بررسي پاسخ‌هاي فيزيولوژيك و بيان برخي ژن¬هاي دخيل در تحمل شوري و تغذيه روي گندم هاي پوشينه دار

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

زراعت

دكتري

عملكرد گياهان زراعي از جمله گندم، به عنوان غذاي اصلي بخش عمده‌اي از جهان، در مناطقي كه خاك شور يا آب¬ آبياري نسبتاً شور مي¬باشد، به صورت جدي تهديد مي‌شود. از طرفي كمبود روي (Zn) ناشي از دريافت ناكافي از رژيم غذايي، چالش تغذيه‌اي جهاني به‌ويژه در كشورهاي درحال‌توسعه است و غني‌سازي زيستي گندم با ريزمغذي روي كار تحقيقاتي با اولويت بالا است. مطالعه حاضر به ارزيابي ژنوتيپ‌هاي پوشينه¬دار (باستاني) و اصلاح شده بدون پوشينه (مدرن) گندم از نظر پاسخ¬هاي زراعي، فيزيولوژيك و مولكولي به تنش شوري و همچنين غني¬سازي روي دانه انجام شد. آزمايش اول به‌صورت گلداني در فضاي باز با دوره رشد كامل در فصل زراعي 1397-1398براي غربالگري 18 ژنوتيپ گندم باستاني و مدرن در سه سطح شوري آب آبياري شاهد، 75 و 150 ميلي¬مولار نمك طعام با سه تكرار در مزرعه آموزشي تحقيقاتي چاه اناري دانشگاه صنعتي اصفهان انجام شد (فاكتوريل بر پايه طرح كاملاً تصادفي). نتايج مقايسات ميانگين نشان داد كه شوري باعث افزايش معني¬دار غلظت سديم، غلظت پرولين و فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني شد. از طرفي كاهش RWC، غلظت پتاسيم و رنگيزه¬هاي فتوسنتزي در پاسخ به تيمارهاي شوري 75 و بويژه 150 ميلي¬مولار رخ داد كه كاهش صفات رشد و عملكرد موردبررسي را به دنبال داشت. آزمايش دوم در شرايط مزرعه¬ در دو فصل زراعي 1398-1399 و 1399-1400 در دو محيط با آبياري غير شور و شوري 150 ميلي¬مولار نمك طعام اجرا شد. ضمن اينكه در هر محيط، دو سطح محلول‌پاشي 0 و 4 گرم در ليتر سولفات روي (ZnSO4.7H2O) و ده ژنوتيپ منتخب از آزمايش اول با سه بلوك در مزرعه آموزشي تحقيقاتي لورك نجف‌آباد اجرا شد (اسپليت پلات-فاكتوريل بر پايه طرح بلوك¬هاي كامل تصادفي). نتايج مقايسات ميانگين نشان داد كه شوري باعث افزايش معني¬دار غلظت سديم، غلظت پرولين، محتواي پراكسيد هيدروژن (H2O2) و مالون دي آلدهيد (MDA)، فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني كاتالاز، پراكسيداز، آسكوربات پراكسيداز و سوپراكسيد ديسموتاز و برخي صفات كيفي شد. از طرفي شوري باعث كاهش RWC، غلظت پتاسيم و رنگيزه¬هاي فتوسنتزي و مساحت و وزن برگ پرچم شد كه نهايتا كاهش رشد و عملكرد را به دنبال داشت. محلولپاشي روي باعث تقويت اغلب صفات فيزيولوژيك، زراعي و كيفي موردبررسي بويژه در محيط شور شد. آزمايش سوم به صورت هيدروپونيك در محيط كنترل شده گلخانه كه چهار ژنوتيپ منتخب از مطالعات قبلي در شوري 150 ميلي¬مولار نمك طعام در سه تكرار جهت بررسي بيان ژن¬هاي مرتبط با هموستازي يوني در بستر پرليت اجرا شد (فاكتوريل بر پايه طرح كاملاً تصادفي). نتايج نشان داد كه در مواجهه با شوري، بيان نسبي ژن¬هاي دخيل در تحمل شوري SOS1 و NHX1 افزايش يافت. رقم هگزاپلوئيد بيان ژن¬ SOS1 (حساسيت زياد به شوري) و رقم تتراپلوئيد بيان ژن NHX1 (انتقال سديم به درون واكوئل) را بيشتر افزايش دادند. طبق نتايج، برخي ارقام باستاني در مقايسه با ساير ارقام پتانسيل تحمل شوري بالاتري بواسطه داشتن مكانيسم¬هاي فيزيولوژيك و مولكولي (برقراري هموستازي اسمزي، يوني و ردوكس) نشان دادند. در بخش ارزيابي خصوصيات كيفي دانه مشخص شد كه ژنوتيپ‌هاي گندم باستاني بويژه ايمرها در مقايسه با ژنوتيپ‌هاي مدرن داراي كيفيت دانه مطلوب¬تري از نظر محتواي پروتئين و روي دانه، سختي دانه، محتواي گلوتن، شاخص گلوتن و ميزان جذب آب بودند. بنابراين ارقام باستاني ايمر ايراني از مجموع صفات مطلوبي براي سازگاري با شرايط محدودكننده رشد محيطي از جمله شوري و كمبود ريزمغذي روي برخوردار بودند كه مي¬توان آن¬ها را براي مصارف خاص مانند توليد محصول ارگانيك در خاك¬هاي حاشيه¬اي و فقير كشت و كار كرد يا در برنامه¬هاي اصلاحي به عنوان والد داراي عملكرد دانه كم ولي متحمل به شوري و داراي كيفيت دانه مطلوب با والدهاي مدرن داراي عملكرد دانه بالا ولي حساس به شوري و كيفيت پايين دانه تلاقي داد.

230248

زراعت

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان