ارزیابی ارتباط دمای برگ با میزان تحمل به شوری و الگوی تجمع سدیم در اندام هوایی برخی ارقام گندم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه کشاورزی، دانشگاه پیام نور

2 استادیار گروه علوم و مهندسی آب. دانشکده کشاورزی. دانشگاه بوعلی سینا. همدان

3 دانشجوی کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

چکیده

درک مکانیسم‌های تحمل به شوری در گسترش ارقام متحمل ضروری به نظر می‌رسد. دو رقم گندم نان (ارگ و تجن) متفاوت از لحاظ تجمع سدیم اندام هوایی و یک رقم گندم دوروم (بهرنگ) از نظر دمای برگ و الگوی تجمع سدیم در آزمایشی گلخانه‌ای تحت سطوح متفاوت شوری (شاهد: بدون تنش، 100 و 200 میلی‌مولار کلرید سدیم) مورد ارزیابی قرار گرفتند. در واکنش به افزایش شوری غلظت سدیم ریشه و اندام هوایی افزایش پیدا کرد اما این افزایش در ریشه‌ها بیشتر بود. تنش شوری وزن خشک اندام هوایی را در ارقام گندم نان 32 درصد و در رقم بهرنگ 63 درصد کاهش داد. در شوری 200 میلی‌مولار، 45 روز پس از اعمال تنش شوری نسبت پتاسیم به سدیم اندام هوایی در همه ارقام حدود 60 درصد کاهش یافت و بالاترین مقدار کاهش کلروفیل در این سطح از شوری مربوط به رقم بهرنگ و به مقدار 75 درصد بود. اختلاف بین غلظت سدیم برگ‌ها در ارقام گندم نان 45 روز پس از اعمال تنش شوری قابل ملاحظه بود اما در مراحل دیگر رشد تفاوت چندانی مشاهده نشد. رقم ارگ در شوری 200 میلی‌مولار افزایش ناچیز و غیر‌معنی‌داری در دمای برگ (0.87 درجه سانتی‌گراد) داشت اما در رقم تجن (1.47 درجه سانتی‌گراد) و در رقم بهرنگ (4.30 درجه سانتی‌گراد) این افزایش معنی‌دار بود. در طی زمان ممکن است الگوهای متفاوتی از تجمع سدیم در ارقام گندم وجود داشته باشد، به نظر می‌رسد در مراحل اولیه رشد گیاه، عوامل روزنه‌ای فتوسنتز نسبت به میزان کلروفیل از اهمیت بیشتری برخوردار بوده و از آنجا که دمای برگ تابعی از هدایت روزنه‌ای می‌باشد احتمالا می‌توان از آن در ارزیابی تحمل به تنش اسمزی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


Antonucci, F., Pallottino, F., Costa, C., Rimatori, V., Giorgi, S., Papetti, P., Menesatti, P., 2011. Development of a rapid soil water content detection technique using active infrared thermal methods for in field applications. Sensors. 11, 10114-10128.

Atlassi Pak, V., Bahmani, O., Asadbegi, M., 2018. Evaluation N+ concentration and K+/Na+ ratio as a criterion for salinity tolerance in wheat and barley. Journal of Crop Production and Processing. 8, 133-143. [In Persian with English Summary].

Atlassi Pak, V., 2018. Evaluation of sodium accumulation in leaves of wheat (Triricum aestivum L.) cultivars differing in salt tolerance. Journal of Crop Production. 41, 43-56. [In Persian with English Summary].

Bayoumi, T.Y., El-Hendawy, S., Yousef, M.S. H., Emam, M.A.G., Okasha, S.A.A.G., 2014. Application of infrared thermal imagery for monitoring salt tolerant of wheat genotypes. Journal of American Science. 10, 1-8.

Blumwald, E., 2000. Sodium transport and salt tolerance in plants. Current Opinion in Cell Biology. 12,431–434.

Chen, Z., Neman, I., Zhou, M., Mendham, M., Zhang, G., Shabala, S., 2005. Screening plants for salt tolerance by measuring K flux: a case study for barley. Plant, Cell and Environment. 28, 1230–1246.

Cuin, T.A., Parsons, D., Shabala, S., 2010. Wheat cultivars can be screened for NaCl salinity tolerance by measuring leaf chlorophyll content and shoot sap potassium. Functional Plant Biology. 37, 656-664.

Davenport, R., James, R.A., Plogander, A.Z., Tester, M., Munns, R., 2005. Control of sodium transport in durum wheat. Plant Physiology. 137, 807-818.

Esmaeili, A., Poustini, K., Ahmadi, H., Abbasi, A., 2017. Use of IR thermography in screening wheat (Triticum aestivum L.) cultivars for salt tolerance. Archive of Agronomy and Soil Science. 63, 161-170.

Genc, Y., Mcdonald, G.K., Tester, M., 2007. Reassessment of tissue sodium concentration as a criterion for salinity tolerance for bread wheat. Plant, Cell and Environment. 30, 1486-98.

Glenn, D.M., 2012. Infrared and chlorophyll fluorescence imaging methods for stress evaluation. Horticultural Science. 47, 697-698.

Holden, M., 1976. Chlorophylls. In Goodwin, T.W. (ed.), Chemistry and Biochemistry of Plant Pigments. Academic Press. New York.

James, R.A., Caemmerer, S.V., Condon, A.G., Zwart, A.B., Munns, R., 2008. Genetic variation in tolerance to the osmotic stress component of salinity stress in durum wheat. Functional Plant Biology. 35, 111-123.

James, R. A., Blake, C., Byrt, C. S., Munns, R., 2011. Major genes for Na+ exclusion, Nax1 and Nax2 (Wheat HKT1;4 and HKT1;5), decrease sodium accumulation in bread wheat leaves under saline and waterlogged conditions. Journal of Experimental Botany. 62, 2939-2947.

James, R.A., Sirault, X.R., 2012. Infrared thermography in plant phenotyping for salinity tolerance. Plant salt tolerance: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, Springer Science. Business Media 913, 173-189.

Jones, H.G., 1999. Use of thermography for quantitative studies of spatial and temporal variation of stomatal conductance over leaf surfaces. Plant, Cell and Environment. 22, 1043-1055.

Munns, R., Schachtman, D.P., Condon, A. G., (1995). The significance of a two phase growth response to salinity in wheat and barley. Australian Journal of Plant Physiology. 22, 561-569.

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

Munns, R., James, R. A., Lauchli, A., 2006. Approaches to increasing the salt tolerance of wheat and other cereals. Journal of Experimental Botany. 57, 1025-1043.

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

Munns, R., 2010. Approaches to identifying genes for salinity tolerance and the importance of timescale. In: Sankar, R. (ed.), Plant Stress Tolerance, Methods in Molecular Biology (pp. 25-38). UK: Springer Science. National Academies Press.

Munns, R., James, R.A., Islam, M.R., Colmer, T.D., 2011. Hordeum marinum-wheat amphiploids maintain higher leaf K+:Na+ and suffer less leaf injury than wheat parents in saline conditions. Plant and Soil. 348, 365-377.

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

Rahnama, A., Poustini, K., Tavakkol-Afshari, R., Ahmadi, A., Alizadeh, H., 2010. Evaluation of sodium exclusion from different tissue of wheat (Triticum aestivum L), cultivars differing in salt tolerance. Iranian Journal of Field Crop Science. 41, 79-92. [In Persian with English Summary].

Rahnama, A., Poustini, K., Tavakkol-Afshari, R., Alizadeh, H., 2011. Growth properties and ion distribution in different tissues of bread wheat genotypes (Triticum aestivum L.) differing in salt tolerance. Journal of Agronomy and Crop Science. 197, 21-30.

Rivelli, A. R., James, R. A., Munns, R., Condon, A. G., 2002. Effect of salinity on water relation and growth of wheat genotypes with contrasting sodium uptake. Functional Plant Biology. 29, 1065-1074.

Schachtman, D.P., Munns, R., 1992. Sodium accumulation in leaves of Triticum species that differ in salt tolerance. Australian Journal of Plant Physiology. 19, 331-340.

Shelden, M., Roesnner, U., Sharp, R. E., Tester, M., Bacic, A., 2013. Genetic variation in the root growth response of barley genotypes to salinity stress. Functional Plant Biology. 40, 516-530.

Sirault, X.R., James, R.A., Furbank, R.T., 2009. A new screening method for osmotic component of salinity tolerance in cereals using infrared themography. Functional Plant Biology. 36, 970-977.

Urrestarazu, M., 2013. Infrared rhermography used to diagnose the effect of salinity in a soilless culture. Quantitative Infrared Thermography. 10, 1-8.

Zhang, J.L., Shi, H., 2013. Physiological and molecular mechanism of plant salt tolerance. Photosynthesis Research. 115, 1-22.

Zhu, M., Shabala, S., Shabala, L., Fan, Y., Zhu, X., 2016. Evaluating predictive values of various physiological indices for salinity stress tolerance in wheat. Journal of Agronomy and Crop Science. 202, 115-124.

Zhu, M., Shabala, L., Cuin, T.A., Huang, X., Zhou, M., Munns, R., habala, S., 2016. Nax loci affect SOS1-Like Na+/H+ exchanger expression and activity in wheat. Journal of Experimental Botany. 67, 835-844.