اثر دمای پایین بر خصوصیات فیزیولوژی و بیوشیمیایی برخی ژنوتیپ‌های شبه پرتقال در شمال کشور

علوم باغبانی

مقاله 2، دوره 31، شماره 4، اسفند 1396، صفحه 739-750   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v31i4.59361

نویسندگان

صالح محمدی¹؛ حمیدرضا خزاعی^{* 1}؛ احمد نظامی¹؛ یحیی تاجور²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²پژوهشکده مرکبات و میوه‌های نیمه‌گرمسیری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی

چکیده

پرتقال از محصولات باغی حساس به تنش دمای پایین بوده، لذا در این مطالعه میزان آسیب‌پذیری به تنش دمای پایین در شرایط محیطی کنترل شده نسبت به سطوح تیمار دمای (3، 0، 3- و 6- درجه سیلسیوس) در شش ژنوتیپ‌ بومی شبه پرتقال (شماره 6-1) رقم حساس (پرشین لایم) و رقم مقاوم (انشو) مورد بررسی قرار گرفت. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌ها بیانگر آن بود که تیمارهای دما، ژنوتیپ و اثر متقابل این دو در صفت‌های پراکسیداسیون لیپید، پرولین، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، نشت یونی، آبگزیدگی، کلروفیل a و کلروفیل کل معنی‌دار بوده است. این در حالی است که کربوهیدرات‌ محلول تنها تحت تأثیر عامل ساده ژنوتیپ معنی‌دار شد. بر صفات رنگدانه‌های کلروفیل b و کارتنوئید نیز هیچ یک از تیمارهای اعمال شده تأثیر معنی‌دار نداشت. بیشترین مقدار آب‌گزیدگی (33/99 درصد)، نشت یونی (63/91 درصد) و واکنش پراکسیداسیون لیپید (با میانگین 33/3 میکروگرم درگرم وزن ‌تر برگ) در شاهد حساس پرشین لایم در دمای 6- درجه سیلسیوس ثبت گردید. در مقابل، بیشترین مقدار پرولین (01/32 میلی‌گرم در گرم وزن‌تر برگ) و ظرفیت آنتی‌اکسیدانی (36/73%) نیز در شاهد متحمل انشو در دمای 3- درجه سلسیوس ثبت گردید. در بین ژنوتیپ‌های بومی شبه پرتقال مورد بررسی در این پژوهش تحت شرایط تنش دمای پایین نیز واکنش‌های متفاوتی مشاهد شد. بر این اساس بعد از شاهد متحمل انشو، ژنوتیپ‌ بومی شبه پرتقال شماره یک در مقابل کاهش دما پایداری بهتر داشت. این در حالی بود که در بین ژنوتیپ‌های شبه پرتقال مورد مطالعه، در اغلب صفات تخریبی اندازه‌گیری شده، ژنوتیپ بومی شبه پرتقال شماره 6 در جایگاه آماری مشابه و یا نزدیک به شاهد حساس پرشین‌لایم قرار داشت. قرار گرفتن سرشاخه ژنوتیپ‌ها در معرض تنش سرما افزایش مالون دی آلدهید را به دنبال داشت. در این شرایط به دلیل افزایش فعالیت‌های اکسیداتیو تجمع ترکیبات آنتی اکسیدانی مانند سوپراکسید دیسموتاز، گلوتاتیون پراکسیداز و کاتالاز افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

پراکسیداسیون لیپید؛ پرولین؛ رادیکال آزاد؛ ژنوتیپ مرکبات؛ کلروفیل

مراجع

1- Afshary H., Zahedy R., Parvaneh T., and ZadeBaghery M. 2014. Effect of salicylic acid on proline soluble sugar and electrolyte leakage in two apricot’ cultivar under cold stress. Journal of Crops Improvement (Journal of agriculture). 16:127-138 (in Persian).

2- Annual statistics. Horticultural Crops. 2014. Ministry of Jahad-Keshavarzi Iran. (In Persian)

3- Arji. E., Hasani B., and Ghamarniya H. 2015. Effecs of deficit irrigation on growth characteristics and the quantity and quality of Golden Delicious apples. Journal of Horticulture Science. 29:610-620 (in Persian).

4- Arnon A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal. 23:112-121.

5- Ashraf M., and Foolad M.R. 2007. Role of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Enviro. Exp. Bot.59:206-216.

6- Bandyopadhyay U., Das D., and Banerjee R.K. 1999. Reactive oxygen species: Oxidative damage and pathogenesis. Curr. Sci. India. 77:658-666.

7- Bartolozzi F., Mencuccini M., and Fontanazza G. 2001. Enhancement of frost tolerance in olive shoots in vitro by cold acclimation and sucrose increase in the culture medium. Biomed. Life. Sci. 67:299-302.

8- Bates l S., Waldren R.P., and Tears I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil, 39:205-207.

9- Campos P., Quartin V., Ramalho J.C., and Nunes M.A. 2003. Electrolyte leakage and lipid degradation account for cold sensitivity inleaves of Coffea sp. Plants journal of Plant Physiology. 160: 238-292.

10- Close TJ. 1997. Dehydrins: a commonalty in the response of plantsto dehydration and low temperature. Physiology of Plant. 100: 291-296.

11- Fatahimoghadam J., Kiaeshkevarian M., and Tajvar Y. 2012. Investigation of Naringin Content and Antioxidant Activity in 14 Citrus Fruit Varieties in Response to Freezing Stress, Plant Production Technology,12:11-25. (in Persian with English abstract).

12- Flexas J., Badger M., Chow W.S., Medrano H., and Osmond C.B. 1999. Analysis of the relative increase in photosynthetic O2 uptake when photosynthesis in grapevine leaves is inhibited following low night temperatures and or water stress. Plant. Physiol. 121:675-684.

13- Fotouhi Ghazvini R., Baghbanha M.R., Hatamzadeh A., and Heidari M. 2008. Effect of water stress on freezing tolerance of Mexican lime (Citrus aurantifolia L.) seedling. Hort. Environ. Botechnol. 49:267-280.

14- Fuleki F., and Francis J.F. 1986. Quantitative method for anthocyanin determination of total anthocyanin and degradation index for cranberry Juice. Journal of Food Science. 33: 78-83.

15- Gao J.C., Wang H. X., and Li X. X. 2010. Relationship between soluble proteins, MDA, andjujube (Ziziphus mauritiana) tree cold hardiness. Beifang Yuanyi (Northern Horticulture). 23: 18-20.

16- Hincha DK., and Schmitt JM. 1992. Freeze-thaw injury and cryoprotectionof thylakoid membranes. In Water and Life Edited by: Somero GN, Osmond CB, Bolis CL. Berlin: Springer: 1992:316-337.

17- Karimi R., Ershadi A., Asnaashari M., and Mashhadiakbarboojar M. 2015. Seasonal variation in the content of soluble protein, total phenol and MDA and Their relationship with cold tolerance of vine varieties. Agriculture Crops Management. 16:999-1013. (in Persian).

18- Kavikishore P.B., Sangam S., Amrutha R.N., Laxmi P.S., Naidu K.R., Rao S., Reddy K.J., Therianppan P., and Sreenivasulu N. 2005. Regulation of proline biosynthesis, degradation, uptake and transport in higher plants: Its implications in plant growth.Curr.Sci.88:424-438.

19- Kirakosyan A., Seymour E., Kaufman P.B., Warber S., Bolling S., and Chang S.C. 2003. Antioxidant Capacity of Polyphenolic Extracts from Leaves of Crataegus laevigata and Crataegus monogyna (Hawthorn) Subjected to Drought and Cold Stress. J. Agric. Food Chem. 51(14): 3973–3976.

20- Leng P., and Qi J.X. 2003. Effect of anthocyanin on David peach (Prunus davidiana Franch) under low temperature stress. Sci. Hortic-Amsterdam. 97: 27-39

21- Mashayekhy K., Sadeghy H., Akbarpoor V., Atashy S., Ghasemy Y., and Moosavy Zadeh S. 2014. Changes in leaf carbohydrates and fruit throughout the growing season in the nectarines Redgold the weather conditions .Gorgan, Journal of Horticultural Science (agricultural science and technology). 9.28:1-9. (in Persian)

22- McCollum T.G., and McDonald R.E. 1991. Electrolyte leakage, respiration and ethylene production as indices of chilling injury in grapefruit. Horticulture Science, 26: 1191-1192.

23- Omokolo N.D., Tsala N.G., and Djocgoue P.F. 1996. Changes in carbohydrate, amino acid and phenol content in cocoa pods from three clones after infection with Phythphthora megakarya Bra. and Grif. Annals of Botany.77:153–158.

24- Qiujie D., Bin Y.S., Xiao Z., and Wang Z. 1996. Flooding induce membrane damage, lipid oxidation and activated oxygen generation in Corn leaves. Plant Soil. 179: 261-268

25- Ranney T.G., Bassuk and Whitlow T.H. 1991. Osmotic adjustment and solute constituents in leaves and roots of- waterstressed cherry trees. Am. Hort. Sci. 116: 684-688.

26- Sala J.M., and Lafuente M.T. 2000. Catalase enzyme activity is related to tolerance of mandarin. Fruits to chilling. Postharvest Biol. Tec. 20: 81–89.

27- Salahvarzi Y., Davarinezhad GH., Tehranifar A., Nemati H., and Nezami A. 2010. Physiochemical responses of six pomegranate cultivars from Razavi Khorasan under freezing stress. Iranian Journal of Horticultural Science and Technology.11: 217-230.(in Persian ).

28- Shanker A.K., and Venkateswarlu B. 2011. Abiotic Stress in Plants Mechanisms and Adaptations. InTech Croatia 428 p.

29- Tajvar Y., Fotouhi Ghazvini R., HamidOughly Y., and HassanSajedi R. 2011. Physiological and biochemical responses of Page mandarin on citrange rootstock to low temperature stress. Plant Biology. 3.9:1-12 (in Persian with English abstract).

30- Tajvar Y., FotouhiGhazvini R., HamidOughly Y., and Hasan Sajed R. 2012. A Study of Rootstock and Low Temperature Effects on Antioxidant Reaction of Page Mandarin. Iranian Journal of Horticultural Science and Technology. 12.3:307-316. (in Persian)

31- Zhang J., Wu X., Niu R., Liu Y., Liu N., Xu W., and Wang Y. 2012.Cold resistance evaluation in 25 wild grape species.Vitis. 51(4): 153-160.