بررسی تحمل به تنش یخ ‏زدگی در گیاه شنبلیله (Trigonella foenum-graceum L.)

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 3، دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 50، تیر 1397، صفحه 299-315  

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v16i2.50272

نویسندگان

سیده محبوبه میرمیران¹؛ احمد نظامی ²؛ محمد کافی ²

¹دانشگاه پیام نور

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

دماهای پایین یکی از تنش‌های مهم غیرزنده می‌باشد که با تأثیر بر فرآیندهای حیاتی گیاه سبب اختلال در رشد آن می‌شود. به منظور بررسی تحمل به سرمای 10 اکوتیپ شنبلیله (Trigonella foenum-graceum L.)، آزمایشی در سال زراعی 93-1392 در محل گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل تاریخ کاشت در چهار سطح (23 شهریور، 23 مهر، 15 اسفند و 15 فروردین)، اکوتیپ در 10 سطح (آذری، اردستان، پابلند، پاکوتاه، شیراز، شیروان، مشهد، نیشابور، همدان و هندی) و دماهای یخ‌زدگی در هفت سطح (5+ (شاهد)، صفر، 3-، 6-، 9-،12- و 15- درجه سانتی‏گراد) بودند. گیاهان در شرایط آب و هوایی طبیعی محیط رشد یافته و به سرما خو گرفتند، سپس گیاهان کشت شده در شهریور و مهر در اواسط دی و گیاهان کشت شده در اسفند و فروردین در اواسط اردیبهشت برای اعمال تنش سرما به فریزرترموگرادیان منتقل شدند. چهار هفته پس از اعمال تنش، درصد بقاء، دمای کشنده 50 درصد گیاهان براساس درصد بقاء (LT50su)، ارتفاع بوته، سطح برگ، دمای کاهنده 50 درصد سطح برگ (RLAT50)، وزن خشک و دمای کاهنده 50 درصد وزن خشک (RDMT50) آنها تعیین شد. اکوتیپ‌ها به‌ترتیب در تاریخ‌های کاشت مهر و اسفند از بیشترین و کمترین درصد بقاء برخوردار بودند. گیاهان همه اکوتیپ‌ها (به جز اکوتیپ‌های آذری و اردستان در کاشت سوم) توانستند در هر چهار تاریخ کاشت کاهش دما تا 9- درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند. کاهش دما به 12- درجه سانتی‏گراد نیز منجر به مرگ همه اکوتیپ‏ها به‌جز اکوتیپ‌های مشهد و نیشابور در کاشت شهریور شد. اکوتیپ‌های مشهد و نیشابور در کاشت‌های اول و دوم کمترین LT50su را داشتند، ولی در کاشت سوم و چهارم تفاوت معنی‏ داری از این نظر بین اکوتیپ‌ها مشاهده نشد. اکوتیپ پاکوتاه به‌جز کاشت اسفند در کاشت‌های دیگر کمترین درصد کاهش ارتفاع (به‌ترتیب 35، 24 و 33 درصد) را نسبت به شاهد به خود اختصاص داد. در کاشت مهرماه، دو اکوتیپ پابلند و نیشابور بیشترین و کمترین (به‌ترتیب 89 و 59 درصد) کاهش سطح برگ را نسبت به دمای شاهد داشتند. با کاهش دما به 9- درجه سانتی‌گراد درصد وزن خشک گیاهان نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت و کمترین درصد کاهش وزن خشک در مقایسه با شاهد مربوط به گیاهان کاشت مهر بود. همبستگی مثبت و معنی‏ داری بین RLAT50 و RDMT50 با دمای کشنده 50 درصد گیاهان براساس درصد بقاء (به‌ترتیب**53/0r= و**64/0r=) وجود داشت. در مجموع اکوتیپ‌های مشهد، نیشابور، شیروان و پاکوتاه از توانایی بقاء و رشد مجدد بهتری برخوردار بودند. به طوری که درصد بقاء در این اکوتیپ‌ها در حدود هشت درصد بیشتر از سایر اکوتیپ‌ها بود.

کلیدواژه‌ها

ارتفاع بوته؛ تاریخ کاشت؛ تنش سرما؛ درصد بقاء؛ سطح برگ؛ وزن خشک

مراجع

1. Altuntas, E., Ozgoz, E., and Taser, O. F. 2005. Some physical properties of fenugreek (Trigonella foenum-graceum L.) seeds. Journal of Food Engineering 71: 37-43.

2. Anderson, N. O., and Gesick, E. 2004. Phenotypic markers for selection of winter hardy garden chrysanthemums (Dendranthema grandiflora Tzvelv). Scientia Horticulturae 101: 153-167.

3. Azizi, H., Nezami, A., Nassiri, M., and Khazaie, H. R. 2007. Evaluation of cold tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars under controlled conditions. Iranian Journal of Field Crops Research 5: 109-121. (in Persian with English abstract).

4. Bhattacharya, M., Chatterjee, R., Pan, S., Sharangi, A. B., Pariari, A., and Chattopadhyay, P. K. 2006. Growth and yield of different cultivars of fenugreek (Trigonella foenum-gracum L.) as influenced by dates of sowing. Orissa Journal of Horticulture 34 (1): 69-71.

5. Brandsater L. O., Smeby T., Tronsmo A. M., and Netland J. 2000. Winter annual legumes for use as cover crops in row crops in northern regions: II. Frost resistance study. Crop Science 40: 175-181.

6. Cardona, C. A., Duncan, R. R., and Lindstrom, O. 1997. Low temperature tolerance assessment in paspalum. Crop Science 37: 1283-1291.

7. Ebubekir, A., Engin, O., and Faruk, T. 2005. Some physical properties of fenugreek (Trigonella foenum-graceum L.) seeds. Journal of Food Engineering 71: 37-43.

8. Ercoli, L., Mariotti, M., Masoni, A., and Arduini, I. 2004. Growth responses of sorghum plants to chilling temperature and duration of exposure. European Journal of Agronomy 21: 93-103.

9. Fry, J. D., Lang, N. S., Clifton, R. G. P., and Maier, F. P. 1993. Freezing tolerance and carbohydrate content of low temperature-acclimated and nonacclimated centipede grass. Journal of Crop Science 33: 1051-1055.

10. Grace, M., Pietsch, N., Anderson, O., and Li, P. H. 2009. Cold tolerance and short day acclimation perennial Guara coccinea and G.drummondii. Scienitica Horticulture 120: 418-425.

11. Hazrati, E. 2014. Evaluation of growth and physiological traits of clover (Trifolium spp L.) species affected by freezing stress under controlled conditions. MSc thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (in Persian with English abstract).

12. Hekneby, M., Antolin, M. C., and Sanchez-Diaz, M. 2006. Frost resistance and biochemical changes during cold acclimation in different annual legumes. Environmental Experimental Botany 55: 305-314.

13. Javad Mousavi, M., Nezami, S., Izadi, E., Nezami, A., Yousef Sani, M., and Keykha Akhar, F. 2011. Evaluation of freezing tolerance of English daisy (Bellis perennis) under controlled conditions. Journal of Water and Soil 25 (2): 380-388. (in Persian with English abstract).

14. Kafi, M., and Damghani-Mahdavi, M. 2000. Resistance mechanisms of environmental stresses in plants. Ferdowsi University of Mashhad press. (in Persian).

15. Khorsandi, T. 2013. Evaluation of late spring cold tolerance in Black cumin (Nigella sativa L.) ecotypes under controlled conditions. MSc thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (in Persian with English abstract).

16. Lindow, S. E., Arny, D. C., and Upper, C. D. 1982. Bacterial ice nucleation: A factor in frost injury to plants. Plant Physiology 70: 1084-1089.

17. Maletic, R., and Jevdjovic, R. 2007. Sowing date- the factor of yield and quality of fenugreek seed (Trigonella foenum-gracum L.). Journal of Agricultural Sciences, Belgrade 52 (1): 1-8.

18. Mir, Z., Acharya, S. N., Mir, P. S., Taylor, W. G., Zaman, S., Mears, G., and Goonewardene, L. A. 1996. Nutrient composition, in vitro gas production and digestibility of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) and alfalfa forages. Canadian Journal of Animal Science 77: 119-124.

19. Mir, Z., Mir, P. S., Acharya, S. N., Zaman, M. S., Taylor, W. G., Mears, G. J., McAllister, T. A., and Goonewardene, L. A. 1998. Comparison of alfalfa and fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) silages supplemented with barley grain on performance of growing steers. Canadian Journal of Animal Science 78: 343-349.

20. Mirmohamadi Meibodi, A., and Tarkeshe Esfahani, C. 2004. Aspects of Physiology and Breeding for Cold and Freezing in Crops. Golbon Publication, Isfahan, Iran 223 pp. (in Persian).

21. Moshtaghi, N., Bagheri, A. R., Nezami, A., and Moshtaghi, S. 2009. Investigation of betaine spray on freezing tolerance of chickpea (Cicer arietinum L.) in controlled conditions. Iranian Journal. Field Crops Research 7: 647-656. (in Persian with English abstract).

22. Murray, G. A., Eser, D. L., Gusta, V., and Eteve, G. 1988. Winter hardiness in pea, lentil, faba bean and chickpea. In Summerfield R.J., (ed.) World crops: cool season food legumes. Kluwer Academic Publishers, the Netherlands. P: 831-843.

23. Najafpor Navaee, M. 1994. Issues on fenugreek. Research Institute of Forests and Rangelands Publication, No: 127. Pp: 18. (in Persian).

24. Nazar, A. N., and Tinay, A. H. 2007. Functional properties of fenugreek (Trigonella foenum-graceum L.) protein concentration. Journal of Food Chemistry 103: 582-589.

25. Nezami, A., Hajmohammadnia- Ghalibaf, K., and Kamandi, A. 2010. Evaluation of freeze tolerance of sugarbeet cultivars (Beta vulgaris L.) in controlled conditions. Environmental Stress in Crop Sciences 3 (2): 177-187. (in Persian).

26. Nezami, A., Sanjani, S., Soleimani, M. R., Nassiri-Mahallati, M., and Bannayan, M. 2012. Eavluation of freezing tolerance of cumin (Cuminum cyminum L.) under controlled conditions. Journal of Agriculture- stiinta si practica 2: 75-84.

27. Omid baigi, R. 2004. Production and processing of medicinal plants. Astane Ghodse Razavi Publication. 149 (3): 397. (in Persian).

28. Pazireh, S. 2014. Evaluation of tolerance freezing traits and recovery of four garlic (Allium sativum L.) ecotypes under semi-controlled conditions. MSc thesis, Ferdowsi University of Mashhad, Iran. (in Persian with English abstract).

29. Sandor, P., and Kismanyoky, A. 2004. Comparative test of fenugreek (Trigonella foenum-graceum L.). Journal of Central European Agriculture 4: 259-262.

30. Seghatoleslami, M. G., and Ahmadi Bonakdar, K. H. 2010.The effect of sowing date and plant density on yield and yield components of fenugreek (Trigonella foenum-gracum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants 26 (2): 265-274. (in Persian with English abstract).

31. Singh, K. B., Malhotra, R. S., Halila, M. H., Knights, E. J., and Verma, M. 1994. Current status and future strategy in breeding chickpea for resistance to biotic and abiotic stresses. Euphytica 73: 137-149.

32. Skinner, D. Z., and Garland-Campbell, K. A. 2008. The relationship of LT50 to prolonged freezing survival in winter wheat. Canadian Journal of Plant Science 88: 885-889.

33. Thapa, B., Arora, R., Knapp, A., and Brummer, E. C. 2008. Applying Freezing Test to Quantify Cold Acclimation in Medicago truncatula. Journal of American. Society. Horticultural Science 133 (5): 684-6.

34. Warrington, I. J., and Southward, R. C. 1995. Seasonal frost tolerance of Hebe species and cultivars. New Z.J. Crop Horticulture Science 23: 437-445.