بررسی اثر تنش غرقاب در مراحل نموی مختلف بر محتوای آنزیمهای آنتی اکسیدانی، رنگیزه های فتوسنتزی و عملکرد دانه گندم

سابقه و هدف: تنش های محیطی همواره یکی از مهمترین عوامل کاهش دهنده عملکرد و تولید گیاهان زراعی به شمار میروند. زمانی که گیاهان با تنش غرقابی مواجه میشوند، غلظت گونه های اکسیژن فعال در آنها افزایش مییابد. افزایش این ترکیبات می تواند به چندین واکنش متابولیک سلولی مثل یکپارچگی غشا، فتوسنتز و کارایی فتوسیستم II، خسارت وارد نمایند. به دنبال این رویدادها، پیری زودرس برگ و کاهش سطح برگ ممکن است منجر به افت تثبیت کربن در گیاه شود. گیاهان برای مقابله با گونههای اکسیژن فعال به تولید آنتیاکسیدانتها میپردازند که منجر به تخفیف اثرات تنش میشود. بر این اساس، این پژوهش به منظور بررسی اثرات تنش غرقابی در مراحل پنجهزنی و ساقه رفتن گندم در دو رقم مروارید وکوهدشت بر محتوای آنزیم های آنتی اکسیدانی، رنگیزه های فتوسنتزی و ارتباط آنها با عملکرد دانه انجام شد.مواد و روشها: برای انجام این پژوهش، یک آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل درقالب طرح کاملا تصادفی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در دو سال ۱۳۹۴و ۱۳۹۵ به صورت دو ساله اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل طول دوره تنش در پنج سطح (۰، ۷، ۱۴، ۲۱ و ۲۸ روز) به عنوان عامل اول، زمان اعمال غرقاب بر اساس مرحله نمو گندم (پنجهزنی و ساقه رفتن) به عنوان عامل دوم و رقم (ارقام مروارید و کوهدشت) به عنوان عامل سوم در نظر گرفته شد. به منظور اعمال تنش غرقاب، گلدانهای مربوط به هر تیمار به نحوی درون یک حوضچه پر از آب قرار داده شدند که تا ارتفاع ۲سانتیمتر از ساقه ها در زیر آب بود. پس از اعمال تیمارهای تنش صفاتی مانند محتوای آنزیم های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز، آسکوربیک اسید، کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنویید و عملکرد دانه اندازهگیری شدند. همچنین، برای توصیف روابط موجود میان صفات مورد اندازه گیری و طول دوره غرقاب از توابع خطی استفاده شد.یافتهها: نتایج این تحقیق نشان داد که خسارت تنش غرقاب در گندم به مدت زمان قرارگیری بوتهها در معرض تنش، مرحله نموی که تنش همگام با آن رخ میدهد و نیز نوع رقم مورد استفاده بستگی داشت. به طور کلی، در این پژوهش با افزایش طول دوره غرقاب، صفاتی مثل محتوای آنزیمهای کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و نیز محتوای آسکوربیک اسید، به طور معنیداری (به صورت خطی) افزایش یافت، ولی میزان رنگیزههای فتوسنتزی به طور معنیداری (به صورت خطی) کاهش یافت. از طرف دیگر، میزان افزایش آنزیمهای کاتالاز و سوپر اکسید دیسموتاز در رقم کوهدشت بیشتر از رقم مروارید بود. همچنین، میزان کاهش کلروفیل a و b در رقم مروارید بیشتر ازرقم کوهدشت بود، اما میزان کارتنویید در رقم کوهدشت کاهش بیشتری نسبت به رقم مروارید داشت. در نهایت، عملکرد دانه گندم به ازای هر روز آب ماندگی در رقم کوهدشت و مروارید به ترتیب ۱۶/۳ و ۲۰/۳ درصد کاهش یافت. در هر دو رقم اعمال تنش غرقاب در مرحله ساقه رفتن عملکرد دانه را به طور معنیداری بیش از مرحله پنجهزنی کاهش داد.نتیجهگیری: تنش غرقاب نقش بسیار مهمی در کاهش عملکرد دانه گندم داشت. در این راستا، طول دوره تنش مهمترین عامل موثر بر عملکرد بود و پس از آن مرحله نموی که تنش در آن رخ داد و رقم به ترتیب در درجه دوم و سوم اهمیت قرار گرفتند. افزایش محتوای آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز با کاهش عملکرد دانه همراه بود، زیرا این آنزیمها در پاسخ به تولید گونههای اکسیژن فعال (تنش اکسیداتیو) در تنش غرقاب صورت میگیرد.. کاهش محتوای رنگیزههای فتوسنتزی نیز به معنای کاهش ظرفیت فتوسنتزی گیاه در طی تنش غرقاب بود. مجموع این تغییرات باعث کاهش خطی عملکرد دانه در هر دو رقم و هر دو مرحله نموی شد. کاهش شدیدتر عملکرد دانه در شرایطی که غرقاب در مرحله ساقه رفتن رخ داد، نشاندهنده حساسیت بیشتر این مرحله نموی به تنش بود.

Keywords:

طول دوره غرقاب , مرحله نمو , تلفات عملکرد