| تعداد نشریات | 20 |
| تعداد شمارهها | 421 |
| تعداد مقالات | 3,363 |
| تعداد مشاهده مقاله | 3,555,239 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,310,120 |
پاسخهای زراعی، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی ژنوتیپهای گندم دوروم به تنش خشکی | ||
| بیوتکنولوژی و بیوشیمی غلات | ||
| مقاله 4، دوره 4، شماره 2، تیر 1404، صفحه 219-240 اصل مقاله (967.48 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22126/cbb.2025.13002.1121 | ||
| نویسندگان | ||
| سپیده قطب زاده کرمانی* 1؛ اعظم نیکبخت دهکردی1، 2؛ محمود ملکی1، 2 | ||
| 1پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. | ||
| 2گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان، کرمان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| مقدمه: خشکی یکی از مهمترین محدودیتهای تولید غلات است؛ بهویژه در مرحله رویشی که استقرار پوشش گیاهی و ظرفیت فتوسنتزی مسیر تشکیل عملکرد را تعیین میکند. تابآوری فیزیولوژیک در کمآبی به پایداری رنگیزهها، سازوکارهای آنتیاکسیدانی، تنظیم اسمزی و یکپارچگی غشا وابسته است. این پژوهش با هدف مقایسه پاسخ شش رقم گندم دوروم به خشکی کنترلشده در مرحله رویشی، شناسایی شاخصهای مورفولوژیک و فیزیولوژیک قابل اتکا برای غربالگری زودهنگام، و جایگاه هر ژنوتیپ از نظر میزان تحمل تا حساسیت به خشکی با تحلیلهای چندمتغیره تعیین شد.. مواد و روشها: شش رقم گندم دوروم آریا، بهرنگ، دنا، دهدشت، شبرنگ و کرخه از مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر تهیه شدند. گیاهان در گلخانه رشد کردند و تنش خشکی از مرحله ۴–۶ برگی با نگهداشتن رطوبت گلدانها تا 50 درصد ظرفیت زراعی تا اتمام آزمایش اعمال شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی و بصورت فاکتوریل (دو فاکتور ژنوتیپ و نحوه آبیاری) با سه تکرار انجام گرفت. صفات اندازهگیریشده شامل طول و عرض برگ پرچم، قطر ساقه، تعداد پنجه در بوته، ارتفاع بوته، وزنتر و خشک، کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئید، نشت یونی، هیدروژن پراکسید، مالون دآلدهید، پراکسیداز، کاتالاز، پرولین، فنول کل بود. یافتهها: تجزیه واریانس نشان داد اثر تنش و ژنوتیپ تقریبا برای همه صفات در سطح یک درصد معنیدار بود. در مقایسه میانگینها، بهرنگ در هر دو رژیم بالاترین بیوماس را حفظ کرد. شبرنگ در خشکی ضمن حفظ بیوماس، در هر دو محیط بلندترین بوتهها را داشت. بیشترین تعداد پنجه در شرایط نرمال مربوط به کرخه و در خشکی به بهرنگ تعلق داشت. قطر ساقه در شاهد در دنا و در خشکی در شبرنگ به بیشینه رسید. بهرنگ در شرایط نرمال بالاترین رنگیزههای فتوسنتزی را داشت؛ در خشکی نیز بهرنگ و شبرنگ بیشترین سطح رنگیزهها را حفظ کردند. در تنظیم اسمزی، پرولین در شاهد در دهدشت و در خشکی در بهرنگ بیشینه بود؛ با اینحال، بزرگترین افزایش نسبی پرولین در شبرنگ و دنا مشاهده شد. بیشترین مقدار افزایش فنول کل تحت تنش به ترتیب در دنا، دهدشت، و شبرنگ بود. آنزیمهای آنتیاکسیدانی پاسخ شدیدی به تنش داشتند، پراکسیداز در خشکی در بهرنگ و شبرنگ به بیشینه رسید. کاتالاز بیشترین افزایش نسبی را در شبرنگ، دنا و بهرنگ نشان داد. نشانگرهای آسیب اکسیداتیو بین ژنوتیپها تفکیک ایجاد کرد. آریا بیشترین افزایش شاخصهای اکسیداتیو را داشت، در حالیکه شبرنگ و بهرنگ کمترین افزایش را نشان دادند. تجزیه به مولفههای اصلی در شرایط نرمال جمعا 74 درصد و در خشکی 76 درصد واریانس کل دادهها را توضیح دادند. در هر دو محیط، رنگیزهها و بیوماس بار مثبت قوی روی مولفه اول داشتند و شاخصهای آسیب اکسیداتیو در جهت مخالف بارگذاری شدند؛ در خشکی، پرولین و آنزیمهای مورد بررسی نیز با مولفه اول (تحمل به خشکی) همسو شدند. در این فضا، بهرنگ و شبرنگ با مولفه تحمل به خشکی، و آریا و دهدشت با شاخصهای آسیب یا مولفه حساسیت به خشکی همراستا بودند؛ کرخه موقعیتی میانی متمایل به تحمل داشت در حالی که دنا ابعاد برگ بزرگ و فنول کل بالاتر را با پایداری غشایی میانه تا حساس را نشان داد. نتیجهگیری: نتایج نشان میدهد که بهرنگ و شبرنگ گزینههای پیشتاز برای اصلاح و غربالگری زودهنگام تحت کمآبیاند. شاخصهای پیشنهادی انتخاب عبارت از الف) پایداری رنگیزههای فتوسنتزی، ب) حفظ بیوماس، تجمع پرولین و فعالیت بالای آنزیمهای اکسیداتیو و در نهایت ج) سطوح پایین شاخصهای اکسیداتیو است. کرخه والد مکمل با ثبات آنتیاکسیدانی، دنا با ساختار برگی مطلوب و فنول بالاتر (نیازمند توجه به پایداری غشا)، و آریا همچنین دهدشت شاهدهای حساساند. بهکارگیری این شاخصهای انتخاب در مرحله رویشی میتواند شناسایی والدین متحمل و مسیر انتخاب را تسریع کند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| واژههای کلیدی: تحمل به خشکی؛ دفاع آنتیاکسیدانی؛ پرولین؛ پایداری غشا؛ رنگیزههای فتوسنتزی؛ تحلیل مؤلفههای اصلی | ||
| مراجع | ||
|
Ahmed, H., Zeng, Y., Yang, X., Anwaar, H., Mansha, M., Hanif, C., Ikram, K., Ullah, A. & Alghanem, S. . 2020. Conferring drought-tolerant wheat genotypes through morpho-physiological and chlorophyll indices at seedling stage. Saudi Journal of Biological Sciences, 27 (8):2116-2123. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.06.019. Alexieva, V., Sergiev, I., Mapelli, S. & Karanov, E. 2001. The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in pea and wheat. Plant, Cell & Environment, 24 (12):1337-1344. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2001.00778.x. Amoah, J.N. & Seo, Y.W. 2021. Effect of progressive drought stress on physio-biochemical responses and gene expression patterns in wheat. 3 Biotech, 11 (10):440. https://doi.org/10.1007/s13205-021-02991-6. Arriagada, O., Meneses, C., Pedreschi, R., Núñez-Lillo, G., Maureira, C., Reveco, S., Villarroel, V., Steinfort, U., Albornoz, F. & Cabas-Lühmann, P. 2025. Combined multi-omics and physiological approaches to elucidate drought-response mechanisms of durum wheat. Frontiers in Plant Science, 16:1540179. https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1540179. Askari, E. & Ehsanzadeh, P. 2015. Drought stress mitigation by foliar application of salicylic acid and their interactive effects on physiological characteristics of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) genotypes. Acta Physiologiae Plantarum, 37 (2):4. https://doi.org/10.1007/s11738-014-1762-y. Bates, L. Waldren, R. & Teare, I. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39 (1):205-207. https://doi.org/10.1007/BF00018060. Cha-Um, S., Takabe, T. & Kirdmanee, C. 2010. Ion contents, relative electrolyte leakage, proline accumulation, photosynthetic abilities and growth characters of oil palm seedlings in response to salt stress. Pakistan Journal of Botany, 42 (3):2191-2020. Google Scholar link. Grosse-Heilmann, M., Cristiano, E., Deidda, R. & Viola, F. 2024. Durum wheat productivity today and tomorrow: A review of influencing factors and climate change effects. Resources, Environment and Sustainability, 17:100170. https://doi.org/10.1016/j.resenv.2024.100170. Guizani, A., Askri, H., Amenta, M.L., Defez, R., Babay, E., Bianco, C., Rapaná, N., Finetti-Sialer, M. & Gharbi, F. 2023. Drought responsiveness in six wheat genotypes: identification of stress resistance indicators. Frontiers in Plant Science, 14:1232583. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1232583. Hadidi, M., Ghobadi, M., Saeidi, M., Ghobadi, M.E. 2023. Grain yield, its components and some physiologic characteristics of flag leaf in commercial wheat cultivars in response to post-anthesis drought stress, Cereal Biotechnology and Biochemistry, 2:153-169. 10.22126/cbb.2023.9328.1050. Heath, R.L. & Packer, L. 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125 (1):189-198. https://doi.org/10.1016/0003-9861(68)90654-1. Isgandarova, T.Y., Rustamova, S.M., Aliyeva, D.R., Rzayev, F.H., Gasimov, E.K. & Huseynova, I.M. 2024. Antioxidant and ultrastructural alterations in wheat during drought-induced leaf senescence. Agronomy, 14 (12):2924. Google Scholar link. Kermani, S.G., Saeidi, G., Sabzalian, M.R. & Gianinetti, A. 2019. Drought stress influenced sesamin and sesamolin content and polyphenolic components in sesame (Sesamum indicum L.) populations with contrasting seed coat colors. Food Chemistry, 289:360-368. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.03.004. Kermani, S.Q., Pourseyyedi, S., Mohammadi, G.A. & Moeini, A. 2015. Regeneration of White top (Cardaria draba L.) using Tissue Culture. Agricultural Biotechnology Journal, 7 (1):133-154. https://doi.org/10.22103/jab.2015.1356. Kokebie, D., Enyew, A., Masresha, G., Fentie, T. & Mulat, E. 2024. Morphological, physiological, and biochemical responses of three different soybean (Glycine max L.) varieties under salinity stress conditions. Frontiers in Plant Science, 15:1440445. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1440445. Laus, M.N., De-Santis, M.A., Flagella, Z. & Soccio, M. 2021. Changes in antioxidant defence system in durum wheat under hyperosmotic stress: A concise overview. Plants, 11 (1):98. https://doi.org/10.3390/plants11010098. Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology, 148:350-382. Google Scholar link. Ma, D., Sun, D., Wang, C., Li, Y. & Guo, T. 2014. Expression of flavonoid biosynthesis genes and accumulation of flavonoid in wheat leaves in response to drought stress. Plant Physiology and Biochemistry, 80:60-66. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2014.03.024. Nyaupane, S., Poudel, M.R., Panthi, B., Dhakal, A., Paudel, H. & Bhandari, R. 2024. Drought stress effect, tolerance, and management in wheat–a review. Cogent Food & Agriculture, 10 (1):2296094. https://doi.org/10.1080/23311932.2023.2296094. Pantha, S., Kilian, B., Özkan, H., Zeibig, F. & Frei, M. 2024. Physiological and biochemical changes induced by drought stress during the stem elongation and anthesis stages in the Triticum genus. Environmental and Experimental Botany, 228:106047. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2024.106047. Plewa, M.J., Smith, S.R. & Wagner, E.D. 1991. Diethyldithiocarbamate suppresses the plant activation of aromatic amines into mutagens by inhibiting tobacco cell peroxidase. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 247 (1):57-64. https://doi.org/10.1016/0027-5107(91)90033-K. Qayyum, A., Al-Ayoubi, S., Sher, A., Bibi, Y., Ahmad, S., Shen, Z. & Jenks, M.A. 2021. Improvement in drought tolerance in bread wheat is related to an improvement in osmolyte production, antioxidant enzyme activities, and gaseous exchange. Saudi Journal of Biological Sciences, 28 (9):5238-5249. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.05.040. Ren, J., Sun, L.N., Zhang, Q.Y. & Song, X.S. 2016. Drought tolerance is correlated with the activity of antioxidant enzymes in Cerasus humilis seedlings. BioMed Research International, 2016 (1):9851095. https://doi.org/10.1155/2016/9851095. Takács, G., Gergely, I., Ördög, V., Vörös, L. & Iváncsics, J. 2025. Approaches to studying wheat and maize drought stress responses. Plant and Soil, 21:1-18. https://doi.org/10.1007/s11104-025-07789-6. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 83 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 92 |
||