مطالعه تأثیر همجواری و تغییرات کیفیت نور بر بروز برخی از مکانیسم‌های اجتناب از سایه در گیاه لوبیا قرمز (Phaseolus vulgaris)

پژوهش های حفاظت گیاهان ایران

مقاله 10، دوره 35، شماره 1 - شماره پیاپی 51، اردیبهشت 1400، صفحه 131-141   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jpp.2021.32827.0

نویسندگان

علی باقری؛ قربانعلی اسدی^* ؛ علی قنبری

گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

برگ گیاه، با قابلیت فیلترسازی طیف‌های مختلف نور سبب تغییر در کیفیت نور می­گردد. تغییر در کیفیت نور سبب بروز پدیده­ای با عنوان مکانیسم‌های اجتناب از سایه در گیاه می­شود. به منظور ارزیابی اثر همجواری بر مکانیسم‌های اجتناب از سایه در گیاه لوبیا قرمز، آزمایشی به صورت گلدانی در تابستان 96 و بهار 97 در گلخانه­ی تحقیقاتی دانشگاه فردوسی مشهد اجراء شد. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار و شامل چهار تیمار عدم همجواری (رشد گیاه بدون حضور گونه‌ی همجوار) و رشد گیاه مرکزی به ترتیب همجوار با 1، 2 و 3 بوته لوبیا قرمز انجام گرفت. در پایان آزمایش نسبت نور قرمز به قرمز دور (R:FR) ارتفاع، زیست­توده­ی اندام­های گیاه، شاخص سطح برگ، طول دمبرگ، تقارن گیاه، حجم تاج گیاه و تانژانت زاویه‌ی پایین­ترین برگ گیاه به عنوان برخی از مکانیسم‌های اجتناب از سایه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد کمترین میزان کیفیت نور رسیده به تاج‌پوشش لوبیا قرمز به میزان 50/0 از تیمار سه بوته‌ی همجوار به دست آمد. بیشترین میزان ارتفاع (28 سانتی‌متر) و کمترین میزان طول دمبرگ (55/4 سانتی­متر) از تیمار عدم هم‌جواری حاصل شد. همچنین بعد از تفکیک گیاه به قسمت‌های چپ و راست بیشترین نرخ برهم‌خوردگی تقارن از تیمار یک بوته­ی همجوار (23/0 درصد) بدست آمد. تانژانت زاویه­ی پایین­ترین برگ گیاه (35/1) از تیمار 3 بوته­ی همجوار حاصل شد که نشان از تلاش بیشتر برگ­ها جهت کشیدگی خود به سمت بالا می­باشند. در این آزمایش، تاثیر کیفیت نور بر روی دو مولفه (تقارن و تانژانت زاویه­ی برگ اول) برای اولین بار به عنوان مکانیسم­های اجتناب از سایه معرفی گردید. همچنین افزایش تعداد گیاهان همجوار به دلیل کاهش کیفیت نور سبب بروز مکانیسم­های اجتناب از سایه از جمله کاهش رشد عرضی، کاهش شاخص سطح برگ و زیست­توده­ی برگ گردید. بنابراین در گیاهانی مانند لوبیاقرمز که تولید غلاف و حصول عملکرد با رشد عرضی و تولید شاخه­های فرعی همبستگی دارد، بررسی نقش کیفیت نور و مکانیسم­های اجتناب از سایه از اهمیت بالایی برخوردار می­باشد.

کلیدواژه‌ها

تقارن؛ رقابت؛ زاویه برگ؛ سایه اندازی؛ کیفیت نور

مراجع

1. Afifi M., Lee E., Lukens L., and Swanton C. 2015. Thiamethoxam as a seed treatment alters the physiological response of maize (Zea mays) seedlings to neighboring weeds. Pest Management Science 71(4): 505-514.
2. Awal M.A., and Gani M.O. 2020. Study on Radiation Interception and Use in Some Mustard Varieties. Asian Journal of Advanced Research and Reports 11-23.
3. Ballaré C.L., and Pierik R. 2017. The shade‐avoidance syndrome: multiple signals and ecological consequences. Plant, Cell and Environment 40(11): 2530-2543.
4. Bauer D., Viczián A., Kircher S., Nobis T., Nitschke R., Kunkel T., ... and Nagy F. 2004. Constitutive photomorphogenesis 1 and multiple photoreceptors control degradation of phytochrome interacting factor 3, a transcription factor required for light signaling in Arabidopsis. The Plant Cell 16(6): 1433-1445.
5. Casal J.J. 2013. Canopy light signals and crop yield in sickness and in health. ISRN Agronomy.
6. Dudley S.A., Murphy G.P., and File A.L. 2013. Kin recognition and competition in plants. Functional Ecology 27(4): 898-906.
7. De Wit M., Kegge W., Evers J.B., Vergeer-van Eijk M.H., Gankema P., Voesenek L.A., and Pierik R. 2012. Plant neighbor detection through touching leaf tips precedes phytochrome signals. Proceedings of the National Academy of Sciences 109(36) :14705-14710.
8. Demotes-Mainard S., Péron T., Corot A., Bertheloot J., Le Gourrierec J., Pelleschi-Travier S., and Vian A. 2016. Plant responses to red and far-red lights, applications in horticulture. Environmental and Experimental Botany 121: 4-21.
9. Fraser D.P., Hayes S., and Franklin K.A. 2016. Photoreceptor crosstalk in shade avoidance. Current Opinion in Plant Biology 33: 1-7.
10. Huq E. 2018. Direct Convergence of Light and Auxin Signaling Pathways in Arabidopsis. Molecular Plant 11(4): 515-517.
11. Iglesias M. J., Sellaro R., Zurbriggen D., Casal J. J. 2018. Multiple links between shade avoidance and auxin networks. Journal of Experimental Botany 69(2): 213-228.
12. Kim H.W., sadeghi A., McKenzie –Gopsill A., Afifi M., Bozzo G., Lee E.A., and Swanton C.J. 2016. Changes in light quality alter physiological responses of soybean to thiamethoxam. Planta 244(3): 639-650.
13. Maddonni G.A,. Otegui M.E., Andrieu B., Chelle M., and Casal J.J. 2002. Maize leaves turn away from neighbors. Plant Physiology 130(3): 1181–1189.
14. Martínez-García J.F., Gallemí M., Molina-Contreras M.J., Llorente B., Bevilaqua M.R., and Quail P.H. 2014. The shade avoidance syndrome in Arabidopsis: the antagonistic role of phytochrome A and B differentiates vegetation proximity and canopy shade. PloS one 9(10): e109275.
15. Moradi R., Koocheki A., and Nasiri Mahallati M. 2017. Evaluation of economical yield and radiation use efficiency of maize and cotton in sole and‎ intercropping systems as affected by different levels of Nitrogen. Isfahan University of Technology-Journal of Crop Production and Processing 7(2): 47-59. (In Persian with English abstract)
16. Nozue K., Tat A.V., Devisetty U.K., Robinson M., Mumbach M.R., Ichihashi Y., and Maloof J.N. 2015. Shade avoidance components and pathways in adult plants revealed by phenotypic profiling. PLoS Genetics 11(4): e1004953.
17. Page E.R., Tollenaar M., Lee E.A., Lukens L., and Swanton C.J. 2015. Shade avoidance: an integral component of crop weed competition. Weed Research 50: 281–288.
18. Prasch C.M., and Sonnewald U. 2015. Signaling events in plants: Stress factors in combination change the picture. Environmental and Experimental Botany 114: 4-14.
19. Rajcan I., and Swanton C.J. 2001. Understanding maize-weed competition: resource competition, light quality and the whole plant. Field Crop Research 71:139–150.
20. Roig-Villanova I., and Martínez-García J.F. 2016. Plant responses to vegetation proximity: a whole life avoiding shade. Frontiers in Plant Science 7.
21. Saadatian B., Ahmadvand G., and Soleymani F. 2011. Investigation of growth indices and yield of two wheat (Triticum aestivum L.) cultivars in competition with rye (Secale cereale L.) and wild mustard (Sinapis arvensis L.) weeds. (In Persian with English abstract).
22. Vialet-Chabrand S., Matthews J.S., Simkin A.J., Raines C.A., and Lawson T. 2017. Importance of fluctuations in light on plant photosynthetic acclimation. Plant Physiology 173(4): 2163-2179.
23. Wille W., Pipper C. B., Rosenqvist E., Andersen S.B., Weiner J., and Jackson M.B. 2017. Reducing shade avoidance responses in a cereal crop. Aob Plants 9(5).
24. Yaghoubi S. R., Aghaalikhani M., and Zand E. 2011. Effect of the timing of emergence of seedling on morphological characteristics and seed production of redroot pigweed (Amaranthus retroflexus L.) in competition with sunflower (Helianthus annus L.). Iranian Journal of Crop Sciences 13(1): 32-48.
25. Yang C., and Li L. 2017. Hormonal regulation in shade avoidance. Frontiers in Plant Science 8: 15-27.