پاسخ‌های رشدی و فیزیولوژیکی خیار پیوندی به تنش خشکی

علوم باغبانی

مقاله 4، دوره 34، شماره 4 - شماره پیاپی 48، اسفند 1399، صفحه 577-591   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v34i4.81113

نویسندگان

مریم حقیقی^{* 1}؛ آتنا شیبانی راد²

¹دانشیار گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

²دانشجوی دکتری گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

پژوهش حاضر به‌منظور بررسی اثرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی پیوند در القا مقاومت به تنش خشکی در خیار در شرایط گلخانه­ای انجام گرفت. آزمایش فاکتوریل شامل فاکتورهای (گیاهان پیوندی و غیرپیوندی و سطح خشکی بر اساس پتانسیل اسمزی: شاهد، 4/0- و 8/0- مگاپاسکال) در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. بذور خیار بومی اصفهان به‌عنوان پیوندک بر روی پایه فرو پیوند حفره­ای انجام گرفت. نتایج افزایش مقاومت به تنش و تولید توده زنده بیش­تر با افزایش جذب و توسعه ریشه­ها در خیارهای پیوند شده را نشان داد. همچنین محتوای پتاسیم در گیاهان پیوندی نسبت به گیاهان غیرپیوندی کاهش یافت. طیف وسیعی از خصوصیات فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی تحت تأثیر پیوند و اثرات متقابل پایه × پیوندک قرار گرفتند. برخی از این ویژگی­ها سبب بهبود روابط آبی و رشد و نمو گیاه در شرایط تنش گشت. شاخص­های تبادلات گازی همانند فتوسنتز، تعرق و هدایت روزنه­ای در گیاهان غیرپیوندی از گیاهان پیوندی پایین­تر بود. با افزایش معنی­دار پرولین در گیاهان پیوندی در مقایسه با گیاهان غیرپیوندی و همچنین افزایش بیش­تر پتاسیم در خشکی 8/0- مگاپاسکال در گیاهان پیوندی در مقایسه با گیاهان غیرپیوندی به نظر می­رسد که مکانیسم تحمل به خشکی اعمال‌شده پایه­ از طریق حفظ تعادل اسمزی و برقراری هموستازی پتاسیم می­باشد. درنهایت می­توان پیوند را به‌عنوان یک روش کارآمد جهت القا تحمل به تنش خشکی و افزایش عملکرد خیار توصیه کرد.

کلیدواژه‌ها

آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی؛ تبادلات گازی؛ سبزی گلخانه‌ای

مراجع

1- Albacete A., Martínez-Andújar C., Ghanem M.E., Acosta M., Sánchez-Bravo J., Asins M.J., Cuartero J., Lutts S., Dodd I.C., and Pérez-Alfocea F. 2009. Rootstock-mediated changes in xylem ionic and hormonal status are correlated with delayed leaf senescence, and increased leaf area and crop productivity in salinized tomato. Plant Cell and Environment 32: 928-938.

2- Ashraf M. 2009. Biotechnological approach of improving plant salt tolerance using antioxidants as markers. Biotechnology Advances 27: 84-93.

3- Bates L., Waldren R.P., and Teare I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil 39: 205-207.

4- Chance B., and Maehly A.C. 1955. Assay of catalases and peroxidase. MethodsinEnzymology 2: 764-775.

5- Chaumont F., and Tyerman S.D. 2014. Aquaporins highly regulated channels controlling plant water relations. Plant Physiology113: 233791.

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

7- Cuartero J., Boların M.C., Asıns M.J., and Moreno V. 2006. Increasing salt tolerance in the tomato. Journal of Experimental Botany 57: 1045-1058.

8- Ding L., Gao C., Li Y., Zhu Y., Xu G., Shen Q., Kaldenhoff R., Kai L., and Guo Sh. 2015. The enhanced drought tolerance of rice plants under ammonium is related to aquaporin (AQP). Plant Science234: 14-21.

9- Estan M.T., Martinez-Rodriguez M.M., Perez-Alfocea F., Flowers T.J., and Bolarin M.C. 2005. Grafting raises the salt tolerance of tomato through limiting the transport of sodium and chloride to the shoot. Journal of Experimental Botany 56: 703-712.

10- Ganjali A., Porsa H., and Bagheri A. 2011. Assessment of Iranian chickpea (Cicer arietinum L.) germplasms for drought tolerance. AgriculturalWater Management 98: 1477-1484.

11- García-Sánchez F., Syvertsen J., Gimeno V., Botía P., and Perez-Perez J.G. 2007. Responses to flooding and drought stress by two citrus rootstock seedlings with different water-use efficiency. Physiologia Plantarum130: 532-542.

12- Goreta S., Bucevic-Popovic V., Selak G.V., Pavela-Vrancic M., and Perica S. 2008. Vegetative growth, superoxide dismutase activity and ion concentration of salt-stressed watermelon as influenced by rootstock. The Journal of Agricultural Science 146: 695-704.

13- Huang Y., Tang R., Cao Q., and Bie Z. 2009a. Improving the fruit yield and quality of cucumber by grafting onto the salt tolerant rootstock under NaCl stress. Scientia Horticulturae 122: 26-31.

14- Huang Y., Zhu J., Zhen A., Chen L., and Bie Z.L. 2009b. Organic and inorganic solutes accumulation in the leaves and roots of grafted and ungrafted cucumber plants in response to NaCl stress. Journal of Food, Agriculture and Environment 7: 703-708.

15- Karaba A., Dixit S., Greco R., Aharoni A., Trijatmiko K.R., Marsch-Martinez N., Krishnan A., Nataraja K. N., Udayakumar M., and Pereira A. 2007. Improvement of water use efficiency in rice by expression of HARDY, an Arabidopsis drought and salt tolerant gene. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104: 15270-15275.

16- Martinez-Rodriguez M.M., Estan M.T., Moyano E., Garcia-Abellan J.O., Flores F.B., Campos J.F., Al-Azzawi M.J., Flowers T.J., and Bolarín M.C. 2008. The effectiveness grafting to improve salt tolerance in tomato when an ‘excluder’ genotype is used as scion. Environmental and Experimental Botany 63: 392-401.

17- Munns R., and Tester M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual ReviewofPlant Biology 59: 651-681.

18- Rouphael Y., Cardarelli M., Colla G., and Rea E. 2008. Yield, mineral composition, water relations, and water use efficiency of grafted mini-watermelon plants under deficit irrigation. Horticultural Science 43: 730-736.

19- Sanders P.L., and Markhart A.H. 1992. Interspecific grafts demonstrate root system control of leaf water status in water-stressed Phaseolus. The Journalof Experimental Botany 43: 1563-1567.

20- Satisha J., Prakash G.S., Bhatt R.M., and Sampath Kumar P. 2007. Physiological mechanisms of water use efficiency in grape rootstocks under drought conditions. International Journal of Agricultural Research 2: 159-164.

21- Schwarz D., Rouphael Y., Colla G., and Venema J.H. 2010. Grafting as a tool to improve tolerance of vegetables to abiotic stresses: Thermal stress, water stress and organic pollutants. Scientia Horticulturae 127: 162-171.

22- Serraj R., and Sinclair T.R. 1996. Processes contributing to N₂-fixation intensitivity to drought in the soybean cultivar Jackson. Crop Science 36: 961-968.

23- Sharp R.E., Poroyko V., Hejlek L.G., Spollen W.G., Springer G.K., Bohnert H.J., and Nguyen H.T. 2004. Root growth maintenance during water deficits: physiology tofunctional genomics. The Journal of Experimental Botany 55: 2343-2351.

24- Sing R.P., Chidambara Murthy K.N., and Jayaprakash G.K. 2002. Studies on the antioxidant activity of pomegranate peel and seed extracts using in vitro models. The Journal of Agricultural and Food Chemistry 50: 81-86.

25- Tanji K.K. 1990. Nature and extent of agricultural salinity.p. 537-582. In ED. k. k. TAnji.(ed). Agricultural Assessment and Management. American Society of Civil Engineers, New York.

26- Turner N.C. 2003. Adaptation to drought: lessons from studies with chickpea. Indian Journal of Plant Physiology 11-17. (Special Issue)

27- Uhrits R. 1974. Effect of the osmotic Pressure on water absorption germination of alfalfa seeds. American Journal of Botany 33: 278-285.

28- Yu L., Haley S., Perret J., Harris M., Wison J., and Qian M. 2002. Free radicalscavenging properties of wheat extracts. Agricultural and Food Chemistry 50: 1619-1624.

29- Zhong Y.Q., and Bie Z.L. 2007. Effects of grafting on the growth and quality of cucumber fruits. Acta Horticulturae 761: 341-347.

30- Zhu J., Bie Z.L., Huang Y., and Han X.X. 2008. Effect of grafting on the growth and ion concentrations of cucumber seedlings under NaCl stress. Soil ScienceandPlant Nutrition 54: 895-902.