SUPERVISOR
امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد مشاور) ایوبعلی قاسمی (استاد مشاور) بهرام بانی نسب (استاد راهنما)
STUDENT
Simin Mohammadi
سیمین محمدی جانبازلو
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
TITLE
Evaluation of Quince, Pear and Crataegus Rootstock Tolerance to Fe-deficiency Stress in Soilless Culture
Iron (Fe) is one of the most important element in mineral nutrition of higher plants. High concentration of bicarbonate (HCO - 3 ) in the soil solution is acknowledged as the major factor inducing Fe deficiency in plants grown in calcareous soils. The presence of high levels of bicarbonate buffers the circulating soil solution to pH values ranging between 7.5 and 8.5, drastically reducing Fe solubility and availability. Under these conditions fruit yield and fruit quality of tree is depressed. Many fruit trees cultivated on calcareous and alkaline soils develop symptoms of iron-deficiency and it is now well accepted that their susceptibility also depends on the rootstock genotype. Quince is the most used rootstock for pear. Iron chlorosis is an important problem in quince tree, but differences exist between quince rootstocks in their tolerance to Fe chlorosis in calcareous soils. So tolerance to Fe deficiency of seedling rootstocks of quince, pear, crataeguce and quince A clonal rootstock were evaluated by exposure to two levels of Fe (3 and 50 µM) in the presence or absence of bicarbonate (10 mM) in soilless culture in greenhouse condition. This experiment was designed as a factorial in completely randomized design with four replications and two plants per each replication. Plant height, leaf area, leaf number, chorophyll index, chlorophyll fluorescence, leaf iron content, root iron content and antioxidant enzymes activity (including catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, superoxide dismutase) were measured at the end of the experiment. Result of analysis of variance showed that effect of rootstock, treatment and interaction of rootstock and treatment for all studied traits was significant, except for leaf number and chlorophyll fluorescence. Result of this experimeant showed that studied traits significantly reduced in 3 µM treatment relative to 50 µM treatment. According to result of this study different rootstocks had various responses to iron deficiency stress. In iron deficiency stress condition (low iron or presence of bicarbonate in nutrition solution), pear and crataeguce rootstocks showed the lowest severity of chlorosis symptom among the studied rootstocks and had the highest height, leaf area, leaf number, chorophyll index, chlorophyll fluorescence and leaf and root iron concentration. Activity of catalase, guaiacol peroxidase and superoxide dismutase enzymes in these two Fe-efficient rootstocks was less effected by Fe defieicny treatmeants. In contrast, seedling rootstock of quince showed the highest severity of chlorosis (lowest chorophyll index of leaf) along with the greatest decrease in activity of guaiacol peroxidase (-74.2%) and ascorbate peroxidase (-52.3%). Also in this rootstock other studied traits was more decreased relative to pear, crataeguce and quince A rootstocks, by Fe defieicny stress treatmeants compar with control condition. Quince A rootstock have better performance than seedling rootstocks of quince under Fe deficiency conditions. In spite of sufficient Fe level in the media (50 µM), seedling rootstocks exposed to bicarbonate showed Fe deficiency symptoms and among the rootstocks, seedling rootstock of quince was more effected. Based on the results it was found out that rootstocks of pear and crataeguce were more tolerance to Fe deficiency, seedling rootstock of quince was more susceptible to iron chlorosis and quince A rootstock was intermediate.
آهن یکی از عناصر ریزمغذی موثر در رشد و نمو گیاهان آلی می باشد که به طور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفته است. وجود مقدار قابل توجهی از یون های بیکربنات در محلول خاک یکی از مهم ترین عوامل تشدید کننده کمبود آهن در گیاهانی است که در خاک های آهکی رشد می کنند. وجود این ترکیبات در خاک ها که همراه با پی اچ 5/8-5/7 است، معمولاً باعث ایجاد مشکلاتی نظیر کمبود عناصر غذایی کم مصرف مانند آهن می شود. تحت این شرایط عملکرد و کیفیت محصول کاهش می یابد. بسیاری از درختان میوه در این شرایط علائم کلروز آهن بروز می کنند که ثابت شده است تحمل پایه های مختلف به این عارضه متفاوت است. بـِـه یکی از پرکاربردترین پایه های مورد استفاده برای گلابی است. زرد برگی (کلروز) آهن یکی از مهم ترین مشکلات تغذیه?ای درختان بـِـه می باشد، ولی بین پایه های مختلف بـِـه از نظر تحمل به کمبود آهن در خاک های آهکی اختلاف وجود دارد. در این راستا، تحمل پایه های بذری بـِـه، گلابی، زالزالک و پایه رویشی کوئینس آ به کمبود آهن در دو سطح آهن 3 و 50 میکرومولار در حضور یا عدم حضور 10 میلی مولار بی کربنات در کشت بدون خاک و در شرایط گلخانه، مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار و دو گیاه برای هر تکرار انجام شد. در پایان آزمایش ارتفاع نهال، سطح برگ، تعداد برگ، شاخص سبزینگی برگ، فلورسانس کلروفیل برگ، غلظت آهن برگ، غلظت آهن ریشه و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان برگ (شامل: کاتالاز، گایاکول پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز، سوپراکسید دسموتاز) اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد، تیمارهای مختلف، پایه و برهمکنش بین پایه و تیمار بر همه صفات اندازه گیری شده، به جز تعداد برگ و کلروفیل فلورسانس، معنی دار شد. نتایج این آزمایش نشان داد همه صفات بررسی شده در تیمار 3 میکرومولار نسبت به تیمار 5 میکرومولار به طور معنی داری کاهش یافت. بر اساس نتایج این پژوهش، پایه های مختلف پاسخ های متفاوتی به تنش کمبود آهن داشتند. پایه های گلابی و زالزالک کمترین شدت زرد برگی را در بین پایه های مورد مطالعه در شرایط تنش کمبود آهن ( غلظت کم آهن یا وجود بیکربنات در محلول غذایی) نشان دادند و دارای بیشترین ارتفاع، سطح برگ، تعداد برگ، شاخص سبزینگی برگ، فلورسانس کلروفیل برگ و غلظت آهن برگ و ریشه بودند. فعالیت آنزیم های کاتالاز، گایاکول پراکسیداز و سوپراکسید دسموتاز نیز در این پایه ها در شرایط کمبود آهن کمتر کاهش یافت، در حالی که در پایه بذری بـِـه زرد برگی شدید (کمترین مقدار شاخص سبزینگی برگ) همراه با کاهش فعالیت آنزیم های گایاکول پراکسیداز (19/74- %) و آسکوربات پراکسیداز (35/52-%) مشاهده شد. همچنین در این پایه سایر صفات اندازه گیری شده در تیمارهای تنش کمبود آهن در مقایسه با شاهد، نسبت به پایه های گلابی، زالزالک و کوئینس آ، بیشتر کاهش یافت. پایه کوئینس آ نسبت به پایه بذری بـِـه تحمل بیشتری در برابر کمبود آهن نشان داد. نتایج همچنین نشان داد حضور بی کربنات موجب ایجاد نشانه های کمبود آهن در گیاه، حتی با وجود غلظت کافی آهن در محیط کشت (50 میکرومولار)، شد و در بین پایه ها، پایه بذری بـِـه بیشتر تحت تأثیر قرار گرفت. در مجموع نتایج بیانگر تحمل بیشتر پایه های گلابی و زالزالک به شرایط تنش کمبود آهن بود، پایه بذری بـِـه حساسیت بیشتری به زردبرگی آهن نشان داد و پایه کوئینس آ از این نظر در حد میانه قرار داشت. واژه های کلیدی : کمبود آهن، بـِـه، گلابی، زالزالک، بیکربنات