دانشگاه بیرجند تنش‌های محیطی در علوم زراعی 2228-7604 11 4 2018 12 22 Evaluation of variations in physiological and biochemical traits in ancestral and evolutional species of wheat under water deficit stress ارزیابی تغییرات صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گونه‌های اجدادی و تکاملی گندم تحت تنش کم آبی 791 802 889 10.22077/escs.2018.1022.1202 FA صدیقه فابریکی اورنگ استادیار، هیئت‌علمی گروه ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران ثریا مهرآباد پوربناب دانشجوی کارشناسی ارشد ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران Journal Article 2017 10 03 <strong>Introduction</strong> <br />Perception of the genetic diversity in domesticated and wild relatives of a plant species is important for their use in breeding programs. Considering that a large part of wheat cropping fields in Iran is located in arid and semi-arid areas, and that plants adapt to environmental stresses with different strategies, such as changes in antioxidant enzymes. Therefore, it is necessary to study more about the resistant species and the recognition of their mechanism of tolerance. <br /><br /><strong>Materials and methods</strong> <br />In order to investigate the effect of drought stress on the content of photosynthetic pigments, fresh and dry biomass of roots and shoots and antioxidant enzymes activity in five ancestral and cultivated species of Aegilops and Triticum (Aegiliops tauschii ،Aegiliops speltoides ،Triticum aestivum ، Triticum urartu و Triticum durum), a factorial experiment was conducted based on randomized complete block design with three replications at three levels of normal irrigation (100% FC), medium stress (FC 50%) and severe stress (FC% 25). <br /><br /><strong>Results and discussion</strong> <br />By mean comparing, the highest activity of CAT, SOD, APX and GPX was observed in severe stress compared to non-stress condition, with an increase of 80, 34, 84 and 29%, respectively. The results showed that the species T. aestivum and T. urartu in terms of SOD, Ae. tauschii for CAT, T.durum for APX and Ae. Speltoides in terms of GPX are considered as candidate species for drought tolerance breeding due to the highest activity of mentioned enzymes in both stresses. Total chlorophyll decreased in moderate and severe stresses by 11.5 and 66%, respectively, however, the two species Ae. speltoides and T. durum showed the lowest reduction compared to normal condition. The carotenoid, which is a non-enzymatic antioxidant, decreased with increasing of drought severity. Not only this reduction was not occurred in T.durum, but also it increased with drought severity. Positive correlation (0.60) was observed between the amount of carotenoid and GPX activity under stress conditions in contrast to non-stress condition. Root dry weight showed a positive correlation (0.81) with APX enzyme under stress conditions. However, in non-stress condition, this correlation was not significant. <br /><br /><strong>Conclusions</strong> <br />The highest activity of studied enzymes was observed in severe stress compared to non-stress condition. T. aestivum and T. urartu in terms of SOD, Ae. tauschii for CAT, T.durum for APX and Ae. Speltoides in terms of GPX are considered as candidate species for drought tolerance breeding due to the highest activity of mentioned enzymes in both stresses. Total chlorophyll decreased in moderate and severe stresses by 11.5 and 66%, respectively, however, the two species Ae. speltoides and T. durum showed the lowest reduction compared to normal condition. The carotenoid, which is a non-enzymatic antioxidant, decreased with increasing of drought severity. Not only this reduction was not occurred in T.durum, but also it increased with drought severity.<br /><br /> آگاهی از تنوع ژنتیکی موجود در ارقام اهلی و خویشاوندان وحشی یک گونه گیاهی، در به‌کارگیری آن‌ها در برنامه-های اصلاحی از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به اینکه بخش قابل‌توجهی از اراضی زیر کشت گندم در ایران در مناطق خشک قرارگرفته و اینکه گونه ­های گیاهی با راهبرد­های مختلفی ازجمله تغییر در آنزیم­های آنتی­ اکسیدانی، خود را با تنش­های محیطی وفق میدهند، لذا مطالعه هرچه بیشتر در رابطه با شناسایی گونه ­های مقاوم و نیز شناخت نوع سازوکار تحملی آن‌ها امری ضروری است. ازاین‌رو و به‌منظور بررسی اثر تنش خشکی بر محتوای رنگیزه­ های فتوسنتزی، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی و فعالیت آنزیم ­های آنتی ­اکسیدان در پنج گونه اجدادی و تکامل‌یافته گندم از جنس Aegilops و Triticum، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سه سطح آبیاری نرمال (100 درصد ظرفیت زراعی)، تنش متوسط (50 درصد ظرفیت زراعی) و تنش شدید (25 درصد ظرفیت زراعی) اجرا گردید. با مقایسه میانگین داده ­ها بیشترین میزان فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز و گایاکول پراکسیداز طی تنش شدید به ترتیب با میزان افزایش 80، 34، 84 و 29 درصدی نسبت به عدم تنش مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که گونه­ های <em>T. aestivum </em>و <em>T. urartu </em>ازنظر فعالیت SOD، گونه <em>Aegiliops tauschii</em> ازنظر CAT، گونه <em>T. durum</em> ازنظر APX و گونه <em>Ae. speltoides </em>ازنظر GPX به دلیل بیشترین افزایش فعالیت آنزیم­های ذکرشده در هر دو تنش متوسط و شدید جزء گونه ­های کاندید برای اصلاح به تحمل خشکی با مکانیسم آنتی‌اکسیدانی مربوطه محسوب می­شوند. مقدار کلروفیل کل در شرایط تنش متوسط و شدید به ترتیب کاهش 11.5 و 66 درصدی داشت، بااین‌وجود در دو گونه <em><em>Aegiliops </em>speltoides</em> و <em>T. durum</em> کمترین میزان کاهش نسبت به شرایط نرمال مشاهده شد. میزان کارتنوئید با افزایش شدت خشکی کاهش یافت، اما این کاهش در گونه <em>T. durum</em> رخ نداده بلکه با شدت تنش بر میزان کارتنوئید که یک آنتی‌اکسیدان غیرآنزیمی نیز محسوب می­شود افزوده شد. https://escs.birjand.ac.ir/article_889_07871915a8107172b3b5dc15a6574ad3.pdf