آثار مورفو فيزيولوژيك پرتو گاما بر گونه چمانواش بلند

Morpho-physiological effects of gamma radiation on Tall fescue (Festuca arundinacea Scurb.)

پرتو گاما از پرتو‌هاي يون‌ساز است كه به‌منظور القاء جهش در گونه‌هاي مختلف گياهي استفاده مي‌گردد. اين مطالعه به‌منظور بررسي پاسخ‌هاي رشدي و فيزيولوژيكي دو ژنوتيپ 75C (ژنوتيپ بومي) و Pacer (ژنوتيپ خارجي) از گونه چمانواش بلند به پرتوگاما و همچنين تعيين دز مناسب پرتوگاما جهت استفاده در برنامه به‌نژادي از طريق جهش اين گونه صورت گرفت. بذرهاي هر دو ژنوتيپ در معرض دزهاي مختلف پرتو شامل 50، 100، 150، 200، 300 و 400 گري حاصل از چشمه كبالت 60 قرار گرفتند. نمونه‌هاي پرتوديده به همراه نمونه‌هاي شاهد در گلدان كشت و در شرايط گلخانه نگهداري شدند. نتايج نشان داد كه دز پايين پرتوگاما (50 گري) اثر محركي بر ميزان رشد گياهچه هر دو ژنوتيپ موردبررسي داشت. به‌هرحال، دزهاي بالاي پرتو (100 تا 400 گري) سبب كاهش معني‌داري در صفات درصد زنده‌ماني و ارتفاع گياه و افزايش تعداد روز تا سبز شدن در هر دو ژنوتيپ گرديد. همچنين، دزهاي بالاي پرتو سبب كاهش معني‌داري در فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني و افزايش معني‌داري در ميزان پرولين و مالون‌دي‌آلدهيد در گياهچه هر دو ژنوتيپ در مقايسه با گياهان شاهد گرديد. نتايج تجزيه به مؤلفه‌هاي اصلي نشان داد كه همبستگي مثبتي بين زنده‌ماني و رشد گياه با ميزان فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني وجود دارد. بااين‌حال، رشد گياه همبستگي منفي با ميزان پرولين و مالون‌دي‌آلدهيد بعد از پرتودهي نشان داد. در ژنوتيپ بومي چمانواش (75C) حساسيت بيشتري به تنش پرتوگاما ازلحاظ ميزان رشد نسبت به ژنوتيپ خارجي Pacer مشاهده گرديد. بر اساس تجزيه پروبيت، دزهاي 212 و 223 گري پرتوگاما به‌عنوان دزهاي 50 درصد كشندگي (LD50) به ترتيب در ژنوتيپ 75C و Pacer تعيين شد. بر اساس نتايج حاصل از اين بررسي، تنش پرتوگاما تأثير منفي بر زنده‌ماني، ويژگي‌هاي مورفولوژيكي و فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني چمانواش بلند نشان داد و دزهاي 200 تا 250 گري مي‌تواند به‌عنوان دز مناسب پرتوگاما جهت استفاده در برنامه‌هاي به‌نژادي از طريق جهش در اين گونه مورداستفاده قرار گيرد.

Gamma radiation is being used to induce mutation in diverse plant species. The present study investigated the growth and physiological responses of two tall fescue genotypes, 75C (native genotype) and Pacer (foreign genotype) to gamma radiation, as well as program for determination of the proper dose of gamma radiation for the mutation breeding of this species. Seeds of two genotypes of tall fescue were subjected to different doses, including 50, 100, 150, 200, 300 and 400 Gray (Gy) of gamma ray from a 60Co (Cobalt-60) source. Irradiated and non-irradiated seeds were sown in pots and then grown under controlled conditions in the greenhouse. Growth and physiological aspects associated with plant tolerance to oxidative stress were examined. The results revealed that the low dose (50 Gy) of gamma radiation stimulated seedling growth of both genotypes. However, high doses (100-400 Gy) significantly reduced seedling survival and plant height, and enhanced days to seedling emergence. Furthermore, high doses of radiation reduced activities of antioxidant enzymes (especially catalase and superoxide dismutase), and increased the contents of proline and malondialdehyde (MDA) in the seedlings of both genotype as compared with non-iradiated plants. Biplot analysis indicated that positive correlations existed between the growth and survival of plant with antioxidant enzyme activities and negative correlations were obsereved between the plant growth and proline plus MDA contents. The native genotype (75C) was more sensitive to gamma-ray as compared with Pacer genotype. According to the probit analysis, the 50% lethal dose (LD50) for 75C and Pacer genotypes were 212 and 223 Gy of gamma radiation, respectively. Based on the results of the present study, gamma rays stress negatively affected survival, morphological traits, and antioxidant enzymes activities in tall fescue and dosages ranging from 200 to 250 Gy is recommended as the appropriate dose of irradiation for mutation breeding programs in tall fescue.