
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 622 |
تعداد مقالات | 6,491 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,612,344 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,201,080 |
ارزیابی صفات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در برگ موتانت های انار رقم ملس ساوه و ارتباط آن با تحمل به سرمای بهاره | ||
پژوهشهای تولید گیاهی | ||
مقاله 5، دوره 31، شماره 2، تیر 1403، صفحه 85-101 اصل مقاله (805.15 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jopp.2023.21132.3024 | ||
نویسنده | ||
محمدرضا راحمی* | ||
نویسنده مسئول، پژوهشکده کشاورزی هستهای، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، کرج، ایران. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: در مطالعات بیولوژیکی، از تابش گاما با دوز پایین به عنوان محرک تا دوز بالا به عنوان مهارکننده استفاده شده است. پرتو گاما یک جهشزای فیزیکی برای القای جهش است. سرما و یخبندان از عوامل محدود کننده کشت انار در بسیاری از مناطق جهان از جمله ایران به شمار میرود. هدف از این مطالعه، بررسی چگونگی تأثیر تابش گاما بر صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی برگ انار پس از قرار گیری در معرض پرتو گاما و ارتباط آن با تحمل به تنش سرمای بهاره بود. مواد و روشها: جوانههای نهفته روی شاخههای یک ساله انار رقم ملس ساوه تحت تابش گاما با دوز 36 گری از منبع کبالت 60 قرار گرفتند. پس از آن، شاخسارههای پرتودهی شده تقریباً یک سال در خزانه نگهداری شدند و این گیاهان موتانت برای تکثیر رویشی و تولید گیاهان نسل دوم رویشی (mV2) مورد استفاده قرار گرفتند. در زمستان سال بعد، کلون های موتانت mV2 به باغ اصلی در ساوه منتقل شدند. پس از یک دوره رشد چهار ساله، تمام درختان وارد مرحله گلدهی شدند. گیاهان در فصل پنجم رویشی (mV5) بر اساس مقاومت به سرمای زمستانه و بیماریها به صورت بصری (بر اساس درصد خشکیدگی شاخسارهها) انتخاب شدند. 18 ژنوتیپ از نسل mV5 انتخاب شد. شاخههای یک ساله از وسط هر درخت در فروردین ماه 1401 برداشت شدند و روی یخ نگهداری شدند تا در آزمایشگاه برای آنالیز صفات تحمل به یخزدگی، مالون دی آلدهید، پرولین، کربوهیدراتهای محلول، فنول کل، ظرفیت آنتیاکسیدانی و رنگیزههای فتوسنتزی استفاده شوند. یافتهها: نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد اختلاف معنی داری در تحمل به یخ زدگی برگ کلونهای موتانت انار وجود داشت. در بین کلونهای موتانت، بیشترین و کمترین تحمل به یخزدگی به ترتیب در موتانتهای 6 و 3 مشاهده شد. بیشترین میزان پرولین در موتانت 4 مشاهده شد، در حالیکه کمترین آن به موتانتهای 9، 2، ، 7، 10 و شاهد اختصاص یافت. در بین کلونهای موتانت، موتانتهای 1، 4، 13 و 18 دارای بالاترین محتوای کربوهیدرات محلول برگ بودند، در حالی که کمترین آن در موتانت 9 یافت شد. بیشترین محتوای فنول کل در موتانتهای 1، 4، 6، 13، 16، 17 و 18 و کمترین آن در شاهد مشاهده شد. بیشترین ظرفیت آنتی اکسیدانی مربوط به موتانتهای 4، 6، 13 و 18 بود، در حالیکه کمترین آن در شاهد و موتانتهای 2، 3 و 9 یافت شد. نتایج نشان داد کمترین و بیشترین میزان مالون دی آلدهید به ترتیب مربوط به موتانتهای 13 و 2 بود. مقایسه میانگین دادههای رنگیزههای فتوسنتزی نشان داد که بیشترین میزان کلروفیل a و کاروتنوئید در موتانت 18 و بیشترین میزان کلروفیل b و کلروفیل کل در موتانتهای 4، 6 و 18 مشاهده شد. همبستگی منفی و معنیداری بین LT50 با پرولین، کربوهیدراتهای محلول، فنول کل، ظرفیت آنتیاکسیدانی و رنگیزه-های فتوسنتزی برگ وجود داشت، در حالیکه همبستگی مثبت معنیداری بین LT50 و مالون دی آلدهید مشاهده شد. به طور کلی پرتودهی گاما، پراکسیداسیون لیپیدی غشاء و نشت الکترولیت را افزایش و پایداری غشاء را کاهش داد. اگرچه برخی موتانتهای انار توانستند با افزایش غلظت اسمولیتها (مانند کربوهیدرات و پرولین) و ترکیبات فنولی، از غشاهای سلولی در برابر آسیب اکسیداتیو ناشی از پرتودهی گاما، محافظت کنند و در نتیجه تحمل به سرما را افزایش دهند. نتیجه گیری: پرتودهی جوانههای گیاهان روشی مؤثر برای اصلاح ارقام گیاهی است. کلونهای موتانت انار 6، 4، 13 و 18 به طور معنیداری میزان پرولین، کربوهیدراتهای محلول، فنول کل، ظرفیت آنتیاکسیدانی و رنگیزههای فتوسنتزی بیشتر و مالون دی آلدهید کمتر و در نتیجه تحمل به سرمای بیشتری نسبت به شاهد داشتند، بنابراین از این کلونهای موتانت میتوان در برنامهای اصلاحی آینده به منظور تولید ارقام متحمل به سرما جهت کشت در مناطق سردسیر استفاده کرد. | ||
کلیدواژهها | ||
واژههای کلیدی: پرتو گاما؛ موتانت؛ مالون دی آلدهید؛ کلروفیل؛ انار | ||
مراجع | ||
1.Beyaz, R., & Yildiz, M. (2017). The use of gamma irradiation in plant mutation breeding. Plant engineering, 17, 32-43.2.Jankowicz-Cieslak, J., Tai, T. H., Kumlehn, J., & Till, B. J. (2017). Biotechnologies for plant mutation breeding: Springer Nature Protocols, (p. 340).3.Kovacs, E., & Keresztes, A. (2002). Effect of gamma and UV-B/C radiation on plant cells. Micron, 33 (2), 199-210.4.Ashraf, M. U. H. A. M. M. A. D., Cheema, A. A., Rashid, M. U. H. A. M. M. A. D., & Qamar, Z. (2004). Effect of gamma rays on M~ l generation in basmati rice. Pakistan Journal of Botany, 35 (5; SPI), 791-796.5.Fan, J., Shi, M., Huang, J. Z., Xu, J., Wang, Z. D., & Guo, D. P. (2014). Regulation of photosynthetic performance and antioxidant capacity by 60Co γ-irradiation in Zizania latifolia plants. Journal of Environmental Radioactivity, 129, 33-42.6.Beyaz, R., Sancak, C., Yildiz, Ç., Kuşvuran, Ş., & Yildiz, M. (2016). Physiological responses of the M1 sainfoin (Onobrychis viciifolia Scop) plants to gamma radiation. Applied Radiation and Isotopes, 118, 73-79.7.Gumus, T., Albayrak, S., Sagdic, O., & Arici, M. (2011). Effect of gamma irradiation on total phenolic contents and antioxidant activities of Satureja hortensis, Thymus vulgaris, and Thymbra spicata from Turkey. International Journal of Food Properties, 14 (4), 830-839.8.Peng, Q., & Zhou, Q. (2008). Effect of lanthanum on the flavonoids contents and antioxidant capacity in soybean seedling under ultraviolet-B stress. Huanjing Kexue, 29 (7), 2024-2027.9.El-Beltagi, H. S., Ahmed, O. K., & El-Desouky, W. (2011). Effect of low doses γ-irradiation on oxidative stress and secondary metabolites production of rosemary (Rosmarinus officinalis L.) callus culture. Radiation Physics and chemistry, 80 (9), 968-976.10.Variyar, P. S., & Bandyopadhyay. (1998). Effect of gamma‐irradiation on the phenolic acids of some Indian spices. International journal of food science & technology, 33 (6), 533-537.11.Rogozhin, V. V., Kuriliuk, T. T., & Filippova, N. P. (2000). Change in the reaction of the antioxidant system of wheat sprouts after UV-irradiation of seeds. Biofizika, 45 (4), 730-736.12.Khodary, S., & Moussa, H. (2003). Influence of gamma radiation and/or salinity stress on some physiological characteristics of lupine plants. Egyptian Journal of Biotechnol, 13, 29-36.13.Kim, J. H., Baek, M. H., Chung, B. Y., Wi, S. G., & Kim, J. S. (2004). Alterations in the photosynthetic pigments and antioxidant machineries of red pepper (Capsicum annuum L.) seedlings from gamma-irradiated seeds. Journal of Plant Biology, 47, 314-321.14.Wi, S. G., Chung, B. Y., Kim, J. H., Baek, M. H., Yang, D. H., Lee, J. W., & Kim, J. S. (2005). Ultrastructural changes of cell organelles in Arabidopsis stems after gamma irradation. Journal of Plant Biology, 48, 195-200.15.Dehpour, J. A. A., Gholampour, M., Rahdary, P., Jafari, T. M. R., & Hamdi, S. M. M. (2011). Effect of gamma irradiation and salt stress on germination, callus, protein and proline in rice (Oryza sativa L.). Iranian Journal of Plant Physiol, 1 (4), 251-256.16.Omar, M. S., Yousif, D. P., Al-Jibouri, A. J. M., Al-Rawi, M. S., & Hameed, M. K. (1993). Effects of gamma rays and sodium chloride on growth and cellular constituents of sunflower (Helianthus annuus L.) callus cultures. Journal of Islamic Academic of Science, 6 (1), 69-72.17.Yadegari, L. Z., Heidari, R., & Carapetian, J. (2007). The influence of cold acclimation on proline, malondialdehyde (MDA), total protein and pigments contents in soybean (Glycine max) seedlings. Journal of Biological Sciences, 23 (3), 1141-1436.18.Al-Rumaih, M. M., & Al-Rumaih, M. M. (2008). Influence of ionizing radiation on antioxidant enzymes in three species of Trigonella. American Journal of Environmental Sciences, 4 (2), 151.19.Falahati, A., Kazemitabar, S. K., Bahrami, A. R., Lahouti, M., & Rahimi, M. F. (2007). The study of gamma irradiation effects on drought tolerance in rice (Oryza sativa L.). Indian Journal of Crop Science, 2 (1), 155-158.20.Noh, S. A., & Kim, J. K. (2003, July). The relationship between carbohydrate content and gamma irradiation during rooting of chrysanthemum cuttings. In Proceedings of the Korean Nuclear Society Spring Meeting. Proceedings of the Korean Nuclear Society Spring Meeting, 10p.21.Meerts, I. A. T. M., Verspeek-Rip, C. M., Buskens, C. A. F., Keizer, H. G., Bassaganya-Riera, J., Jouni, Z. E., ... & Van de Waart, E. J. (2009). Toxicological evaluation of pomegranate seed oil. Food and Chemical Toxicology, 47 (6), 1085-1092.22.Yazdanpanah, P., Jonoubi, P., Zeinalabedini, M., Rajaei, H., Ghaffari, M. R., Vazifeshenas, M. R., & Abdirad, S. (2021). Seasonal metabolic investigation in pomegranate (Punica granatum L.) highlights the role of amino acids in genotype-and organ-specific adaptive responses to freezing stress. Frontiers in Plant Science, 12, 699139.23.Vitasse, Y., Lenz, A., & Körner, C. (2014). The interaction between freezing tolerance and phenology in temperate deciduous trees. Frontiers in Plant Science, 5, 107326.24.Campos, P. S., nia Quartin, V., chicho Ramalho, J., & Nunes, M. A. (2003). Electrolyte leakage and lipid degradation account for cold sensitivity in leaves of Coffea sp. plants. Journal of plant physiology, 160 (3), 283-292.25.Thomashow, M. F. (1999). Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms. Annual review of plant biology, 50 (1), 571-599.26.Gao, J. C., Wang, H. X., & Li, X. X. (2010). Relationship between soluble protein, MDA, and jujube (Ziziphus mauritiana) tree cold hardiness. Beifang Yuanyi (Northern Horticulture), 23, 18-20.27.Santarius, K. A. (1992). Freezing of isolated thylakoid membranes in complex media. VIII. Differential cryoprotection by sucrose, proline and glycerol. Physiologia Plantarum, 84 (1), 87-93.28.Saadati, S., Baninasab, B., Mobli, M., & Gholami, M. (2019). Measurements of freezing tolerance and their relationship with some biochemical and physiological parameters in seven olive cultivars. Acta Physiologiae Plantarum, 41, 1-11.29.Soloklui, A. A. G., Ershadi, A., & Fallahi, E. (2012). Evaluation of cold hardiness in seven Iranian commercial pomegranate (Punica granatum L.) cultivars. HortScience, 47(12), 1821-1825.30.Karimi, R. (2020). Cold hardiness evaluation of 20 commercial table grape (Vitis vinifera L.) cultivars. International journal of fruit science, 20 (3), 433-450.31.Balasundram, N., Sundram, K., & Samman, S. (2006). Phenolic compounds in plants and agri-industrial by-products: Antioxidant activity, occurrence, and potential uses. Food chemistry, 99 (1), 191-203.32.Chalker-Scott, L. (1988). Relationships between endogenous phenolic compounds of rhododendron tissues and organs and cold hardiness development. Oregon State University. Horticulture. 300p.33.Hubackova, M. (1982). Effect of the lignification of grapevine shoots on the frost resistance of buds in winter. Sbornik UVTIZ, 9, 271-274.34.Rahemi, M., & Pakkish, Z. (2009). Determination of chilling and heat requirements of pistachio (Pistacia vera L.) cultivars. Agricultural Sciences in China, 8 (7), 803-807.35.Johnson-Flanagan, A. M., & Owens, J. N. (1985). Peroxidase activity in relation to suberization and respiration in white spruce (Picea glauca [Moench] Voss) seedling roots. Plant Physiology, 79 (1), 103-107.36.Tadjvar, Y., Fotouhi Ghazvini, R., Hamidoghli, Y., & Hassan Sajedi, R. (2011). Physiological and biochemical responses of page mandarin on citrange rootstock to low temperature stress. Iranian Journal of Plant Biology, 3 (9), 1-12. [In Persian] 37.Vedadi, S., Naserian, B., Tabatabei, S. Z., & Rahimi, M. (2014). Determination of suitable dose of gamma ray for mutation induction in pomegranate buds (Punica granatum L. cv. Malase Saveh). Journal of Nuclear Science, Engineering andTechnology, 35 (3), 85-85. [In Persian]
38.Barranco, D., Ruiz, N., & Gómez-del Campo, M. (2005). Frost tolerance of eight olive cultivars. HortScience, 40 (3), 558-560.39.Bates, L. S., Waldren, R. P. A., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil, 39, 205-207.40.Irigoyen, J. J., Einerich, D. W., & Sánchez‐Díaz, M. (1992). Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia plantarum, 84 (1), 55-60.41.Folin, O., & Ciocalteu, V. (1927). On tyrosine and tryptophane determinations in proteins. The Journal of biological Chemistry, 73 (2), 627-650.42.Cheung, L. M., Cheung, P. C., & Ooi, V. E. (2003). Antioxidant activity and total phenolics of edible mushroom extracts. Food Chemistry, 81 (2), 249-255.43.Heath, R. L., & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of biochemistry and biophysics, 125 (1), 189-198.44.Lichtenthaler, H. K. (1987). [34] Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in enzymology. (Vol. 148, pp. 350-382). Academic Press.45.Aly, A. A., & El-Beltagi, H. E. (2010). Influence of ionizing irradiation on the antioxidant enzymes of Vicia faba L. Grasas Y aceites, 61 (3), 288-294.46.Jan, S., Parween, T., Siddiqi, T. O., & Mahmooduzzafar. (2012). Effect of gamma radiation on morphological, biochemical, and physiological aspects of plants and plant products. Environmental Reviews, 20 (1), 17-39.47.Calabrese, E. J. (2002). Hormesis: changing view of the dose-response, a personal account of the history and current status. Mutation Research/ Reviews in Mutation Research, 511 (3), 181-189.48.Marcu, D., Cristea, V., & Daraban, L. (2013). Dose-dependent effects of gamma radiation on lettuce (Lactuca sativa var. capitata) seedlings. International Journal of Radiation Biology, 89 (3), 219-223.49.Shikazono, N., Suzuki, C., Kitamura, S., Watanabe, H., Tano, S., & Tanaka, A. (2005). Analysis of mutations induced by carbon ions in Arabidopsis thaliana. Journal of Experimental Botany, 56 (412), 587-596.50.Rana, S., Kumar, R., Sultana, S., & Sharma, R. K. (2010). Radiation-induced biomarkers for the detection and assessment of absorbed radiation doses. Journal of Pharmacy and Bioallied Sciences, 2 (3), 189-196.51.Kaur, H., Bhardwaj, R. D., & Grewal, S. K. (2017). Mitigation of salinity-induced oxidative damage in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings by exogenous application of phenolic acids. Acta Physiologiae Plantarum, 39, 1-15.52.Kiong, A. L. P., Lai, A. G., Hussein, S., & Harun, A. R. (2008). Physiological responses of Orthosiphon stamineus plantlets to gamma irradiation. American-Eurasian journal of sustainable agriculture, 2 (2), 135-149.53.Cansev, A., Gulen, H., & Eris, A. (2009). Cold-hardiness of olive (Olea europaea L.) cultivars in cold-acclimated and non-acclimated stages: seasonal alteration of antioxidative enzymes and dehydrin-like proteins. The Journal of Agricultural Science, 147 (1), 51-61.54.Kim, M. Y., Im, S. J., Kim, J. H., Kim, I. J., Lee, H. Y., Lee, D. S., & Moon, S. (2012). Changes in the phenolic composition of citrus fruits and leaves prepared by gamma irradiation of budsticks. Life Science Journal, 9 (3), 1281-1285.55.Saadati, S., Baninasab, B., Mobli, M., & Gholami, M. (2021). Foliar application of potassium to improve the freezing tolerance of olive leaves by increasing some osmolite compounds and antioxidant activity. Scientia Horticulturae, 276, 109765.56.Hodges, D. M., DeLong, J. M., Forney, C. F., & Prange, R. K. (1999). Improving the thiobarbituric acid-reactive-substances assay for estimating lipid peroxidation in plant tissues containing anthocyanin and other interfering compounds. Planta, 207, 604-611.57.Li, J., Arkorful, E., Cheng, S., Zhou, Q., Li, H., Chen, X., ... & Li, X. (2018). Alleviation of cold damage by exogenous application of melatonin in vegetatively propagated tea plant (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze). Scientia Horticulturae, 238, 356-362.58.Strid, Å., Chow, W. S., & Anderson, J. M. (1990). Effects of supplementary ultraviolet-B radiation on photosynthesis in Pisum sativum. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Bioenergetics, 1020 (3), 260-268.59.Azigwe, C., Zoryeku, P. A. D., Asante, I. K., & Oppong-Adjei, F. (2020). Effect of gamma irradiation on chlorophyll content in the cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp). Ghana Journal of Science, 61 (2), 113-117.60.Sinha, S. S. N., & Himanshu, R. S. (1984). Effect of gamma irradiation on chlorophyll metabolism in Dolichos, vigna and Phaseolus species. Cytologia, 49 (2), 279-287.61.Kim, J. H., Chung, B. Y., Kim, J. S., & Wi, S. G. (2005). Effects of in planta gamma-irradiation on growth, photosynthesis, and antioxidative capacity of red pepper (Capsicum annuum L.) plants. Journal of Plant Biology, 48, 47-56. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 120 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 84 |