ارزيابي دو گونه گوشتي بومي با توان القا CAM در خاك هاي شور و خشك حوضه درياچه اروميه

Evaluation of two native succulent species that can switch from C3 to CAM in salty and dry soils of Lake Urmia

با توجه به خشك شدن درياچه اروميه و تغييرات اقليمي حاصل از آن، مطالعه انعطاف پذيري فتوسنتزي گونه هاي بومي در خاك اطراف درياچه اهميت يافته است. در اين تحقيق توان گذر از مسير فتوسنتزي C3 به مسير متابوليسم اسيد كراسولاسه اي (CAM) را در دو گونه ناز طوقهاي (Rosularia elymaitica) و قيچ (Zygophyllum fabago) رشد يافته در خاك هاي شور و خشك خاك حوضه درياچه مطالعه شده است. در حاليكه، هيچ كدام از گونه هاي گوشتي مورد مطالعه در اين تحقيق، در پاسخ به شوري انعطاف پذيري فتوسنتزي نشان ندادند، اعمال خشكي تنها باعث افزايش انباشت اسيديته شبانه در هر دو گونه شد. انباشت اسيديته شبانه جزيي در اين دو گونه در پاسخ به خشكي تنها، نشان دهنده ظهور درجه پاييني از القاء مسير CAM موسوم به مسير CAM-cycling بود. كشت گونه ها در خاك منطقه آغداش واقع در حوضه درياچه اروميه نشان داد كه گونه قيچ نسبت به گونه ناز طوقه اي، مقاومت بالايي به تنش توام شوري و خشكي (30 روز اعمال خشكي و شوري 0/42±7 دسي زيمنس) دارد. مقاومت بالاي گياه قيچ به تنش توام شوري و خشكي، با حفظ موثر فعاليت فتوشيميايي فتوسنتز و فعاليت آنزيم پپ كربوكسيلاز (PEPC) همراه بود. در نتيجه بنظر مي رسد گياه قيچ با حفظ انعطاف پذيري فتوسنتزي در شرايط سخت مي تواند گزينه مناسبي جهت كشت در مناطق خشك و شور اطراف درياچه اروميه باشد.

Due to the drying trend of Urmia Lake, climate change and frequent occurrence of droughts in the region, verification of photosynthetic flexibility in the floral elements of Lake Urmia is important. In this work, the ability of Rosularia elymaitica and Zygophyllum fabago species to shift from C3 to Crassulacean acid metabolism (CAM), as well as survival and productivity of these plants, were studied in both salty and dry soils of Lake Urmia. The results showed that while salinity alone was not able to induce functional CAM expression in both species, the drought alone induced a low level of nocturnal acid accumulation in both species, which were similar to acid fluctuations in CAM-cycling pathway, as an initial stage of CAM. The result indicated that Z. fabago species have a high tolerance to combined drought (during the 30 days of water deficit and salt around 7±0.42 dSm-1) stresses in salty and dry soils of the Lake Urmia, as compared to R. elymaitica plants. This higher tolerance was correlated with up-regulation of phosphoenolpyruvate-carboxylase (PEPC) activity and maintenance of higher photochemical functioning. As a result, this research introduces Z. fabago as an important climate-resilient crop, which can switch from C3 to CAM in salty and dry soils of Lake Urmia