واکنش گیاه زعفران (.Crocus sativus L) به تنش یخ‌زدگی در شرایط کنترل‌شده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد دامغان، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دامغان

3 موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج

چکیده

رشد و نمو گیاه زعفران عمدتاً منطبق بر فصل‌های پاییز و زمستان است و گیاه در طی این مدت در معرض تنش سرما و یخ‌زدگی قرار می‌گیرد. این مطالعه باهدف بررسی اثر تنش یخ‌زدگی بر سه اکوتیپ زعفران (قائن، کاشمر و تربت‌حیدریه) در شرایط کنترل‌شده در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد، به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌ کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. به‌منظور ایجاد خوسرمایی گیاهان در محیط طبیعی رشد داده شده و سپس برای اعمال دماهای یخ‌زدگی به فریزر ترموگرادیان منتقل شدند و در معرض شش دما (صفر، 4-، 8-، 12-، 16-، 20- درجه سانتی‌گراد) قرار گرفتند. میزان پایداری غشاء سیتوپلاسمی با استفاده از شاخص نشت الکترولیت‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت و دمای کشنده برای 50 درصد نمونه‌ها بر اساس آن تعیین گردید. درصد بقاء گیاهان سه هفته پس از تیمارهای یخ‌زدگی و رشد آن‌ها در شاسی سرد از طریق شمارش تعداد بوته‌ها و تعیین نسبت آن‌ها به تعداد بوته قبل از تیمار یخ‌زدگی تعیین گردید. درصد نشت الکترولیت‌ها، LT50el و درصد بقاء به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی قرار گرفتند. بیشترین و کمترین درصد نشت الکترولیت‌ها در دمای 20- درجه سانتی‌گراد به ترتیب مربوط به اکوتیپ کاشمر و اکوتیپ تربت‌حیدریه بود. نتایج اثر متقابل دما و اندام نشان داد که بیشترین و کمترین درصد نشت الکترولیت‌ها به ترتیب مربوط به اندام برگ در دمای 20- درجه سانتی‌گراد و بنه در دمای صفر درجه سانتی‌گراد بود. اکوتیپ‌های قائن و کاشمر بیشترین و اکوتیپ تربت‌حیدریه کمترین مقدار LT50el را داشتند. همبستگی معنی‌داری (**0/82 =r) بین درصد نشت الکترولیت‌ها و LT50el بنه زعفران مشاهده شد، به‌طوری‌که با کاهش درصد نشت الکترولیت‌ها، دمای 50 درصد کشندگی کاهش یافت. هر سه اکوتیپ زعفران تا دمای 12- درجه سانتی‌گراد 100 درصد بقاء داشتند و با کاهش بیشتر دما درصد بقاء کاهش یافت و کمترین درصد بقا در دمای 20- درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. نتایج این آزمایش نشان داد که اکوتیپ تربت‌حیدریه از کمترین درصد نشت الکترولیت‌ها، کمترین LT50elو بیشترین تحمل نسبت به تنش یخ‌زدگیبرخوردار بود.

کلیدواژه‌ها


Anderson, J.A., P. Michael, Taliaferro C.M., 1998. Cold hardiness of Midiron and Tifgreen. Horticultural Science. 23(4), 748-750.

Baek, K.H., Skinner, D.Z., 2003. Alteration of antioxidant enzyme gene expression during cold acclimation of near-isogenic wheat lines. Plant Science. 165, 1221-1227.

Behnia, M.R., 1993. Saffron Agriculture. Tehran University Publication, Iran. 360p. [In Persian].

Bolhasani, A., Bathaie, S.Z., Yavari, I., Moosavi-Movahedi, A.A., Ghaffari, M., 2005. Separation and purification of some components of Iranian saffron. Asian Journal of Chemistry. 17, 725-729.

Cardona, C.A., Duncan, R.R., Lindstorm, O., 1997. Low temperature tolerance assessment in paspalm. Crop Science. 37, 1283-1291.

Eugenia, M., Nunes, S., Ray Smith, G., 2003. Electrolyte leakage assay capable of quantifying freezing resistance in rose clover. Crop Science. 43, 1349–1357.

Izadi-Darbandi, A., Yusefsani, M., Nezami, A., Moosavi, M.J., Keykhah, F., Nezami, S., 2011. The effects of freezing stress on Sweet William (Dianthus barbatus) under controlled conditions. Environmental Stresses in Crop Scinces. 4(2), 117-125. [In Persian with English Summary].

Jvanmard, S., Ahmadiyan, J., Malboosi, S., Dashtiyani, D., 2002. Study and risk comparison of saffron agronomy in south of Khorasan province. Proceedings of the 2th Saffron congress, 2 -3 Dec. 2002. Ghaen, Iran.

Kafi, M., Rashed Mohassel, M.H., Koocheki, A., Mollafilabi, A., 2002. Saffron Production and Processing. Ferdowsi University of Mashhad Publication, Iran. 279p. [In Persian].

Mckersie, B.D., Leshem, Y.Y., 1994. Stress and Stress Coping in Cultivated Plants. Kluwer Academic Publishers. Netherlands.

Nayyar, H., Bains, T.S., Kumar, S., 2005. Chilling stressed chickpea seedling: effect of cold acclimation, calcium and abscisic acid on cryoprotective solutes and oxidative damage. Environmental and Experimental Botany. 54, 275-285.

Nezami, A., Azizi, G., Siahmarghooee, A., and Mohamadabadi, A.A., 2010. Effects of freezing stress on electrolyte leakage of fennel (Foeniculum vulgare). Iranian Journal of Field Crops Research. 8, 587-593. [In Persian with English Summary].

Nezami, A., Borzooei A., Jahani Kondori, M., Azizi, M., Javad Moosavi, M., 2009. Evaluation of freezing tolerance of canola (Brassica napus L.) cultivars after cold acclimation under controlled conditions. Iranian Journal of Field Crops Research. 7(2), 711-722. [In Persian with English Summary].

Nezami, A., Borzooei A., Jahani Kondori, M., Azizi, M., Sharif, A., 2007. Electrolyte leakage as an index of freezing damage in canola (Brassica napus L.). Iranian J. Field Crops Research. 5(1), 167-175. [In Persian with English Summary].

Palta, J.A., Kobata, T., Turner, N.C., Fillery, I.R., 1994. Remobilization of carbon and nitrogen in wheat as influenced by phostanthesis water deficits. Crop Science. 34, 118-124.

Pietsch, G., Anderson, N.O., Li, P.H., 2009. Cold tolerance and short day acclimation in perennial Gaura coccinea and Gaura drummomdii. Scientia Horticulture. 120, 418-425.

Rife, C.L., Zeinali, H., 2003. Cold tolerance in oilseed rape over varying acclimation durations. Crop Science. 43, 96–100.

Rezvan-Beydokhti, S., Nezami, A., Kafi, M., Khazaii, H.R., 2011. Effect of freezing stress on electrolyte leakage of Persian shallot (Allium altissimum Regal.) under controlled condition. Agroecology Journal 3, 371-382. [In Persian with English Summary].

Shashikumar, K., Nus, J.L., 1993. Cultivar and winter cover effects on Bermuda grass cold acclimation and crown moisture content. Crop Science. 33, 813-817.

Steponkus, P.L., Uemura, M., Webb, M.S., 1993. Redesigning crops for increased tolerance to freezing stress. PP. 697-714. In M.B. Jackson and C.R. Black (eds.), Interacting Stresses on Plants in a Changing Climate”. Springer-Verlag, Berlin.

Uemura, M., Tominaga,Y., Nakagawara, C., Shigematsu, S., Minami, A., Kawamura, Y., 2006. Responses of plasma membrane to low temperature. Physiologia. Plantarum. 126, 81-89.