تأثیر تنش کمبود آب بر محتوای قندهای محلول، پرولین، سبزینۀ برگ و پروتئین دانه در برخی دورگ‌های آفتابگردان (Helianthus annuus L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار گروه زراعت، دانشگاه پیام نور، صندوق‌پستی 3697-19395، تهران، ایران

چکیده

به‌منظور شناسایی سازوکار‌های مقاومت به تنش کمبود آب و معرفی دورگ‌های برتر آفتابگردان، آزمایشی در سال ۱۳۹۳ در مزرعۀ‌ تحقیقاتی واقع در استان البرز، شهرستان هشتگرد به صورت کرت‌های خردشده در قالب طرح پایۀ بلوک کامل تصادفی اجرا شد. عامل اصلی شامل سطوح آبیاری (آبیاری معمولی، کمبود آب متوسط و شدید که به ترتیب پس از 50، 100 و 150 میلی­متر تبخیر تجمعی از تشت تبخیر کلاس A انجام شد) و عامل فرعی شامل چهار دورگ آفتابگردان (فرخ، آلستار، قاسم و هایسان 25) بود. در این پژوهش غلظت قندهای محلول کل، پرولین، محتوای سبزینۀ (کلروفیل) برگ و پروتئین دانه، عملکرد دانه و روغن اندازه­گیری شد. بنا بر نتایج به‌دست‌آمده با افزایش تنش کمبود آب غلظت قندهای محلول کل، پرولین و سبزینۀ b در برگ‌ها افزایش نشان داد. مقایسۀ میانگین‌ها نشان داد دورگ آلستار بالاترین میزان کل قندهای محلول (05/176 میلی‌گرم در گرم بافت تازۀ برگ)، پرولین (43/45 میلی‌گرم در لیتر) و سبزینۀ b (52/12 میلی‌گرم در گرم بافت تازۀ برگ) را داشت. همچنین دورگ آلستار بالاترین میزان عملکرد دانه و روغن را در شرایط تنش کمبود آب میانگین به ترتیب به میزان 2121 و 956 کیلوگرم در هکتار و در شرایط تنش کمبود آب شدید به ترتیب به میزان 829 و 10/315 کیلوگرم در هکتار را به خود اختصاص داد. در شرایط آبیاری معمولی دورگ فرخ بالاترین میزان عملکرد دانه (3448 کیلوگرم) و عملکرد روغن (1672 کیلوگرم) را تولید کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of water deficit stress on soluble sugars, proline, protein and chlorophyll content in Sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids

نویسنده [English]

  • Kamal Sadat Asilan
چکیده [English]

Mechanisms of tolerance to water deficiency stress for introducing sunflower hybrid was investigated by a two-factor experiment as a split plot design based on RCBD was at the research station in Alborz province, Hashtgerd region, Iran in 2013. Irrigation rates (irrigation after 50, 100 and 150 mm cumulative evaporation from class A evaporation pan) were considered in the main plots and sunflower hybrids (Farokh, Allstar, Ghasem, Hysun 25) as sub plots. In this study, the amount of soluble sugars, proline, protein, chlorophyll content, oil content and yield, protein yield and some agronomic characteristics were determined. Based on the results, the amount of total soluble sugars, proline and chlorophyll-b contents as mechanisms to resist water deficit stress significantly increased with increased water deficit stress. Allstar hybrid had the highest amount of total soluble sugars (176.05 mg/g f. w), proline (45.43 mg/lit) and chlorophyll-b (12.52 mg/g f. w). Also, Allstar produced the highest grain yield and oil content in both mean water deficit stress conditions with values 2121 and 956.90 kg/ha, and in severe water deficit stress condition with values 829 and 315.10 kg/ha, respectively. However, with normal irrigation, Farokh hybrid had highest grain yield and oil yield.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chlorophyll
  • Grain yield
  • proline
  • water deficit stress

مراجع

  1. Alvarez, D., Luduena, P. & Fratos, Y.E. (1992). Correlation and among sunflower traits. In: Proceeding of 13th International Sunflower Conference Pisa. Italy, Pp, 182-204.
  2. Halaji, A., yarnia, H., Alyari, V. & Valizadeh, M. (2006). Investigation the effect of water deficit on yield of Sunflower hybrid Azargol. 9th Agro breed Conference, Tehran University, P.26. (in Farsi)
  3. Angandi, S.V. & Hentz, M. H. (2002). Water relation of standard height and dwarf sunflower cultivars. Crop Science, 42, 152-159.
  4. Aspinal, D. & Paleg, L. (1981). Proline accumulation: Physiological aspects. In L. G. Paleg and D. Aspinal, (eds.), the physiology and biochemistry of drought resistance in plants. Academic Press, Sidney. Australia, Page, 215-228.
  5. Bajji, M., Lutts, S. & Kient, J.M. (2001). Water deficit effects on solute contribution to osmotic adjustment as a function of leaf ageing in three durum wheat (Triticum durum) cultivars performing differently in arid conditions. Plant Science, 160, 669-681.
  6. Bohnert, H. J., Nelson, D.E. & Jensen, R.G. (1995). Adaptations to environmental stresses. Plant Cell, 1099-1111.
  7. Bruisma, J. (1963). The quantitative analysis of chlorophyll a&b in plant extract. Photochemistry Photobiology, Vol, 12, 241-249.
  8. Chimenti, C.A. & Hall, A.J. (1993). Genetic variation and changes with ontogeny of osmotic adjustment in sunflower (Helianthus annuus L.). Euphytica, 71, 201-210.
  9. FAS (Foreign Agriculture Service). (2006). Oilseeds: World market and trades. Current World Production, Market and trade reports. http://www.fas.usda.gov, pp, 258.
  10. Flagella, Z. T., Rutunno, E., Tarantino Dicaterina, R. & De Caro, A. (2002). Changes in seed yield and oil fatty acid composition of high oleic sunflower hybrids in relation to the sowing date and the water regime. European Jornal of Agronomy, 17, 331-334.
  11. Flexas, J., Bota, J., Loreto, F., Cornic, G. & Sharkey, T.D. (2004). Diffusive and metabolic limitations to photosynthesis under drought and salinity in C3 plants. Plant Biology, 6, 269-279.
  12. Hissao, H. (1973) .Plant responses to water stress. Annual Review Plant Physiology, 24, 519-570.
  13. Ingram, J. & Bartels, D. (1996). The molecular basis of dehydration tolerance in plant. Annual Review of Plant Physiology, Molecular and Biology, 47, 377-403.
  14. Irigoyen, J.J., Emerich, D.W. & Sanchez-Diaz, M. (1992). Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Planterun, 84, 55-60.
  15. Lawlor, D. M. (2002). Limitation to photosynthesis in water-stressed leaves: stomata vs. metabolism and the role of ATP. Annual Botany, 89, 871-885.
  16. Leon, A.J., Andrade, F.H. & Lee, M. (2003). Genetic analysis of seed-oil concentrations across generations and environments in sunflower (Helianthus annuus L.). Crop Science, 43, 135-140.
  17. Lopez Pereira, M., Trapani, N. & Sadras, V. (2000). Genetic improvement of sunflower in Argentina between 1930 and 1995. III. Dry matter partitioning and achene composition. Field Crops Research, 67, 215-221.
  18. Lowary, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A. L. & Randall, R.J. (1951). Protein measurement with the foline phnenol reagent. Journal Biology Chemistry, 193, 256-275.
  19. Majid, H.R. & Schneiter, A. A. (1987). Yield and quality of semi dwarf and standard height sunflower hybrids grown at five plant populations. Agronomy Journal, 79, 681-684.
  20. Monotti, M. (2004). Growing non-food sunflower in dry land conditions. Italian Journal Agronomy, 8, 3-8.
  21. Moran, J. F., Becana, M., Ormaetxe, I.I., Frechilla, S., Klucasc R.V.L. & Tejo. D.A. (1994) .Drought induces oxidative stress in pea plants. Planta, 194, 346-352.
  22. Ninganoor, B. T., Parameshwarapa, K. G. & Chetti, M. B. (1995). Analysis of some physiological characters and their association with seed yield and drought tolerance in safflower genotypes. Karnataka Journal Agricultural Science, 8, 46-49.
  23. Safarnejad, A. (2004). Characterization of somaclones of alfalfa (Medicago sativa L.) for drought tolerance. Journal of Agricultural Science Technology, 6, 121-127. (in Farsi)
  24. Safikhani, F. (2005). Investigation of the Physiological aspects of drought resistance in plants medicinal Dracocephalum moldavica. Ph.D. Dissertation. Shahid Chamran University of Ahwaz. Higher Education Complex, Agricultural and Natural Resources Ramin. Ramin. Iran. Pp, 148.
  25. Sanchez, F. J., Manzanares, M., Andres, E. F., Ternorio, J. L., Ayerbe, L. & De Andres, E. F. (1998). Turgor maintenance, osmotic adjustment and soluble sugar and proline accumulation in 49 pea cultivars in response to water stress. Field Crop Research. 59, 225-235.
  26. Shabala, S., Babourina, O. & Newman, L. (2000). Ion-specific mechanisms of osmo-regulation in bean mesophyll cells. Journal of Experimental Botany, 51, 1243-1253.
  27. Stone, L. R. D. E., Goodrum, M., Jafar, N. & Khan, A. (2001). Rooting front and water depletion Depths in Grain sorghum and sunflower. Agronomy Journal, 1105-1110.
  28. Sudhakar, C., Reddy, P. S. & Veeranjaneyulu, K. (1993). Effect of salt stress on enzymes of proline synthesis and oxidation in green gram (phaseolus aureus Roxb) seedlings. Journal of plant Physiology, 141, 621-623.
  29. Torknejad, A. (2000). Evaluate the potential ecological of annual alfalfa in Iran. Ph.D. Dissertation in the field of agronomy. Faculty of Agriculture, University of Tarbiat Modarres, Tehran. Iran, Pp, 123.
  30. Yamaguchi-Shinozaki, K., Kasuga, M. & Liu, Q. (2002). Biological mechanisms of drought stress response. Japanian International Research Center for Agricultural Science, Working Reports, PP, 1-8.
  31. Yoshiba, Y., Kiyosue, T., Nakashima, K., Kamayushi-shino Zaki, K. & Shinizaki, K. (1997). Regulation of levels of proline az an osmolyte in plants under water stress. Plant and cell physiology, 38, 1095-1102.
  32. Yordanov, V. & Tsoev, T. (2000). Plant responses to drought, acclimation and stress tolerance. Photosynthica, 38, 171-186.
  33. Zhang, J., Nguyen, H. T. & Blum, A. (1999). Genetic analysis of osmotic adjustment in crop plants. Journal Experimental Botany, 50, 291-302.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 07 مرداد 1394
  • تاریخ بازنگری: 04 شهریور 1394
  • تاریخ پذیرش: 22 مهر 1394
  • تاریخ انتشار: 01 شهریور 1395

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار