بررسی واکنش فیزیولوژیکی ارقام کلزا به تنش شوری در مرحله جوانه ‏زنی و استقرار گیاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه خاکشناسی، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر

2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر

چکیده

شوری یکی از عوامل محدودکننده رشد و تولید عملکرد گیاهان است. این پژوهش به‌منظور تأثیر تنش شوری بر جوانه ‏زنی، واکنش فیزیولوژیکی ارقام کلزا به تنش شوری در مرحله جوانه‏زنی و استقرار گیاه در دو آزمایش انجام شد. در دو آزمایش جداگانه، فاکتور اول چهار رقم کلزا شامل ارقام هایولا 320، هایولا 401، هایولا 330 و ساری گل و فاکتور دوم شامل سطح شوری (محلول صفر، 30، 60 و 90 میلی مولار نمک (کلرید سدیم) بود. تنش شوری سبب کاهش درصد جوانه‏زنی، طول ریشه‎چه، طول ساقه‏چه و فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز گیاهچه­های کلزا شد. در سطح شوری 90 میلی مولار کلرید سدیم رقم هایولا 330 بیشترین درصد جوانه‌زنی (66 درصد)، فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز (6.2 نانومول بر بذر بر دقیقه)، طول ریشه‎چه (51 میلی‎متر) را به خود اختصاص داد. در شرایط تنش شوری 90 میلی مولار نمک کلرید سدیم بیشترین وزن خشک اندام هوایی در ارقام هایولا 330 به میزان 1.72 گرم مشاهده گردید. تنش شوری سبب افزایش غلظت سدیم، برگ کلزا شد اما غلظت پتاسیم کاهش یافت. ارقام هایولا 330 و هایولا 320 بیشترین نسبت پتاسیم به سدیم برگ را در مقایسه با سایر ارقام در شرایط تنش شوری داشتند. در شرایط تنش شوری میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان کاتالاز و پراکسیداز در ارقام هایولا 320 و هایولا 330 به میزان معنی‌داری بیش از دو رقم دیگر بود. در شرایط تنش شوری 90 میلی مولار کلرید سدیم میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز ارقام هایولا 330، هایولا 320، هایولا 401 و ساریگل در مقایسه با شرایط نرمال به ترتیب 84، 77، 70 و 27 درصد افزایش یافت. بررسی تغییرات غلظت کربوهیدرات‏های محلول برگ در ارقام هایولا 320، هایولا 330، هایولا 401 و ساریگل در سطح شوری 90 میلی مولار کلرید سدیم حاکی از افزایش غلظت کربوهیدرات‏های محلول برگ به میزان 66، 62، 54 و 42 درصد در این ارقام در مقایسه با شرایط نرمال بود. ارقام هایولا 320 و هایولا 330 با توجه به درصد جوانه ‏زنی و وزن اندام هوایی بیشتر، شرایط تنش شوری را بهتر تحمل نمودند که این موضوع به دلیل نسبت پتاسیم به سدیم بیشتر، فعالیت آنزیم‌های آنتی‏اکسیدان بیشتر و غلظت پرولین و کربوهیدرات‏های محلول بیشتر در مقایسه با ساریگل و هایولا 401 بود. نتایج نشان می‏دهد هایولا 330 و هایولا 320 دارای ظرفیت مناسب برای تولید ارقام متحمل به شوری می‏باشند.

کلیدواژه‌ها


Abbas Zadeh, F., Rezaie, R., 2013. Effect of different levels of salinity on germination characteristics of various canola cultivars. Journal of Seed Research. 2, 23-34 [In Persian with English Summary].

Agrawal, S., Sairam, R.K., Srivasta, G.C., Tyagi, A., Meena, R.C., 2005. Role of ABA, salicylic acid, calcium and hydrogen peroxide on antioxidant enzymes induction in wheat seedling. Plant Science. 169, 559-570.

Ashraf, M., Ali, Q., 2008. Relative membrane permeability and activities of some antioxidant enzymes as the key determinants of salt tolerance in canola (Brassica napus L.). Environmental and Experimental Botany. 63, 266–273.

Ashraf, M., McNeilly, T., 2004. Salinity tolerance in Brassica oilseeds. Critical Review of Plant Science. 23, 157-174.

Atlasi Pak, V., 2016. Effect of salinity stress on growth and ion distribution in tolerant and sensitive cultivars of rapeseed. Journal of Production and Processing of Agricultural and Horticultural Products. 20, 71-82 [In Persian with English Summary].

Bandeoglu, E., Eyidogan, F., Yucel, M. Oktem, H.A., 2004. Antioxidant response of shoots and roots of lentil to NaCl salinity stress. Plant Growth Regulation. 42, 69-77.

Bates, L.S., Waldre, R.P., Teare, I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil. 39, 205- 208.

Bhattacharjee, S., Mukherjee, A.K., 2002. Salt stress induced cytosolute accumulation, antioxidant response and membrane deterioration in three rice cultivars during germination. Seed Science and Technology. 30, 279-287.

Carden, D.E., Wakker, D.J., Flowers, T.J., Miller, A.J., 2003. Single cell measurement of the concentration of cytosolic Na+ and K+ to salt tolerance. Plant Physiology. 131, 676-685.

Cavalanti, F.R., Lima, J.P.M.S., Silva, S.L.F., Viegas, R.A. Silveira, J.A.G., 2007. Roots and leaves display contrasting oxidative response during salt stress and recovery in cowpea. Journal of Plant Physiology. 164, 591-600.

Chance, C.M., 1995. Assay of Catalase and Peroxidases, Methods in Enzymology. 11, 764-775.

Dubois, M., Gilles, K.A., Hamilton, J.K., Rebers, P.A., Smith, F., 1956. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry. 28, 350-356.

Farhoudi, R., 2013. Effect of salinity stress on α-amylase activity, cell membrane leakage and seedling growth of canola cultivars. Journal of Plant Process and Function. 1, 14-24. [In Persian with English summary].

Kafi, M., Rostami, M., 2008. Yield characteristic and oil content of three safflower (Carthamus tinctorius) cultivars under drought in reproductive stage and irrigation with saline water. Iranian Journal of Agricultural Research. 5, 121-131 [In Persian with English Summary].

Kato-Noguchi, H., Macias, F.A., 2008. Inhibition of germination and α-amylase induction by 6-methoxy-2-benzoxazolinone in twelve plant species. Biological Plantarum. 52, 351-354.

Kaya, M.D., Okcu, G., Atak, M., Cikihi, Y., Kolsarici, O., 2006. Seed treatments to overcome salt and drought stress during germination in sunflower (Helianthus annuus L.). European Journal of Agronomy. 24, 291–295.

Khajeh Hosseini, M., Powell, A.A., Bingham, I.J., 2003. The interaction between salinity stress and seed vigor during germination of Soyabean seeds. Seed Science and Technology, 31, 715-725.

Mahmood, S., Athar, H., 2003. Germination and growth of Panicum turgidum provenance under saline conditions. Pakistan Journal of Biological Sciences. 6, 164-166.

Munns, R., 2002. Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell and Environment. 25, 239-250.

Munns, R., James, R. A., 2003. Screening methods for salinity tolerance: a case study with tetraploid wheat. Plant and Soil. 253, 201-218.

Munns, R., Tester, M., 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology. 59, 651-681.

Nawaz, K., Talat, A.I., Hussain, K., Majeed, A., 2010. Induction of salt tolerance in two cultivars of sorghum (Sorghum bicolor L.) by exogenous application of proline at seedling stage. World Applied Sciences Journal. 10, 93-99.

Oracz, K., El-Maarouf Bouteau, H., Farrant, J.M., Cooper, K., Belghazi, M., Job, C., Job, D., Corbineau, F., Bailly, C., 2007. ROS production and protein oxidation as a novel mechanism for seed dormancy alleviation. Plant Journal. 50, 452–465

Owen, C.P., 1992. Plant analysis reference producers for the southern region of the United States. The University of Georgia. PP: 33-45.

Poustini, K., Siosemardeh, A., 2004. Ion distribution in wheat cultivars in response to salinity stress. Field Crops Research. 85(2), 125-133.

Rahemi Karizaki, A., 2015. Evaluation of resistance to salinity levels of canola cultivars during germination and early seedling growth. Journal of Seed Research. 4, 1-9 [In Persian with English summary].

Rnjbar, G.H., Pirasteh Anosheh, H., 2015. A glance to the salinity research in Iran with emphasis on improvement of field crops production. Iranian Journal of Crop Science. 17,165-178 [In Persian with English summary].

Rao, A., Ahmad, S.D., Sabir, S.M., Awan, S.I., Shah, A.H., Abbas, S.R., Shafique, S., Khan, F., Chaudhary, A., 2013. Potential antioxidant activities improve salt tolerance in ten cultivars of wheat (Triticum aestivum L.). American Journal of Plant Science. 4, 69-76.

Schmitz, N., Robert, E.M.R., Verheyden, A., Kairo, J.G., Beeckman, H., Koedam, N., 2008. A patchy growth via successive and simultaneous cambia: Key to success of the most widespread mangrove species Avicennia marina. Annals of Botany. 101, 49–58.

Smirnoff, N., 1993. The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation. New Phytologist. 1, 27-58.

Ul-Haq, T., Akhtar, J., Haq, M.A., Hussain, M., 2002. Effect of soil salinity on concentration of Na+, K+ and Cl- in the leaf sap of four Brassica species. International Journal of Agriculture of Biology. 4, 385–388.

Valentovic, P., Luxova, M., Kolarovi, L., Gasparikora, O., 2006. Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and water relation in two maize. Plant Soil and Environment. 52, 186-191.

Zarnaghi, A., Torchi, M., 2015. Grouping rapeseed cultivars using morphological and physiological traits related to salinity. Environmental Stresses in Crop Sciences. 7, 233-244 [In Persian with English Summary].