ارزیابی روابط هورمون‌های اکسین و سیتوکینین بر عملکرد و اجزای عملکرد دانۀ ذرت در شرایط تنش خشکی

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 3، دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 42، تیر 1395، صفحه 266-278   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v14i2.38867

نویسندگان

علی ماهرخ^{* 1}؛ مجید نبی پور¹؛ حبیب اله روشنفکر¹؛ رجب چوگان²

¹دانشگاه شهید چمران اهواز

²موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج

چکیده

کاهش رشد گیاه در شرایط تنش خشکی نتیجه بر‌هم‌خوردن تعادل هورمون‌ها می‌باشد، بنابراین کاربرد خارجی تنظیم‌کننده‌های رشد می‌تواند عاملی در جهت معکوس‌کردن تنش‌های غیر‌زنده باشد. این مطالعه به‌منظور ارزیابی کاربرد هورمون‌های سیتوکینین و اکسین بر عملکرد دانه و اجزای آن در ذرت سینگل‌کراس‌704 در شرایط تنش خشکی اجرا شد. آزمایش در سه‌محیط جداگانه، شامل محیط بدون‌تنش خشکی، تنش خشکی در مرحلۀ رشد‌رویشی و تنش خشکی در مرحلۀ رشد‌زایشی انجام شد. هورمون‌های سیتوکینین در سه‌سطح (شاهد، محلول‌پاشی در مرحلۀ پنج تا شش‌برگی و هشت تا ده‌برگی) و اکسین در سه‌سطح (شاهد، محلول‌پاشی در مرحلۀ ظهور ابریشم و 15‌روز پس از ظهور ابریشم) در هر محیط در سه‌تکرار به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج در سال‌ زراعی 1392‌اجرا شد. بیش‌تر‌ین عملکرد دانه در محیط بدون‌تنش و مصرف هورمون اکسین در مرحلۀ ظهور ابریشم به‌ترتیب با میانگین 80/12 و 24/12‌تن در هکتار حاصل‌شد. اختلاف عملکرد دانه در شرایط تنش زایشی و بدون‌تنش معنی‌دار بود و 21/49‌درصد نسبت به‌محیط بدون‌تنش افت کرد. محلول‌پاشی هورمون سیتوکینین باعث افزایش تعداد دانه و کاهش وزن دانه شد، ولی محلول‌پاشی هورمون اکسین باعث افزایش وزن دانه و عملکرد دانه گردید. بر اساس نتایج تجزیۀ‌مرکب حاصل از این آزمایش، در شرایط تنش خشکی، محلول‌پاشی هورمون‌های سیتوکینین و اکسین به‌ترتیب در مراحل هشت تا ده‌برگی و ظهور ابریشم به‌دلیل برقرای تعادل هورمونی مختل‌شده، تا حدود 20‌درصد مانع از افت عملکرد دانه در شرایط تنش زایشی شدند و به‌عنوان مراحل حساس در واکنش به‌این هورمون‌ها در شرایط تنش خشکی توصیه می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

تعادل هورمونی؛ تنش رویشی؛ تنش زایشی؛ تنظیم‌کننده رشد؛ محلول‌پاشی هورمون

مراجع

1- Ahmadi, A., and Baker D. A. 1999. Effects of abscisic acid (ABA) on grain filling processes in wheat. Plant Growth Regulation. 28: 187–197. “The Role of Plant Hormones in Plants under Salinity Stress,” Book Salinity and Water Stress 44:1. pp. 45-50.

2- Athar, H. R. and Ashraf, M. 2005. Photosynthesis under drought stress. In: Pessarakli, M. (ed.), Handbook of Photosynthesis, pp: 793–804. Taylor and Francis, New York.

3- Choukan, R. 2012. Maize and Maize properties. SPII, Iran (In Persian).

4- Claassen, M. M., and Shaw, R. H .1970. Water deficit effects on corn. II. Grain components. Agronomy Journal 62: 652-655.

5- Doorenbos, J., Kassam, A.K., 1979. Yield response to water. Irrigation and Drainage Paper 33. FAO, United Nations, Rome, p. 176.

6- Emeadeas, G.O., Banziger, M. and Ribaut, T.M. 2000. Maize improvement for drought limited environments. In: Physiological Basis for Maize Improvement, pp: 75–111. Food Products Press, New York.

7- Farooq, M., Wahid, A. Kobayashi, N. Fujita, D. and Basra, S.M.A. 2009. Plant drought stress, effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development 29: 185–212.

8- Karmoker, JL and Van Steveninck, FM .1979. The effect of abscisic acid on the uptake and distribution of ions in intact seedlings of Phaseolus vulgaris cv. Redland Pioneer. Plant Physiology 45: 453-459.

9- Kawai, M. and Uchimiga, H. 2000. Coleoptile senescence in rice (Oryza sativa L.). Annals of Botany 86:405–14.

10- Kowles, RV, Phillips RL .1988. Endosperm development in maize. International Review Cytology 112: 97-136.

11- Lur’, H. S. and Setter, T. 1993. Role of Auxin in Maize Endosperm Development’ Timing of Nuclear DNA Endoreduplication, Zein Expression, and Cytokinin. Plant Physiology 103: 273-280.

12- Marks, MD, Lindell, JS, Larkins, B.A .1985. Quantitative analysis of the accumulation of zein mRNA during maize endosperm development. Journal of Biological Chemistry 260: 16445-16450.

13- Muraro, D. Byrne, H., King, J., VoB, U., Kiber, J. and Bennett, M. 2011. The influence of cytokinin–auxin cross-regulationon cell-fate determination in Arabidopsis thaliana root development. Journal of Theoretical Biology 283:152–167.

14- Nabipour M., Khamady, N. Khamady F. Mahrokh A. Davani D., Nasiri M., Ahmadpour S.R., and sayahi N. 2013. Plasmodesmata. Vasef Lahiji Publications (In Persian).

15- Nabipour, M. Atlasi Pak, V. Abdeshahian, M. and Hasibi, P. 2011. Crop responses and adaptation to temperature stress. Ahwaz Shahid Chamran University Puplication (In Persian).

16- Ober, E. S., Setter, T. L, Madison, J. T., Thompson, J. F., and Shapiro, P. S. 1991. Influence of Water Deficit on Maize Endosperm Development. Plant Physiology 97:154-164.

17- POSPisILOVA, J. 2003. Participation of phytohormones in the stomatal regulation of gas exchange during water stress. Biologia plantarum 46(4): 491-506.

18- Sallah, P.Y.K., Antwi K.O. and Ewool, M.B. 2002. Potential of elite maize composites for drought tolerance in stress and non-drought stress environments. African Crop Science Journal 10: 1–9.

19- Shaddad, M. A. K., Hamdia Abd El-Samad, M. and Mohammed, H. T. 2011. Interactive Effects of Drought Stress and Phytohormones or Polyamines on Growth and Yield of Two M (Zea maize L.) Genotypes. American Journal of Plant Sciences 2: 790-807.

20- Slovin, J.P., Bandurski, R.S., Cohen, J.D. 1999. Auxin. In: Hooykaas, P.J.J., Hall, M.A., Libbenga, K.R. (ed.): Biochemistry and Molecular Biology of Plant Hormones. Pp. 115-140. Elsevier, Amsterdam.

21- Walker, M. A. and Dumbroff, B.1981. “Effect of Salt Stress on Abscisic and Cytokinin Levels,” Zeitschrift für Pflanzen Physiologie, Vol. 101, p. 661.

22- Wang R.Y., Yu Z.W. and Pan Q.M. 1999. Changes of endogenous plant hormone contents during grain development in wheat. Acta Agronmica Sinica 25(3): 227–231.

23- Wang, C. A. Yang, H. Yin and Zhang, J. 2008. Influence of Water Stress on Endogenous Hormone Contents and Cell Damage of Maize Seedlings. Journal of Integrative Plant Biology 50 (4): 427–434.

24- Yang, J., Zhang, J., Wang, Z. and Zhu, Q. 2003. Hormones in the grains in relation to sink strength and postanthesis development of spikelets in rice. Plant Growth Regulation 41: 185–195.

25- Zažimalova, E., Kaminek, M., Březinova, A., Motyka, V. 1999. Control of cytokinin biosynthesis and metabolism. - In: Hooykaas, P.J.J., Hall, M.A., Libbenga, K.R. (ed.): Biochemistry and Molecular Biology of Plant Hormones. Pp. 141-160. Elsevier, Amsterdam.