اثر سرماي ديررس شبانه بر اجزاي فتوسيستم دو در سه كلن شالك (Populus nigra L.)

Impacts of night late frost on photosystem II components of three black poplar (Populus nigra L.) clones

ارزيابي عملكرد فتوسيستم دو به‌عنوان پرانرژي‌ترين فتوسيستم كه قادر به شكستن آب و تأمين الكترون مورد نياز مرحله نوري فتوسنتز است، از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. سرماي ديررس كه به‌طور معمول در فصل رويش و در طول شب اتفاق مي‌افتد، با آسيب رساندن به اندام‌هاي در حال رشد گياه، موجب ضعف و حتي مرگ آنها مي‌شود. در اين پژوهش به‌منظور بررسي اثر سرماي ديررس شبانه بر اجزاي عملكردي فتوسيستم دو و برخي از ويژگي‌هاي فيزيولوژيكي مرتبط با آن، نهال‌هاي سه كلن شالك (Populus nigra L.) به‌مدت سه شب در معرض حداقل دماهاي شبانه 16، چهار، صفر و 20 درجه سانتي‌گراد قرار گرفتند. سپس نهال‌ها به‌مدت 14 روز در دماي بهينه به‌منظور بررسي توان احيا نگهداري شدند. داده‌ها با استفاده از مدل فاكتوريل با دو عامل كلن در سه سطح و حداقل دماي شبانه در چهار سطح به‌تفكيك براي مرحله تنش و احيا تجزيه و تحليل شدند. نتايج نشان داد كه عملكرد ماكزيمم و مؤثر فتوسيستم دو تحت تأثير كارايي كمپلكس تجزيه‌كننده آب و فعاليت مخزن پلاستوكوئينون در كلن‌هاي مختلف روند كاهشي متفاوتي را نشان داد، به‌نحوي‌كه كلن ايراني حساس‌تر از كلن‌هاي ديگر بود. اين تفاوت در ارتباط با محتواي قند محلول، پرولين، كلروفيل و نرخ نشت الكتروليت‌ها از غشاي سيتوپلاسمي بررسي شد. همچنين روند بهبودي كلن‌ها در دوره احيا مقايسه شد.

It is of crucial importance to assess the performance of the photosystem II efficiency, as the most powerful system in light reactions of photosynthesis that is able to provide required electron of system by splitting water. Late frost occurred mostly in growing season and during night in early spring often results in weakness and even death of plants. Therefore, selecting tolerant varieties is one of the most efficient methods to deal with late frost. Due to high diversity and wide dispersal, poplars significantly contribute to the worldwide supply of cellulosic resources. In order to investigate the effect of night late frost on functional component of photosystem II and a number of related physiological traits, seedlings of three clones of black poplar (Populus nigra L.) were exposed to the minimum night temperature of 16, 4, 0 and –20 °C for three nights. To assess the revival potential, seedlings were further maintained in optimum temperature for 14 days. Data were analyzed using a factorial model with two factors of clone and minimum night temperature for each step of the stress and revival. Results revealed that maximum and quantum yield efficiency of photosystem II in different clones has different reduction patterns according to the efficiency of water splitting complex and plastoquinon pool (PQ). Thus, Iranian clone was concluded to be more sensitive than other clones. This difference was discussed in association with total soluble sugar, proline and chlorophyll concentration and electrolyte leakage rate of cytoplasmic membrane. In addition, the recovery process of the clones in revival period was discussed.