SUPERVISOR
Bahram Baninasab,Parviz Ehsanzadeh,Cyrus Ghobadi
بهرام بانی نسب (استاد مشاور) پرویز احسان زاده (استاد مشاور) سیروس قبادی (استاد راهنما)
STUDENT
Hamidreza Mehri
حمیدرضا مهری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Differential Response of Four Iranian Grapevine Genotypes to PEG-Induced Water Stress under In vitro Conditions
Grapevine is one of the important small fruit crops in Iran and other parts of the world that in terms of food and pharmaceutical is of more importance. This plant has a wide ecological range of adaptability that can be seen from equator to the north and south regions of the earth. Grapevine by deep roots and mechanisms of tolerance, able to endure somewhat abiotic stresses (drought and salinity). In recent years, low rainfall and low water availability for agriculture has led to the identification and selection of genotypes and tolerant cultivars. One method of evaluation and selection of drought tolerant cultivars is the use of in vitro techniques that simulate controlling environmental stressors in vitro and pave the way, to more concisely study plant responses to drought stress. The present study was carried out in frame of factorial (5 x 4) completely randomized design with three replicates to investigate the responses of four Iranian grape genotypes “Askari”, “keshmeshi Ghermez Qazvin ”, “Yaqooti sefid” and “Shahani”) to deficit water stress, induced by polyethylene glycol (PEG) in in Vitro conditions. Micro-cuttings with length of 1 -1.5 cm of grapevine genotypes were prepared, disinfested and planted in the MS stock medium supplemented with 0.7 mg indole butyric acid (IBA). After rooting, microcuttings were transferred to MS medium containing various percent of polyethylene glycol (0, 3, 6, 9 and 12). Results showed significant reduction in all measured vegetative parameters including fresh and dry weight of shoot and root, shoot length, number of nodes per shoot and leaf area exposed to different levels of drought treatments. There were significant differences in the vegetative characteristics of the genotypes under study. The highest mean of the fresh weight of the shoot was related to genotype (Yaqooti sefid) and the lowest one to genotype (Askari), respectively. The shoot length of the Askari and Yaqooti Sefid genotypes was more in comparison with other two genotypes Ghermez Qazvin and “Shahani. Askari genotype had the highest leaf area, while Yaqooti had the lowest one. The highest mean of the root fresh weight was observed in Shahani genotype. In terms of root dry weight; there was no any significant difference among the genotypes. All the physiological parameters, like relative water content, leaf proline content, lipid peroxidation(MDA content) and ion leakage were affected by drought treatments. With increasing drought levels, leaf relative water content decreased and ion leakage, proline and MDA, were increased. Askari genotype had the largest and more relative water content than other genotypes. There was no significant difference among other genotypes in this respect. Ghermez Qazvin and Yaqooti Sefid genotypes had the highest rate of ion leakage, while that was lowest for Shahani. The highest and lowest amounts of MDA were related to Shahani and keshmeshi Ghermez Qazvin genotypes, respectively. Activities of antioxidant enzymes are also significantly affected by different levels of osmotic potential, so that with increasing levels of PEG, increases in activity of catalase, peroxidase, and ascorbate peroxidase were observed in the genotypes under study. Shahani genotype indicated more antioxidant activity than other genotypes and Askari was the later one. There was a significant negative correlation among morphological growth parameters with proline, ion leakage, and amount of malondialdehyde (MDA) and the activity of antioxidant enzymes. With respect to the results of this study, particularly of the physiological parameters and activities of antioxidant enzymes, could be concluded that, genotypes Shahani, Keshmeshi Ghermez Qazvin and Yaqooti Sefid, and Askari showed more, less and moderate tolerance to water deficit stress, respectively.
انگور از ریز میوه های مهم در ایران و سایر نقاط جهان می باشد که از نظر غذایی و دارویی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این گیاه دامنه اکولوژیکی وسیعی دارد که می توان آن را از استوا تا نقاط شمالی و جنوبی کره زمین مشاهده نمود. انگور به واسطه ریشه های عمیق و مکانیزم های مقاومت قادر است تنش های غیر زنده (خشکی و شوری) را تا حدی تحمل نماید. کاهش بارندگی و کم شدن آب در دسترس برای کشاورزی در سالهای اخیر باعث شده است که پژوهش های کشاورزی به سمت شناسایی و انتخاب ژنوتیپ ها و ارقام مقاوم سوق داده شود. یکی از روشهای بررسی و انتخاب ژنوتیپ های مقاوم به خشکی استفاده از تکنیک درون شیشه ای میباشد. تکنیک های درون شیشه ای این امکان را فراهم می سازد که با شبیه سازی و کنترل سایر عوامل استرسزای محیطی بتوان با دقت بیشتری واکنش گیاهان را به تنش خشکی مورد بررسی قرار داد. پژوهش پیش رو به منظور بررسی واکنش چهار ژنوتیپ ایرانی انگور (عسگری، کشمشی قرمز قزوین، یاقوتی سفید و شاهانی) به تنش کم آبی ایجاد شده توسط پلی اتیلن گلیکول (0 و 3 و 6 و 9 و 12 درصد) در شرایط درون شیشهای به صورت آزمایش فاکتوریل (5×4 ) و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار طراحی و انجام شد. به منظور تهیه نمونه های گیاهی ریز قلمههایی از ژنوتیپ های مورد نظر تهیه و پس از ضدعفونی در محیط کشت پایه MS همراه با 7/. میلی گرم هورمون ریشه زایی ایندول بوتریک اسید کشت شد و پس از ریشه زایی ریز نمونه ها به محیط تیمار منتقل شدند. نتایج حاصل از پژوهش نشان از کاهش معنی دار بسیاری از فاکتورهای رویشی بررسی شده مانند وزنتر و خشک شاخه و ریشه، طول شاخه، تعداد گره در شاخه و سطح برگ در مواجه با سطوح مختلف پتانسیل اسمزی محیط داشت. همچنین اختلاف معنی داری در بین ژنوتیپهای مورد مطالعه در صفات رویشی مورد بررسی مشاهده شد. بیشترین میانگین وزنتر شاخه مربوط به ژنوتیپ یاقوتی سفید و کمترین میزان مربوط به ژنوتیپ عسگری بود. ژنوتیپهای عسگری و یاقوتی سفید میانگین طول شاخه بیشتری نسبت به دو ژنوتیپ قرمز قزوین و شاهانی داشتند. ژنوتیپ عسگری بیشترین سطح برگ و یاقوتی سفید کمترین این میزان را به خود اختصاص داده بودند. بیشترین وزنتر ریشه مربوط به ژنوتیپ شاهانی بود. بین ژنوتیپ های مورد مطالعه از لحاظ وزن خشک ریشه اختلاف معنی داری مشاهده نشد. صفات فیزیولوژیکی مورد بررسی مانند محتوی نسبی آب، میزان پرولین برگها، مقدار مالون دای آلدئید و نشت یونی نیز تحت تأثیر سطوح مختلف پتانسیل اسمزی قرار گرفتند. به طوری که با منفی تر شدن پتانسیل اسمزی محتوی نسبی آب برگها با کاهش روبرو شد و نشت یونی، میزان پرولین و مالون دای آلدئید افزایش پیدا کرد. ژنوتیپ عسگری بیشترین محتوی نسبی آب و بیشترین میزان پرولین را نسبت به سایر ژنو تیپهای مورد بررسی داشت. بین سایر ژنوتیپ های مورد مطالعه از این لحاظ اختلاف معنی داری وجود نداشت. دو ژنوتیپ قرمز قزوین و یاقوتی سفید دارای بیشترین میزان نشت یونی بودند و شاهانی کمترین این میزان را داشت. کمترین و بیشترین میزان مالون دای آلدئید به ترتیب مربوط به ژنوتیپهای شاهانی و کشمشی قرمز قزوین بود. فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان نیز به طور معنی داری تحت تأثیر سطوح مختلف پتانسیل اسمزی قرار گرفت، به گونهای که بامنفی تر شدن پتانسیل اسمزی، افزایش فعالیت آنزیمهای کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در ژنوتیپ های مورد مطالعه مشهود بود. ژنوتیپ شاهانی فعالیت آنتی اکسیدانی بیشتری نسبت به سایر ژنوتیپها از خود نشان داد و عسگری بعد از شاهانی قرار گرفت. در بررسی نتایج حاصل از همبستگی صفات مورد مطالعه، وجود همبستگی منفی و معنی دار بین پارامترهای مورفولوژیک رشد با میزان پرولین، نشت یونی، میزان مالون دای آلدئید و فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان مشاهده گردید. با توجه به نتایج بدست آمده از این پژوهش، به ویژه نتایج حاصل از شاخص های فیزیولوژیکی و فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان میتوان نتیجه گیری نمود که بین ژنوتیپ های مورد مطالعه ژنوتیپ شاهانی تحمل بیشتری به خشکی دارد، ژنوتیپ های قرمز قزوین و یاقوتی سفید تحمل کمتری داشتند و ژنوتیپ عسگری حد متوسطی از تحمل را نشان داد.