SUPERVISOR
Farshid Noorbakhsh,Amirhossein Khoshgoftarmanesh,Hossein Shariatmadari
فرشید نوربخش (استاد مشاور) امیرحسین خوش گفتارمنش (استاد راهنما) حسین شریعتمداری (استاد راهنما)
STUDENT
Mehri Sadeghi
مهری صادقی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
TITLE
Selenium Effect on Elements Uptake and Antioxidative Response of Wheat and lettuce in Saline Condition
Selenium (Se) is a beneficial element for plant although at high concentrations, it is toxic and causes in plant growth retardation. The most important biological role of Se is in association with activity of GPX enzyme. This enzyme protects plant cells against environmental stresses such as salinity. Salinity is one of the most important environmental stresses in most soils of Iran. Therefore, it is necessary to investigate interaction of salinity and Se on growth, yield and antioxidant capacity of plants under saline conditions. This study was carried out to investigate interaction of salinity and Se on growth, yield, activity of GPX (as an index of plant antioxidant capacity) in roots, and some concentrations of selected micronutrients. Wheat is a strategic crop and the most important cereal in the world. Lettuce is also one of the most consumable vegetables by the people particularly in our country. This study was performed in two individual trials. Each experiment was set up in a completely randomized factorial design in triplicates at Soilless Culture Research Center. Treatments were four levels of selenium (0, 20, 40 and 150 µM in the form of Na 2 SeO 4 ), two salinity levels (0 and 100 mM NaCl). Two wheat genotypes ( Triticum aestium cvs. Kavir and Back Cross-Rushan) were used in the first trial and two lettuce cultivars ( Lactuca sativa L. Black Saladine and White Tourist) were used in the second trial. The effect of selenium on the growth and yield of wheat varied based on the crop genotype. Salinity significantly decreased root and shoot dry matter yield of both wheat genotypes studied. The highest root activity of GPX in wheat was found at the 40 µM Se level. Iron concentration in the roots of wheat was increased with increasing Se concentration in the nutrient solution while shoot Fe concentration was unaffected by Se addition. Concentration of Cu in roots and shoot of wheat was decreased with increasing Se concentration from 20 to 150 µM. Selenium addition had no significant effect on shoot Zn concentration in wheat. Except for concentration of Fe in the roots, concentrations of other nutrients measured in the roots and shoot were decreased significantly by salinity. The highest Fe uptake by roots of wheat was achieved at the 150 µM Se level while shoot Fe content was decreased by increasing Se in the nutrient solution. In both wheat genotypes, translocation of the studied elements from roots to shoot was higher at non-saline conditions compared with saline conditions. Two lettuce cultivars varied in their response to Se application. Salinity and Se addition reduced root dry matter yield of lettuce. Shoot dry matter yield of lettuce at the 40 µM was higher than that in the other Se levels. “Black Saladine” produced the lowest shoot dry matter yield at the 150 µM Se level. In this genotype, the highest root activity of GPX was found at the 150 µM Se level. For “White Tourist” cultivar, the highest
سلنیم (Se) در گروه عناصر مفید برای گیاه قرار دارد اما غلظت های زیاد آن سمی بوده و سبب کاهش رشد گیاه می شود. مهمترین نقش زیستی سلنیم در ارتباط با فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز است که در محافظت از سلول در برابر تنش های محیطی از جمله شوری نقش دارد. شوری از مهمترین تنش های محیطی بسیاری از خاک های ایران است. بنابراین، بررسی تأثیر سطوح مختلف سلنیم بر رشد و عملکرد و ظرفیت آنتی اکسیدانتی گیاه در شرایط شور اهمیت دارد. از این رو این پژوهش با هدف بررسی برهمکنش شوری و سلنیم بر عملکرد، فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز(GPX) به عنوان شاخصی از فعالیت آنتی اکسیدانتی گیاه و غلظت برخی عناصر کم مصرف اجرا شد. گیاه گندم یکی از محصولات راهبردی و مهمترین غله در دنیا می باشد و گیاه کاهو جایگاه ویژه ای در بین سبزیجات مصرفی توسط افراد جامعه دارد. این پژوهش به صورت دو آزمایش فاکتوریل مستقل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در مرکز پژوهشی کشت بدون خاک دانشگاه صنعتی اصفهان به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایش شامل چهار سطح مختلف سلنیم (0، 20، 40 و 150 میکرومولار از منبع سلنات سدیم)، دو سطح شوری(0 و 100 میلی مولار کلرید سدیم) و دو رقم گندم (کویر و بک کراس روشن) در آزمایش اول و دو رقم کاهو (بلک سالادین و وایت توریست) در آزمایش دوم بود. دو رقم گندم و دو رقم کاهو تفاوت معنی داری از لحاظ پاسخ به سطوح مختلف سلنیم داشتند. کاربرد سلنیم و شوری سبب کاهش عملکرد ریشه کاهو شد. عملکرد وزن خشک شاخسار کاهو در سطح 40 میکرومولار سلنیم بیشتر از سایر سطوح سلنیم بود. در ریشه کاهو بالاترین فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز در سطح 20 میکرومولار سلنیم مشاهده شد. کمترین وزن خشک شاخسار کاهو، رقم بلک سالادین در سطح 150 میکرومولار سلنیم مشاهده شد. در این رقم آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز در سطح 150 میکرومولار سلنیم بالاترین فعالیت را نشان داد و در رقم وایت توریست بالاترین فعالیت آنزیم ریشه در سطح 40 میکرو مولار سلنیم و کمترین فعالیت در شرایط بدون سلنیم مشاهده شد. در کاهو، رقم بلک سالادین در شرایط غیر شور، فعالیت آنزیم در سطح 40 میکرومولار سلنیم بیشتر از سطوح دیگر این عنصر بود. شوری سبب کاهش غلظت آهن، مس، منگنز و روی شاخسار و مس و روی ریشه کاهو شد. جذب عناصر مختلف مورد اندازه گیری توسط ریشه و شاخسار کاهو رقم وایت توریست بیشتر از رقم بلک سالادین بود. جذب آهن، روی و منگنز شاخسار و منگنز ریشه کاهو تحت تأثیر سلنیم قرار نگرفت.تأثیر کاربرد سلنیم بر رشد و عملکرد گندم بسته به رقم متفاوت بود. شوری سبب کاهش وزن خشک ریشه و شاخسار هر دو رقم گندم شد. بالاترین فعالیت آنزیم گلوتاتیون پراکسیداز در ریشه گندم در سطح 40 میکرومولار سلنیم مشاهده شد. غلظت آهن ریشه گیاه گندم با افزایش غلظت سلنیم افزایش یافت در حالی که غلظت آهن شاخسار تحت تأثیر سلنیم نبود. غلظت مس شاخسار و ریشه گندم با افزایش سلنیم از 20 تا 150میکرومولار کاهش یافت. غلظت روی شاخسار گندم تحت تأثیر کاربرد سطوح مختلف سلنیم قرار نگرفت. بجز غلظت آهن ریشه، غلظت سایر عناصر مورد اندازه گیری در ریشه و شاخسار در شرایط شور کاهش معنی داری نشان دادند. بالاترین جذب آهن ریشه گندم در سطح 150 میکرومولار سلنیم اندازه گیری شد در حالی که جذب آهن شاخسار با افزایش سلنیم کاهش یافت. هم در گندم و هم در کاهو، درصد انتقال عناصر مختلف مورد بررسی در شرایط غیرشور بیشتر از شرایط شور است.