پديد آورندگان :
اماميان طبرستاني، مهرانوش دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي، ساري , فرهمندفر، اسفنديار دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي، ساري , پيردشتي، همت الله دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي - پژوهشكده ژنتيك و زيست‌فناوري كشاورزي طبرستان، ساري , يعقوبيان، ياسر دانشگاه كشاورزي و منابع طبيعي رامين خوزستان - گروه زراعت و اصلاح نباتات، اهواز
كليدواژه :
استويا , تنش سرما , شدت نور , قند محلول , كلروفيل
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: سرما يكي از عوامل عمده محدودكننده رشد مي‌باشد كه موجب كاهش عملكرد و حتي مرگ گياهان مي‌گردد. قرار گرفتن گياهان در معرض دماي بين صفر تا 15 درجه سانتي‌گراد موجب خسارت فيزيولوژيكي در آن‌ها مي‌شود. يكي از اين خسارت‌ها افزايش تشكيل گونه‌هاي آزاد اكسيژن است كه باعث اكسيداسيون و تجزيه رنگيزه‌هاي فتوسنتزي، پروتئين و ليپيدهاي غشاي تيلاكوئيدي مي‌شود. نور نيز بر رشد، اندام‌زايي و توليدات گياهي شامل متابوليت‌هاي اوليه و ثانويه تأثير دارد، به‌طوري‌كه با افزايش شدت نور، سطح برگ، دوام سطح برگ و زيست‌توده گياه افزايش مي‌يابد اما در شدت نور كم ميزان تنفس از فتوسنتز بيشتر است. از آن‌جايي‌كه شدت نور مي‌تواند در مقاومت گياه به تنش‌هاي محيطي به‌ويژه تنش سرما مؤثر باشد و استويا به‌عنوان گياهي حساس به سرما نمي‌تواند دماي زير نه درجه سانتي‌گراد را تحمل كند، بنابراين، هدف از انجام اين پژوهش تعيين چگونگي پاسخ صفات رويشي، فيزيولوژيك و قند محلول اين گياه به تنش سرما در شدت‌هاي مختلف نور بود.
مواد و روش‌ها: اين پژوهش به صورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار انجام شد. تيمارهاي آزمايشي شامل پنج زمان تنش سرما (صفر، 4، 8، 12 و 16 روز) در دماي 2±6 درجه سانتي‌گراد و سه شدت نور شامل نور معمولي، 50 و 10 درصد نور معمولي (به‌ترتيب240، 120 و 24 ميكرومول بر مترمربع در ثانيه) بود. نشاء‌هاي حاصل از كشت بافت گياه استويا پس از گذراندن دوره سازگاري (به‌مدت 40 روز)، در گلدان‌هاي پلاستيكي كشت و به مدت 30 روز در شرايط مطلوب رشدي (دماي 20 تا 24 درجه سانتي‌گراد و دوره نوري 15 ساعت) نگهداري و سپس تيمارهاي نوري و دمايي مورد نظر به آن‌ها اعمال شد. پس از اعمال تيمارها، ميزان كلروفيل a، b، كلروفيل كل نسبت كلروفيل a/b و كاروتنوئيد، صفات مورفولوژيك و خشك اندام‌هاي رويشي گياه اندازه‌گيري گرديد. در نهايت به‌وسيله نمونه خشك برگي قند محلول گياه اندازه‌گيري شد.
يافته‌ها: نتايج نشان داد با افزايش مدت زمان تنش سرما، طول ريشه، تعداد گره، سطح برگ و وزن خشك برگ، ريشه، اندام هوايي و كل به‌صورت مدل دوتكه‌اي و وزن خشك ساقه به صورت خطي كاهش يافت. با كاهش شدت نور از 240 تا 24 ميكرومول بر متر مربع در ثانيه، سطح برگ، ارتفاع بوته، وزن خشك اندام‌هاي رويشي و قند محلول (بين 10 تا 48 درصد) كاهش يافتند. به‌علاوه پس از 16 روز تنش سرما در هر سه شدت نور مورد مطالعه، كلروفيل a (بين 18 تا 91 درصد)، b (بين 16 تا 76 درصد)، a+b (بين 17 تا 86 درصد)، a/b (بين 1 تا 60 درصد) و كاروتنوئيد (بين 16 تا 91 درصد) نسبت به شاهد به‌صورت خطي و دوتكه‌اي كاهش نشان دادند كه اين كاهش در شدت نور پايين بيشتر بود. قند محلول و وزن خشك كل بيشترين همبستگي را به‌ترتيب با سطح برگ و وزن اندام هوايي داشتند.
نتيجه‌گيري: نتايج حاكي از حساسيت صفات رويشي، فيزيولوژيك و ميزان قند محلول گياه استويا به افزايش مدت زمان تنش سرما و كاهش شدت نور بود. به‌طوري‌كه بيشترين حساسيت به افزايش مدت زمان تنش سرما و كاهش شدت نور در صفات فيزيولوژيك مشاهده شد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Cold stress is one of the main limiting factors which decrease crop production and even lead to plant death. Temperatures between 0 to 15 ºC can cause physiological injury in plants. One of these injuries is increasing the generation of reactive oxygen that adversely affect the photosynthetic pigments, protein and thylakoid membrane lipids. Also, light affects on growth, development, plant productions including primary and secondary metabolites, so that leaf area, leaf area duration and plant biomass positively response to increasing light intensity while in low light intensity respiration rate is more than photosynthesis rate. Since light intensity can effect in plant resistance to environmental stress especially cold stress and stevia is sensitive to cold stress and it cannot tolerate temperature below 9ᵒC, therefore, the purpose of this study was to determine how vegetative and physiological traits and soluble sugar of the plant response to cold stress in different light intensities.
Materials and Methods: This study was done in a factorial arrangement based on a randomized complete block design with three replicates. Treatments were five levels of cold stress (0, 4, 8, 12 and 16 days) at 6±2 ᵒC and three light intensity levels of normal light, 50 and 10 % of normal light (240, 120 and 24 µm.m-2.s-1, respectively). The seedlings of stevia plant from in vitro were planted in the plastic pots after acclimation period (40 days). The seedlings were kept in favorite growth conditions at 20-24ºC and 15 h light photoperiod for 30 days. Then, the mentioned light and temperature treatments were applied. Then chlorophyll a, b, total chlorophyll, chlorophyll a/b ratio and carotenoid were measured. Also, plants were harvested and physiological traits and vegetative dry weights were measured. Finally, plant soluble sugar was measured by dry leaf sample.
Results: The results showed that root length, number of nodes, leaf area, leaf, root, shoot and total dry weights decreased as segmental model while stem dry weight decreased linearly when cold stress duration increased. Also traits like leaf area, plant height, vegetative organs dry weight and soluble sugar content (from 10 to 48%) were decreased by reducing light intensity from 240 to 24 µm.m-2.s-1. Moreover, 16 days after cold stress in all light intensities, chlorophyll a (between 18 to 91% ), b (between 16 to 76%), a+b (between 17 to 86%), a/b (between 1 to 60%) and carotenoid (between 16 to 91%) reduced as compared to the control in either segmental or linear models. The most reduction was recorded at low light intensity. Soluble sugar and total dry weight had the most correlation with leaf area and shoot dry weight, respectively.
Conclusion: the results demonstrated that physiological parameters are more sensitive to prolonged cold stress under lower light intensity.
