واکنش برخی صفات فیزیولوژیکی ذرت دانه‌ای به تنش خشکی و کاربرد هورمون‌های سیتوکینین و اکسین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه شهید چمران اهواز

4 استاد بازنشسته مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

چکیده

این مطالعه به منظور تعیین پاسخ برخی صفات فیزیولوژیکی ذرت دانه‌ای در هیبرید سینگل کراس 704 به تغییرات هورمون‌های سیتوکینین و اکسین در شرایط تنش خشکی اجرا شد. آزمایش در سه محیط جداگانه، شامل محیط بدون تنش خشکی، تنش خشکی در مرحله رشد رویشی و تنش خشکی در مرحله رشد زایشی انجام شد. هورمون‌های سیتوکینین در سه سطح (شاهد، محلول‌پاشی در مرحله پنج تا شش برگی و هشت تا ده برگی) و اکسین در سه سطح (شاهد، محلول‌پاشی در مرحله ظهور ابریشم و 15 روز پس از ظهور ابریشم) در هر محیط درسه تکرار بصورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در سال‌ زراعی 1392 اجرا شد. بیشترین شاخص سطح برگ، هدایت روزنه‌ای و کارایی کوانتوم فتوسنتزی و کمترین دمای کانوپی با محلول‌پاشی هورمون سیتوکینین در مرحله هشت تا ده برگی بدست آمد، و بیشرین میزان کلروفیل برگ، کارایی کوانتوم فتوسنتزی و روند تأخیری در پیر شدن برگ با مصرف هورمون اکسین در مرحله ظهور ابریشم و کمترین مقاومت روزنه‌ای و دمای کانوپی با مصرف هورمون اکسین در زمان 15 روز پس از ظهور ابریشم حاصل شد. اثر متقابل تنش خشکی و مصرف هورمون‌ها بر شاخص سطح برگ و کاهش دمای کانوپی معنی‌دار بود و تأثیر گذاری مصرف هورمون‌ها در گیاه ذرت در شرایط تنش زایشی به دلیل برقراری تعادل روابط هورمونی مختل شده نسبت به محیط عدم تنش و تنش رویشی مؤثرتر بود.

کلیدواژه‌ها


Ahmad, A., Baker D.A., 1999. Effects of abscisic acid (ABA) on grain filling processes in wheat. Plant Growth Regulation. 28, 187–197.

Ashraf, M.Y., Azmi, A.R., Khan, A.H., Naqvi, S.S.M., Ala, S.A., 1995. Effect of water stress on different enzymatic activities in wheat. Acta Physiologiae Plantarum. 17, 615–620.

Bänziger, M., Edmeades, G.O., Beck, D., Bellon, M., 2000. Breeding for Drought and Nitrogen Stress Tolerance in Maize: From Theory to Practice. Mexico, D.F., CIMMYT.

Blackman, P.G., Davies, W.J., 1983.The effect of cytokinins and ABA on stomatal behaviour of maize and Commelina. Experimental Botany. 34, 1619-1626.

Blackman, P.G., Davies, W.J., 1984. Age-related changes in stomatal response to cytokinins and abscisic acid. – Annals of Botany. 54, 121-125.

Boothby D and Wright S.T.C., 1962. Effect of kinetin and other growth regulators on starch degradation. Nature. 196, 389–390.

Boucaud, J., Unger, I.A., 1976. Hormonal control of germination under saline conditions of three halophytic taxa in genus Suaeda. Physiologia Plantarum.  37(2), 143-148

Brault, M. and Maldiney, R., 1999.Mechanisms of cytokinin action. Plant Physiology and Biochemistry. 37, 403-412.

Cakir, R., 2004. Effect of water stress at different development stages on vegetative and reproductive growth of corn. Field Crops Research. 89, 1-16.

Claassen, M.M., Shaw, R.H., 1970. Water deficit effects on corn. II. Grain components. Agronomy Journal. 62, 652-655.

Doorenbos, J., Kassam, A.K., 1979. Yield response to water. Irrigation and Drainage Paper 33. FAO, United Nations, Rome. 176 p.

Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D., Basra, S.M.A., 2009. Plant drought stress, effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development. 29, 185–212.

Goicoechea, N., Antolín, M.C., Sánchez-Díaz, M., 1997. Gas exchange is related to the hormonal balance in mycorrhizal or nitrogen-fixing alfalfa subjected to drought. Physiologia Plantarum. 100: 989-997.

Grossman, S., Leshem, Y., 2006. Lowering of endogenous lipoxygenase activity in Pisum sativum foliage by cytokinin as related to senescence. Physiologia Plantarum. 43, 359–362.

Hirayama, H., Wada Y., Neato, H., 2006. Estimation of drought tolerance based on leaf temperature in upland rice breeding. Breeding. Science. 56, 47–54.

Khan, A.H., Mujtaba, S.M., Khanzada, B., 1999. Response of growth, water relation and solute accumulation in wheat genotypes under water deficit. Pakistan Journal of Botany. 31, 461–468.

Lawlor, D.W., Cornic, G., 2002. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants. Plant, Cell and Environment. 25, 275–294.

Lawlor, D.W., 2002. Limitation to photosynthesis in water-stressed leaves: stomata vs. metabolism and role of ATP. Annals of Botany. 89, 871-885.

Lur’, H.S., Setter. T., 1993. Role of auxin in maize endosperm development’ timing of nuclear DNA endoreduplication, zein expression, and cytokinin. Plant Physiology. 103, 273-280.

Martınez, J.P., Silva, H., Ledent, J.F., Pinto, M., 2007. Effect of drought stress on the osmoticadjustment, cell wall elasticity and cell volume of six cultivars of common beans (Phaseolus vulgaris L.). European Journal of Agronomy. 26, 30- 38.

Miyagi, M., Oku, H., Chinen I., 1990. Purification and action pattern on soluble starch of -amylase from sugarcane leaves. Agricultural and Biological Chemistry. 54, 849–885.

Morgan, P.W., 1990. Effects of abiotic stresses on plant hormone systems. In: Alscher, R.G., Cumming, J.R., (eds.), Stress Responses in Plants: Adaptation and Acclimation Mechanism. New York: Wiley-Liss.

Pharmawati, M., Billington, T., Gehring, C.A., 1998. Stomatal guard cell responses to kinetin and natriuretic peptides are cGMP-dependent. Cellular and. Molecular. Life Science. 54, 272-276.

Pospíšilová, J., Synková, H., Rulcová, J., 2000. Cytokinins and water stress. Biological of Plant. 43, 321-328.

Sallah, P.Y.K., Antwi K.O., Ewool, M.B., 2002. Potential of elite maize composites for drought tolerance in stress and non-drought stress environments. African Crop Science Journal. 10, 1–9.

Saneoka, H., Moghaieb, R.E.A., Premachandra, G.S., Fujita, K., 2004. Nitrogen nutrition and water stress effects on cell membrane stability and leaf water relations in Agrostis palustris Huds. Environmental and Experimental Botany. 52, 131–138.

Satvir, K., Anil, G.K., Narinder, K., 2000. Effect of GA3, kinetin and indole acetic acid on carbohydrate metabolism in chickpea seedlings germinating under water stress. Plant Growth Regulation. 30, 61–70.

Sayd, S.S., Taie, A.A.H., Taha, L.S., 2010. Micropropagation, antioxidant activity, total phenolics and flavonoids content of Gardenia jasminoides ellis as affected by growth regulators. International Journal of Academic Research. 2, 184–191.

Shaddad, M.A.K., Hamdia Abd El-Samad, M., Mohammad, H.T., 2011. Interactive effects of drought stress and phytohormones or polyamines on growth and yield of two maize genotypes (Zea mays L.). American Journal of Plant Sciences, 2, 790-807.

Taiz, L., Zeiger, E., 2006. Plant Physiology, 4th edition. Sinauer Associates Inc. Publishers, Massachusetts, USA

Wolf, D.W., Henderson, D.W., Hsiao, T.C., Alvino, A., 1988. Interactive water and nitrogen effects on senescence of maize. I. Leaf area duration, nitrogen distribution and yield. Agronomy Journal. 80, 859-864.

Yadav, N., Gupta, V., Yadav, V.K., 1997. Role of benzyl adenine and gibberellic acid in alleviating water-stress effect in gram (Cicer arietinum). Indian Journal of Agriculture Science. 67, 381-387.

Zažímalová, E., Kamínek, M., Březinová, A., Motyka, V., 1999. Control of cytokinin biosynthesis and metabolism. - In: Hooykaas, P.J.J., Hall, M.A., Libbenga, K.R., (ed.): Biochemistry and Molecular Biology of Plant Hormones. Pp. 141-160. Elsevier, Amsterdam.

Zhao, Y., Aspinall, D., Paleg, L.G., 1992. Protection of membrane integrity in Medicago sativa L. by glycinebetaine against the effects of freezing. Journal of Plant Physiology. 140, 541-543.