SUPERVISOR
Parviz Ehsanzadeh,Ahmad Arzani
پرویز احسان زاده (استاد راهنما) احمد ارزانی (استاد مشاور)
STUDENT
Samira Fatolahi chaleshtori
سمیرا فتح اللهی چالشتری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
The Effect of Water Salinity on Some Physiological Characteristics and Dry Matter Production of Flax in Vegetative Phase
Soil and water salinity is a major constraint in arid and semi-arid regions, lowering plant growth and productivity due to negative effects on plant physiological processes. Areas with saline and sodic soils are expanding in Iran, nearly 12.5% of agricultural soils of the country already are suffering from salinity. In order to study the impact of water salinity on physiological characteristics and dry matter production of some flax genotypes, a 4-replicate factorial randomized complete block pot experiment was conducted in Research Green House, College of Agricultur, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran on 2012. Salinity consisted of four levels: 0 (control), 35 (low salinity), 70 (intermediate salinity) and 105 (severe salinity) mM of NaCl and genotypes consisted of C 1 , C 2 , C 3 , B, 33 and Khorasan. Leaf chlorophyll (chl) and carotenoid content, proline and soluble carbohydrate content of plant leaf and root and activity of Catalas (CAT), Ascorbate Peroxidase (APX) and Glutation Peroxidas (GPX) in plant areal parts at flowering stage along with plant dry matter (DM) production were measured. Mean plant height at flowering decreased with increase in salinity, though the decrease was genotype–dependent, B indicating the smallest decrease among genotypes studiedin this experiment. Genotypes C 2 and C 3 indicated greatest decreased in plant height among genotypes studiedin this experiment. Severe water salinity led to 36.71, 33.30, 36.28, 2.89, and 60.69% decreases in chl a, chl b, chl total, chl a/chl b and carotenoid, respectively. Mean proline content of plant leaf and root increased by 6.35- and 1.54-fold under 105 mM, compared to the control, respectively. Genotypes C 3 and 33 indicated the greatest (6.4-fold) and smallest (2.8-fold) increases in leaf prolin content, respectively. Khorasan and 33 indicated the greatest increases (3.81 -and 3.8-fold, respectively) and B the smallest (1.22-fold) incease in leaf soluble carbohydrate content. While mean antioxidant activities increased with salinity, the greatest mean enzymes activities were detected with the intermediate salinity level, compared to the low and severe levels of NaCl salt. In contrast to the rest of genotypes, genotype Khorasan and 33 indicated increases in their CAT, APX and GPX activities with severe salinity, compared to the intermediate salinity. Mean plant DM at flowering decreased with increase in salinity, though the decrease was genotype–dependent, Khorasan indicating the smallest decrease among genotypes studiedin this experiment. It could be concluded that flax suffers from NaCl even with intermediate water salinity, due to its negative effects on physiological attributs. Flax genotypes differ in terms of their DM production under salinity. Since Khorasan and 33 indicated the smallest decreases in DM under severe salinity, therefor, they seem to be more resistant to the NaCl salinity at least at their vegetative growth stage. The resistance of the latter genotypes could be attributed, at least in part, to their ability to increase or to keep constant the activity ofCAT, APX and GPX under severe saline conditions. Key Word : Flax, NaCl, Soluble Carbohydrate, Antioxidant, Dry Matter
شوری آب یا خاک یکی از مهم ترین تنش ها در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد که به شدت رشد گیاهان را از طریق تاثیر بر فرایند های فیزیولوژیک محدود می کند. زمین های با خاک شور و قلیایی به طور گسترده بویژه در نواحی خشک ونیمه خشک کشور درحال گسترش می باشد، به طوریکه نزدیک به 5/12 درصد از زمین های کشاورزی در ایران تحت تاثیر شوری می باشد. از اینرو به منظور بررسی تاثیر شوری آب بر برخی صفات فیزیولوژیک و تولید ماده خشک ژنوتیپ های بزرک، آزمایشی به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان در سال 1390 اجرا گردید. در این آزمایش چهار سطح شوری به میزان 0(شاهد)، 35 (شوری خفیف)، 70 (شوری متوسط) و 105 (شوری شدید) میلی مولار نمک طعام خالص (NaCl) به عنوان یک فاکتور و شش ژنوتیپ بزرکشامل C 1 ،C 2 ،C 3 ، B، خراسان و 33 به عنوان فاکتور دیگر در نظر گرفته شدند. پارامترهای غلظت کلروفیل، غلظت کاروتنوئید، غلظت پرولین برگ و ریشه، غلظت کربوهیدرات های محلول برگ و ریشه، میزان فعالیت آنتی اکسیدانت های آنزیمی کاتالاز (CAT)، آسکوربات پراکسیداز (APX) و گلوتاتیون پراکسیداز (GPX) اندام هوایی ژنوتیپ های بزرک در مرحله ی گلدهی در برگ هایجوان و توسعه یافته و وزن خشک گیاه تا مرحله گلدهی هر واحد آزمایشی اندازه گیری شد. شوری 105 میلی مولار در بزرک به ترتیب منجر به کاهش 71/36، 3/33، 28/36، 89/2، 69/60 درصدی غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، نسبت کلروفیل a/b و کاروتنوئید شد. میانگین محتوای پرولین برگ و ریشه ژنوتیپ های بزرک با افزایش شوری افزایش یافت و بیشترین افزایش در میانگین میزان پرولین برگ و ریشه در سطح شدید شوری و به ترتیب به میزان 35/6 و 54/1 برابر سطح شاهد مشاهده شد. و در این میان بیشترین و کمترین افزایش به ترتیب در ژنوتیپ هایC 3 (4/6 برابر) و 33 (8/2 برابر) مشاهده شد. با افزایش شوری از سطح شاهد به سطح 105 میلی مولار،میانگین غلظت کربوهیدرات های محلول برگ و ریشه افزایش یافت و ژنوتیپ خراسان بیشترین (81/3 برابر) و ژنوتیپ C 3 کمترین (97/1 برابر سطح شاهد) میزان افزایش در غلظت کربوهیدرات های محلول برگ را در سطح اخیر شوری دارا بودند. با افزایش شوری میانگین میزان فعالیت تمامی آنزیم های آنتی اکسیدانتی نسبت به شاهد فزایش یافت و میانگین این افزایش در سطح شوری 70 میلی مولار بیشتر از سطوح 35 و 105 میلی مولار بود. اگرچه در بقیه ی ژنوتیپ ها فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت با عبور از سطح 70 و رسیدن به 105 میلی مولار NaCl دچار کاهش شد ولی در دو ژنوتیپ خراسان و 33 فعالیت این آنزیم ها تا سطح 105 میلی مولار افزایش نشان داد. میانگین وزن خشک بوته با تشدید شوری کاهش پیدا کرد ولی میزان این کاهش بستگی به ژنوتیپ داشت و ژنوتیپ خراسان کمترین کاهش را در این ارتباط نشان داد. از نتایج مطالعه ی حاضر می توان چنین نتیجه گیری نمود که حتی سطوح متوسط شوری نیز بر صفات فیزیولوژیک، رشد و تولید ماده ی خشک بزرک تاثیر منفی بر جای می گذارند. بعلاوه شدت تاثیر شوری بر بزرک تابع ژنوتیپ می باشد و در میان ژنوتیپ های مورد مطالعه ژنوتیپ هایی مانند خراسان و C 3 که کاهش کمتری را در تولید ماده خشک نشان دادند ظاهراً از مقاومت بیشتری به شوری آب ناشی از افزایش NaCl برخوردار هستند. همچنین حداقل بخشی از مقاومت ژنوتیپ های اخیر را میتوان به حفظ یا افزایش سطح فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت تحت شرایط تنش شدید شوری نسبت داد. کلمات کلیدی: بزرک،شوری، کربوهیدرات های محلول، آنزیم های آنتی اکسیدانت، ماده خشک