بخشی از مقاله
با توجه به کاهش نزولات جوی در سالهای اخیر و اهمیت گندم هم از لحاظ سطح زیر کشت و هم ارزش غذایی این محصول، موجب شد آزمایشی در سال زراعی 1395-1396 با عنوان تاثیر تنش خشکی بر محتوای کلروفیل، کاروتنوئید و درصد پروتئین برگ سه رقم گندم نان، بهصورت فاکتوریلبر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیل اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل فاکتور اصلی تنش خشکی 35 - ، 60 و 85 درصد ظرفیت زراعی - و و فاکتور فرعی شامل سه رقم گندم - گندم رقم پیشگام، پیشتاز و بهاران - بودند. در مرحله سه برگی تنش خشکی به مدت یک هفته اعمال گردید و نمونهبرداری از گیاهچهها انجام گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین محتوای کلروفیل a، b و کلروفیل کل در بین ارقام گندم نان و سطوح تنش خشکی به گندم رقم بهاران و شرایط عدم تنش خشکی به شاهد تعلق داشت. همچنین بیشترین محتوای کاروتنوئید و درصد پروتئین - به ترتیب 0/738 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ و 11/18 درصد - به ترتیب در گندم رقم بهاران و رقم پیشگام در شرایط عدم تنش خشکی به دست آمد. به نظر میرسد رقم بهاران بهدلیل داشتن مقاومت بالا نسب به تنش خشکی در بین سایر ارقام از محتوای کلروفیل بیشتری برخوردار بود که موجب افزایش درصد پروتئین برگ شد.
کلمات کلیدی: تنش خشکی، رنگیزههای فتوسنتزی، گندم نان.
مقدمه
گندم یکی از مهمترین غلات نواحی خشک و نیمهخشک است که در دامنه وسیعی از تغییرات دمایی و اقلیمی رشد میکند . - 11 - اگرچه همه تنشهای زیستی و غیرزیستی از عوامل مهم کاهش تولید محسوب میشوند، ولی تنش خشکی مهمترین عامل محدودکننده تولید محصولات در مناطق خشک و نیمهخشک جهان به حساب میآید . - 10 - کمبود آب موجب تغییر در تبادلات گازی و محتوای کلروفیل میشود، به طوری که در گیاه شوید تنش خشکی اثر معنیداری بر میزان کلروفیل a، b ، کلروفیل کل و کاروتنوئیدهای بخش هوایی داشت، که با افزایش شدت تنش، محتوای کلروفیل و کاروتنوئیدها به طور معنیدار کاهش یافتند . - 14 - فعالیت این گونههای فعال اکسیژن باعث بروز صدماتی مثل اکسید شدن چربیها و تغییر ساختار غشاء و از هم پاشیدگی یکپارچگی آن و تغییر ساختار پروتئینها و غیرفعال شدن آنزیمها و بی رنگ شدن یا از بین رفتن رنگدانههایی مثل کلروفیل و حمله به مولکولهای آبی مثل DNA و اختلال در این رشته های پروتئینی میگردد 13 - ، 16 و . - 15 سی و سی مرده و همکاران - 3 - گزارش کردند که میزان پروتئین برگ در شرایط تنش خشکی کاهش یافت. سی و سه مرده و همکاران - 3 - گزارش کردند که غلظت کلروفیل و پروتئین تحت شرایط تنش خشکی کاهش یافت. به دلیل اهمیت ارزش غذایی گندم و افزایش میزان خسارت طی خشکسالیهای پی در پی به علت کاهش نزولات جوی، موجب شد اثر تنش خشکی بر محتوای کلروفیل، کاروتنوئید و درصد پروتئین برگ گندم مورد ارزیابی قرار گیرد.
مواد و روشها
این آزمایش در سال زراعی 1395-1396 بهصورت فاکتوریلبر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا گردید. فاکتورهای مورد بررسی شامل فاکتور اصلی تنش خشکی 35 - ، 60 و 85 درصد ظرفیت زراعی - و فاکتور فرعی شامل سه رقم گندم - گندم رقم پیشگام، پیشتاز و بهاران - بودند. در شرایط آبیاری مطلوب، ارقام بسته به نیاز و شرایط محیطی آبیاری شد و در شرایط تنش، آبیاری بر اساس ظرفیت زراعی مزرعه تعیین شد. بذور بعد از ضد عفونی بر روی کاغذ صافی قرار گرفته و بعد بهمدت دو روز در داخل دستگاه ژرمیناتور باقی ماند. پس از مشاهده بذور جوانهزده، این بذور در گلخانه درون گلدانهای پلاستیکی که حاوی خاک معمولی، شن و ماسه بادی به نسبت 2 به 1، کشت شد. در هر گلدان 10 عدد بذر کشت شد و بعد از جوانهزنی و در مرحله شروع پنجهدهی با انجام تنک، به پنج بوته در هر گلدان تقلیل داده شد. تنش خشکی از مرحله سه برگی به مدت یک هفته اعمال گردید و سپس نمونهبرداری از نمونههای شاهد و تیماری انجام گرفت. میزان پروتئین محلول برگ طبق روش برادفورد - 9 - و محتوای کلروفیل و کاروتنوئید برگ با استفاده از روش آرنون - 6 - اندازه-گیری شد.برای تجزیه دادهها و رسم نمودارها از نرم افزارهای SAS و Excel و مقایسه میانگینها با آزمون LSD انجام شدند.
نتایج و بحث
نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تاثیر تنش خشکی و ارقام گندم نان بر محتوای کلروفیل، کاروتنوئید و درصد پروتئین معنی-دار بود - جدول - 1، ولی ترکیب تیماری این دو عامل بر محتوای کلروفیل معنیدار نبود - جدول . - 1 با بررسی جدول مقایسه میانگین مشاهده شد که بیشترین محتوای کلروفیل a، b و کلروفیل کل در بین ارقام گندم نان و سطوح تنش خشکی به گندم رقم بهاران و شرایط عدم تنش خشکی - شاهد - تعلق داشت - جدول - 3 و کمترین آن در گندم رقم پیشتاز و تنش شدید خشکی بهدست آمد - جدول . - 3 همچنین بیشترین محتوای کاروتنوئید و درصد پروتئین - به ترتیب 0/738 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ و 11/55 درصد - به ترتیب در گندم رقم بهاران و رقم پیشگام در شرایط عدم تنش خشکی بهدست آمد - جدول - 2، و کم-ترین آن - به ترتیب 0/422 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ و 7/13 درصد - در گندم رقم پیشگام در شرایط تنش شدید خشکی بهدست آمد - جدول . - 2تنش خشکی شدید، تنش خشکی ملایم و شاهد به ترتیب آبیاری در 35 ، 60 و 85 درصد ظرفیت زراعی. میانگینهای با حروف مشابه در هر ستون اختلاف آماری معنیداری بر اساس آزمون LSD هم ندارند.
به نظر میرسد که کاهش غلظت کلروفیل تحت تنش به واسطه اثر کلروفیلاز، پراکسیداز و ترکیبات فنلی و در نتیجه تجزیه کلروفیل باشد . - 7 - قلینژاد و همکاران - 5 - گزارش کردند که در اثر تنش خشکی میزان کلروفیل a، b، کلروفیل کل و کاروتنوئید به شدت کاهش یافت، به نظر میرسد این کاهش در اثر تنش خشکی، به علت افزایش تولید رادیکالهای آزاد اکسژن باشد، که این رادیکالهای آزاد باعث پراکسیداسیون - 19 - و درنتیجه تجزیه این رنگیزهها میگردد - 18 - این مسئله ممکن است بهدلیل افزایش فعالیت کلروفیلاز به هنگام تنش خشکی باشد و کلروفیل a حساستر از b است و بیشتر تخریب میشود . - 8 - احمدی و سی و سه مرده - 1 - گزارش کردند که تنش خشکی با تحریک پیری - زرد شدن برگها - موجب کاهش محتوای کلروفیل ارقام گندم شد. در بررسی فتحی امیرخیز و همکاران - 4 - شرایط مطلوب آبیاری موجب افزایش پروتئین برگ شد. به نظر میرسد غلظت بیشتر پروتئین با حفظ کلروفیل برگ موجب دوام فتوسنتز و افزایش مقاومت به خشکی میشود . - 2 - به نظر میرسد که کاهش محتوای پروتئین تحت تنش خشکی در نتیجه واکنش پروتئین با رادیکالهای آزاد و در نتیجه تغییر اسیدآمینه، افزایش فعالیت آنزیمهای تجزیه کننده پروتئین، کاهش سنتز پروتئین میشود . - 17 - سی و سی مرده و همکاران - 3 - گزارش کردند که میزان پروتئین برگ در شرایط تنش خشکی کاهش یافت، به نظر میرسد کاهش سنتز پروتئینها در شرایط تنش خشکی و یا تجزیه پروتئینها به علت افزایش فعالیت آنزیمهای پروتئاز ممکن است دلیل این موضوع باشد . - 12 -
