Other language title :
بررسي پاسخ هاي مرفولوژيكي و فيزيولوژيكي به تنش خشكي در يازده ژنوتيپ اُرس
Title of article :
Morphological and physiological responses to drought stress in eleven genotypes of the Juniperus species
Author/Authors :
Keyghobadi, Saghi Department of Horticultural Sciences - University of Guilan - Rasht, Iran , Fotouhi Ghazvini, Reza Department of Horticultural Sciences - University of Guilan - Rasht, Iran , Tajvar, Yahya Technology and Production Management Department - Citrus and Subtropical Research Fruits Center - Ramsar, Iran , Sabouri, Atefeh Department of Agronomy and Plant Breeding - University of Guilan - Rasht, Iran
Pages :
12
From page :
121
To page :
132
Abstract :
Drought is one of the most prevalent and critical environmental stresses affecting a variety of plants, particularly ornamental plants. One of the useful methods to alleviate the effect of drought stress is to screen for and develop drought-tolerant varieties. In this study, a factorial experiment based on the completely randomized design was conducted to investigate the responses of 11 genotypes from different Juniperus species at two irrigation regimes (normal, drought: not irrigated for a four-week period) in terms of growth and biochemical characters. Drought stress had a significant negative impact on the assessed growth characters. The G3 and G8 genotypes had the highest root fresh weight and root dry weight at both normal and water-deficit stress conditions. G3 showed the highest root volume at normal conditions but at the drought stress, the highest root volume belonged to G1 and G8. At drought stress conditions, the leaf fresh weight and dry weight of G9, G8, G6, G4, G3 and G11 were higher than other genotypes. The stem fresh weight of G3 and G11 and the stem dry weight of G11 and G8 manifested higher values than other genotypes when water deficit stress was imposed. Stem diameter decreased in the seedlings at the drought stress, however, G2, G3, G4, G8, G9 and G11 had higher values than others at stress conditions. The relative water content decreased in the plants under stress, however, the reduction in G3, G5 and G6 were smaller than the rest of the genotypes. Among the genotypes, G5 and G3 showed the highest antioxidant activity under water-deficit stress. The genotypes G1, G6, G7 and G8 had also a notable increase in the antioxidant activity at drought stress conditions. Under drought stress, the highest increase in the proline content belonged to G3 followed by G5, G6 and G7 and the G5, G6, G10 and G8 genotypes had the highest amount of soluble sugars. In conclusion, G3 (Juniperus chinensis var. Sargentii) and G8 (Juniperus chinensis ‘Kallayʼs Compact’) showed mainly better performance under drought stress, which can be suggested as candidate drought-tolerant genotypes to be used in breeding programs for the sustainable development of urban landscape in arid and semi-arid areas. Although G5 (Juniperus procumbens ‘Nana’) had low biomass in this experiment, it showed high antioxidant activity, proline and soluble sugars at the drought stress conditions. Therefore, further investigation is needed, especially at more severe drought stress conditions, to elucidate its outstanding response to drought stress in terms of antioxidant activity and proline and soluble sugars content.
Farsi abstract :
خشكي يكي از مهمترين تنش­ هاي محيطي است كه انواع گياهان از جمله گياهان زينتي را تحت تاثير قرار مي­ دهد. يكي از روش­ هاي مفيد براي كاهش اثر تنش خشكي، غربالگري و توليد واريته ­هاي مقاوم به خشكي است. در اين مطالعه پژوهشي به‌ صورت آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي با 11 ژنوتيپ رونده اُرس، در دو سطح آبياري (آبياري نرمال و تنش خشكي براي چهار هفته) از نظر صفات رشدي و بيوشيميايي انجام شد. نتايج نشان داد كه تنش خشكي تأثير منفي قابل توجهي بر ويژگي­ هاي رشد مورد ارزيابي دارد. ژنوتيپ­ هاي G3 و G8 داراي بيشترين وزن تر ريشه و وزن خشك ريشه در دو شرايط عادي و تنش كمبود آب بودند. G3 بيشترين حجم ريشه را در شرايط آبياري نرمال نشان داد ولي در تنش خشكي بيشترين حجم ريشه متعلق به G1 و G8 بود. در شرايط تنش خشكي، وزن تر و خشك برگ G9 ، G8 ، G6 ، G4 ، G3 و G11 بيشتر از ساير ژنوتيپ ­ها بود. وزن تر ساقه G3 و G11 و وزن خشك ساقه G11 و G8 به هنگام اعمال تنش كمبود آب، داراي مقادير بالاتري در مقايسه با ساير ژنوتيپ­ ها بود. قطر ساقه تحت تأثير منفي تنش خشكي قرار گرفت ولي ژنوتيپ­ هاي G2، G3، G4، G8، G9 G11 به طور نسبي بيشترين مقدار را در بين ژنوتيپ­ ها داشتند. محتواي نسبي آب در گياهان تحت تنش كم­ آبي كاهش يافت. با وجود اين، كاهش اين صفت در G3 ، G5 و G6 كمتر از بقيه ژنوتيپ­ ها بود. در ميان ژنوتيپ ­ها، G5 و G3 بيشترين فعاليت آنتي اكسيداني را تحت تنش كمبود آب نشان دادند. ژنوتيپ­ هاي G1 ، G6 ، G7 و G8 نيز در شرايط تنش خشكي افزايش قابل توجهي در فعاليت آنتي اكسيداني داشتند. در شرايط تنش خشكي، بيشترين افزايش محتواي پرولين متعلق به G3 و پس از آن G5 ، G6 و G7 بود و ژنوتيپ­ هاي G5 ، G6 ، G10 و G8 از بيشترين مقدار قندهاي محلول برخوردار شدند. به طور كلي، G3 (Juniperus chinensis var. Sargentii) و G8 (Juniperus chinensis ‘Kallayʼs Compact’) عمدتا عملكرد بهتري را تحت تنش خشكي نشان دادند كه مي توان آن­ ها را به عنوان ژنوتيپ­ هاي مقاوم به خشكي براي استفاده در برنامه ­هاي اصلاح نبات براي توسعه پايدار فضاي سبز شهري در مناطق خشك و نيمه خشك در نظر گرفت. اگرچه G5 (Juniperus procumbens ‘Nana’) در اين آزمايش در شرايط تنش خشكي زيست توده پاييني داشت، ولي فعاليت آنتي اكسيداني و محتواي پرولين و قندهاي محلول بالايي را نشان داد. بنابراين، تحقيقات بيشتري، به ويژه در شرايط تنش خشكي شديدتر، مورد نياز است تا علت پاسخ برجسته آن به تنش خشكي از نظر فعاليت آنتي اكسيداني و محتواي پرولين و قندهاي محلول روشن شود.
Keywords :
Antioxidant activity , Drought stress , Juniperus , Morphological and physiological characters
Journal title :
Journal of Plant Physiology and Breeding
Serial Year :
2020
Record number :
2629557
Link To Document :
بازگشت