بررسی نقش گلایسین‌بتائین در افزایش مقاومت به خشکی گیاه سورگم (Sorghum bicolor L.) در شرایط مزرعه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد مدیریت مناطق بیابانی، دانشگاه یزد

2 عضو هیئت‌علمی، دانشگاه یزد

چکیده

گونه­ های گیاهی در پاسخ به تنش­های محیطی اسمولیت­های سازگاری مانند گلایسین‌بتائین، پرولین و دیگر اسیدهای آمینه را در سیتوپلاسم سلولی تجمع می­دهند که به‌واسطه آن فشار اسمزی را تنظیم می­کنند. در این تحقیق نقش گلایسین‌بتائین در افزایش مقاومت به خشکی گیاه سورگم تحت تیمارهای مختلف تنش خشکی موردبررسی قرار گرفت. مطالعه حاضر در سال 1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه یزد به‌صورت طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمار­های آزمایشی شامل غلظت‌های مختلف گلایسین‌بتائین (0، 100 و 200 میلی مولار) در ترکیب با دور آبیاری (3، 6، 9 روزه) در نظر گرفته شد. تیمارهای آبیاری بعد از جوانه­زنی و استقرار بوته ­های سورگم اعمال گردید. محلول­ پاشی گلایسین‌بتائین طی دو مرحله بر روی اندام­های هوایی گیاه صورت گرفت. نتایج این تحقیق بیان­گر آن است که با افزایش غلظت گلایسین‌بتائین در تیمار آبیاری 9 روزه، میزان قند­های محلول در گیاه سورگم به‌طور معنی­ داری در مقایسه با شاهد افزایش یافت. در دور آبیاری 6 روز، با مصرف 200 میلی­مولار گلایسین­ بتائین، میزان پرولین نسبت به شاهد افزایش معنی ­داری را نشان داد. همچنین با افزایش شدت خشکی میزان پرولین در برگ­های سورگم کاهش یافت. کاربرد گلایسین‌بتائین در تیمار 3 روزه آبیاری تأثیری در افزایش وزن تر و خشک گیاه سورگم نداشت؛ اما استفاده از گلایسین‌بتائین در تیمارهای 6 و 9 روزه آبیاری باعث افزایش وزن سورگم نسبت به تیمار عدم مصرف این ماده شد. به‌طورکلی نتایج این تحقیق نشان­دهنده نقش مثبت گلایسین‌بتائین در کاهش اثرات کم‌آبیاری در گیاه سورگم می­باشد.

کلیدواژه‌ها


Agboma, M., Jones, M.G.K., Peltonen-Sainio, P., Rita, H., Pehu, E., 1997. Exogenous glycinebetaine enhances grain yield of maize, sorghum and wheat grown under two supplementary watering regimes. Journal of Agronomy and Crop Science. 178, 29-37.

Akhoundi, M., Safarnejad, A.S., Lahouti, M., 2003. Effect of drought stress on proline accumulation and change of elements in alfalfas (Yazdi, Nikshahri and Ranger). Agricultural and Natural Resources Science and Technology. 10(1), 165-174. [In Persian with English Summary].

Ali, S., Eslami, V., Behdani, M.A., Jami-Alahmadi, M., 2009. Influence of exogenous application of glycinebetaine on alleviating the effect of salinity stress at germination and early seedling growth of corn (Zea mays L.). Environmental Stresses in Agricultural Sciences. 2(1), 53-63. [In Persian with English Summary].

Ali, S., Eslami, V., Bohdani, M.A., Jami-Alahmadi, M., 2011. Influence of exogenous application of glycinebetaine on reducing the effect of drought stress at germination and early seedling growth of corn (Zea mays L.). Iranian Journal of Field Crops Research. 8(5), 837-844. [In Persian with English Summary].

Ashraf, M., Foolad, M.R., 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59, 206–216.

Anjum. S.A., Saleem, M.F. Long-Chang W., Faisal Bilal, M., Saeed, A., 2012. Protective role of glycinebetaine in maize against drought-induced lipid peroxidation by enhancing capacity of antioxidative system. Astraulian Journal of Crop Science. 6(4), 576-583.

Bagheri, H., Shirani-rad, A.H., Mirhadi, M.J., Delkhosh, B., 2009. Effects of water stress on quantitative and qualitative traits of two rapeseed cultivars (Brassica napus L.). Journal of Plant Ecophysiology. 1, 40-49. [In Persian with English Summary].

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

Bohnert, H.J., Jensen, R.J., 1996. Strategies for engineering water-stress tolerance in plants. Trends in Biotechnology. 14, 89–97.

Crowe, J.H., Hoekstra, A., Crowe, L.M., 1992. Anhydrobiosis. Annuals Review of Physiology. 54, 579-599.

Gorham, J., Jokinen, K., Malik, M.N.A., Khan, I.A., 2000. Glycine betaine treatment improves cotton yields in field trials in Pakistan. Proceedings of the World Cotton Research Conference II, Athens, Greece. pp. 624–627.

Heuer, B. 2003. Influence of exogenous application of proline and glycinebetaine on growth of salt-stressed tomato plants. Plant Science. 165, 693-699.

Ibrahim, M., Anjum, A., Khaliq, N., Iqbal, M., Athar, H. R., 2006. Four foliar applications of glycinebetaine did not alleviate adverse effects of salt stress on growth of sunflower. PakistanJournal ofBotany. 38, 1561-1569.

Kafi, M., Mahdavi Damghani, A., 2000. Mechanisms of Environmental Stress Resistance in Plants. Ferdowsi University of Mashhad Publication. 467p. [In Persian].

Kochert, G., 1978. Carbohydrate determination by the phenolsulfuric acid method. In: Hellebust, J.A., Craigie, J.S., (eds). Handbook of Phycological Methods-Physiological and Biochemical Methods. Cambridge University Press, Cambridge. pp. 95–97.

Mäkela, P., Mantila, J., Hinkkanen, R., Pehu, E., Peltnen-Sainio, P., 1996. Effect of foliar applications of glycinebetaine on stress tolerance, growth and yield of spring cereals and summer turnip rape in Finland. Journal of Agronomy and Crop Science. 176, 223-234.

Makela, P., Jokinen, K., Kontturi, M., Peltonen-Sainio, P., Pheu, E., Somersalo,S., 1998. Foliar application of glycine betaine a novel product from sugar beet as an approach to increase tomato yield. Industrial Crop Production. 7, 139–148.

Makhdum, M. I., Shababuddin, S., 2006. Effects of different doses of glycine bataine and time of spray application on yield of cotton (Gossypium hirsutum L.). Journal of Research (Science). 17, 241-245.

Meek, C., Oosterhuis, D., Gorham, J., 2003. Does foliar-applied glycine betaine affect endogenous betaine levels and yield in cotton. Crop Management. 10, 1094-1104.

Qasim A., Ashraf, M. 2011., Exogenously applied glycine betaine enhances seed and seed oil quality of maize (Zea mays L.) under water deficit conditions. Environmental and Experimental Botany. 71, 249–259.

Rezaei, M. A., 2010. Effects of exogenous glycine betaine on morphophysiological characteristics and yield of soybean (Glycine max L.). Journal on Plant Science Researches. 17 (1), 44-54. [In Persian With English summary].

Rhodes, D., Hanson, A. D., 1993. Quaternary ammonium and tertiary sulfonium compounds in higher plants. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 44, 357-384.

Sabbagh pour, H., 2006. Indices and Mechanisms of Drought Tolerance in Plants, (First Edition). National Committee of Drought, Jahad Keshavarzi, 154p. [In Persian].

Sammar Raza, M. A., Saleem, M. F., Ashraf, M. Y., Asghar A., Hafiz Naeem A., 2012. Glycinebetaine applied under drought improved the physiological efficiency of wheat (Triticum aestivum L.) plant. Soil Environ. 31(1), 67-71.

Savari, A., Fotokian, M., Barzali, M., 2009. Evaluation of glycine betaine effects on some agronomic traits of cotton (Gossypium hirsutum L.) cultivars under water-droughts stress. Journal of Daneshvar Agronomy Sciences. 1(1), 67-76. [In Persian with English Summary].

Weibing Xing, Rajashekar, C. B., 1999. Alleviation of water stress in beans by exogenous glycine betaine. Plant Science. 148, 185–195.

Wyn Jones, R.G., 1984: An assessment of quaternary ammonium and related compounds as osmotic effectors in crop plants (phytochemical aspects of osmotic adaptation). Recent Advances in Phytochemistry. 18, 55-58.