ارزیابی برخی از پاسخ‌‌های فیزیولوژیکی پایه‌‌های پیوندشده و غیر پیوندی بادام به تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 مربی پژوهشی بخش تحقیقات علوم زراعی- باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شهرکرد، ایران

3 استاد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

4 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

این پژوهش به­منظور بررسی اثر تنش خشکی روی برخی از ویژگی­های فیزیولوژیکی پنج پایه‌ی پیوندشده و غیر پیوندی بادام انجام گرفت. پایه‌­های رویشی GF677، گارنم و یک هیبرید بادام×هلوی محلی، به­علاوه پایه­های بذری بادام (رقم فرانیس) و هلو (ژنوتیپ محلی) در حالت پیوند­شده و بدون پیوند تحت تنش خشکی قرار داده شدند. رقم پیوندک فرانیس و تیمارهای تنش شامل نگهداری پتانسیل ماتریکس خاک در حد 3/0- مگاپاسکال (شاهد)، 9/0- مگاپاسکال (تنش متوسط) و  5/1- مگاپاسکال (تنش شدید) بودند. بررسی به­صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار به صورت گیاهان گلدانی انجام گرفت. سطح تنش به­مدت چهار هفته در گیاهان اعمال شد. ویژگی­های فلورسنس سبزینه، غلظت رنگیزه­های برگ، محتوای نسبی آب برگ، شاخص پایداری غشاء و پرولین آزاد برگ اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد که تنش خشکی منجر به کاهش معنی­دار محتوای نسبی آب برگ، شاخص‌ Fv/Fm، میزان سبزینه‌های a، b و کل و افزایش معنی­دار F0، نشت یونی و پرولین آزاد برگ شد. نتایج حاصل از ارزیابی صفات بیانگر اثر منفی کمتر تنش خشکی بر پایه­های پیوند­شده در مقایسه با پایه­های غیرپیوندی بود. به­طور کلی تأثیر تنش خشکی روی پایه­های بذری، هیبرید محلی و GF677 نسبتاً مشابه بود و پایه­های مذکور به­طور معنی­داری کمتر از پایه گارنم تحت تأثیر خشکی قرار گرفتند. پایه­ی هلوی بذری تحت تنش، بیشترین کاهش در ویژگی­های اندازه­گیری شده را نشان داد. بر اساس نتایج این بررسی، فلورسانس سبزینه به­عنوان شاخصی ساده برای ارزیابی تحمل به خشکی پایه­های بادام در شرایط تنش شدید خشکی پیشنهاد می­شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of some physiological responses to drought stress in grafted and ungrafted almond rootstocks

نویسندگان [English]

  • Hossein Moradi 1 2
  • Mahmood Esna-Ashari 3
  • Ahmad Ershadi 4
1 Ph.D. Candidate, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | Instructor of Agronomic and Horticultural Crops Research Department, Chaharmahal and Bakhtiari Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Shahrekord, Iran
2 Ph.D. Candidate, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran | Instructor of Agronomic and Horticultural Crops Research Department, Chaharmahal and Bakhtiari Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Shahrekord, Iran
3 Professor, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
4 Associate Professor, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

The effect of drought stress were studied on some physiological aspects of five grafted and ungrafted rootstocks including GF677, Garnem, peach seedlings, almond seedlings and a selected local almond ×peach  hybrid (LAP), with Ferragnes cultivar as scion. Three different drought stress levels including moderate (Ψsoil= -0.9 Mpa) sever (Ψsoil= -1.5 Mpa) and a control (Ψsoil= -0.3 Mpa) were applied in a randomized complete block design as factorial with three replications in pot plants during four weeks. Physiological traits including chlorophyll (Chl) fluorescence indices, leaf relative water contents (RWC), membrane stability index (MSI), free proline and concentrations of leaf pigments were recorded.Results showed that photochemical efficiency of photosystem II (Fv/Fm), RWC, Chl a, Chl b and total Chl were reduced significantly under drought stress while minimum fluorescence (F0), MSI and Free proline were increased noticeably. Drought stress affected significantly on evaluated traits in ungrafted rootstocks compared to grafted ones. According to results, almond seedlings, GF677 and local LAP almost showed similar responses to drought stress and had more tolerance than Garnem rootstock. Peach seedlings were affected significantly by drought stress more than the other rootstocks. Present study suggests chlorophyll fluorescence index as a simple trait for evaluation of almond rootstocks exposed to sever drought stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chlorophyll fluorescence
  • clonal rootstock
  • proline
  • relative water contents
  • seedling rootstock
  1. Ahmadi, K., Golizade, H., Ebadzade, H., Hatami, F., Hosseinpour, R., Kazemi, R. & Abdeshah, H. (2016). Agricultural Statistics in 2015, Vol 3 Horticultural Crops. Iran Ministry of Agriculture –Jahad, From http://www.amar.maj.ir/Index.aspx?page_=form&lang=1&sub=65&tempname=amar&PageID=11583
  2. Arji, I. & Arzani, K. (2003). Evaluation of the growth responses and proline accumulation of three Iranian native olive cultivars under drought stress. Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 10(2), 91-101. (in Farsi)
  3. Bates, L. S., Waldren, R. P. & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39, 205-207.
  4. Gasemi, M., Arzani, K., Yadollahi, A. & Hokmabadi, H. (2014). Effect of drought stress on fluorescence, content and chlorophyll indices on four pistasio seedling rootstok. Journal of Water Research in Agriculture B, 27(4), 475-485. (in Farsi)
  5. Isaakidis, A., Sotiropoulos, T., Almaliotis, D., Therios, I. & Stylianidis, D. (2004). Response to severe water stress of the almond (Prunus amygdalus) ‘Ferragnes’ grafted on eight rootstocks. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science,32, 355-36.
  6. Kafi, M., Borzoee, A., Salehi, M., Kamandi, A., Masoumi, A. & Nabati, J. (2009). Physiology of Environmental Stress in Plants. Academic Center for Education, Culture and Research. (in Farsi)
  7. Karimi, S., Yadollahi, A. & Arzani, K. (2013). Responses of almond genotypes to osmotic stress induced in vitro. Journal of Nuts, 4(4), 1 -7.
  8. Kester, D. E. & Grasselly, C. (1987). Almond rootstocks. In: R.C. Rom and R.F.Carlson (Eds), Rootstocks for Fruit Crops. (pp. 265-293.) John Wiley and Sons.
  9. Kirnak, H., Kaya, C., Tas, I. & Higgs, D. (2001). The influences of water deficit on vegetative growth, physiology, fruit yield and quality in eggplants. Bulgarian Journal of Plant Physiology,. 27(3-4), 34-46.
  10. Kodad, O., Socias i Company, R. & Morales, F. (2010) Evaluation of almond flower tolerance to frosts by chlorophyll fluorescence.In: Zakynthinos G. (ed.). XIV GREMPA Meeting on Pistachios and Almonds. Zaragoza: CIHEAM/ FAO/ AUA/ TEI Kalamatas / NAGREF,. p. 141 -145
  11. Kuznetsov, V. V. & Shevyakova, N. I. (1999). Proline under stress: Biological role, metabolism and regulation. Russian Journal of Plant Physiology, 46, 274-286.
  12. Lambers, H., Chapin, F. S. & Pons, T. L. (2008). Plant Physiological Ecology (2nd Ed.). Springer, New York, 629p.
  13. Massai, R., & Gucci, R. (1996, September). Transpiration and water relations in three peach X almond hybrid rootstocks. In: II International Symposium on Irrigation of Horticultural Crops 449. (pp. 99-106).
  14. Maxwell, K. & Johnson, G. N. (2000). Chlorophyll fluorescence, a practical guide. Journal of Experimental Botany, 51(345), 659-668.
  15. Momenpour, A., Imani, A., Bakhshi, D. & Rezaei, H. (2015). Evaluation of salinity tolerance in some almond genotypes grafted on GF677 rootstock base on morphological characteristic and chlorophyll fluorescence. Journal of Plant Process and Function, 3(10), 9-28. (in Farsi)
  16. Percival, G. C. & Sheriffs, C. N. (2002). Identification of drought tolerant in woody perennials using chlorophyll fluorescence. Journal of Arboriculture, 28(5), 215-223
  17. Ranjbarfordoei, A. & VanDamme, P. (2010). Photosynthesis performance in sweet almond (Prunus dulcis (Miller) Webb) exposed to supplemental UV- B radiation. Electronic Journal of Environmental Agricultural and food Chemistry, 9(11), 1784-1791.
  18. Rouhi, V., Samson, R., Lemeur, R. & Van Damme, P. (2007). Photosynthetic gas exchange characteristics in three different almond species during drought stress and subsequent recovery. Environmental and Experimental Botany, 59, 117-129.
  19. Sayed, O. H. (2003). Chlorophyll flourscence as a tool in cereal research. Photosynthetica,3, 321-330.
  20. Sircelj, H., Tausz, M., Grill, D. & Batic, F. (2007). Detecting different levels of drought stress in apple trees (Malus domestica Borkh.) with selected biochemical and physiological parameters. Scientia Horticulturae, 113, 362-369.
  21. Sorkheh, K., Shiran, B., Khodambshi, M., Rouhi, V. & Ercisli, S. (2012). In vitro assay of native Iranian almond species (Prunus L. spp.) for drought tolerance. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 105(3), 395-404.
  22. Talaei, A., Ghaderi, N., Ebadi, A. & Lesani, H. (2011). Biochemical responses of grape cvs Sahani and Bidane-Sefid, subjected to progressive drought. Iranian Journal of Horticultural. Science,42(3), 301-308. (in Farsi)
  23. Torrecillas, A., Alarcon, J. J., Domingo, R., Planesa, J. & Sanchez-Blanco, M. J. (1996). Strategies for drought resistance in leaves of two almond cultivars. Plant Science, 118, 135-143.
  24. Wellburn, A. R. (1994). The spectral determination of chlorophyll a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolutions. Journal of Plant Physiology, 144, 307-313.
  25. Yadollahi, A., Arzani, K. & Ebadi, A. (2009). An evaluation of morphological markers linked to drought resistance in cultivated almond seedlings (Prunus dulcis Mill.). Iranian Journal of Horticultural Science, 40(1), 1-12. (in Farsi)
  26. Yadollahi, A., Arzani, K., Ebadi, A., Wirthensohn, M. & Karimi, S. (2011). The response of different almond genotypes to moderate and severe water stress in order to screen for drought tolerance. Scientia Horticulturae, 129, 403-413.
  27. Yamasaki, T., Yamakawa, T., Yamane, Y., Koike, H., Satohand, K. & Katoh, S. (2002). Temperature acclimation of photosynthesis and related changes in photosystem ІІ electron transport in winter wheat. Plant Physiology, 128, 1087-1097.
  28. Zhao, Y., Aspinall, D. & Paleg, L. G. (1992). Protection of membrane integrity in Medicago saliva L. by glycinebetaine against the effects of freezing. Journal of Plant Physiology, 140, 541-543.
  29. Zokaee, K. M. R., Esna Ashari, M., Ershadi, A. & Imani, A. (2014). Physiological responses of five almond species to PEG-induced drought stress. Plant Production Technology, 5(2), 73-88. (in Farsi)