تأثیر بازدارندگان فتوسیستم دو بر شکل منحنی کاتسکی و پارامترهای فلورسنس کلروفیل در سلمه تره (Chenopodium album L.) و خرفه (Portulaca oleracea L.)

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 8، دوره 29، شماره 4، اسفند 1394، صفحه 540-550   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.v29i4.30966

نویسندگان

علی اصغر چیت بند^{* 1}؛ رضا قربانی²؛ محمد حسن راشد محصل³؛ رحمت عباسی⁴

¹فردوسی مشهد

²دانشگاه فردوسی مشهد

³دانشکده کشاورزی

⁴گروه زراعت دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

روش اندازه گیری فلورسنس کلروفیل فرآیندی غیرتخریبی، غیرمستقیم می باشد که برای ارزیابی سریع تغییرات فعالیت دستگاه فتوسنتزی کاربرد دارد. به منظور تشخیص چگونگی تحت تأثیر قرار گرفتن منحنی های القاء فلورسنس (منحنی کاتسکی) و پارامترهای آن، دو آزمایش دُز-پاسخ جهت اندازه گیری فلورسنس کلروفیل توسط علف کش های دس مدیفام + فن مدیفام + اتوفومیست در دُزهای 0، 38/51، 75/102، 5/205، 25/308، 411، 5/616 و 822 گرم مادۀ مؤثره در هکتار و کلریدازون در دُزهای 0، 25/81، 5/162، 325، 650، 1300، 1950 و 2600 گرم مادۀ مؤثره در هکتار بر روی دو گونۀ مهم علف های هرز مزارع چغندرقند شامل سلمه تره و خرفه در گلخانۀ تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1392 انجام شد. نتایج حاصل از آزمایشات نشان داد که پارامترهای اندازه گیری شده دارای حساسیت های متفاوتی نسبت به کاربرد علف کش ها بودند، بطوریکه در چهار ساعت پس از اعمال دس مدیفام + فن مدیفام + اتوفومیست در علف های هرز مذکور، حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیستم دو(Fv/Fm) ، تغییر خاصی نشان نداد درصورتیکه تغییرات نسبی فلورسنس در مرحله (Fvj) J و مساحت بین منحنی کاتسکی و(Area) Fm در این بازه زمانی به شدت کاهش پیدا کردند، حال آنکه کلریدازون به دلیل دارا بودن فرمولاسیون پودر وتابله که منجر به حلالیت کمتر و در نهایت نفوذ کمتر علف کش به درون بافت گیاه می شود، در این بازۀ زمانی، تغییری در روند منحنی کاتسکی و پارامترهای آن نداشت. علف هرز خرفه به دلیل داشتن برگ و ساقه اسفنجی بیشتر تحت تأثیر علف کش های دس مدیفام + فن مدیفام + اتوفومیست و کلریدازون قرار گرفت درحالیکه سلمه-تره به جهت داشتن پوشش سفید و آرد مانند، حساسیت کمتری نسبت به کاربرد این علف کش ها داشت. در بین پارامترهای فلورسنس اندازه گیری شده، (Fvj) پارامتری مناسب و سریعتری جهت تشخیص زود هنگام اثرات علف کشی بر روی گیاهان مورد آزمایش بود. از آنجا که پارامترهای فلورسنس کلروفیل بلافاصله پس از کاربرد علف کش تحت تأثیر قرار گرفتند، بنابراین می توانند به عنوان ابزاری کاربردی جهت بررسی میزان کارایی علف کش در ساعات اولیه پس از سمپاشی در گلخانه و مزرعه مورد استفاده واقع شوند.

کلیدواژه‌ها

دُز -پاسخ؛ دس مدیفام + فن مدیفام + اتوفومیست؛ کلریدازون؛ کارایی کوانتومی فتوسنتز؛ منحنی های القاء فتوسنتز

مراجع

Abbaspoor M., and Streibig J.C. 2005. Clodinafop changes the chlorophyll fluorescence induction curve. Weed Science. 53: 1–9.

2-Abbaspoor M., and Streibig J.C. 2007. Monitoring the efficacy and metabolism of phenylcarbamates in sugar beet and black nightshade by chlorophyll fluorescence parameters. Pest Management Science. 63: 576-585.

3-Abbaspoor M., Teicher H.B. and Streibig J.C. 2006. The effect of root-absorbed PSII inhibitors on Kautsky curve parameters in sugar beet. Weed Research. 46: 226–235.

4-Avarseji Z., Rashed Mohassel M.H., Nezami A., Abbaspoor M. and Nassiri Mahallati M. 2012. Dicamba + 2, 4-D affects the shape of the Kautsky curves in wild mustard (Sinapis arvensis). Plant Knowledge Journal. 1(2): 41-45.

5-Baker N.R., and Rosenqvist E. 2004. Applications of chlorophyll fluorescence can improve crop production strategies: an examination of future possibilities. Experimental Botany. 55: 1607-1621.

6-Barbagallo R.P., Oxborough K., Pallett K.E. and Baker N.R. 2003. Rapid, non-invasive screening for perturbations of metabolism and plant growth using chlorophyll fluorescence imaging. Plant Physiology.132: 485-493.

7-Chitband A.A., Ghorbani R., Rashed Mohassel M.H., Abbaspoor M. and Abbasi R. 2014. The effect of PSII inhibitors on Kautsky curve and chlorophyll fluorescence in common lambsquarters (Chenopodium album L.) and common purslane (Portulaca oleracea L.). p. 1-5. In Proceeding of the 1st International and 13th Iranian Crop Science Congress, 3rd Iranian Seed Science and Technology Conference, 24-26 Aug. 2014. Seed and Plant Improvement Institute Karaj, Iran. (in Persian with English abstract)

8-Christensen M.G., Teicher H.B. and Streibig J.C. 2003. Linking fluorescence induction curve and biomass in herbicide screening. Pest Management Science. 59:1303–1310.

9-Deveikyte I., and Seibutis V. 2008. Effects of the phenmedipham, desmedipham, ethofumesate, metamitron and trifusulfuron-methyl on weeds and sugar beet. Lucrari stiintifce Universitatea de stipinte agricole si medicina veterinara Ion Ionescu de la Brad. Seria Agronomia. 5: 278–286p.

10-Elahifard E., Ghanbari A., Rashed Mohassel M.H., Zand E. and Mirshamsi A. 2013. Effect of metribuzin on Kautsky curve and chlorophyll fluorescence parameters in Echinochloa colona sensitive and tolerance biotypes in greenhouse condition. Journal of Plant Protection. 27(2): 246-254. (in Persian with English abstract)

11-Fai P.B., Grant A., and Reid B. 2007. Chlorophyll a fluorescence as a biomarker for rapid toxicity assessment. Environmental Toxicology and Chemistry. 26: 1520–1531.

12-Force L., Critchey C. and Rensen J.V. 2003. New fluorescence parameters for monitoring photosynthesis in plants. Photosynthesis Research. 78: 17-33.

13-Fufezan C., Rutherford A.W. and Liszkaya A.K. 2002. Singlet oxygen production in herbicide-treated photosystem II. FEBS Letters. 532: 407–410.

14-Govindjee A., Xu C., Schansker G. and Rensen J.V. 1997. Chloroacetates as inhibitors of photosystem II: effects on electron acceptor side. Journal of Photochemistry and Photobiology. 37: 107–117.

15-Hess F.D. 2000. Light-dependent herbicides: an overview. Weed Science. 48: 160–170.

16-Kautsky H., and Hirsch A. 1931. New experiments on carbon dioxide assimilation. Naturewissenschaften. 19: 964.

17-Klem K., Spundova M., Hrabalova H., Naus J., Vanova M., Masojidek J. and Tomek P. 2002. Comparison of chlorophyll fluorescence and whole-plant bioassays of isoproturon. Weed Research. 42(5): 335-341.

18-Kohno H., Ohki A. and Ohki S. 2000. Low resistance against novel 2-benzylamino-1,3,5- triazine herbicides in atrazine resistant Chenopodium album plants. Photosynthesis Research. 65: 115–120.

19-Korres N.E., Froud-Williams R.J. and Moss S.R. 2003. Chlorophyll fluorescence technique as a rapid diagnostic test of the effects of the photosynthetic inhibitor chlorotoluron on two winter wheat cultivars. Annual Applied Biology. 143(1): 53-56.

20-Norsworthy J.K., Talbert R.E. and Hoagland R.E. 1998. Chlorophyll fluorescence for rapid detection of propanil-resistant barnyardgrass (Echinochloa crus-galli). Weed Science. 46:163-169.

21-Percival M.P., and Baker N.R. 1991. Herbicides and photosynthesis. p. 1–26. In Baker N.R., and Percival M.P. (ed.) Herbicides. London, Elsevier.

22-Riethmuller-Haage I., Lammert B., Kropff M.J., Harbinson J. and Kempenaar C. 2006. Can photosynthesis-related parameters be used to establish the activity of acetolactate synthase–inhibiting herbicides on weeds? Weed Science. 54: 974–982.

23-[SAS] Statistical Analysis Systems. 2003. The SAS System for Windows. Release 9.1. SAS Institute Inc., Cary, NC, USA.

24-Sester M., Darmency H. and Colbach N. 2012. Contribution of ground keepers vs. weed beet to gene escape from sugar beet (Beta vulgaris spp.). Consequences for growing genetically-modified sugar beet – A modelling approach. Field Crops Research. 135: 46–57.

25-Strasser R.J., and Stirbet A.D. 2001. Estimation of the energetic connectivity of PSII centres in plants using the fluorescence rise O-J-I-P. fitting of experimental data to three different ps ii models. Mathematics and Computers in Simulation. 56: 451–461.

26-Van Rensen J.J.S., Xu C. and Govindjee A. 1999. Role of bicarbonate in photosystem II, the water-plastoquinone oxido-reductase of plant photosynthesis. Physiologia Plantarum. 105: 585–592.

27-Vredenberg W. 2008. Analysis of initial chlorophyll fluorescence induction kinetics in chloroplasts in terms of rate constants of donor side quenching release and electron trapping in photosystem II. Photosynthesis Research. 96: 83–97.