ارتباط تغييرات فنولوژيك و تكميل نياز بهاره سازي با روند انباشت قندهاي محلول و تحمل به سرما در گندم نان (Triticum aestivum)

The Relationships among the Vernalization Response, Carbohydrate Accumulation, Developmental Stages and Frost Tolerance in Bread Wheat Cultivars

در اين پژوهش پاسخ تيمارهاي خوگيري به سرما با طول دوره هاي متفاوت سرمادهي در چهار رقم گندم نان (نورستار، شهريار، الوند، كوير) با نيازهاي متفاوت بهاره سازي از زمستانه تا بهاره) در شرايط مزرعه و نيز شرايط محيط تحت كنترل) بررسي گرديد. اوج تحمل انجماد در فاز رويشي گياه و توام با مرحله برجستگي ساده در مريستم انتهايي ساقه بود به گونه اي كه پس از اين مرحله بروز تحمل گياه به سرما كاهش يافته و ظهور برجستگي دوگانه مقارن با كاهش ميزان تحمل گياه به انجماد بود. بيشينه تحمل انجماد پيش از محدوده تكميل نياز بهاره سازي به وقوع پيوست كه در اين محدوه تداوم تيمار سرمادهي تاثيري بر تسريع زمان گلدهي نداشت. كاهش در تعداد نهايي برگ و وهله تثبيت در اين تعداد كه از آن به عنوان شاخصي فيزيولوژيك در تعيين مرحله تكميل نياز بهاره سازي ياد مي شود و همسويي اين كاهش با خوگيري به سرما، در ارقام بينابين و به ويژه در زمستانه لحاظ گرديد. در همين راستا بيشينه توانايي خوگيري به سرما در رقم زمستانه نورستار معادل 18- درجه سانتيگراد ملاحظه شد كه اين رقم داراي طولاني ترين دوره نياز بهاره سازي است. افزايش تحمل انجماد كه پس از اعمال تيمارهاي سرمادهي بر گياهان مشاهده گرديد، با كاهش محتواي آب و افزايش محتواي قندهاي محلول در بافتهاي برگ و طوقه همبستگي داشت، با استقرار گياهان در شرايط خوگيري به سرما، محتواي آب طوقه و برگ رو به كاهش نهاد، در همين راستا، همبستگي بالايي بين تحمل سرما و افزايش محتواي فروكتان در طوقه ملاحظه گرديد، به طوري كه سطوح افزايش فروكتان متناسب با طول دوره اعمال تيمار سرما بود و اين روند افزايشي تا محدوده زماني تكميل نياز بهاره سازي تداوم مي يافت.

Frost tolerance of winter wheat depends primarily on a strong vernalization requirement, delaying the transition to reproductive phase. The responses of four bread wheat cultivars (Triticum aestivum L.) to low-temperatures were examined in controlled environment and field conditions. Prolonged cold treatment accelerated the transition to reproductive development in winter wheats (cv. Norstar and cv. Shahryar) and facultative wheat (cv. Alvand), but not in a spring wheat (cv. Kavir). Exposure to low temperatures also enhanced frost tolerance of the winter and facultative wheats. Maximum frost tolerance was achieved around the point where further cold treatment caused no additional acceleration of flowering time; the vernalization saturation point.This greatest frost tolerance potential was observed in the winter wheat Norstar, which required the longest cold treatments to fulfill the vernalization response. The increased frost tolerance observed after exposure to low-temperatures (cold acclimation) was associated with reduced water but increased sugar content, and there was a strong association between frost tolerance and increased fructan content in the crowns. Fructan levels increased proportional to the length of cold treatment until the vernalization saturation point was reached. These data support the hypothesis that vernalization and cold acclimation pathways are interconnected in cereals and that the delay of floral development until spring is critical to allow acclimation to lowtemperatures during winter.