 18-G بیشتر از رقم غفار بود. این در حالی است کهدر تنش ملایم خشکی، بالاترین میزان کلروفیل با میانگین 18/7 میلی‌گرم بر گرم وزن‌‌تر به رقم غفار اختصاص داشت (شکل2، پ).

 

 

شکل2- الف) محتوای کلروفیل a، ب) محتوای کلروفیلb ، پ) محتوای کلروفیل کل، ت) محتوای کاروتنوئید را در ارقام 18-G و غفار نشان می‌دهد. مقادیر، میانگین 3 تکرار SE± است. حروف یکسان بیانگر عدم اختلاف معنی‌دار با استفاده از آزمون دانکن در سطح احتمال 05/0P≤ است.

 

میزان کاروتنوئیدها با افزایش شدت تنش در رقم غفار افزایش یافت و بالاترین مقدار آن با میانگین 06/5 میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر به تنش شدید اختصاص داشت که در مقایسه با تنش 60% (با میانگین 23/4 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) و 30% (با میانگین 19/4 میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر) دارای تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال پنج درصد بود. این در‌حالی است که رقم 18-G تفاوت معنی‌داری در میزان کاروتنوئید‌ها در سطوح 30% و 60% در مقایسه با آبیاری نرمال نشان نداد (شکل2، ت).

بحث و نتیجه‌گیری

بمنظور ارزیابی اثر تنش خشکی بر سیستم فتوسنتزی گیاه و تخمین میانگین کارآیی کوانتوم فتوسیستم II (QII) از پارامترهای فلورسانس کلروفیل استفاده‌های زیادی شده است. هنگام وقوع تنش، تسهیم انرژی بین بخش‌های فلورسانس، فرود فتوشیمیایی و فرود غیر‌فتوشیمیایی یا اتلاف گرما تغییر می‌کند. در‌حقیقت هر عاملی که باعث کاهش فتوسنتز شود و یا برای سیستم تنش‌زا باشد، فلورسانس کلروفیل را افزایش می‌دهد. به ‌نظر می‌رسد مقدار فلورسانس کلروفیل، تمامیت غشای تیلاکوئید و کارآیی نسبی انتقال الکترون را از فتوسیستم II به فتوسیستم I نشان می‌دهد (8).

F0 بیانگر سطحی از فلورسانس در‌ زمانی است که پذیرنده کوئینون‌آ (QA) در بالاترین مقدار شرایط اکسیداسیونی قرار دارد (مرکز فتوسیستم II باز هستند). نتایج ما در این پژوهش نشان داد که برهمکنش رقم و خشکی معنی‌دار نیست این در حالی است که مقایسه ارقام نشان داد مقدار فلورسانس حداقل در رقم غفار دارای میانگین بالاتری نسبت به 18-G است. در‌حقیقت F0 هر چه کمتر باشد، بدین معناست که فعالیت‌های فتوسنتزی به نحو مطلوب‌تری در جریان هستند و تثبیت کربن یا به عبارتی انتقال الکترون سریع‌تر آغاز شده است. این در‌حالی است که مقدار F0 بالاتر نشان از آسیب به زنجیره انتقال الکترون فتوسیستم II در اثر کاهش ظرفیت QA و عدم اکسیداسیون کامل آن به دلیل جریان کند الکترون در طول مسیر فتوسیستم II دارد (52)، بنابراین رقم غفار آسیب بیشتری را در فتوسیستم دو خود تجربه کرده است.

 Wright و همکاران (2009) (46) افزایش پارامتر F0 را تحت تنش خشکی، نتیجه‌ی کاهش یکپارچگی غشاء تیلاکوئید عنوان کردند. Soheyli Movahed و همکاران (2016) (42) افزایشF0  را تحت تنش خشکی در ارقامی از لوبیا چیتی گزارش کردند. از آنجایی که رقم 18-G از مقدار کمتری از فلورسانس حداقل برخوردار بود، می‌توان گفت که دستگاه فتوسنتزی این رقم از کارآیی بالاتری در انتقال الکترون برخوردار می‌باشد. Zair و همکاران (2003) (50) اظهار نمودند که تنش به تنهایی تغییرات معنی‌داری در F0 ایجاد نمی‌کند. در‌حالی که Behra و همکاران (2002) (6) مشخص کردند که F0 توسط تنش‌های محیطی دچار تغییراتی می‌شوند که علت آن دگرگونی ساختار و تغییر در رنگدانه‌های فتوسیستم II می‌باشد.

نتایج پژوهش حاضر نشان داد که با افزایش سطوح تنش خشکی، پارامتر‌های Fm و حداکثر کارآیی کوانتومی فتوسیستم II برای تبدیل انرژی نور جذب شده به انرژی شیمیایی کاهش می‌یابد. Fm در اثر تابش فوتون‌های نوری و احیای همه ناقل‌های الکترون و بسته بودن (اشباع) همه مراکز واکنشی ایجاد می‌شود (24). وقتی همه مراکز واکنشی فتوسیستم II بسته است، نشان دهنده افزایش تدریجی عملکرد فلورسانس و کاهش سرعت واکنش‌های فتوشیمیایی است و هرچه سیستم دیرتر بسته شود، یعنی قادر باشد تعداد الکترون‌های بیشتری را بپذیرد، Fm آن بالاتر یا سیستم کاراتر خواهد بود. در‌حقیقت، افزایش فلورسانس از F0 به Fm به علت کاهش QB و مخزن بزرگی از پلاستوکوئینون می‌باشد. همچنین پارامتر Fv/Fm به عنوان یک ابزار موثر در کشف آسیب‌های وارده به دستگاه فتوسنتز کننده قبل از آشکار‌شدن آن در مورفولوژی گیاه ارزیابی می‌شود و شاخص مناسبی برای بازدارندگی نوری است. این نسبت نشان‌دهنده پتانسیل یا بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (PSII) می‌باشد و مقدار آن برای گیاهانی که در شرایط تنش قرار ندارند، در گزارش‌های مختلف بین 85/0-65/0 (51) و محدوده 85/0 (15) گزارش شده است و هرگونه تغییر در ورای این دامنه می‌تواند حاکی از فتواکسیداسیون نوری و آسیب رسیدن به مراکز واکنش فتوسیستم II و یا شاخص تنش باشد.

در این تحقیق، در تنش شدید خشکی، رقم 18-G کاهش بیشتری در میزان Fm داشت، بنابراین با افزایش تنش خشکی از کارآیی کمتری در مقایسه با رقم غفار برخوردار است. بر اساس داده‌های بدست آمده از Fv/Fm و مقایسه تأثیر تنش خشکی در 30% ظرفیت زراعی و آبیاری نرمال در ارقام بررسی شده نشان می‌دهد که رقم غفار از تحمل و توانایی بالاتری در حفظ و ثبات این نسبت در مقایسه با رقم 18-G دارا می‌باشد. کاهش میزان Fv/Fm حاکی از کارآیی کمتر فتوسیستم II می‌باشد. کاهش این نسبت یا به دلیل افزایش در میزان F0 و یا کاهش Fm و یا هردو می‌باشد. در پژوهش حاضر، در رقم غفار و 18-G بترتیب همبستگی منفی معنی‌داری (**96-=R) و (*89-=R) بین F0 و Fv/Fm مشاهده شد (جدول 5) و به نظر می‌رسد که محدودیت آبی، کارآیی فتوشیمیایی فتوسیستم II را به علت افزایش در F0 کاهش داده است. کاهش Fv/Fm در این آزمایش، احتمالاً به علت صدمات وارده بر کلروپلاست بوده و کاهش میزان محتوای کلروفیل نیز این موضوع را تأیید می‌کند. گزارش شده است که نسبت Fv/Fm در تنش خشکی تحت تأثیر قرار می‌گیرد و تفاوت ژنوتیپ‌های حساس و مقاوم در تنش‌های شدید پدیدار می‌شود (39). Li و همکاران (2010) (21) نیز نتایج مشابهی مبنی بر کاهش Fv/Fm گزارش کردند. همپنین گزارش شده است که کاهش نسبت Fv/Fm و Fm تحت تنش خشکی در گیاه لوبیا ممکن است ناشی از آسیب دیدن چرخه تنظیم آب و یا انتقال الکترون‌ها در فتوسیستم II باشد (33).

فلورسانس متغیر (Fv) نشانگر احیای کامل پذیرنده‌های الکترون (QA) می‌باشد. بدین‌صورت که وقتی پذیرنده‌های الکترون در حالت احیای کامل باشند، فلورسانس کلروفیل زیاد است، بنابراین Fv نیز زیاد است، اما وقتی پذیرنده‌های الکترون در حالت اکسید هستند، مقدار فلورسانس حداقل است و مقدار Fv نیز کاهش می‌یابد، درنتیجه در شرایط تنش خشکی QA در حال اکسید شدن است. در پژوهش حاضر میزان فلورسانس متغیر در تمامی سطوح تنش کاهش یافت که این کاهش می‌تواند به دلیل مهار الکترون و جلوگیری از انتقال الکترون آن از سمت دهنده فتوسیستم II به محل پذیرش الکترون توسط مولکول‌های کوئینون (QA و QC) و ممانعت از فتواکسیداسیون فتوسیستم II باشد (24). در نتیجه میزان کارآیی کوانتومی فتوسنتز خالص کاهش می‌یابد. در تحقیق حاضر، همبستگی منفی معنی‌دار بین Fv و F0 نشان داد که همزمان با افزایش F0 از میزان فلورسانس متغیر کاسته شد.

Y(NPQ) در واقع شاخص مربوط به هدر رفت گرمایی است و افزایش این پارامتر بیانگر ظرفیت بالای چرخه زانتوفیل و توانایی گیاه در دفع تنش از طریق هدر دادن انرژی به صورت گرما می‌باشد (10). بدین‌ترتیب از توان دستگاه فتوسنتز کننده کاسته می‌شود که خود یک مکانسیم دفاعی در برابر اکسایش فتوسیستم‌های I و II به شمار می‌آید و به بازدارندگی نوری معروف است (36). چنانچه مکانیسم‌های پراکنش انرژی مانند NPQ کارآیی موثری را داشته باشند، آسیب ناشی از بازدارندگی نوری قابل جبران است، در غیر این صورت، موجب آسیب غیر قابل برگشت به سیستم فتوسنتز‌کننده می‌شود. با‌توجه به اینکه در مطالعه حاضر به موازات افزایش بازدارندگی نوری، NPQ هم افزایش یافت، بنظر می‌رسد اثر بازدارندگی نوری برگشت‌پذیر است که با یافته‌های Li و همکاران (2013) (22) مطابقت دارد. در این تحقیق، Y(NO) در تنش 30 و 60% بترتیب در رقم غفار و 18-G افزایش یافت و علت آن احتمالاً افزایش سرعت آسیمیلاسیون CO2 در این سطوح است (17).

یکی دیگر از پارامتر‌های فیزیولوژیکی متأثر از تنش خشکی، محتوای کلروفیل و کاروتنوئید برگ است. برخی گیاهان در طول تنش خشکی میزان کلروفیل خود را حفظ می‌کنند و در برخی دیگر میزان کلروفیل کاهش می‌یابد. در این مطالعه، روند کاهشی معنی‌داری در تمام رنگیزه‌های مربوط به نمونه‌های تحت تنش نسبت به شرایط پیش از تنش مشاهده شد. این روند کاهشی را می‌توان احتمالاً به علت از بین رفتن آنزیم‌های بیوسنتزی رنگدانه‌های فتوسنتزی و همچنین القای تجزیه شدن یا مهار سنتز آن‌ها در شرایط تنش نسبت داد. آنزیم گلوتامات ‌لیگاز از جمله این آنزیم‌ها است که نقش مهمی در سنتز کلروفیل دارد و کاهش سنتز کلروفیل تحت شرایط تنش خشکی به دلیل ممانعت از فعالیت آنزیم گلوتامات ‌لیگاز می‌باشد (11). از دلایل دیگر کاهش مقدار رنگیزه‌های فتوسنتزی تحت تنش خشکی را می‌توان عموماً به تخریب ساختمان کلروپلاست و دستگاه فتوسنتزی، فتواکسیداسیون کلروفیل‌ها، واکنش آنها با اکسیژن یکتایی و اختلالات هورمونی نسبت داد (27). تخریب مولکولی کلروفیل به علت جدا شدن زنجیره فیتولی از حلقه پورفیرین در اثر ROS و یا آنزیم کلروفیلاز صورت می‌گیرد. بنابراین می‌توان گفت که ابتدایی‌ترین و معنی‌دار‌ترین تغییر در ساختار سلولی، تخریب ساختاری کلروپلاست است که در آن فرآیند متابولیکی تجزیه کلروفیل و ماکرومولکول‌های دیگر رخ می‌دهد (40). بطور کلی می‌توان گفت که کاهش در مقادیر کلروفیل تحت تنش خشکی به علت تخریب بیشتر کلروفیل نسبت به سنتز آن است.

Hosseinzadeh و همکاران (2016) (14) کاهش شدید رنگدانه‌ها در سطوح بالای تنش آبی را به دلیل کاهش انتقال مواد معدنی و عناصر ضروری برگ‌ در اثر کاهش مکشی ناشی از تعرق در آوند چوب و افزایش تنش اکسیداتیو ناشی از ROS (گونه‌های فعال اکسیژن) در سلول‌های برگی و تجزیه این رنگدانه‌ها دانسته‌اند. کاهش رنگیزه‌های فتوسنتزی تحت تنش خشکی در لوبیا چشم بلبلی، چند واریته دیگر لوبیا و آنیسون توسط محققین به ثبت رسیده است (36، 1). همچنین افزایش محتوای‌ رنگیزه‌های کلروفیلی گیاه به لیمو تحت تنش خشکی ملایم توسط محققین به ثبت رسیده است (2). مقایسه تغییرات مقادیر کلروفیل a وb در تحقیق حاضر نشان داد که در اثر تنش خشکی، میزان کاهش کلروفیل a در رقم 18-G بیشتر از میزان کاهش کلروفیل b آن است. کاهش میزان کلروفیل a در اثر تنش خشکی مربوط به افزایش تولید ROS در سلول می‌باشد. این رادیکال‌های آزاد سبب پراکسیداسیون و در ‌نتیجه تجزیه این رنگیزه‌ها می‌شوند و با کاهش میزان کلروفیل، تغییرات زیادی در مقدار تولید در گیاهان به وجود می‌آید (34). اثرات تنش خشکی بر کاهش میزان کلروفیل a در گیاهان زراعی از جمله لوبیا توسط محققین مورد بررسی قرار گرفته است (38). همچنین گزارش شده است که تغییر در کلروفیل a به دلیل شکسته شدن کلروپلاست، ناپایداری کمپلکس کلروفیل-پروتئین، کاهش تشکیل پلاستید‌های جدید کلروفیل a و تغییر در سیستم‌های فتوسنتزی در جهت کاهش نسبت PSII به PSI در شرایط تنش خشکی است (20).

کاروتنوئید‌ها در شرایط تنش خشکی انرژی زیاد طول موج‌های کوتاه را گرفته و اکسیژن یکتایی را به 3 تایی تبدیل می‌کنند و با گرفتن رادیکال‌های اکسیژن تولید شده، نقش آنتی‌اکسیدانی خود را ایفا می‌کنند. کمبود خفیف آب باعث افزایش میزان کاروتنوئید‌ها می‌شود، در‌حالی که کمبود شدید آب موجب کم شدن میزان کاروتنوئید‌ها می‌شود (26). در این مطالعه، میزان کاروتنوئید‌ها در رقم غفار افزایش یافت، اما در رقم 18-G اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد. می‌توان گفت رقم 18-G با حفظ ظرفیت کاروتنوئیدی خود، آسیب‌های ناشی از تنش خشکی را تعدیل کرده است. (2007) Silva (41) نیز کاهش محتوای کاروتنوئید را تحت تنش خشکی در لوبیا گزارش کرد. در‌حالی که Emadi و همکاران (2012) (12)، افزایش میزان کاروتنوئید را تحت تنش خشکی در لوبیا چیتی گزارش کردند. کاهش محتوای کاروتنوئید ظاهراً به دلیل اکسید شدن توسط اکسیژن فعال و تخریب ساختار آن‌ها است (45). می‌توان نتیجه گرفت که تآثیر تنش خشکی بر میزان کاروتنوئید‌ها در ارقام و گونه‌های گیاهان مختلف یکسان نیست و پاسخ‌های متفاوتی دیده می‌شود.

تنش‎های گیاهی از جمله تنش خشکی، اثر بازدارنده بر فعالیت‌های مختلف دستگاه فتوسنتزی بخصوص فعالیت فتوسیستم II، در رقم‌های مختلف لوبیا می‌گذارد. در این بررسی مشخص شد که پارامتر‌های فلورسانس کلروفیل به همراه محتوای کلروفیل، نقش ویژه‌ایی در بررسی اثرات تنش خشکی بر سیستم‌های فتوسنتزی گیاه دارند. علاوه بر این، استفاده از روش فلوریمتری نسبت به سایر روش‌های مطالعه فیزیولوژیکی گیاهان، یک روش غیر مخرب و در عین حال دقیق است. داده‌های بدست آمده از این مطالعه نشان داد که رقم غفار از طریق بکارگیری سازوکارهای خاص خود، تحمل بهتری نسبت به تنش خشکی داشته است، بنابراین بدلیل کارآیی بهتر خود، کشت این رقم در شرایط آب و هوایی خشک توصیه می‌شود.

سپاسگزاری

مؤلفین این مقاله وظیفه خود می‌دانند از مرکز تحقیقات استان گیلان به خاطر در اختیار قرار دادن بذر ارقام مورد آزمایش سپاس‌گزاری نمایند.

1. حیدری، ن.،  پوریوسف،  م.  و  توکلی،  ا.،  (2015)،  «تآثیر  تنش
خشکی بر فتوسنتز، پارامترهای وابسته به آن و محتوای نسبی آب گیاه آنیسون (Pimpinella anisum L.)»، مجله پژوهشهای گیاهی، 27: 829-839.
 
2. محمدی، ع.، ابراهیم زاده، ح.، هادیان، ج. و میر معصومی، م. (2015)، «واکاوی اثر تنش خشکی بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه به لیمو Lippia citriodora HBK»، مجله پژوهشهای گیاهی، 28 (3): 617-628.
 
3. Amiri, H., A. Ismaili, and S. R. Hosseinzadeh, )2017(, "Influence of vermicompost fertilizer and water deficit stress on morpho-physiological features of chickpea (Cicer arietinum L. cv. Karaj)" Compost Science & Utilization 25 (3):152-165.
4. Ansari, M. H., Asadi, R., Mazaheri R., Rezazadeh B. (2017), "Effect of Different Nitrogen Resources on Nitrogen Absorption and Transferation in Guilan Local Beans in Organic Agriculture", Scientific Journal of Plant Physiology,  9 (35): 21-38, (in persian).
5. Asadi, B., A. Ghadiri, M. Lak, M. Yousefi, A. Ghanbari, E. Beizai, M. Kamel, M. Kooshki, H. Asteraki, R. Poormatin, and M. Hatamabadi Farahani, (2016), "Ghaffar, a New Variety of Chitti Bean", Research Achievements for Field and Horticulture Crops, 5 (2):143-155.
6. Bahra, M. J., H. Bahrami, and A. A. K. Haghighi, (2010), "Effect of water stress on ten forage grasses native or introduced to Iran", Grassland Science, 56 (1):1-5.
7. Baker, N. R. (2008), "Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo", Annual Review of Plant Biology, 59:89-113.
8.‌ ‎Bilger, W., and O. Björkman, (1994), "Relationships among violaxanthin deepoxidation, thylakoid membrane onformation, and nonphotochemical chlorophyll fluorescence quenching in leaves of cotton (Gossypium hirsutum L.)", Planta, 193 (2):238-246.
9. Costa, G. E., K. da Silva Queiroz-Monici, S. M. P. M. Reis, and A. C. de Oliveira, (2006), "Chemical composition, dietary fibre and resistant starch contents of raw and cooked pea, common bean, chickpea and lentil legumes", Food chemistry, 94 (3):327-330.
10. Chaves, M. M., J. Flexas, and C. Pinheiro. (2009), "Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell", Annals of Botany, 103 (4):551-560.
11. Dalal, V. K., and B. C. Tripathy, (2012), "Modulation of chlorophyll biosynthesis by water stress in rice seedlings during chloroplast biogenesis", Plant, Cell and Environment, 35 (9):1685-1703.
12. Emadi, N., Baluchi, H. And worldview, s. (2012), "Effect of drought stress on grain yield and some physiological characteristics of different red bean genotypes",Plant Ecophysiology, 18: 1-11, (in persian).    
13. Farid, M., H. J. Earl, and A. Navabi, (2016), "Yield stability of dry bean genotypes across nitrogen-fixation-dependent and fertilizer-dependent management systems", Crop Science, 56 (1):173-182.
15. Hosseinzadeh, S., H. Amiri, and A. Ismaili, (2016), "Effect of vermicompost fertilizer on photosynthetic characteristics of chickpea (Cicer arietinum L.) under drought stress", Photosynthetica. 54 (1):87-92.
15. Kalaji, M., and P. Guo. (2008), "Chlorophyll fluorescence: a useful tool in barley plant breeding programs", Photochemistry Research Progress, 29:439-463.
16.  Keller J. and Bliesner, R. D. Sprinkler and Trickle Irrigation, Van Nostrand Reinhold, New York, (1990).
17. Klughammer, C., and U. Schreiber, (2008), "Complementary PS II quantum yields calculated from simple fluorescence parameters measured by PAM fluorometry and the Saturation Pulse method", PAM application notes, 1 (2):201-247.
18. Kordrostami, F., A. Shirvany, P. Attarod, and M. Khoshnevis, (2014), "Does drought stress induce physiological mechanisms in Celtis caucasica L. Seedlings",  Advances in Bioresearch, 5 (4).
19. Kokabi, S., Ashrafi, N., Javanmard, T. And aghajani, m (2015), "Evaluation of some morphological traits, yield in green beans of Phaseolus vulgaris L. in Karaj climate conditions", 9th Iranian Horticultural Science Congress, Ahwaz, Iranian Horticultural Society and Ahwaz Shahid Chamran University, (in persian).
20. Kulshreshtha, S., D. Mishra, and R. Gupta, (1987), "Changes in contents of chlorophyll, proteins and lipids in whole chloroplasts and chloroplast membrane fractions at different leaf water potentials in drought resistant and sensitive genotypes of wheat", Photosynthetica (Czechoslovakia).
21. Li, G., S. Wan, J. Zhou, Z. Yang, and P. Qin. (2010), "Leaf chlorophyll fluorescence, hyperspectral reflectance, pigments content, malondialdehyde and proline accumulation responses of castor bean (Ricinus communis L.) seedlings to salt stress levels", Industrial crops and products, 31 (1):13-19.
22. Li, G. L., Wu, H. X., Sun, Y. Q. and Zhang, S. Y. (2013, "Response of chlorophyll Fluorescence parameters to drought stress in sugar beet seedlings", Russian Journal of Plant Physiology, 60: 337–342.                 
23. Lichtenthaler, H. K. (1987), "Chlorophyll  fluorescence signatures of leaves during the autumnal chlorophyll breakdown", Journal of Plant Physiology, 131(1-2), 101-110. 
24. Mehta, P., A. Jajoo, S. Mathur, and S. Bharti, (2010), "Chlorophyll a fluorescence study revealing effects of high salt stress on Photosystem II in wheat leaves", Plant Physiology and Biochemistry, 48 (1):16-20.
25. Miklas, P. N., J. D. Kelly, S. E. Beebe, and M. W. Blair, (2006), Common bean breeding for resistance against biotic and abiotic stresses: from classical to MAS breeding", Euphytica, 147 (1-2):105-131.
26. Munné-Bosch, S., and L. Alegre, (2004), "Die and let live: leaf senescence contributes to plant survival under drought stress", Functional Plant Biology, 31 (3):203-216.
27. Naghavi, M. R., M. Toorchi, M. Moghaddam, and M. R. Shakiba, (2015), "Evaluation of diversity and traits correlation in spring wheat cultivars under drought stress", Notulae Scientia Biologicae, 7 (3):349.
28. Neocleous, D., and M. Vasilakakis, (2007), "Effects of NaCl stress on red raspberry (Rubus idaeus L.‘Autumn Bliss’)", Scientia Horticulturae 112 (3):282-289.
29. Oliveira Neto, C. F. d., A. K. d. S. Lobato, M. C. Gonçalves-Vidigal, R. C. L. d. Costa, B. G. d. Santos Filho, G. A. R. Alves, W. Maia, F. Cruz, H. Neves, and M. S. Lopes, (2009), "Carbon compounds and chlorophyll contents in sorghum submitted to water deficit during three growth stages",  Journal of Food, Agriculture and Environment, 7 (3&4):588-593.
30. Oukarroum, A., S. El Madidi, G. Schansker, and R. J. Strasser, (2007), "Probing the responses of barley cultivars (Hordeum vulgare L.) by chlorophyll a fluorescence OLKJIP under drought stress and re-watering", Environmental and Experimental Botany, 60 (3):438-446.
31. Peralta, H., A. Aguilar, R. Díaz, Y. Mora, G. Martínez-Batallar, E. Salazar, C. Vargas-Lagunas, E. Martínez, S. Encarnación, and L. Girard, (2016), "Genomic studies of nitrogen-fixing rhizobial strains from Phaseolus vulgaris seeds and nodules", BMC Genomics, 17 (1):711.
32. Rendon-Anaya, M., A. Herrera-Estrella, P. Gepts, and A. Delgado-Salinas, (2017), "A new species of Phaseolus (Leguminosae, Papilionoideae) sister to Phaseolus vulgaris, the common bean," Phytotaxa, 313 (3):259-266.
33. Retuerto, R., B. Fernández-Lema, and J. Obeso, (2006), "Changes in photochemical efficiency in response to herbivory and experimental defoliation in the dioecious tree Ilex aquifolium", International Journal of Plant Sciences, 167 (2):279-289.
34. Sadeghipour, O., and P. Aghaei, (2012), "Response of common bean (Phaseolus vulgaris L.) to exogenous application of salicylic acid (SA) under water stress conditions", Advances in Environmental Biology, 6 (3):1160-1168.
35. Sadeghipour, A., and B. Hashemi, (2015), "Study the effect of brassinolide application on drought tolerance of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.)", Crop Physiology Journal. 7 (26):57-70.
36. ‌Saglam, A., N. Saruhan, R. Terzi, and A. Kadioglu, (2011), "The relations between antioxidant enzymes and chlorophyll fluorescence parameters in common bean cultivars differing in sensitivity to drought stress", Russian journal of plant physiology, 58 (1):60-68.
37. Sánchez-Díaz, M., C. Tapia, and M. C. Antolín, (2008), "Abscisic acid and drought response of Canarian laurel forest tree species growing under controlled conditions", Environmental and Experimental Botany, 64 (2):155-161.
38. Santos, C. V. (2004), "Regulation of chlorophyll biosynthesis and degradation by salt stress in sunflower leaves", Scientia Horticulturae, 103 (1):93-99.
39. Sayed, O. (2003), "Chlorophyll fluorescence as a tool in cereal crop research", Photosynthetica, 41 (3):321-330.
40. Severino, L. S., and D. L. Auld. (2013), "Seed yield and yield components of castor influenced by irrigation", Industrial Crops and Products, 49:52-60.
41. Silva, M. A., Jifon, J. L., Silva, J. A. G. and Sharma, V. (2007), "Use of physiological parameters as fast tools to screen for drought tolerance in sugarcane", Brazilian Journal of Plant Physiology, 19: 193-201.
42. Soheyli movahed S., and M. A. esmaeeli, and F. Jabari, (2017), "Investigation the effect of different levels of irrigation on morph physiological and biochemical traits in five genotypes of mung bean (Vigna radiata L.)", crop physiology journal, 9 (34):5-21, (in persian).
43. Trapp, J. J., C. A. Urrea, J. Zhou, L. R. Khot, S. Sankaran, and P. N. Miklas, (2016), "Selective phenotyping traits related to multiple stress and drought response in dry bean", Crop Science, 56 (4):1460-1472.
44. Wang, H., X. Ju, Y. Wei, B. Li, L. Zhao, and K. Hu. (2010a), "Simulation of bromide and nitrate leaching under heavy rainfall and high-intensity irrigation rates in North China Plain",  Agricultural water management 97 (10):1646-1654.
45. Wang, L.-J., L. Fan, W. Loescher, W. Duan, G.-J. Liu, J.-S. Cheng, H.-B. Luo, and S.-H. Li. (2010b), "Salicylic acid alleviates decreases in photosynthesis under heat stress and accelerates recovery in grapevine leaves", BMC plant biology, 10 (1):34.
46. Wright, H., Delong, j., Lada, R. and Prange, R. (2009), "The relationship between water status and chlorophyll a fluorscence in grapes (Vitis spp.)", Postharvest Biology and Technology, 51:193–199.
47. Yaghoubian, Y., S. Siadat, M. M. Telavat, and H. Pirdashti, (2016), "Quantify the response of purslane plant growth, photosynthesis pigments and photosystem II photochemistry to cadmium concentration gradients in the soil", Russian Journal of  Plant Physiology, 63 (1):77-84.
48. Yamasaki, T., T. Yamakawa, Y. Yamane, H. Koike, K. Satoh, and S. Katoh, (2002), "Temperature acclimation of photosynthesis and related changes in photosystem II electron transport in winter wheat", Plant Physiology, 128.
49. Yasar, F., Uzal, O. and Ozpay, T. (2010), "Changes of the lipid peroxidation and chlorophyll amount of green bean genotypes under drought stress", African Journal of Agricultural Research, 5(19):2705-2709.
50. Zair, I., Chlyah, A., Sabounji, K., Tittahsen, M., and Chlyah, H. (2003), "Salt tolerance improvement in some wheat cultivars after application of in vitro selection pressure", Plant cell, Tissue and Organ Culture, 73(3), 237-244.
51. Zhao, G., B. Ma, and C. Ren. (2007), "Growth, gas exchange, chlorophyll fluorescence, and ion content of naked oat in response to salinity", Crop Science, 47 (1):123-131.
52. Zlatev, Z. S., and I. T. Yordanov, (2004), "Effects of  soil drought on photosynthesis and chlorophyll fluorescence in bean plants", Bulgarian Journal of Plant Physiology, 30 (3-4):3-18.
Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 31, Issue 3
October 2018
Pages 511-525
  • Receive Date: 17 August 2018
  • Revise Date: 07 December 2018
  • Accept Date: 12 December 2018