اثر تنش خشكي بر آنتي‌اكسيدان‌هاي آنزيمي و غير آنزيمي در برگ پرچم و سنبله ژنوتيپ‌هاي متحمل و حساس گندم

Effects of Drought Stress on Enzymatic and Non- Enzymatic Antioxidants in Flag Leaf and Spikes of Tolerant and Sensitive Wheat Genotypes

تنش خشكي به‌عنوان يكي از عامل اصلي كاهش عملكرد گياهان در مناطق نيمه‌خشك محسوب‌شده و منجر به تنش اكسيداتيو مي‌شود. به منظور بررسي اثر تنش خشكي پس از گرده‌افشاني بر برخي صفات زراعي و فيزيولوژيك برگ پرچم و سنبله ژنوتيپ‌هاي مختلف گندم، آزمايشي به‌صورت فاكتوريل و در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار در مركز تحقيقات ديم مراغه اجرا شد. فاكتور‌هاي آزمايش شامل دو سطح آبياري؛ كنترل (آبياري در تمام مراحل رشدي بر اساس شرايط كشت آبي) و تنش خشكي (قطع آبياري پس از گرده‌افشاني تا پايان دوره رشد) و ژنوتيپ‌هاي مختلف گندم (متحمل: PTZ و TRK، نيمه‌ متحمل: Manning و Sabalan و حساس: RINA-11 و Saratoves) بود. در شرايط تنش خشكي پس از گرده‌افشاني، عملكرد دانه و وزن هزار دانه نسبت به شرايط شاهد كاهش معني‌دار يافت. حداكثر و حداقل عملكرد دانه در اين شرايط به‌ترتيب مربوط به ژنوتيپ‌هاي نيمه ‌متحمل Manning (242/97) و حساسSaratoves (gm-145/234) بود. بيشترين تغييرات در محتوي مالون‌دي‌آلدئيد مربوط به ژنوتيپ‌هاي حساس بود. فعاليت آنتي‌اكسيدان‌هاي آنزيمي (آسكوربات پراكسيداز و گلوتاتيون ردوكتاز) و غيرآنزيمي (گلوتاتيون و آسكوربات) به ‌واسطه اعمال تنش خشكي افزايش يافت. بيشترين و كمترين فعاليت آنزيم آسكوربات پراكسيداز به‌ترتيب در برگ پرچم ژنوتيپ‌هاي TRK Saratovesو در سنبله ژنوتيپ‌هاي Manning و Saratoves مشاهده شد. برگ پرچم و سنبله ژنوتيپ‌هاي Manning و Saratoves بيشترين و كمترين فعاليت آنزيم گلوتاتيون ردوكتاز را نشان دادند. بيشترين محتوي گلوتاتيون و آسكوربات در برگ پرچم و سنبله، به‌ترتيب مربوط به ژنوتيپ‌هايTRK و Manning بود، اين درحالي است كه در ژنوتيپ Saratoves كمترين مقادير مشاهده شد. به نظر مي‌رسد كه در سنبله ژنوتيپ Manning فعال شدن هر دو سيستم آنتي‌اكسيداني آنزيمي (آسكوربات پراكسيداز و گلوتاتيون ردوكتاز) و غيرآنزيمي (گلوتاتيون و آسكوربات) نقش كليدي را در افزايش تحمل به تنش خشكي داشتند و در اين ميان آنتي‌اكسيدان‌هاي غيرآنزيمي مؤثرترين نقش را ايفا كردند.

Background and Objectives Drought stress is one of the main limiting factors in plant production in semiarid regions; this is due to its oxidative stress. Materials and Methods For evaluation of drought stress after pollination on some agronomic physiological factors in flag leaf and spikes of different wheat genotypes this study was designed as Randomized Complete Block Design with three replicates in Maragheh dryland research center in 2016. The first factor contains two levels of irrigation, control and drought stress (irrigation cut after pollination until the end of growth period) and the second factor contains different wheat genotypes (PTZ and TRK: tolerant, Manning and Sabalan: semi tolerant, Saratoves and RINA-11: sensitive). Results Drought stress decreased grain yield. Manning semi tolerant and Saratoves sensitive genotypes showed the highest and lowest grain yield. The activities of enzymatic (ascorbate peroxidase and glutathione reductase) and non- enzymatic (glutathione and ascorbate) antioxidants increased under drought stress. The highest and lowest ascorbate peroxidase enzyme activity was observed in flag leaf of TRK and Saratoves genotypes and in spikes of Manning and Saratoves genotypes. Also flag leaf and spikes of Manning and Saratoves genotypes showed the highest and lowest glutathione reductase enzyme activity. The highest glutathione and ascorbate content in flag leaf and spikes was related to TRK and Manning genotypes; the lowest content was observed in Saratoves. Discussion It seems that in spikes of Manning genotype, activation of enzymatic (ascorbate peroxidase and glutathione reductase) and non-enzymatic (glutathione and ascorbate) antioxidants had a key role in increase of tolerance to drought stress.