Skip to main content
SUPERVISOR
Bahram Baninasab,Cyrus Ghobadi,Mahdieh Gholami
بهرام بانی نسب (استاد راهنما) سیروس قبادی (استاد مشاور) مهدیه غلامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Bahramian
زهرا بهرامیان ریگکی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Influence of Putrescine and Spermidine on High Temperature Stress Injury in Strawberry
Heat stress due to increased temperature is an agricultural problem in many areas in the world. Transitory or constantly high temperatures cause an array of physiological and biochemical changes in plants such as photosynthesis dark respiration, membrane stability, mitochondrial respiration, and protein denaturation, which affect plant growth and development and may lead to a drastic reduction in economic yield. The development of methods to induce stress tolerance in plants is vital and still receives considerable attention. Approaches taken to develop stress-tolerant plants have included genetic engineering, traditional breeding, in vitro selection, and the use of growth regulators. Polyamines (PAs) such as putrescine (Put) and spermidine (Spd) are small biologically active molecules involved in various physiological processes and play an integral role under different environmental stress conditions. Strawberry ( Fragaria × ananassa ) is an important small fruit in most temperate climate. High temperature is anticipated become limiting factor for strawberry growing as global warming increases in the future. A greenhouse pot experiment was therefore conducted to test whether the application of Put and Spd can mitigate the deleterious effects of high temperature stress on vegetative development in ‘Paros’ strawberry plants. The treatments consisting of temperature at two levels (30 and 40 °C) and three dose of Put and Spd each at 0, 0.5, and 1.0 mM. The layout was as a 2× 5 factorial experiment in a complete randomized design with four replications and two plants per replication. The results showed that applications of Put and Spd significantly decreased injury rating valve in strawberry plants. Increasing temperature caused to decreasing relative water content, and to increasing leaf electrolyte leakage and prolin content in strawberry plant. Application of PAs significantly declined leaf electrolyte leakage, and increased relative water content (RWC) and prolin content in strawberry plant compared with the control. PAs also improved relative leaf chlorophyll (RLC) content and chlorophyll fluorescence ratio, and increased photosynthetic capacity under heat stress condition as compared with the control. Increasing temperature caused to decreasing leafprotein content. Application of PAs significantly increased leaf protein content compared with the control. With increasing temperature, catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, and superoxide dismutase activity were increased in strawberry leaves compared to the untreated control. PAs treatment increased enzymes activity in leaves. The highest enzymes activity were obtained from leaves of the plants treated with 1.0 mM Spd. Results showed that significant correlations existed between physiological indices, gas exchange parameters, and antioxidant enzymes activity. These correlations suggested that injury rating valve was negatively correlated with prolin content, RWC, RLC, chlorophyll fluorescence ratio, net photosynthesis, protein content and guaiacol peroxidase activity. Therefore, it could be concluded that PAs ameliorated the negative effects of injury caused by heat stress through preventing decreases in RWC, RLC, chlorophyll fluorescence ratio, net photosynthesis, and protein content. Keywords: Strawberry, Spermidine, Putrescine, High temperatures, Antioxidant enzymes, Physiological parameters and Photosynthetic parameters.
یکی از مهمترین فاکتورهای محیطی موثر بر رشد گیاه درجه حرارت می باشد. امروزه افزایش گازهای گلخانه ای و گرم شدن زمین یکی از مشکلاتی است که بسیاری از جنبه های حیات را تحت تاثیر خود قرار داده است . گیاهان نیز از این قاعده مستثنا نیستند و همین مساله اهمیت تنش دمای بالا را بیشتر آشکار می سازد. تنش دمای بالا با تاثیر بر جنبه های مختلف فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه یکی از عوامل مهم محدود کننده تولید محصولات کشاورزی در سراسر جهان محسوب می شود. توت فرنگی ( Fragaria × ananassa ) یکی از ریز میوه های مناطق معتدله است که به دمای بالا بسیار حساس می باشد. ترکیبات پلی آمینی به عنوان تنظیم کننده های رشد گیاهی نقش های مهم و حیاتی را در فرآیندهای متابولیسمی گیاهان ایفا می کنند. همچنین این ترکیبات قادرند اثرات تنش های محیطی از جمله تنش دمای بالا را در گیاهان کاهش دهند. بنابراین آزمایشی در شرایط گلخانه برای آزمودن اینکه آیا کاربرد اسپرمیدین و پوترسین می تواند اثرات مخرب تنش دمای بالا را بر رشد رویشی گیاهان توت فرنگی رقم پاروس کاهش دهد ترتیب داده شد. تیمارها در این آزمایش شامل 2 سطح دمایی ( 30 و 40 درجه سانتی گراد) و 3 غلظت اسپرمیدین و پوترسین (0، 5/0 و 0/1 میلی مولار) در نظر گرفته شد. طرح آزمایش به صورت فاکتوریل(5×2) در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار و هر تکرار شامل 2 گیاه بود. نتایج نشان داد که تحت شرایط دمای بالا شاخص خسارات ظاهری گیاه توت فرنگی با کاربرد اسپرمیدین و پوترسین به طور معنی داری نسبت به شاهد کاهش نشان داد. افزایش دما، میزان نشت یونی و محتوی پرولین را افزایش و محتوی رطوبت نسبی برگ را در توت فرنگی کاهش داد. کاربرد اسپرمیدین و پوترسین میزان نشت یونی برگ و محتوی پرولین را به طور معنی داری کاهش و محتوی رطوبت نسبی برگ را در مقایسه با شاهد افزایش داد. همچنین اسپرمیدین و پوترسین کلروفیل نسبی برگ و شاخص فلورسانس کلروفیل ( Fv/Fm ) را بهبود بخشیده و شاخص فتوسنتز را در مقایسه با گیاهان شاهد افزایش داد. افزایش دما سبب کاهش محتوی پروتئین کل شد وکاربرد اسپرمیدین و پوترسین در برگ ها منجر به افزایش محتوی پروتئین کل برگ نسبت به گیاهان شاهد شد. نتایج نشان داد افزایش دما سبب افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی از جمله کاتالاز، آسکوربات پروکسیداز، گایاکول پروکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز در برگ توت فرنگی شد. کاربرد اسپرمیدین و پوترسین نیز باعث افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان شد. مطابق نتایج حاضر همبستگی معنی داری میان شاخص های فیزیولوژیکی و سایر فاکتورها وجود دارد. همبستگی ها حاکی از این بود که شاخص خسارات ظاهری با محتوی پرولین، میزان رطوبت نسبی برگ، کلروفیل نسبی برگ، فلورسانس کلروفیل، فتوسنتز، محتوی پروتئین کل برگ و فعالیت آنزیم گایاکول پروکسیداز همبستگی منفی دارد. اما با آنزیم های آنتی اکسیدان از جمله کاتالاز، آسکوربات پروکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز و میزان نشت یونی همبستگی ندارد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که دو ترکیب اسپرمیدین و پوترسین اثرات نامطلوب تنش دمای بالا را از طریق جلوگیری از کاهش محتوی رطوبت نسبی برگ، کلروفیل نسبی برگ، شاخص فلورسانس کلروفیل، میزان فتوسنتز و محتوی پروتئین کل کاهش دادند. بنابراین کاربرد اسپرمیدین و پوترسین می تواند به عنوان یک ترکیب موثر در افزایش تحمل گیاهان به منظور کاهش اثرات سوء ناشی از تنش دمای بالا کاربرد عملی داشته باشد. کلمات کلیدی : توت فرنگی، اسپرمیدین، پوترسین، دمای بالا، آنزیم های آنتی اکسیدان، پارامترهای فیزیولوژیکی و پارامترهای فتوسنتزی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی