اثر باکتر ی های محرک رشد تولید کننده ACC-دآمیناز و ایندول استیک اسید بر فیزیولوژی رشد، عملکرد و تحمل تنش شوری گندم های تتراپلوئید

STUDENT

DEGREE

YEAR

This study investigated the effects of plant growth promoting bacteria (PGPB) on seed germination, growth, some physiological, biochemical and agronomic characteristics and salt tolerance of six tetraploid wheat genotypes, consisting of the hulled wheat (HW) and free-threshing wheat (FTW) groups under laboratory, green house and field conditions. In the germination study, progressive salt concentration led to decreases in germination percent and rate, seedling fresh and dry masses, shoot and root length and root number. Inoculation with PGPB starins led to suppression of germination percent and rate, though it led to improve in seedling growth in non-saline condition. In green house study, salinity led to decrease in shoot and root fresh mass, shoot and root dry mass, root length, leaf area, root and shoot K + concentration, F v /F m , catalase (CAT), peroxidase (POX) and ascorbate peroxidase (APX) activity and membrane stability index (MSI) of tetraploid wheat, while it increased chlorophyll (Chl) a, b, total and carotenoids concentrations, soluble carbohydrates, proline, shoot and root Na + and malondialdehyde (MDA) concentrations. The degree of depression in shoot growth in two types of wheat was not different, though shoot Na + /K + of the HW was greater than the FTW. Inoculation with P. flourecsens 550 was found to be beneficial in increasing shoot dry mass and mitigating the adverse effects of salinity on tetraploid wheat. When two tetraploid wheat genotyps subjected to severe salinity in the field, their LAI, Chl a, b, total and carotenoids concentrations, K + concentration, CAT, POX and APX activity, MSI, grain yield/m 2 , grains/spike, spikes/m 2 , 1000-grain weight, dry mass and harvest index decreased, while the concentration of proline, soluble carbohydrates, Na + and MDA increased. Salinity adversely affected the latter traits in the Joneghan HW genotype and Yavaroos FTW genotype in, almost, a same manner and proportion, except for dry mass and harvest index, proving that the hulled tetraploid wheat is not notably different from the durum wheat in its response to salinity. P. putida UW3 appeared to leave mitigative effects at 200 mM NaCl concentration. These findings suggested that even though the HW type was more salt tolerance in the vegatative phase, it was more salt sensitive than the FTW type in the reproductive phase. PGPB efficacy in mitigating salt stress in tetraploid wheat was found to be salt level- and bacterial strain-specific.

آزمایش حاضربه منظور ارزیابیتحمل شوری ژنوتیپ های مختلف گندم تتراپلوئید( Triticum turgidum .) متعلق به دو گروه پوشینه دار و بدون پوشینه، شناسایی مکانیسم های موثر در تحمل شوری، تاثیر باکتری های محرک رشد بر رشد و فیزیولوژی تحمل شوری این گیاهان، طراحی و در سه مرحله ی آزمایشگاهی، گلدانی و مزرعه ای اجرا شد. آزمایش جوانه زنی در اتاقک رشد و با استفاده از محلول های نمک طعام در چهار سطح هدایت الکتریکی (0/0، 5/2، 0/5 و 5/7 دسی زیمنس بر متر)، پنج سطح باکتری (UW3،UW4 ،550، 57 و شاهد) و شش ژنوتیپ گندم تتراپلوئید (جونقان، خویگان و سینگرد از گروه پوشینه دار و استاگاتا، شوآ و یاواروس از گروه بدون پوشینه) بهصورتفاکتوریلسه عاملی درقالبطرحکاملاتصادفیوباسهتکرار انجام شد. با تشدید شوری درصد و سرعت جوانه زنی، وزن تر و خشک ریشه چه و ساقه چه، طول و تعداد ریشه چه کاهش یافت. ژنوتیپ جونقان حساس ترین و یاواروس متحمل ترین ژنوتیپ در مرحله ی جوانه زنی و رشد گیاهچه به شوری معرفی شدند. تلقیح با کلیه سویه ها درصد و سرعت جوانه زنی را کاهش داد، هر چند که خصوصیات رشد گیاهچه را بهبود بخشید. سویه 57 موثرترین سویه در بهبود رشد گیاهچه معرفی شد. شوری منجر به کاهش وزنخشکریشهوبخشهوایی،طولریشه،سطحبرگ، کارآیی کوانتومیفتوسیستم 2،غلظتپتاسیمبرگوریشه،فعالیتآنزیم هایکاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز وشاخصپایداریغشا شد.با این حال غلظتکلروفیلa،b وکل،کارتنوئید،غلظتقندهایمحلول،پرولین،سدیمبرگوریشهومالوندآلدئیددر اثر شوری افزایش یافت . اگرچه وزن خشک بخش هوایی گروه بدون پوشینه کمتر از پوشینه دار بود، وزن خشک بخش هوایی هر دو گروه به یک میزان متاثر از شوری شد. به رغم آن که شوری منجر به افزایش بیشتر K + /Na + ،Ca +2 /Na + بخش هوایی، پراکسیداسیون لیپیدها و آسیب به غشاهای سلولی گروه پوشینه دار شد، غلظت کلروفیل در این گروه بالاتر بود و همچنین از طریق افزایش غلظت پرولین تنظیم اسمزی موثرتری نیز داشت که از افت عملکرد ماده خشک جلوگیری کرد. موثرترین سویه در تقویت رشد بخش هوایی در شرایط غیرشور، سویه 57 و در شرایط شور سویه 550 بود. به نظر می رسد باکتری های محرک رشداز یک طرف با افزایش غلظت کلروفیل، کارایی کوانتومی فتوسیستم 2 و پایداری غشا و از طرف دیگر با کاهش غلظت قندهای محلول و پرولین، جذب سدیم و Na + /K + وNa + /Ca +2 منجر به افزایش رشد گیاه در شرایط غیر شور و کاهش اثرات شوری بر رشد گیاه شدند. به نظر می رسد به رغم آن که ژنوتیپ های پوشینه دار از نظر صفات فیزیولوژیک تحمل تنش ضعیف تر از گروه بدون پوشینه بودند، در حفظ عملکرد ماده ی خشک تحت شرایط شور مشابه گروه بدون پوشینه بودند که احتمالا ناشی از تحمل بافت این گروه بود. همچنین باکتری های محرک رشد قادر به تخفیف اثرات شوری بر گیاه بودند. در آزمایش مزرعه ای که به صورت کرت های خرد شده فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار اجرا شد، اثرات سه سطح شوری (شاهد، 100و200 میلی مولارنمکطعام) و چهار سطح باکتری (شاهد،UW3،550و 57) روی دو ژنوتیپ گندم تتراپلوئید (جونقان از گروه پوشینه دار و یاواروس از گروه بدون پوشینه) بررسی شد. با افزایش سطح شوری غلظت کلروفیل a، b و کل، کارتنوئید، پتاسیم، فعالیت کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز، پایداری غشا، عملکرد دانه، تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت کاهش یافت. با این حال غلظت پرولین، قندهای محلول، سدیم نسبت Na + /K + و غلظت مالون دآلدئید با تشدید شوری افزایش یافت. درصد کاهش سطح برگ، غلظت پتاسیم، فعالیت کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز، پایداری غشا، عملکرد دانه، تعداد دانه در سنبله، تعداد سنبله در متر مربع و شاخص برداشت با تشدید شوری در ژنوتیپ جونقان بیشتر از یاواروس بود در حالی که درصد کاهش غلظت کلروفیل کل، کارتنوئید، وزن هزار دانه و عملکرد بیولوژیک در ژنوتیپ یاواروس بیشتر بود. همچنین درصد افزایش غلظت پرولین، سدیم، نسبت Na + /K + و غلظت مالون دآلدئید با افزایش شوری در جونقان بیشتر از یاواروس بود. تعداد سنبله در متر مربع، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه و شاخص برداشت در ژنوتیپ یاواروس بیشتر از جونقان بود و کمتر تحت تاثیر شوری قرار گرفت، در حالی که وزن هزار دانه و عملکرد بیولوژیک در جونقان بیشتر از یاواروس بود و با تشدید شوری کاهش کمتری یافت. سویه ی 57 بیشترین تاثیر بر افزایش عملکرد بیولوژیک در شرایط شور و غیر شور را داشت. این سویه از طریق افزایش غلظت کلروفیل و ممانعت از فزایش نسبتNa + /K + منجر به افزایش عملکرد بیولوژیک شد. سویه های 550، 57 و UW3به ترتیب منجر به افزایش 68، 10 و 24 درصدی عملکرد دانه در شرایط غیر شور، شوری متوسط و شوری شدید شدند.