تاثیر تنش خشکی بر ویژگی‌های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی برخی گونه های گل سوسن

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه محقق اردبیلی.دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی. گروه علوم باغبانی و فضای سبز

2 باغبانی دانشگاه محقق اردبیلی فیزیولوژی و اصلاح گل

3 هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی

4 هیات علمی گروه علوم باغبانی

5 دانش آموخته رشته علوم باغبانی و فضای سبز دانشگاه محقق اردبیلی.

چکیده

سابقه و هدف: تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان در جهان می‌باشد و متداول‌ترین تنشی است که بخش بیشتری از اراضی جهان را تهدید و باعث کاهش محصولات مختلف می‌شود. تنش‌های محیطی باعث تغییراتی در رشد و نمو گیاهان داروئی، مقدار و کیفیت مواد مؤثره آنها می‌شود که این ترکیبات گیاهان را در مقابل عوامل مزاحم خارجی و همچنین شرایط نامساعد محیطی حفاظت می‌کند تا گیاهان بتوانند به حیات خود ادامه دهند. استفاده از شیوه‌های کشت بافت گیاهان در شرایط آزمایشگاهی نسبت به کشت‌های مزرعه‌ای، محیط کنترل شده‌ای را برای مطالعات فیزیولوژیکی از قبیل اثرات تنش خشکی با استفاده از گیاهان فراهم کرده است تا با مدیریت عوامل محیطی بتوان به حداکثر محصول دست یافت.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در قالب طرح کاملاً تصادفی در آزمایشگاه کشت بافت و بیوتکنولوژی دانشگاه محقق اردبیلی به منظور غربال‌گری درون شیشه‌ای سه گونه گل سوسن نسبت به تنش خشکی انجام گردید. فلس‌های سوخک‌ درون‌شیشه‌ای tsingtauense .L، L. regale و L. ledebourii در محیط کشت پایه MS حاوی غلظت‌های مختلف پلی‌اتیلن‌گلیکول6000 (0، 5، 10، 20 و 40 گرم در لیتر) کشت گردید پس از دو ماه شاخص‌های مورفولوژیکی گیاهچه‌های باززایی شده از قبیل ارتفاع گیاهچه، طول و تعداد برگ، تعداد سوخک، تعداد ریشه و وزن تر و همچنین شاخص‌های بیوشیمیایی مانند میزان پرولین، کربوهیدرات‌های محلول، فنل، فلاونوئید، آنتوسیانین، کلروفیل و کاروتنوئید در هر یک از تیمارها بصورت جداگانه اندازه‌گیری و مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: در پژوهش حاضر از بین سه گونه گل سوسن فقط L. regale برگ تولید کرد نتایج نشان داد که ارتفاع گیاهچه، تعداد و طول برگ، تعداد سوخک و تعداد ریشه و وزن تر گیاهچه‌ها با افزایش تنش خشکی کاهش یافت. بیشترین تعداد سوخک از L. ledebourii، بیشترین تعداد ریشه از L. regale و بیشترین وزن تر از نمونه‌های tsingtauense.L بدست آمد. بیشترین مقدار فنل و کاروتنوئید از L. regale و بیشترین مقدار پرولین از L. ledebourii حاصل شد در حالی که tsingtauense.L نسبت به گونه های دیگر از فلاونوئید، آنتوسیانین و کلروفیل بیشتری برخوردار بود. طبق نتایج بدست آمده میزان پرولین، فلاونوئید و آنتوسیانین همبستگی مثبتی با میزان تنش خشکی داشت ولی بیشترین میزان کربوهیدرات‌های محلول و فنل از تیمار 10 ‌گرم در لیتر پلی‌اتیلن‌-گلیکول و بیشترین مقدار کاروتنوئید نیز از غلظت 5 گرم در لیتر پلی‌اتیلن‌گلیکول بدست آمد.
نتیجه‌گیری: در پژوهش حاضر تنش خشکی با کاهش طویل شدن و تقسیم سلولی و با تاثیر بر روی فرآیندهای مختلف فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و هورمونی شاخص‌های رشدی گیاهچه‌های گونه‌های گل سوسن را کاهش داد در حالی که میزان شاخص-های بیوشیمیایی نسبت به شاهد در شرایط تنش خشکی تجمع پیدا کردند. افزایش پرولین، کربوهیدرات‌های محلول و متابولیت‌های ثانویه علاوه بر افزایش عملکرد محصول، نوعی ساز و کار تحمل به تنش خشکی بوده و شاخصی جهت ارزیابی مقاومت گیاه به تنش خشکی محسوب می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of drought stress on morphological and biochemical characteristics of some lily species

نویسندگان [English]

  • rezvan ahadi rad 1
  • Younes Pourbeyrami hir 2
  • Esmaeil chamani 3
  • Hassan Maleki Lajayer 4
  • Nouraddin Izadi 5
1 University of Mohaghegh Ardabili Faculty of Agriculture and Natural Resources Department of Horticulture and Landscape Sciences
2 Horticultural science Dep. Agriculture and natural resources Fac. Mohaghegh Ardabil University. Ardabil
3 Professor of Horticulture and Landscaping Department, university of, Mohaghegh Ardabili
4 Horticultural Dep.
5 graduate of horticultural and Landscaping sciences, University of Mohaghegh Ardabili
چکیده [English]

Background and objective: Drought stress is one of the most important factors limiting plant growth in the world and is the common stress that threatens most of the world and reduces crops. Drought stress are the most common stress that reduces agricultural yields. In some medicinal plants, the use of environmental stresses causes changes in the growth and development of medicinal plants and on the other hand causes changes in the amount and quality of their, effective materials which protect plants against external disturbances as well as unfavorable environmental conditions so that the plants can survive. Today, the use of plant tissue culture techniques in vitro has provided a controlled environment for physiological studies such as the effects of drought stress to achieve maximum yield with more management of environmental factors.
Material and Methods: This study was carried out in a completely randomized design in the tissue culture and biotechnology laboratory of university of mohaghegh ardabili for in vitro screening of three species of lily for drought stress. In vitro bulblet scales of L. tsingtauense, L. regale and L. ledebourii in MS medium containing different concentrations of polyethyleneglycol 6000 (0, 5, 10, 20 and 40 g/l) was cultured. After two months, morphological characteristics of regenerated plantlets such as plantlets height, leaf length and number, number of bulblets, number of roots and fresh weight, as well as biochemical parameters such as proline, soluble carbohydrates, phenol, flavonoid, anthocyanin, chlorophyll and carotenoid were measured and evaluated separately in each of the treatments.
Results: In the present study, among the three species of lily, only L. regale produced leaves. The results showed that the plantlet height, number and length of leaf, number of bulblet and number of root and fresh weight of plantlet decreased with increasing drought stress. The highest number of bulblet was obtained from L. ledebourii, the highest number of root was obtained from L. regale and the highest fresh weight was obtained from L. tsingtauense samples. The highest amount of phenol and carotenoid was obtained from L. regale and the highest amount of proline was obtained from L. ledebourii, while L. tsingtauense had more flavonoid, anthocyanin and chlorophyll than other species. According to the results, the levels of proline, flavonoids and anthocyanin had a positive correlation with drought stress, but the highest amount of soluble carbohydrates and phenol from the treatment of 10 g/l PEG and the highest amount of carotenoid from the concentration of 5 g/l PEG was obtained.
Conclusion: In the present study, drought stress by reducing elongation and cell division and by affecting various physiological, biochemical and hormonal processes reduced the growth indices of lily plantlet species, While the amount of biochemical parameters compared to the control accumulated under drought stress conditions. Increasing proline, soluble carbohydrates and secondary metabolites, in addition to increasing crop yield, is a mechanism of drought tolerance and is an indicator for assessing plant resistance to drought stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lily
  • Drought Stress
  • Polyethyleneglycol
  • Proline