مقایسه مقدار کلروفیل ارقام گندم (.Triticum aestivum L) متفاوت ازلحاظ غلظت سدیم اندام هوایی تحت تنش شوری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه کشاورزی دانشگاه پیام نور همدان

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

چکیده

به‌منظور بررسی اثرات دفع سدیم بر مقدار کلروفیل و تولید ماده خشک، سه رقم گندم نان (کویر، مهدوی و تجن) متفاوت ازلحاظ تحمل شوری و تجمع سدیم در دو سطح شوری صفر و 150 میلی مولار در شرایط هیدروپونیک در گلخانه در سال 1395 کشت شدند. شوری سبب کاهش عملکرد دانه، وزن خشک اندام هوایی، نسبت پتاسیم به سدیم اندام هوایی و مقدار کلروفیل و نیز افزایش مقدار سدیم اندام هوایی در مقایسه با شاهد شد. پتاسیم اندام هوایی در این آزمایش تحت تأثیر شوری قرار نگرفت. تحت تنش شوری غلظت سدیم اندام هوایی در رقم کویر بیشتر از مهدوی و تجن بوده و ارتباطی بین دفع سدیم و میزان تحمل به شوری در این ارقام مشاهده نشد. میزان سدیم اندام هوایی در رقم مهدوی پایین‌تر از دو رقم دیگر بود. مقدار کلروفیل تحت تنش شوری 150 میلی مولار، بیشترین کاهش را در رقم تجن و به مقدار 75 درصد از خود نشان داد. علی‌رغم مقدار بیشتر کلروفیل در رقم کویر، کاهش عملکرد (40 درصد) و وزن خشک اندام هوایی (37 درصد) در هر سه رقم به‌طور تقریباً یکسان اتفاق افتاد. نتایج نشان داد رقم کویر بیشترین توانایی را در تحمل غلظت‌های بالای سدیم در برگ‌ها از خود نشان داد. غلظت سدیم اندام هوایی در ارقام مختلف تحت تنش شوری متفاوت بوده درصورتی‌که کاهش عملکرد دانه و وزن خشک اندام هوایی به نسبت تقریباً یکسان کاهش یافت؛ بنابراین به نظر می‌رسد اثر عمده شوری بر وزن خشک اندام هوایی و عملکرد عمدتاً به دلیل اثرات اسمزی املاح باشد نه به دلیل اثرات ویژه یونی در گیاه.

کلیدواژه‌ها


Atlassi Pak, V., Bahmani, O., 2017. Evaluation of ion distribution in different tissues of wheat (Triticum aestivum L.) cultivars differing in salt tolerance. Journal of Crop Production and Processing.7(1), 1-16. [In Persian with English Summary].

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

Bose, J., Munns, R., Shabala, S., Gilliham, M., Pogson, B., Tyerman, S.D., 2017. Chloroplast function and ion regulation in plants growing on saline soils: lessons from halophytes. Journal of Experimental Botany. 68(12), 3129-3143.

Byrt, C.S., Xu, B., Krishnan, M., Lightfoot, D.J., Athman, A., Jacobs, A.K., Watson-Haigh, N.S., Plett, D., Munns, R., Tester, M., Gilliham, M., 2014. The Na+ transporter, TaHKT1; 5-D, limits shoot Na+ accumulation in bread wheat. The Plant Journal. 80, 516-526.

Chaves, M.M., Flexas, J., Pinheiro, C., 2009. Photosynthesis under drought and salt stress: regulation mechanisms from whole plant to cell. Annals of Botany. 103, 551-560.

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., Tian, Y., Betts, S.A., Chalmandrier, R., Shabala, S., 2009. Ionic relation and osmotic adjustment in durum and bread wheat under saline conditions. Functional Plant Biology. 36, 1110-1119.

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.

Faiyue, B., Al-Azzawi, M.J., Flowers, T.J., 2012. A new screening technique for salinity resistance in rice (Oriza sativa L.) seedlings using bypass flow. Plant, Cell and Environment. 35(6), 1099-1108.

Flowers, T.J., Munns, R., Colmer, T.D., 2015. Sodium chloride toxicity and the cellular basis of salt tolerance in halophytes. Annals of Botany. 9, 1-13.

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

Husain, S., Munns, R., Caemmere, S., 2003. Effect of sodium exclusion trait on chlorophyll retention and growth of durum wheat in saline soil. Australian Journal of Agricultural Research. 54, 589-597.

James, R.A., Rivelli, A.R., Munns, R., Caemmerer, S.V., 2002. Factors affecting CO2 assimilation, leaf injury and growth in salt-stressed durum wheat. Functional Plant Biology. 29, 1393-1403.

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(8), 2939-2947.

Munns, R., Rawson, M.H., 1999. Effect of salinity on salt accumulation and reproductive development in apical meristem of wheat and barley. Australian Journal of Plant Physiology. 26, 459-464.

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., Wallace, P., Teakle, N., Colmer. T., 2010. Measuring soluble ion concentrations (Na+, K+, Cl-) in salt treated plants. pp. 371-382, In: R. Sunkar (Ed.), Plant Stress Tolerance, Methods in Molecular Biology. Springer Science Business Media.

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.

Munns, R., James, R.A., Xu, B., Athman, A., Conn, S.J., Jordans, C., Byrt, C.S., Hare, R.A., Tyerman, S.D., Tester, M., Plett, D., Gilliham, M., 2012. Wheat grain yield on saline soils is improved by an ancestral Na+ transporter gene. Nature Biotechnology. 30(4), 360-366.

Munns, R., James, R., Gilliham, M., Flowers, T.J., Colmer, T.D., 2016. Tissue tolerance: an essential but elusive trait for salt-tolerant crops. Functional Plant Biology. 43, 1103-1113.

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 aesttivum 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.

Singh, D.P., Sarkar, R.K., 2014. Distinction and characterization of salinity tolerant and sensitive rice cultivars as probed by the chlorophyll fluorescence characteristics and growth parameters. Functional Plant Biology. 41, 727-736.

Xu, B., Waters, Sh., Byrt, C., Plett, D., Tyerman, S., Tester, M., Munns, R., Hrmova, M., Gilliham, M., 2017. Structural variations in wheat HKT1;5 underpin differences in Na+ transport capacity. Cellular and Molecular Life Science. 5(6), 1133-1144.

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

Zhu, M., Shabala, L., Cuin, T.A., Huang, X., Zhou, M., Munns, R., Shabala, S., 2016. Nax loci affect SOS1-Like Na+/H+ exchanger expression and activity in wheat. Journal of Experimental Botany. 67(3), 835-844.