ارزیابی تحمل تنش غرقابی و اثر آن بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک اندام هوایی و ریشه 21 رقم و ژنوتیپ گندم نان (Triticum aestivum L.) در مرحله سه برگی

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 3، دوره 21، شماره 3 - شماره پیاپی 71، مهر 1402، صفحه 303-318   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jcesc.2023.80038.1209

نویسندگان

سید بشیر فاضلی^{* 1}؛ موسی مسکرباشی²؛ افراسیاب راهنما قهفرخی²

¹دانشجوی دکتری زراعت گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

²گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

جهت بررسی اثر تنش غرقابی بر عملکرد ماده خشک اندام هوایی و ریشه و برخی صفات فیزیولوژیک 21 رقم و ژنوتیپ گندم نان آزمایشی گلدانی و در فضای باز به‌صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار، در اهواز و در سال زراعی 1400-1399 اجرا شد. اعمال تنش در مرحله سه‌برگی و در سه سطح شاهد، تنش ملایم (48 ساعت) و تنش شدید (120 ساعت) به‌عنوان عامل اصلی و ارقام و ژنوتیپ‌ها نیز به‌عنوان عامل فرعی لحاظ شدند. تنش ملایم و شدید غرقابی به‌ترتیب منجر به کاهش 14.06 و 38.37 درصدی ماده خشک اندام هوایی شد، که برای همه ارقام و ژنوتیپ‌ها معنی‌دار بود. از بین 21 رقم و ژنوتیپ، ارقام مهرگان و سارنگ و ژنوتیپ‌های ms 93-16 و ms 93-6 به دلیل تفاوت در میزان تحمل و پتانسیل عملکرد، برای مطالعه ریشه انتخاب شدند. ارقامی که در مواجه با تنش غرقابی، توانستند فعالیت‌های فتوسنتزی را در سطح بالاتری حفظ کنند، درصد کاهش کمتری در ماده خشک را از خود نشان دادند. تنش شدید غرقابی منجر به کاهش 38 درصدی ماده خشک و 29 درصدی حجم ریشه نسبت به شرایط بدون تنش غرقابی شد که تا حدود زیادی با میزان کاهش ماده خشک اندام هوایی منطبق بود. رقم مهرگان با وجود کاهش شدید عملکرد ماده خشک اندام هوایی در مواجه با تنش غرقابی و قرارگرفتن در گروه‌های نیمه‌متحمل و نیمه‌حساس، در هر سه سطح تنش به‌طور معنی‌داری دارای بیشترین عملکرد ماده خشک نسبت به سایر ارقام و ژنوتیپ‌ها بود.

کلیدواژه‌ها

حجم ریشه؛ سرعت فتوسنتز؛ شاخص حساسیت؛ هدایت روزنه‌ای

مراجع

1. Dickin, E., & Wright, D. (2008). The effects of winter waterlogging and summer drought on the growth and yield of winter wheat (Triticum aestivum). European Journal of Agronomy, 28(3), 234-244. https://doi.org/10.1016/j.eja.2007.07.010
2. Donnelly, D. M., Dorea, J. R. R., Yang, H., & Combs, D. K. (2018). Technical note: Comparison of dry matter measurements from handheld near-infrared units with oven drying at 60°C for 48 hours and other on-farm methods. Journal of Dairy Science, 101(11), 9971-9977. https://doi.org/10.3168/jds.2017-14027
3. Fazeli, S. B., Rahnama, A., & Hassibi, P. (2022). Effect of waterlogging stress on yield and some physiological characteristics of two mungbean cultivars under Ahvaz climatic conditions. Plant Productions, 45(1), 95-108. https://doi.org/10.22055/ppd.2020.30538.1805
4. Ghobadi, M. E., Nadian, H., Bakhshandeh, A., Fathi, G., & Ghobadi, M. (2006). Investigating root growth, biological and grain yield in wheat genotypes under waterlogging stress in different stages of growth. Seed and Plant Journal, 22(4), 513-27. (In Persian).
5. Herzog, M., Striker, G. G., Colmer, T. D., & Pedersen, O. (2016). Mechanisms of waterlogging tolerance in wheat – a review of root and shoot physiology. Plant, Cell and Environment, 39, 1068-1086. https://doi.org/10.1111/pce.12676
6. Li, C., Jiang, D., Wollenweber, , Li, Y., Dai, T,. & Cao, W. (2011). Waterlogging pretreatment during vegetative growth improves tolerance to waterlogging after anthesis in wheat. Plant Science, 180(5), 672-678. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2011.01.009
7. Malik, A. I., Colmer, T. D., Lambers, H., Setter, T. L., & Schortemeyer, M. (2002). Short-term waterlogging has long-term effects on the growth and physiology of wheat. New Phytologist, 153(2), 225-236. https://doi.org/10.1046/j.0028-646X.2001.00318.x
8. Musgrave, M. E., & Ding, N. (1998). Evaluating Wheat Cultivars for Waterlogging Tolerance. Crop Science, 38(1), 90- 97. https://doi.org/10.2135/cropsci1998.0011183X003800010016x
9. Musgrave, M. E. (1994). Waterlogging effects on yield and photosynthesis in eight winter wheat cultivars. Crop Science, 34, 1314-1318. https://doi.org/10.2135/cropsci1994.0011183x003400050032x
10. Pierdomenico, P., William, A., Laurentius, A., & Voesenek, C. (2011). Plants and flooding stress. New Phytologist, 190, 269-273. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2011.03702.x
11. Rafiqul Islam, M., Abdul Hamid, M., Abdul Karim, M., Moynul Haque, Q., Abdul Khaliq, J., & Uddin, A. (2008). Gas exchanges and yield responses of mungbean (Vigna radiata Wilczek) genotypes differing in flooding tolerance. Acta Physiologiae Plantarom, 30, 690-707. https://doi.org/10.1007/s11738-008-0168-0
12. Sage, R. F., Sharkey, T. D., & Seemann, J. R. (1988). The in vivo response of the ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase activation state and the pool sizes of photosynthetic metabolites to elevated CO₂ in (Phaseolus vulgaris). Planta, 174, 407-416. https://doi.org/10.1007/BF00959528
13. Sage, R. F., Sharkey, T. D., & Seemann, J. R. (1990). Regulation of ribulose- 1,5-bisphosphate carboxylase activity in responses light intensity and CO₂ in the C3 annuals (Chenopodium album) and (Phaseolus vulgaris L.). Plant Physiology, 94, 1735-1742. https://doi.org/10.1104/pp.94.4.1735
14. Sena Gomes, A. R., & Kozlowski, T. T. (1980). Growth responses and adaptations of Fraxinus pennsylvanica seedlings to flooding. Plant Physiology, 66, 267-271. https://doi.org/10.1104/pp.66.2.267
15. Shabala, S. (2011). Physiological and cellular aspects of phytotoxicity tolerance in plants: the role of membrane transporters and implications for crop breeding for waterlogging tolerance. New Phytologist, 190, 289-298. https://doi.org/10.1111/J.1469-8137.2010.03575.X
16. Trnka, M., Rotter, R. P., Ruiz-Ramos, M., Kersebaum, K. C., Olesen, J. E., Zalud, & Semenov, M. A. (2014). Adverse weather conditions for Europeanwheat production will become more frequent with climate change. Nature Climate Change, 4, 637-643. https://doi.org/10.1038/nclimate2242
17. Tiryakioglu, M., Karanlik, S., & Arslan, M. (2015). Response of bread-wheat seedlings to waterlogging Turkish Jornal of Agriculture and Forestry, 39, 807-816. https://doi.org/10.3906/tar-1407-124
18. Von Caemmerer, S., & Edmondson, D. L. (1986). The relationship between steady-state gas exchange, in vivo RuBP2 carboxylase activity and some carbon reduction cycle intermediates in Raphanus sativus. Australian Journal of Plant Physiology, 13 669-688. https://doi.org/10.1071/pp9860669