اثر تنش شوري بر اجزاي فتوسنتزي چغندرقند در شرايط گلخانه و مزرعه

Effect of salt stress on photosynthetic components of sugar beet under greenhouse and field conditions

اندازه‌گيري ميزان كلروفيل و فلورسانس كلروفيل داراي پتانسيل لازم براي آناليز كارايي فتوسنتز گياهان در برابر تنش‌هاي محيطي به ويژه تنش شوري بوده و كاربرد آسان آن، مطالعه وضعيت تنش‌ها را تسهيل مي‌نمايد. به منظور بررسي واكنش صفات مربوط به دستگاه فتوسنتزي نسبت به تنش شوري در مراحل مختلف رشد ژنوتيپ‌هاي چغندرقند، دو آزمايش مجزا طراحي و اجرا شد. شش ژنوتيپ چغندرقند تحت دو تيمار اولي بدون تنش (شاهد) و دومي شوري با هدايت الكتريكي 16 دسي زيمنس بر متر در گلخانه و مزرعه ارزيابي شدند. نمونه‌گيري در گلخانه طي مراحل چهار برگي و استقرار (هشت برگي) و در مزرعه طي مراحل رشد برگي (16 برگي) و مرحله رسيدگي فيزيولوژيك (40 برگي) انجام شد. در مراحل نمونه‌گيري كارايي فتوسيستم II، متغيرهاي تبخير و تعرق، هدايت روزنه‌اي، فتوسنتز، تنفس و مقادير كلروفيل a و b اندازه‌گيري شد. بيشترين اثر شوري از نظر صفات فتوسنتزي در مراحل مختلف رشد در مرحله دوم رشد چغندرقند (8 تا 10 برگي يا استقرار) مشاهده گرديد. همبستگي معني‌داري بين ميزان تعرق برگي، هدايت روزنه‌اي و كل مقدار كلروفيل با عملكردهاي ريشه و قند مشاهده شد. در تيمار شوري طي مرحله اول رشد با كاهش فلورسانس اوليه و عدم تاثير روي فلورسانس حداكثر، كارايي فتوسيستم II افزايش يافت اما در مرحله استقرار گياه كاهش كليه پارامترهاي فلورسانس كلروفيل، باعث كاهش معني‌دار كارايي فتوسيستم II گرديد كه اين امر موجب آسيب به ساختار فتوسنتزي گياه و كاهش مقدار كل كلروفيل و كلروفيل a و b شد. تحمل ژنوتيپ 7219 نسبت به شوري با كاهش تعرق و هدايت روزنه‌اي همراه بود اما دو ژنوتيپ BP Karaj و 7233 p.29*MSC2 با كاهش تعرق و افزايش فلورسانس كلروفيل نسبت به شوري تحمل نشان دادند. ژنوتيپ 452 نسبت به شوري حساس بود و هيچ يك از مكانيزم‌هاي تحمل به تنش شوري در آن مشاهده نشد. در نهايت مشخص گرديد كه علاوه ‎بر اين كه ژنوتيپ‎هاي مختلف چغندرقند مكانيزم متفاوت فيزيولوژيكي براي تحمل به تنش شوري دارند، مراحل مختلف رشد نيز در بروز واكنش فيزيولوژيك تاثيرگذار است. بنابراين در غربال ژنوتيپ‎ها مكانيزم‎هاي فيزيولوژيكي تحمل به تنش در مراحل مختلف رشد نيز حايز اهميت مي‎باشد.

Determination of chlorophyll content and chlorophyll fluorescence has the potential needed to analyze the efficiency of photosynthesis in plants against environmental stresses, especially salinity, and its simplicity facilitates stress evaluation. In order to study the response of different photosynthetic characters to salinity stress at different sugar beet growth stages, two separate experiments were designed and conducted. Six sugar beet genotypes were evaluated under two treatments including non-stress (control) and salinity with 16 dsm-1 electrical conductivity in the greenhouse and field conditions. Samples were collected at four and eight- leaf (establishment) stages in the greenhouse and at leaf development (16-leaf) and physiological maturity (40- leaf) stages in the field. Photosystem (II) efficiency, evapotranspiration, stomatal conductance, photosynthesis, respiration, and chlorophyll a and b content were measured at sampling stages. The highest impact of salinity on photosynthetic traits at various growth stages was observed at the second growth stage (8- 10- leaf or establishment stage). Leaf transpiration rate, stomatal conductance, and total chlorophyll content had significant correlation with root and sugar yield. During the early stage of sugar beet growth in the salinity treatment, with reduction in initial fluorescence and without influence on maximum fluorescence, the photosystem (II) efficiency increased but during the establishment stage, reduction in all chlorophyll fluorescence parameters resulted in significant decrease in photosystem (II) efficiency which caused damage to photosynthetic system and reduction in total content of chlorophyll a and b. Salinity tolerance of genotype 7219 was accompanied by a decrease in transpiration and stomatal conductance but genotypes BP Karaj and 7233- p.29*MSC2, displayed tolerance to salinity by transpiration reduction and chlorophyll fluorescence increase. Genotype 452 was susceptible to salinity stress and showed no salinity tolerance mechanism. Finally, it was shown that in addition to genotype, different growth stages are effective on salinity stress tolerance. In genotype selection, physiological mechanisms of stress tolerance in various growth stages are also important.