بررسی تحمل به سرما در ارقام مختلف چغندرقند (.Beta vulgaris L) در مرحله گیاهچه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج.

2 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج.

3 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج.

4 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج

چکیده

یکی از فاکتورهای غیرزنده مهم محدودکننده رشدبه‌ویژه در مراحل اولیه استقرار گیاهان تنشدمای پایین است. مشخص‌شده که چغندرقند نیز در طول دوره رشد خود به‌خصوص مراحل اولیه با تنش دمای پایین مواجه و دچار خسارت می‌شود. به‌منظور بررسی تحمل به سرما در تعدادی از ارقام مورد کشت چغندرقند، پژوهشی در دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج در سال زراعی 93-1392 انجام شد. گیاهچه‌های 10 رقم چغندرقند (کرجی، SBSI-005، شیرین، راستاد، آناکوندا، دروتی، مراک، آنتیک، زرقان و پرشیا) در مرحله‌ی 2 تا 3 برگی در معرض چهار سطح دمایی شامل 0، 5، 10 و 25 (شاهد) درجه سلسیوس قرار گرفتند. آزمایش در هر سطح دمایی به‌صورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. برای اعمال تنش سرما گلدان‌ها درون اتاقک رشد با دمای موردنظر قرار گرفتند. صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک شامل ارتفاع اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی وزن خشک ریشه و ساقه، نشت الکترولیت، میزان سبزینگی (عدد کلروفیل متر)، پرولین، قندهای محلول کل و فلورسانس کلروفیل اندازه‌گیری شدند. نتایج تجزیه مرکب نشان داد که اثر دما، رقم و برهمکنش آن‌ها برای تمامی صفات معنی‌دار بود. میانگین صفات وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه در شرایط تنش صفر درجه سلسیوس به ترتیب کاهش 68 و 77 درصدی نسبت به حالت عدم تنش نشان دادند؛ اما میانگین نشت الکترولیت، قندهای محلول کل و پرولین در سطح تنش (صفر درجه سلسیوس) نسبت به عدم تنش به ترتیب 25، 71 و 90.5 درصد افزایش یافتند. بیشترین همبستگی ژنوتیپی در شرایط عدم تنش سرما (25 درجه سلسیوس) بین ارتفاع اندام هوایی و قندهای محلول کل (0.67-) و در شرایط تنش سرما (صفر درجه سلسیوس) بین وزن تر ریشه و وزن خشک اندام هوایی (0.43-) بود. تجزیه به عامل‌ها در شرایط تنش سرما (صفر درجه سلسیوس)، 4 عامل را شناسایی کرد که درمجموع 71.7 درصد از تغییرات کل را توجیه نمودند. سه عامل اول مرتبط با تحمل به سرما بودند. گروه‌بندی ارقام با استفاده از نمودار سه‌بعدی حاصل از امتیاز سه عامل اول مراک و آنتیک را که ازنظر سه عامل اول بالاترین امتیازها داشتند به‌عنوان متحمل‌ترین در شرایط تنش سرما معرفی نمود. دروتی و آناکوندا نیمه متحمل و سایر ژنوتیپ­ها حساس به سرما بودند. درمجموع نتایج حاکی از وجود تنوع بین ژنوتیپ‌ها ازنظر تحمل به سرما و پاسخ متفاوت آن‌ها به دمای پایین بود. بعلاوه در این مطالعه ویژگی­های میزان پرولین، کارایی فتوسیستم II و وزن خشک ریشه نقش کلیدی در تفکیک ارقام ازنظر تحمل به سرما داشتند به­ گونه­ ای که ارقام متحمل دارای مقادیر بالاتری از این صفات در مقایسه با ارقام حساس در شرایط تنش سرما بودند.

کلیدواژه‌ها


Abdelmula, A.A., Link W., 1998. Evaluation of drought tolerance in faba bean (Vicia faba L.). Int. Symp. Breed. Oil and Protein Crops, Eucarpia, Apr. 1-4, Pontevedra, pp. 54-55.

Barzan, Z., 2013. Study of chilling tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) cultivars at seedling stage and its relationship whith SSR markers. M. Sc. Thesis. P 106. 

Blum, A., 1988. Plant Breeding for Environmental Stress. CRC press, USA.

Beltrano, J., Ronco, M.G., 2008. Improved tolerance of wheat plants (Triticum aestivum) to drough stress and rewatering by the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus claroideum effect on growth and cell membrane stability. Brazilian Journal of Plant Physiology. 20, 29-31.

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

Emam, Y., Saghatoleslami, M. H., 2006. Yield Crop: Processes and Physiology. Shiraz University Press. 594p. [In Persian].

Falconer, D.S., Mackay, T.F.C., 1996. Introduction to Quantitative Genetics. Fourth edition. Logman, Inc, New York.

Fernandez, G.C.J., 1992. Effective selection criteria for assessing stress tolerance. In: Kuo, C.G. (ed.), Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and Other Food Crops in Temperature and Water Stress. AVRDC Publication, Tainan, Taiwan. pp. 257-270.

Galiba, G., 1994. In vitro adaptation for drought and cold hardiness in wheat. Plant Breeding Reviews. 12, 115-162.

Ghorbani, A., Zarinkamar, F., Fallah, A., 2009. The effect of cold stress on the morphologic and physiologic characters of two rice varieties in seedling stage. Jurnal of Crop Breeding. 1(3), 50-66. [In Persian with English Summary].

Hajmohamadnia Ghalibaf, K., Nezami, A., Kamandi, A., 2010. Investigation of possibility the using of electrolyte leakage index for evaluation of cold tolerance in sugar beet cultivars. Iranian Journal of Field Crops Research. 8(3), 465-472. [In Persian with English Summary].

Irigoyen, J.J., Emerich, D.W., Sanchez-Diaz, M., 1992. Water stress induced changes in concentration of prolineand total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiology Plants. 84, 55-60.

Jalilian A., Mazaheri, D., Tavakkol Afshari, R., Abdollahian-Noghabi, M., Rahimian, H., Ahmadi, A., 2009.  Effect  of  freezing  damage  at  seedling  stage  in  different  sugar beet cultivars. Iranian Journal of Crop Science. 10(4), 400-415. [In Persian with English Summary].

Johnson, R.E., Wichern, D.W., 2008. Applied Multivariate Statistical Analysis (6th Edition). Prentice Hall press. 800p.

Jose, A.  I., 2002.  Package of Practice Recommendations:  Crop.  12th Edition.  Kerala Agriculture University, Trichur, Kerala, India, 278p.

Kaya, C., Higges D., Kirnak H., 2001.  The effects of high salinity (NaCl) and supplementary phosphorus and potassium of physiology and nutrition development of spinach. Journal of Plant Physiology. 27(3), 47-59.

Kocheki, A., Soltani, A., 1997. Sugar Beet Agronomy. Mashhad University Jihad Press. 200p. [In Persian].

Kyani, H., Hajmohamadnia Ghalibaf, K., 2001. Sugar Beet Qualify. Research and Farming Services Sugar Beet of Khorasan Co. Press. 285p. [In Persian].

Lacic, N., Kovacey L., 2004. Spring frost damage to suger beet in 2003. Plant Doctor. 32(1), 37-40.

Mohamadi Goltapeh, A., Pakdami Sardroud, B., Rezaeidanesh, B., 2000. Pests and Diseases of Sugar Beet. Tarbiat Modares University Press. 275 p.

Molinari, H.B.C., Marur, C.J., Bespalhok, J.C., Kobayashi, A.K., Pileggi, M., Pereira, F.P.P., Vieira, L.G.E., 2004. Osmotic adjustment in transgenic Citrus rootstocks (Carrizo citrange) overproducing proline. Plant Science. 167, 1375–1381.

Nezami, A., Khazaee, H.R., Hosseinpanahi, F., Fazeli Kakhki, S.F., 2013. Assessment of freezing tolerance in lentil genotypes (Lens culinaris) by electrolyte leakage index. Iranian Journal of Field Crops Research. 11(1), 23-50. [In Persian with English Summary].

Nezami, A., Hajmohammadnia Ghalibaf, K., Kamandi, A., 2010. Evaluation of freezing tolerance of sugar beet (Beta vulgaris L.) cultivars under controlled conditions. Environmental Stress in Crop Sciences. 3(2), 177-187. [In Persian with English Summary].

Papagecorgious, G., 1975. Chlorophyll fluorescence: an intrinsic probe of photosynthesis. In: Govindiee, W. (ed.), Bioenergetics of Photosynthesis. Academic Press, New York. pp. 319-371. 

Paquine, F., Lechasseur, P., 1979. Observations sure one method dosage 1a Libra-dens les de plants. Canadian Journal of Botany. 57, 1851-1854.

Schapendonk, A.H.C.M., Dolstar, O., Van Kooten, O., 1989. The use of chlorophyll fluorescence as screening method for cold tolerance in maize. Photosynthesis Research. 20, 235-247.

Sharghi, M., Latifi Navid, S., Razavi, M., Zahari, S., 2014. Investigation the effect of cold stress on chlorophyll content and fluorescence in some sugar beet cultivars. National Congress of Organic and Conventional Agriculture, pp.223-220.

Steponkus, P. L., Uemura, M. Webb, M. S., 1993. Redesigning crops for increased tolerance to freezing stress. In: Jackson, M.B., Black, C.R. (eds.), Interating Stresses on Plant in a Changing Climate pp. 697-714.

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

Zeinali Yadegari, L., Heidari, R. Karapetian, J., 2010. The effect of cold pretreatment on respiration rates and the contents of proline and phothosyntetic pigments in soybean seedling (Glycine max cv. L17). Iranian Journal of biology. 23 (3), 409-417. [In Persian with English Summary].