SUPERVISOR
Morteza Zahedi,Ahmad Arzani
مرتضی زاهدی (استاد مشاور) احمد ارزانی (استاد راهنما)
STUDENT
Hajar Amini
هاجر امینی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Evaluation of Physiological Traits Associated with Drought Stress in Safflower
Drought is a severe environmental constraint to growth and production of crop plants worldwide. Safflower ( Carthamus tinctorius L.) is a drought-tolerant species that grown in arid and semi-arid regions. To evaluate physiological traits of safflower genotypes, 64 genotypes were grown in Research Farm of Isfahan Agricultural Research Center located in Lavark, Najaf-Abad under normal and drought-stress conditions using simple lattice design 8×8 in 2011. Physiological traits and seed yield including leaf area index, relative water content, excised leaf water retention, rate of water loss, initial water content, chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll a+b, chlorophyll a/b carotenoid content, proline, carbohydrate content, membrane stability index, activity of antioxidant enzymes (catalase, peroxidase and ascorbate peroxidase), protein content and 1000 seed weight were measured. Results of analysis of variance revealed significant differences among genotypes for all studied traits with exception of chlorophyll a/b content. The results of combined analysis of variance showed that drought stress significantly affected all measured traits with exception of chlorophyll a/b content. Drought stress caused significant increase of relative water loss, proline, carbohydrate content, activity of antioxidant enzymes (peroxidase and ascorbate peroxidase) and protein content as well as decrease of seed yield and the other traits. Under both normal and drought stress conditions, positive and significant correlations were observed between seed yield and leaf area index, relative water content, chlorophyll a, chlorophyll a+b, protein content and 1000 seed weight. Activity of peroxidase and ascorbate peroxidase enzymes with seed yield had negative correlation in drought stress condition. Negative and significant correlation coefficient was observed between proline content produced under drought stress and seed yield loss indicating a positive role of proline in drought tolerance. According to stepwise regression analysis 70 percent of seed yield was explained by 1000 seed weight, protein content, chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid content under normal conditions and 68 percent of the variation justified by 1000 seed weight, protein content, membrane stability index, caroteniod, chlorophyll a, peroxidase activity and leaf area index under stress conditions. The results of path-coefficient analysis for seed yield under normal and drought-stress conditions indicated the positive (r = 0.48 and r = 0.42, respectively) direct effect of 1000 seed weight on the yield. Cluster analysis separated the genotypes into three groups on the base of physiological traits under both conditions according to CCC plot in 15 Euclidean distance. Group one to three comprised 27, 15 and 22 genotypes in non-stress and 20, 21 and 23 genotypes in stress conditions. Principle component analysis (PCA) normal; MARGIN: 0in 0in 10pt" Key word: Safflower, Drought , Physiological traits, seed yield.
خشکی یکی از مهم ترین عوامل محدود کننده رشد و تولید گیاهان زراعی در اکثر نقاط جهان شناخته شده است. گلرنگ ( Carthamus tinctorius L.) از گونه های متحمل به تنش خشکی است که در نواحی خشک و نیمه خشک مورد کشت قرار می گیرد. به منظور ارزیابی تحمل به خشکی ژنوتیپ های گلرنگ، 64 ژنوتیپ گلرنگ براساس طرح لاتیس ساده 8×8 تحت شرایط بدون تنش و تنش خشکی در سال 90-1389 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان واقع در لورک استفاده گردید. در این مطالعه صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه شامل شاخص سطح برگ، محتوای نسبی آب برگ، آب حفظ شده در برگ های جدا شده، سرعت نسبی تلفات رطوبتی، محتوای آب اولیه، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل a+b، کلروفیل a/b، کاروتنوئید، پرولین، کربوهیدرات محلول، شاخص پایداری غشا، فعالیت آنزیمی کاتالاز، پراکسیداز، آسکوربات پراکسیداز، محتوای پروتئین دانه و وزن هزار دانه اندازه گیری شد. تجزیه واریانس داده ها نشان داد که ژنوتیپ های گلرنگ از نظر کلیه صفات به جز محتوای کلروفیل a/b اختلاف معنی دار داشتند. نتایج تجزیه واریانس مرکب داده ها حاکی از تأثیر بسیار معنی دار تنش خشکی بر تمام صفات مورد مطالعه جز محتوای کلروفیل a/b بود. تنش خشکی موجب شد تا سرعت نسبی تلفات رطوبتی، محتوای پرولین، کربوهیدرات، فعالیت آنزیم های پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز و محتوای پروتئین دانه را به طور معنی دار افزایش و عملکرد دانه و سایر صفات اندازه گیری شده به طورمعنی داری کاهش یابند. در هر دو شرایط محیطی هم بستگی عملکرد با وزن هزار دانه، شاخص سطح برگ، محتوای نسبی آب، محتوای کلروفیل a و کلروفیل a+b و محتوای پروتئین و وزن هزار دانه مثبت و معنی دار بود. تحت شرایط بدون تنش شاخص سطح برگ، محتوای کلروفیل a و وزن هزار دانه همبستگی مثبت و معنی داری با عملکرد دانه داشت. فعالیت آنزیمی پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز با عملکرد دانه دارای همبستگی منفی و معنی دار در شرایط تنش خشکی بود. همبستگی کاهش عملکرد دانه ناشی از تنش با محتوای پرولین تحت شرایط تنش، منفی و معنی دار بود که حاکی از نقش مثبت پرولین در تحمل به خشکی بوده است. نتایج رگرسیون مرحله ای برای عملکرد دانه نشان داد که 70 درصد از تغییرات عملکرد دانه در شرایط بدون تنش توسط 5 صفت وزن هزار دانه، محتوای پروتئین، محتوای کلروفیل a، b و کاروتنوئید و در شرایط تنش 68 درصد از تغییرات عملکرد دانه از طریق 7 صفت وزن هزار دانه، محتوای پروتئین، شاخص پایداری غشا، محتوای کاروتنوئید، کلروفیلa ، فعالیت پراکسیداز و شاخص سطح برگ توجیه می شود. نتایج حاصل از ضرایب تجزیه مسیر برای صفت عملکرد دانه نشان داد که وزن هزار دانه اثر مستقیم و بالایی نسبت به سایر صفات تحت هر دو شرایط بدون تنش و تنش (48 و 42 درصد) داشته است. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ های گلرنگ را در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی براساس فاصله اقلیدسی 15 به سه گروه تقسیم نمود. در گروه اول تا سوم 27، 15 و 22 ژنوتیپ در شرایط بدون تنش و 20، 21 و 23 ژنوتیپ در شرایط تنش خشکی قرار گرفت. تجزیه به مولفه های اصلی توانست ژنوتیپ های گلرنگ را به سه گروه در هر دو شرایط بدون تنش و تنش خشکی تقسیم کند. سه مولفه اول 50 و 48 درصد تغییرات کل را به ترتیب در شرایط بدون تنش و تنش خشکی توجیه کرده اند.در شرایط تنش ژنوتیپ های همدان 38 و C411 فعالیت آنزیمی بالا (POX و APX) و کرمانشاه 47 و IL شاخص سطح برگ، محتوای کلروفیل a+b و کاروتنوئید بالایی را دارا بودند. بعلاوه این ژنوتیپ ها دارای بیشترین عملکرد دانه در شرایط تنش خشکی بودند. از این رو این ژنوتیپ ها به عنوان متحمل ترین ژنوتیپ های مورد آزمایش به شرایط تنش خشکی معرفی می شوند. کلمات کلیدی: گلرنگ، تنش خشکی، صفات فیزیولوژیک، عملکرد دانه.