تأثیر تنش آب برمیزان ماده خشک و رنگیزه‌های فتوسنتزی در دو گونه اسپرس

نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی لرستان، خرم آباد، صندوق پستی: 348

2 دانشگاه تربیت معلم تهران

3 مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال

چکیده

آزمایشی به منظور بررسی تأثیر تنش آب بر میزان ماده خشک و رنگیزه‌های فتوسنتزی در دو گونه از گیاه اسپرس (Onobrychis radiata & Onobrychis viciifolia) با استفاده از آزمایشهای فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام گردید. گیاهان تحت مطالعه در محیط گلخانه با دمای حداکثر 38 درجه سانتیگراد و دمای حداقل 14 درجه سانتیگراد کشت شدند. چهل روز پس از کاشت، هر دو گونه تحت تنش آبی 50 و 75 درصدظرفیت زراعی مزرعه قرار گرفتند و از تیمار ظرفیت زراعی مزرعه (%100) به عنوان شاهد استفاده شد. در هر دو گونه تنش کمبود آب سبب کاهش میزان ماده خشک و رشد نسبی (RGR) شد، اما نسبت ریشه به اندام هوایی (R/S)، طول و وزن ریشه افزایش داشـت و در گونـه  O. radiata افزایش ایـن مؤلفه بسیار بیشتر از گونه  viciifolia. Oبود. همچنین بررسیهای بیوشیمیایی نشان داد که در هر دو گونه در شرایط تنش از میزان کلروفیل‌ها و کاروتن‌ها کاسته شده است، اما میزان گزانتوفیل‌ها و نسبت کاروتنوئیدها به کلروفیل‌ها افزایش داشت و این افزایش در گونهO. radiata  در سطح احتمال 5 درصد با گونه O. viciifoliaتفاوت معنی‌داری را نشان داد. کاهش کمتر کلروفیل‌ها و افزایش نسبی گزانتوفیل‌ها سبب شد تا ماده سازی در گونه O. radiata تحت شرایط تنش، تأثیر کمتری بپذیرد. به دنبال این امر تغییرات بیوفیزیکی چون کاهش نسبت اندام هوایی به ریشه به دلیل کاهش تبخیر و مصرف آب و نیزکاهش هزینه‌های کربن و اختصاص یافتن سهم بیشتری از مواد آسیمیله شده به ریشه سبب افزایش رشد ریشه شده که این ویژگیها در مجموع سبب برتری گونه O. radiata  در تحمل تنش شدید FC 50% نسبت به گونه O. viciifolia شد. نتایج این بررسی را می‌توان در مطالعات اصلاحی و گزینش در جهت افزایش مقاومت به خشکی در گیاهان بکار گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


ابراهیم زاده، ح.، 1379. فیزیولوژی گیاهی جلد 4 (فتوسنتز). انتشارات دانشگاه تهران، 690 صفحه.
جعفری، ع.، 1384. نقش گراسها و لگومها در تولید علوفه، همایش ملی گیاهان علوفه‌ای کشور.
حیدری شریف آباد، ح.، و دری، م.، 1380. نباتات علوفه‌ای (نیامداران). مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع،250 صفحه
حیدری شریف آباد، ح.، 1379. گیاه خشکی و خشکسالی. مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع، 200 صفحه.
خاوری نژاد، ر.، 1375. فیزیولوژی گیاهی (سلول، تنفس، فتوسنتز). انتشارات دانشگاه تربیت معلم تهران، 369 صفحه.
Arnon, D.I., 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts, polyphenoloxidase in Beta vulgaris. plant Phisiology 24 : 1-15.
Asada, K., 1999. The water –water cycle in chloroplast:Scavenging of active oxygen and dissipation of excess photons. Annual Review plant Phisiology and Plant Molecular Biology 50: 601-639
Ashraf, M.Y., Azmi, A.R., Khan, A.H. and Ala, A., 1994. Effect of water stress on total phenols, peroxidase activity and chlorophyll content in weat. Acta Physiologia Plantarum. 16(3):185-191.
Bolhar-Nordenkampf, H.R. ,Long, S.P. and Baker, N.R., 1989.Chlorophyll flurescence as a prob of the photosynthetic competence of leaves in the field:a review of current instrumentation. Functional Ecology.3,497-514.
Boyer, J.S., Ort, DR, and Ortiz-Lepez, A., 1987 . Photophosphorylation at low water potential. Current Topics in Plant Biochemistry and Physiology 6: 69-73.
Bradford KJ, Hsiao TC.1982. Physiological responses to moderate water stress. In: Lange OL et al., eds. Encyclopedia of plant physiology, New Series. Physiological plant ecology II. Water relations and carbon assimilation. Berlin: Springer-Verlag, 263–324.  
Canaani, C., .Havaux, M. and Malkin, S., 1986. Hydroxylamine, hydrazine and methylamine donate electrons to the photo oxidizing side of PSII in leaves inhibited in oxygen evolution due to water stress. Biochimica et Biophysica Acta 851,151-155.
Caston, D.R. and Venus J.C. 1981. The biometry of plant growth. Londen Edward Arnold
Cornic, G., 2000. Drought stress inhibits Photosynthesis by decreasing stomata aperture – not by affecting ATP synthesis. Trends in plant science 5: 187–188.
Davies W.J. and Zahang J., 1991. Root signals and the relation of growth and development of plant in drying soil. Annual Review of plant physiology and plant molecular Biology 42: 55-76
Elnadi, A.H., 1969. Water relation of beans, effect of water stress on growth and flowering (Vicia faba). Experimental of Agriculture 5: 195-207.
Foyer, C.H., Valadier, M.H, Migge, A. and Becker T.W., 1998. Drought induced effects on reductase activity and mRNA and on the coordination of nitrogen and carbon metabolism in maize leaves . Plant physiology 117: 283–292.
Graan, T. and Boyer, J.S., 1990. Very high CO2 partially restores photosynthesis in sunflower at low water potentials. planta 181: 378-384.
Hall, D.O., Scurlock, J.M.O, Bolhar, H.R., Leegood, R.c. and Long, S.p., 1997. Photosynthesis & Production in A chanching: a field and laboratory manual Environment volum 2.
Handa, S., Handa, A.K., Hasegawa, P.M. and Bressan, R.A., 1986. Proline accumulation and the adaptation of cultured plant cell to water stress. Plant Physiology 80: 938-945.
Hao, L., Houguo, L., Zongling W. and Xinmin L., 1999. Effect of water stress and rewateing on turnover and gene expression of photosystemII reaction center polypeptide D1 in Zea mays. Functional Plant Biology: 26(4)375-378.
Harmut, K.L. and F. Babani, 2000. Detection of photosynthetic activity and water stress by imaging the red chlorophyll fluorescence. Plant Physiol. Biochem., 38: 889-895.
Haupt-Herting, S. and Fock, H.P., 2000. Exchange of oxygen and its role in energy dissipation during drought stress in tomato plants. Physiologia plantarum 110: 489-495  
Hellubust, J.A. and Cruige, J.S., 1978. Handbook of physiological methods: physiological and Biochemical methods, Cambrige university press.
Kaiser, W.H., 1987. Effect of water deficit on photosynthetic capacity. Physiologia plantarum: 71: 142-149
Karamanos, A.J., 1978. Water Stress and Leaf Growth of Field Beans (Vicia faba L.) in the Field: Leaf Number and Total Leaf Area. Annals of Botany 42: 1393-1402
Krause, G.H., 1988. Photoinhibition of photosynthesis. An evaluation of damaging and protective mechanism.phisiologia plantarum 74,560-574
Lauer, M.J., Boyer, J., 1992. "Internal CO2 measured directly in leaves: opposing effects of abscisic acid and low leaf water potentials." Plant Physiology 98:1310-1316
Lawlor, D.W., 2002. Limitation to photosynthesis water – stressed leaves: stomata vs. metabolism and the role of ATP. Annals of Botany 89: 671 – 885
Lawlor, D.W. and Cornic, G., 2002. Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants. plant, cell and Environment, 25:275 – 294  
Lawlor, D.W. and FOCK, H., 1977. Water stress induced changes in the amounts of Photosynthentic assimilation Products and respiratory metabolites of sunflower leaves. Journal of Experimental Botany, 28:329-337  
Muchow, R.C. and Sinclair, T.R., 1990. Water and nitrogen limitation in soybean production. Field Crops Reserch, 15; 143-156   
Navari-Izzo, F., Quartacci, M.F., Pinzino, C., Dalla Vecchia, F., sgherii C.L.M., 1998. Thilakoid-bound and stromal antioxidative enzymes in wheat treated with excess copper.Plant physiology 104: 630-638  
Navari-Izzo, F., Quartacci, M.F. and Izzo, R., 1990. Water-stress induced changes in protin and free amino acids in field grown maize and sun flower. Plant phsiolgy Biochemistry 28: 531-537
Powles, S.B., 1984. Photoinhibition of photosynthesis induced by visible light. Annal Review Plant Phisiology. 35,14-55
Saab, I.N., Sharp, R.E., Prichard, J. and Voetberg, G.S., 1990. Increased endogenous abscisic acid maintains primary root growth and inhibit shoot growth of maize seedling sat low water potentials. Plant physiology 93: 1329-1336.
Sharp, R.E., Hsiao, T.C. and Silk, W.K.,  1990 .Growth of the maize primary root at low water potentials. II Role of growth and deposition of hexose and potassium in osmotic adjustment. Plant physiology 9 : 1337-1346.
Thomas, D.A. and Andre, M., 1982 . There sponse of oxygen and carbon dioxide exchanges and root activity to short term water stress in soybean. Journal of Experimental Botany 33: 393-405.