فهرست مطالب

فیزیولوژی محیطی گیاهی - پیاپی 63 (پاییز 1400)

نشریه فیزیولوژی محیطی گیاهی
پیاپی 63 (پاییز 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/09/27
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سکینه مرادخانی* صفحات 1-15

    به منظور بررسی اثر برهم کنش کادمیوم به عنوان یک فلز سنگین و اسید سالیسیلیک به عنوان یک ماده آنتی اکسیدان و ضد تنش در گیاه آفتابگردان، بذرها پس از ضدعفونی با محلول هیپوکلریت سدیم یک درصد و شستشو با آب مقطر در گلدان های حاوی خاک ماسه در اتاق کشت، با دمای 34 درجه سانتی گراد در روز و 25 درجه سانتی گراد در شب و فتوپریود 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در شرایط گلخانه ای انجام شد. گیاهان در مرحله دو برگی هر هفته در معرض تیمار کادمیوم (غلظت های 0، 50 ، 100، 150 و 200 میکرومولار) قرارگرفتند. یک هفته پس از پایان تیمار کادمیوم برگ گیاهان با اسید سالیسیلیک (غلظت های 0، 250، 500 میکرومولار) اسپری شدند. بعد از برداشت، غلظت کادمیوم در ریشه و اندام هوایی اندازه گیری شد. سپس سنجش آنزیم های آنتی اکسیدان انجام گرفت. پروتئین کل نمونه های برگی استخراج و بررسی الگوی تغییرات پروتئینی با استفاده از سیستم الکتروفورز به روش SDS-PAGE انجام شد. غلظت کادمیوم در ریشه و اندام هوایی با افزایش کادمیوم و اسید سالیسیلیک، افزایش یافت. فعالیت کاتالاز با افزایش غلظت کادمیوم، کاهش و با افزایش اسید سالیسیلیک کاهش بسیار جزیی یافت. فعالیت آنزیم های سوپر اکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز با افزایش کادمیوم، افزایش یافت و و با افزایش اسید سالیسیلیک کاهش یافت. الکتروفورز پروتئین های برگ تحت تیمارهای کادمیوم و اسید سالیسیلیک نشان دهنده اختلافاتی در شدت نقاط پروتئینی برگ نسبت به گیاهان شاهد بود. به طوری که بیان برخی از پروتئین ها افزایش یا کاهش یافت. بنابراین تیمار کادمیوم و اسید سالیسیلیک میزان غلظت کادمیوم، فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و الگوی پروتئین های برگ آفتابگردان را تغییر داد.

    کلیدواژگان: آسکوربات پراکسیداز، اسید سالیسیلیک، آفتابگردان (Helianthus annuus L.)، الکتروفورز، انباشتگی کادمیوم، پروتئین، سوپر اکسید دیسموتاز، کاتالاز، گلوتاتیون ردوکتاز
  • الهام عزیزی*، یونس رضاپور جغال، منصوره کرمانی، علی معصومی صفحات 16-34

    گیاه خرفه (Portulaca Oleracea L.) از گیاهان دارویی ارزشمند مناطق گرم و خشک است. با توجه به این که تنش خشکی یکی از مهمترین عوامل محدودکننده تولید محصولات کشاورزی در این مناطق است، تحقیقی با هدف ارزیابی تحمل توده های مختلف گیاه دارویی خرفه به تنش خشکی، در بهار سال 1395 در گلخانه دانشگاه پیام نور شهرستان درگز اجرا شد. این آزمایش، بصورت فاکتوریل درقالب طرح کاملا تصادفی، با چهار سطح تنش خشکی (حد ظرفیت زراعی، 75 درصد ظرفیت زراعی، 50 درصد ظرفیت زراعی و 25 درصد ظرفیت زراعی) و 5 توده بومی خرفه (قم، کلات، سبزوار، یزد، گچساران) با سه تکرارانجام شد. صفات مورد بررسی شامل محتوای آب نسبی برگ، ضریب ثبات غشاء، میزان رنگدانه های فتوسنتزی، ضریب ثبات کلروفیل (سنجش میزان کلروفیل ها وکاروتنوییدها)، میزان پرولین، میزان کربوهیدرات محلول برگی، وزن تروخشک به تفکیک اندام های ریشه، برگ، ساقه، قطرتاج خرفه، تعداد برگ، تعداد انشعابات و ارتفاع بوته در دو مرحله رشد رویشی و زایشی بودند. نتایج آزمایش نشان داد که افزایش تنش خشکی سبب کاهش مقدار نسبی آب گیاه، شاخص پایداری غشاء سلول  و افزایش معنی داری در شاخص کلروفیل برگ، مقدارکاروتنوییدها، پرولین و کربوهیدرات های توده های مختلف خرفه گردید. ارقام گچساران و یزد تحت شرایط تنش رطوبتی از شاخص پایداری غشاء بالاتر، محتوای آب نسبی برگ کمتر و عدد کلروفیل متر پایین تری برخوردار بودند. همچنین در بین توده های مورد بررسی، توده های قم و کلات  برتری معنی داری نسبت به توده های سبزوار، یزد و گچساران از نظر انباشت پرولین و کربوهیدرات های محلول نشان دادند. با افزایش تنش خشکی، وزن تر و خشک ریشه، برگ و ساقه در مراحل رویشی و زایشی کاهش یافت، به طوری که بیشترین مقدار این صفات، به ترتیب درسطوح 100 و 75 درصد ظرفیت زراعی و کمترین مقدار این پارامترها در آبیاری تحت شرایط 25 درصد ظرفیت زراعی حاصل گردید. بنابراین طبق نتایج به دست آمده از این پژوهش، بترتیب دو توده قم وکلات در مقایسه با سایرتوده ها ازحساسیت کمتری نسبت به تنش خشکی برخوردار بودند و به عنوان توده های متحمل به خشکی انتخاب شدند. توده های گچساران، یزد و سبزوار نیز به دلیل داشتن عکس العمل نسبتا ضعیف در برابر تنش خشکی در بیشتر صفات اندازه گیری شده، به عنوان توده های حساس به تنش خشکی ارزیابی شدند.

    کلیدواژگان: پرولین، شاخص پایداری غشاء، شاخص کلروفیل برگ، مقدار نسبی آب، هیدرات کربن، وزن خشک
  • نشاط نوروزی، مریم نیاکان*، مهدی عبادی، معصومه یونس آبادی صفحات 35-48

    اثر آللوپاتیک علف های هرز یکی از عوامل مهم محدودکننده رشد و عملکرد گیاهان زراعی می باشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی اثر عصاره آبی اندام هوایی (برگ و ساقه) خربزه وحشی Cucumis melo L. بر شاخص های رشد و سیستم آنتی اکسیدانی گیاه کلزا و علف هرز همراه آن یعنی خردل وحشی (Sinapis arvensis) بود. این پژوهش بصورت اسپلیت اسپلیت پلات در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سطح مزرعه انجام شد. پلات اصلی نوع گیاه هدف در دو سطح (کلزا رقم RGS و علف هرز خردل وحشی) و پلات فرعی نوع اندام در دو سطح (عصاره آبی برگ و ساقه خربزه وحشی) و پلات فرعی فرعی غلظت عصاره در چهار سطح ((شاهد)، 5/2، 5 و %10) بود. نتایج نشان داد با افزایش غلظت عصاره برگ خربزه وحشی، اکثر پارامترهای رشد در هر دو اندام گیاهان هدف کاهش یافت و شدت این کاهش بر رشد Sinapis arvensis در مقایسه با کلزا بیشتر بود، در حالی که عصاره ساقه خربزه وحشی موجب کاهش شدیدتر پارامترهای رشد کلزا در مقایسه با Sinapis arvensis گشت. همچنین عصاره ساقه خربزه وحشی باعث افزایش معنی دار فعالیت آنزیم کاتالاز و کاهش پراکسیداز در کلزا نسبت به شاهد شد، درحالیکه فعالیت آنزیم پراکسیداز در خردل وحشی افزایش یافت. همچنین روند افزایشی ترکیبات فنولی و کاهش ترکیبات فلاونوییدی برگ کلزا با افزایش غلظت عصاره از نظر آماری به صورت معنی دار بیشتر از خردل وحشی بود. با توجه به نتایج این تحقیق حساسیت گیاه زراعی کلزا و علف هرز همراه آن به عصاره دو اندام خربزه وحشی یکسان نبوده که این مسئله می بایست در مدیریت استفاده از توان آللوپاتی گیاهان به عنوان علف کش در سطح مزرعه مورد توجه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پراکسیداز، خربزه وحشی، خردل وحشی، رشد، فلاونوئید، فنول، کاتالاز، کلزا
  • مرتضی صابری، وحید کریمیان*، مهدی اران صفحات 49-60

    این تحقیق با هدف بررسی اثرات محرک های شیمیایی جیبرلیک و سالیسیلیک اسید بر بهبود جوانه زنی و حمایت گونه Cassia angustifolia تحت تنش با ترکیبات آللوپاتیک Eucalyptus camaldulensis در شرایط کنترل شده آزمایشگاهی پرداخته شد. تیمارها شامل پیش تیمار بذر با جیبرلیک اسید (125، 250 و 500 پی پی ام) و سالیسیلیک اسید (100، 200 و300 میلی گرم در لیتر) و 5 غلظت (0، 25، 50، 75 و 100 میلی گرم در لیتر) از ترکیبات آللوپاتیک حاصل از اندام های هوایی و زمینی اکالیپتوس بود که بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در چهار تکرار اجرا گردید. با توجه به نتایج حاصل از تجزیه واریانس اثر متقابل پیش تیمار و اللوپاتی بر کلیه صفات اندازه گیری شده در سطح یک درصد معنی دار بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که عصاره اکالیپتوس اثر آللوپاتیک بازدارنده بر جوانه زنی بذر و رشد اولیه گیاهچه های Cassia angustifolia دارد. به طوریکه پیش تیمار بذر با باعث بهبود درصد و سرعت جوانه زنی و رشد اولیه گیاهچه ها گردید. کاربرد تیمار جیبرلیک اسید با غلظت 500  پی پی ام بیشترین تاثیر را بر بهبود جوانه زنی و رشد اولیه گیاهچه ها داشت. به طور کلی نتایج نشان داد که پاسخ گونه Cassia angustifolia به پیش تیمار بذر با جیبرلیک اسید مثبت است و تکنیک پیش تیمار بذر با غلظت 500 پی پی ام جیبرلیک اسید قبل از کاشت اثرات بازدارنده ترکیبات آللوپاتیک اکالیپتوس را در مرحله جوانه زنی بطور معنی داری کاهش می دهد.

    کلیدواژگان: آللوپاتی، Eucalyptus camaldulensis، جوانه زنی، محرک های شیمیایی، Cassia angustifolia
  • حسین رضوانی*، نسترن همتی صفحات 61-71

    به منظور بررسی تاثیر کودهای آلی (ورمی کمپوست) و شیمیایی (نیتروژن) بر عملکرد کمی و کیفی گیاه دارویی بادرنجبویه آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی، در سه تکرار در سال زراعی 97-96 در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل کود آلی ورمی کمپوست در چهار سطح صفر، 5/2، 5 و 5/7 تن در هکتار و کودشیمیایی اوره با 46 درصد نیتروژن در چهار سطح شامل صفر، 50، 100 و 150 کیلوگرم در هکتار بود. نتایج نشان داد که کود ورمی کمپوست تاثیر معنی داری بر خصوصیات مورفولوژیکی و درصد اسانس بادرنجبویه داشت، به طوریکه بیشترین ارتفاع بوته، بیشترین تعداد شاخه فرعی، طول و عرض برگ، وزن تر، وزن خشک و درصد اسانس، در حالت کاربرد 5/7 تن در هکتار ورمی کمپوست حاصل گردید. همچنین اختلاف معنی دار بین سطوح مختلف کود شیمیایی اوره مشاهده شد به نحوی که در هنگام استفاده از کود شیمیایی درصد اسانس نسبت به حالت عدم کاربرد این کود به طور معنی داری افزایش یافت. بیش ترین مقدار اسانس در تیمار کاربرد همزمان ورمی کمپوست (5/7 تن در هکتار) و کود شیمیایی نیتروژن (100 کیلوگرم در هکتار) به میزان (49/0 درصد) حاصل گردید که در مقایسه با تیمار شاهد (34/0 درصد) حدود 38 درصد بیشتر بود. به طورکلی، نتایج نشان داد که مصرف ورمی کمپوست به همراه نیتروژن موجب افزایش رشد اندام هوایی و تولید ماده خشک و در نهایت باعث افزایش عملکرد کمی و بهبود معنی دار عملکرد اسانس بادرنجبویه می شود.

    کلیدواژگان: اسانس، بادرنجبویه، کودهای بیولوژیک، ورمی کمپوست، کود اوره
  • مجتبی صلاحی استاد، ملیحه مرشدلو، محمد مقدم* صفحات 72-86

    این پژوهش به منظور افزایش عملکرد و کیفیت محصول خربزه در سال 1397 به صورت آزمایش فاکتوریل با دوعامل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. فاکتور های آزمایش شامل محلول پاشی نشاء ها با اسید سالیسیلیک در سه غلظت (0، 1 و 2 میلی مولار) و فروبری ریشه آنها در محلول اکسید سیلیسیم در سه غلظت (0، 5/0 و 1 گرم در لیتر) بود. صفات مورد آزمایش شامل تعداد روز تا گلدهی، تعداد میوه در بوته، متوسط وزن میوه، متوسط تولید میوه در بوته، عملکرد نهایی،میزان فنل کل، فعالیت آنتی اکسیدانتی، محتوای پرولین و کربوهیدرات محلول بود. نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین میزان عملکرد میوه، کربوهیدرات محلول و فعالیت آنتی اکسیدانتی مربوط به اثر متقابل محلول پاشی 2 میلی مولار اسید سالیسیلیک و کاربرد 5/0 گرم در لیتر اکسید سیلیسیم بود. میزان پرولین و فنل کل در تیمار محلول پاشی 2 میلی مولار اسید سالیسیلیک و کاربرد 5/0 گرم در لیتر اکسید سیلیسیم نسبت به شاهد افزایش یافت. در این آزمایش تیمار محلول پاشی 2 میلی مولار اسید سالیسیلیک و کاربرد 5/0 گرم در لیتر اکسید سیلیسیم برتری بیشتری نسبت به دیگر تیمار ها در اکثر صفات اندازه گیری شده داشت.

    کلیدواژگان: پرولین، تعداد روز تا گلدهی، عملکرد، فعالیت آنتی اکسیدانی، فنل کل
  • مهدی محمدیان سرچشمه، سعید رضایی*، علیرضا ایرانبخش صفحات 87-100

    بیماری کمپلکس نماتد ریشه گرهی،Meloidogyne javanica  و پژمردگی فوزاریو می خیار گلخانه ای Fusarium oxysporum f. sp. radicis-cucumerinum کشت خیار را در ایران محدود کرده است. لذا دستیابی به رقم مقاوم به نماتد در کنترل بیماری نقش اساسی دارد. سنجش ترکیبات دفاعی گیاهی در بیماری کمپلکس در دستیابی به مکانیسم های مولکولی مقاومت و تولید ارقام مقاوم به نماتد کمک می کند. به همین دلیل بعد از تلقیح گیاه به شیوه اسپکتروفتومتری سنجش فعالیت پراکسیداز و ترکیبات فنلی در بیماری در شرایط گلخانه انجام گردید. آزمایش فاکتوریل با طرح پایه کاملا تصادفی با 14 تیمار طرح ریزی و شامل تیمارهای شاهد، قارچ تنها، نماتد تنها در چهار سطح تلقیح (1500، 3000، 4500 و 6000  لارو سن دو نماتد)، قارچ+نماتد به طور همزمان و تیمار تلقیح قارچ یک هفته بعد از تلقیح نماتد با چهار تکرار بود. افزایش74/54%  و 34/92% ترکیبات فنلی و 64/50%  و 31/63 % میزان فعالیت پراکسیداز در تیمار های تلقیح گیاه با قارچ به تنهایی و تلقیح نماتد به تنهایی (6000  لارو) نسبت به شاهد نشان داد این مواد از ترکیبات دفاعی در خیار می باشند. نتایج نشان داد که افزایش جمعیت نماتد در تلقیح گیاه در افزایش ترکیبات دفاعی تاثیر دارد. بیماری کمپلکس (تلقیح قارچ بعد از تلقیح نماتد (6000  لارو) منجر به افزایش 80 درصدی ترکیبات فنلی و 48/54 درصدی فعالیت پراکسیداز نسبت به شاهد گردید که ممکن است ناشی از اثرات سینرژیستی پاتوژن ها باشد. قارچ بیش از نماتد در افزایش فعالیت پروکسیداز نسبت به ترکیبات فنلی نقش داشت که نشان دهنده واکنش های پیچیده پارازیتیسم نماتد در تعامل نماتد-گیاه بود. کاهش ترکیبات دفاعی در رقم نگین (حساس به فوزایوم) و افزایش آن در ارقام خصیب (متحمل به فوزاریوم) و دستجردی (متحمل به نماتد) نشان داد تولید ترکیبات دفاعی ممکن است با مقاومت خیار به عوامل بیماریزا ارتباط داشته باشند.

    کلیدواژگان: بر همکنش، پراکسیداز، ترکیبات فنلی، خیار، فوزاریوم، نماتد ریشه گرهی
  • حسین مرادی*، مهدی حدادی نژاد، علیرضا یاوری، مهدی محمدی ازنی، سید مریم موسوی، سید محمدامین حسینی صفحات 101-115

    به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی با استفاده از ویژگی های ظاهری و فیتوشیمیایی گیاه بنفشه معطر (Viola odorata L.)، 10 منطقه از استان های مازندران و گلستان بررسی شد. صفات فیتوشیمیایی نظیر میزان ترکیبات فنلی، فلاونوییدها، ظرفیت آنتی اکسیدانی، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و صفات ریخت شناسی از جمله طول و عرض برگ، طول دم برگ و طول ریشه ارزیابی گردید. در بررسی صفات فیتوشیمیایی ژنوتیپ های مناطق ساری و کسوت دارای بالاترین میزان کلروفیل b و کلروفیل کل بوده و اکوتیب ساری از بالاترین میزان فلاونویید بر خوردار بودند. از نظر میزان ظرفیت آنتی اکسیدانی، دو اکوتیپ ساری و وری، با غلظت مهار 60 درصد رادیکال های آزاد بالاترین مقدار را نشان دادند. اکوتیب های مناطق زنگلاب، آق چشمه، تنگه چهل چای با ارتفاع از سطح دریای کمتر نسبت به مناطق دیگر مورد مطالعه، بالاترین میزان فنل کل را به میزان 25 میلی گرم اسید گالیک در گرم وزن خشک را نشان دادند. نتایج حاصل از ارزیابی ریخت شناسی نشان داد، بیشترین اندازه طول برگ را اکوتیب های وری، ساری و کسوت نشان دادند و اکوتیب های ازنی و وری بیشترین اندازه طول ریشه را دارا بودند. همچنین، اکوتیپ های وری، کسوت، چهل چای و زنگلاب بالاترین میزان طول دم برگ و اکوتیپ چهل چای بالاترین تعداد برگ را نشان دادند. نتایج همبستگی صفات نشان داد که با افزایش ارتفاع از سطح دریا میزان طول برگ، عرض برگ، طول دم برگ، تعداد برگ، فلاونویید برگ و فنل برگ گیاه بنفشه معطر کاهش می یابد. به طورکلی اکوتیب های ساری، وری وکسوت در استان مازندران در اکثر ویژگی های عملکردی دارای ژنوتیب های برتر جهت کارهای اصلاحی در آینده می باشد.

    کلیدواژگان: اکوتیپ، صفات مورفولوژیکی، بنفشه ایرانی، ترکیبات فیتوشیمیایی، فلاونوئید
  • فرهنگ مولودی، اسمعیل نبی زاده*، حیدر عزیزی صفحات 116-128

    به منظور شناسایی صفات موثر بر عملکرد قند و تعیین روابط علت و معلولی بین آن ها، تعداد 13 رقم مونوژرم مختلف داخلی و خارجی چغندرقند در سال زراعی 1397 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار به لحاظ 11 صفت مهم کمی و کیفی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی میاندوآب طی سه تاریخ برداشت مختلف (15 مهر، 30 مهر و 15 آبان) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف بین ارقام مورد بررسی از نظر کلیه صفات مورد ارزیابی در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. ضرایب تنوع فنوتیپی و ژنوتیپی برای اکثر صفات بالا بود که بیانگر وجود تنوع نسبتا بالا در ارقام مورد مطالعه برای صفات ارزیابی شده می باشد. ضرایب همبستگی ژنتیکی بین صفات نشان داد که بیشترین همبستگی مثبت و معنی دار به ترتیب در بین صفت عملکرد قند با صفات عملکرد قند خالص (**88/0)، درصد قند ناخالص (**71/0) و خالص (**65/0) و با صفات میزان قند ملاس (**62/0-)، ضریب قلیاییت (**58/0-) و میزان پتاسیم ریشه (**52/0-) همبستگی منفی و معنی داری وجود دارد. در تجزیه رگرسیون چندگانه به روش گام به گام، صفات درصد قند خالص، درصد قند ناخالص، میزان نیتروژن مضره و عملکرد ریشه به ترتیب وارد مدل رگرسیونی شدند که 84 درصد از کل تغییرات عملکرد قند را توجیه کردند. بر اساس نتایج تجزیه علیت، صفات درصد قند ناخالص (12/1) و عملکرد ریشه (03/1) به ترتیب بیشترین اثر مستقیم را با عملکرد قند داشتند، بنابراین گزینش بر اساس صفات مذکور می تواند ما را در دستیابی به ژنوتیپ های با عملکرد قند بالا یاری دهد.

    کلیدواژگان: چغندرقند، روابط علت و معلولی، عملکرد نهایی، همبستگی ژنتیکی
  • محمود فولادوند*، آسا ابراهیمی، مهدی رهایی، وحید شریعتی جونی صفحات 129-138

    نیشکر گیاهی است که تا مدار حدود 32 درجه شمالی و جنوبی در نقاط مختلف جهان کشت می گردد. مقاومت این گیاه نسبت به سرما پایین است. با توجه به حساسیت نیشکر به سرما، به منظور شناسایی مسیرها و ژنهای دارای بیان افتراقی در ارقام نیشکر در هنگام تنش سرما و استفاده از آنها در برنامه اصلاح نبات نیشکر، پس از وقوع سرمای ᴏC2/1 زیر صفر در دیماه 1394، تعداد 454 رقم نیشکر با استفاده از شاخص های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی، در یکی از مزارع تحقیقاتی موسسه تحقیقات نیشکر خوزستان مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول با استفاده از شاخص های مورفولوژی، ارقام متحمل و حساس در برابر سرما انتخاب شدند. در مرحله دوم در سال 1395، پس از تنش سرما، شاخصهای بیوشیمیایی از قبیل پرولین(Prolin) و مالون دی آلدیید (MDA)، در ارقام متحمل(منتخب مرحله اول)، افزایش بیشتری پیدا کرد و بر اساس نتایج دو مرحله، دو رقم BR00-01 وTUC66-107 به ترتیب به عنوان متحمل ترین و حساسترین رقم نسبت به سرما شناسایی شدند.  نتایج بررسی واکنش مورفولوژی و بیوشیمیایی ارقام نیشکر به تنش سرما نشان داد که ارقامی که طبق شاخص های مورفولوژیکی، میزان تحمل بیشتری به تنش سرما دارند، همین ارقام در مرحله بررسی بیوشیمیایی نیز از نظر میزان پرولین (Prolin) و مالون دی آلدیید (MDA) در سطح بالاتری نسبت به ارقام حساس قرار دارند. همچنین همبستگی بالایی بین صفات مورفولوژیکی و شاخص های بیوشیمیایی از نظر میزان تحمل و مقاومت به سرما وجود داشت. بنابراین، با استفاده از اندازه گیری شاخص های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی، می توان پیش از انجام بررسی مولکولی و بدون صرف هزینه های زیاد، نوع واکنش ارقام نیشکر به تنش سرما را بررسی نمود و در هنگام غربال کلون های نیشکر در مراحل مختلف اصلاحی، با اندازه گیری مقدار شاخص های مورفولوژی و بیوشیمیایی نیشکر در هنگام تنش سرما، نسبت به غربال و انتخاب کلون های برتر اقدام نمود.

    کلیدواژگان: : نیشکر، غربال مورفولوژیکی، تنش سرما، مقاومت به سرما، شاخص بیوشیمیایی
|
  • Sakineh Moradkhani * Pages 1-15

    In order to investigate the interaction effects of cadmium as a heavy metal and salicylic acid as an antioxidant and anti-stress substance on sunflower plants, sunflower seeds were washed with distilled water after disinfection with 1% sodium hypochlorite solution and were planted in pots containing sandy soil in a growth chamber with a temperature of 34 ℃ during the day and 25 ℃ at night, and 16/8 hours of light/dark photoperiod. This research was performed as a factorial completely randomized design with four replications under greenhouse conditions. Sunflower plants were exposed to cadmium chloride treatment (0, 50, 100, 150 and 200 µM) at two-leaf stage on a weekly basis. One week after cadmium treatment, plant leaves were sprayed with salicylic acid (0, 250 and 500 µM). After harvesting the plants, cadmium concentrations in roots and shoots were measured. Then, antioxidant enzymes were assayed. Total protein content of leaf samples was extracted and the pattern of leaf protein changes was investigated by SDS-PAGE electrophoresis. Cadmium concentration in roots and shoots increased with increasing cadmium and salicylic acid treatment. Catalase enzyme activity decreased with increasing cadmium concentration, and salicylic acid had a very small effect on its activity. The activity of superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, and glutathione reductase enzymes increased with increasing cadmium concentration while increasing salicylic acid concentration reduced the activity of these enzymes. Leaf protein electrophoresis under cadmium and salicylic acid treatments showed differences in leaf protein intensity compared with control plants. The expression of some proteins was increased or decreased in the treated plants. Therefore, cadmium and salicylic acid treatments made changes in the amount of cadmium uptake, antioxidant enzymes activity, and the pattern of sunflower leaf proteins.

    Keywords: ascorbate peroxidase, Cadmium accumulation, Catalase, electrophoresis, Glutathione reductase, Protein, Salicylic acid, Sunflower (Helianthus annuus L.), superoxide dismutase
  • Elham Azizi *, Younes Rezapour, Mansooreh Kermani, Ali Masoomi Pages 16-34

    Purslane (Portulaca Oleracea L.) is a valuable medicinal plant growing in hot and dry conditions. Since drought stress is one of the most important factors limiting the production of agricultural products in these regions, this study aimed to evaluate the tolerance of different purslane landraces to drought stress in the greenhouse of Payame Noor University of Daregaz during the spring 2016. The experiment was as factorial based on completely randomized design with four levels of drought stress (field capacity, 75% FC, 50% FC and 25% FC), 5 landraces of purslane (Qom, Kalat, Sabzevar, Yazd, Gachsaran), and with three replications. The studied traits were relative water content, membrane sustainability index, photosynthetic pigment contents, chlorophyll sustainability index (the amount of chlorophylls and carotenoids), proline content, soluble carbohydrates, and fresh and dry weight of roots in two stages of vegetative and reproductive growth. Results showed that an increase in water stress level decreased the relative water content and cell membrane stability index while increasing the leaf chlorophyll index, carotenoid content, proline, and carbohydrates in different landraces of purslane. Results also indicated that the landraces of Gachsaran and Yazd had higher membrane stability index, lower RWC, and lower chlorophyll content under stress. Among the studied landraces, Qom and Kalat showed significant superiority compared to Sabzevar, Yazd and Gachsaran landraces in terms of proline and soluble carbohydrates. Also, the results showed that with increasing drought stress, fresh and dry weight of roots, leaves, and stems reduced at vegetative and generative stages of plant development such that the highest morphological and physiological traits in two stages of vegetative and reproductive growth were observed in 75% and 100% of field capacity and the minimum levels of these traits were obtained in 25% of field capacity. In general, Qom and Kalat landraces were more tolerant to drought stress compared to other landraces while Gachsaran, Yazd, and Sabzevar due to the relatively weak response to drought stress in most of the measured traits, were evaluated as susceptible landraces to drought stress.

    Keywords: Carbohydrates, dry weight, Leaf chlorophyll index, membrane Sustainability Index, Proline
  • Neshat Norozi, Maryam Niakan *, Mehdi Ebadi, Masome Younes Abadi Pages 35-48

    Allelopathic effect of weeds is one of the important factors limiting the growth and yields in crops. The aim of this study was to investigate the effect of aqueous extract of shoots (leaves and stems) of wild melon (Cucumis melo L.) on growth indices and antioxidant system of rapeseed and its accompanying wild mustard (Sinapis arvensis). This study was conducted as a split-split plot in the form of a randomized complete block design with three replications at the field level. The main plot included the target plant type at two levels (rapeseed RGS cultivar and Sinapis arvensis weed), the sub-plot included the type of organ at two levels (leaf and stem extract of wild melon) and the sub-plot of extract concentration at four levels (0 (control)) 2.5, 5, and 10%). The results showed that with increasing the concentration of wild melon leaf extract, most of the growth parameters in both target plants decreased and the intensity of this decrease was higher on the growth of Sinapis arvensis compared to rapeseed, while wild melon stem extract caused a more severe decrease in rapeseed growth parameters compared with Sinapis arvensis. Also, wild melon stem extract significantly increased catalase activity in canola compared to control and decreased peroxidase while the activity of peroxidase enzyme increased in Sinapis arvensis. Also, the increasing trend of phenolic compounds and decreasing flavonoid compounds of rapeseed leaves with increasing the concentration of extract was more dramatic and intense than Sinapis arvensis. According to the results of this study, the sensitivity of rapeseed and its associated weeds to the extracts of two wild melon organs was not the same, which should be considered in managing the use of plant allelopathy as an herbicide at field level.

    Keywords: Catalase growth, flavonoid peroxidase, phenol, Rapeseed, Wild Melon, Wild mustard
  • Morteza Saberi, Vahid Karimian *, Mehdi Aran Pages 49-60

    The aim of this study was to investigate the effects of gibberellic and salicylic acid on germination improvement and protection of Cassia angustifolia under allelopathic stress of Eucalyptus camaldulensis compounds in laboratory conditions. Treatments consisted of pretreatment with gibberellic acid (125, 250, and 500 ppm) and salicylic acid (100, 200, and 300 mg / l), and 5 concentrations of extracted allelopathic compounds of eucalyptus aerial and terrestrial organs (0, 25, 50, 75, and 100 mg / l). Each treatment had four replications and a factorial experiment in completely randomized design was performed. Results of analysis of variance indicated that the interaction effect of pretreatment and allelopathy on all measured traits was significant (p≤0.01). Means comparison showed that eucalyptus extract has allelopathic inhibitory effects on seed germination and early growth of Cassia angustifolia seedlings such that seed pre-treatment with chemical stimulants improved germination percentage and speed and also early growth of seedlings. Seed pre-treatment with gibberellic acid 500 ppm had the best effect on improvement of germination and early growth of seedlings. Overall, the results showed that Cassia angustifolia's response to seed pre-treatment with gibberellic acid was positive, and the seed pretreatment technique with gibberellic acid 500 ppm before planting decreased significantly the inhibitory effects of eucalyptus allopathic compounds at germination stage.

    Keywords: Allelopathy, camaldulensis, Cassia angustifolia, Chemical stimuli, Eucalyptus, germination
  • Hossein Rezvani *, Nastaran Hemmati Pages 61-71

    In order to study the effect of organic (vermicompost) and chemical (nitrogen) fertilizers on the quantitative and qualitative yield of Melissa Officinalis, a factorial experiment was conducted based on randomized complete block Design (RCBD) with three replications in the Research Field of Golestan Research and Training Center of Agriculture and Natural Resources. Experimental factors included vermicompost at four levels (0, 2.5, 5, and 7.5 tons ha-1) and urea fertilizer with 46% nitrogen at four levels (0, 50, 100, and 150 kg ha-1). Results showed that vermicompost had a significant effect on morphological characteristics and percentage of essential oil of Melissa Officinalis. The highest plant height, number of branches, leaf length and width, fresh weight, dry weight, and percentage of essential oil was obtained in application of 7.5 ton/ha vermicompost. Also, there was a significant difference between different levels of urea fertilizer so that the percentage of essential oil significantly increased when the fertilizer was applied. The highest amount of essential oil (0.49%) was obtained in simultaneous application of vermicompost (7.5 tons ha-1) and nitrogen fertilizer (100 kg ha-1) which was 38% higher than control. In general, the results showed that application of vermicompost with nitrogen increases shoot growth and dry matter production, ultimately increases the yield quantity, and significantly improves the yield of Melissa Officinalis essential oil.

    Keywords: Biofertilizers, Essential oil, Lemon Balm, Urea fertilizer, vermicompost
  • Mojtaba Salahiostad, Malihe Morshedloo, Mohammad Moghaddam * Pages 72-86

    This study was carried out to enhance yield and quality of Persian melon crop in a factorial experiment based on a randomized complete block design with three replications at the Research Farm of Ferdowsi University of Mashhad in 2018. The treatments consisted of foliar application of salicylic acid at three concentrations (0, 1, and 2 mM) and root drowning in the aqueous solution of silicon oxide at three concentrations (0, 0.5, and 1 g/L). The measured traits were the number of days to flowering, average fruit weight, average fruit production per plant, fruit number per plant, final yield, total phenol, antioxidant activity, proline, and soluble carbohydrate. Results showed that the highest fruit yield, total carbohydrate, and antioxidant activity were obtained in the interaction effect of 2 mM salicylic acid spray with 0.5 g/L silicon oxide application. The amount of proline and total phenol increased in 2 mM salicylic acid and 0.5 g/L silicon oxide treatment compared to control. In this experiment, foliar application of 2 mM salicylic acid with 0.5 g/L silicon oxide were superior to other treatments in the most measured traits.

    Keywords: antioxidant activity, number of days to flowering, proline yield, Total phenol
  • Mehdi Mohamadian Sarcheshmeh, Saeed Rezaee *, Alireza Iranbakhsh Pages 87-100

    Complex disease caused by the root-knot nematode, Meloidogyne javanica, and the fungus, Fusarium oxysporum f. sp. radicis-cucumerinum, has limited cucumber cultivation in Iran. Therefore, access to the nematode-resistant cultivars has a crucial role in disease control. The Assessment of plant defense compounds in the Complex disease helps understand the molecular mechanisms of resistance and the production of nematode-resistant cultivars. After inoculation of the plants in a greenhouse, the peroxidase enzyme and the phenolic compounds were measured using spectrophotometric method. The experiment was conducted based on a factorial completely randomized designed with 14 treatments, including control, fungi alone, nematode alone in four inoculations level viz. 1500, 3000, 4500, and 6000 J2s, fungus + nematode simultaneously, and fungus a week after nematode inoculation with 4 replications. Phenolic compounds increased by %54.74 and %92.34 and peroxidase enzyme activity increased by %50.64 and %63.31 in plants inoculated with fungus alone and nematode alone (6000 larvae) compared to the control, showing that these substances act as defensive compounds in cucumber. Results showed that increasing the nematode population in inoculated plants improved the defense compounds levels.  Inoculation of nematode (6000 larvae) followed by fungus led to %80 and %54.48 increases in phenolic compounds and peroxidase activity, respectively as compared with the control which might be attributed to the synergistic effects of pathogens. The fungi had a more active role than nematodes in increasing the peroxidase compared to the phenolic compounds, which indicated the complex nature of nematode parasitism in the nematode-plant interaction. Decrease in the defense compounds in Negin cultivar (susceptible to Fusarium) and increase in the level of these compounds in Khasib (tolerant to Fusarium) and Dastjerdi (tolerant to nematode) cultivars showed that the production of the defensive compounds may be related to the cucumber resistance to pathogens.

    Keywords: cucumber, Fusarium oxysparum f. sp. radicis-cucumerinum, interaction, Meloidogyne javanica, root-knot nematode, peroxidase, phenolic compounds
  • Hossein Moradi *, Mahdi Haddadinejad, Alireza Yavari, Mahdi Mohammadi Azni, Seyedmaryam Musavi, Syyed Mohammad Amin Hosseini Pages 101-115

    In order to evaluate genetic diversity using phenotype and phytochemical properties of sweet violet (Viola odorata), 10 regions of Mazandaran and Golestan provinces were studied. Phytochemical traits such as phenol content, flavonoid, antioxidant capacity, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, and morphological characters of leaf size, petiole length, pedicel length, and root length were evaluated. Sari and Kosout genotypes had the highest chlorophyll b and total chlorophyll contents and the Sari ecotype had the highest flavonoid content. The highest level of antioxidant capacity was observed in Sari and Vari ecotypes. The ecotypes of Zanglab, Aq Cheshmeh, Tangeh Chehel Chai with lower height showed the highest total phenol contents. Results of morphological evaluation showed that ecotypes of Vari, Sar,i and kosout had the longest leaves and  ecotypes of Azni and Vari had the longest roots. Also, ecotypes of Vari, kosout, Tangeh Chehel Chai, and Zanglab had the highest petiole length and Tangeh Chehel Chai ecotype had the highest leaf number. Correlation of traits showed that leaf height, leaf width, petiole length, leaf number, leaf flavonoid, and leaf phenol contents of sweet violet decreased with increasing altitude. In general, Sari, Vari, and Kosoot ecotypes from Mazandaran province had superior genotypes for most of the traits that could be used for future breeding programs.

    Keywords: Ecotype, Iranian violet, Morphological diversity, Phytochemical compounds
  • Farhang Movloudi, Esmail Nabizadeh *, Heydar Azizi Pages 116-128

    In order to identify traits affecting sugar yield and determine cause and effect relationships between them, 13 different domestic and foreign sugar beet monogerm cultivars were evaluated at three different harvest time (7 October, 22 October, and 6 November) in a RCB design with four replications in terms of 11 important quantitative and qualitative traits in 2018 crop season in Miandoab Agricultural Research Station. The ANOVA results showed that the difference between studied cultivars was significant for all evaluated traits at 0.01 probability level. Phenotypic and genotypic coefficients of variation were high for most traits, indicating relatively high variability in the studied cultivars for evaluated traits. Genetic correlation coefficients between traits showed that the highest positive and significant correlations were observed between sugar yield trait on the one hand and white sugar yield (0.88**), impure sugar content (0.71**) and white sugar content (0.65**) traits in that order, and the highest negative and significant correlation was found between sugar yield trait on the one hand and molasses sugar (-0.62**), alkalinity coefficient (-0.58**), and root potassium (-0.52**) traits, in that order. In multiple regression analysis by stepwise method, sugar content, white sugar content, α-amino nitrogen, and root yield traits were entered into the regression model, respectively, that explained %84 of the total sugar yield variations. Based on path analysis results, sugar content (1.12) and root yield (1.03) traits had the highest positive direct effect on sugar yield and thus, selection based on these traits can help us to achieve high-yielding genotypes.

    Keywords: Cause, effect relationships, final yield, genetic correlation, Sugar beet
  • Mahmoud Fouladvand *, Asa Ebrahimi, Mehdi Rahaei, Vahid Shariati Joni Pages 129-138

    Sugarcane is cultivated in different parts of the world up to a latitude of about 32 degrees north and south. The resistance of this plant to cold is low. Considering the sensitivity of sugarcane to cold, in order to identify the pathways and genes by differential expression in sugarcane cultivars during cold stress and employ them in sugarcane plant breeding programs, 454 sugarcanes were investigated using morphological and biochemical indices, in the Research Farm of Khuzestan Sugarcane Research Institute following the incidence of -1.2 ℃ temperature in the region in December 2015. In the first stage, the cold-tolerant or sensitive cultivars were selected using morphological indices. In the second stage, biochemical indices such as proline and malondialdehyde were measured in the tolerant cultivars (selected at the first stage) after a cold stress period in 2016, which showed increases in comparison with susceptible cultivars. According to the data obtained at the two stages, two cultivars, namely BR00-01 and TUC66-107, were identified as the most tolerant and sensitive to cold, respectively. Based on the results of morphological studies, the cultivars with a higher tolerance to cold stress were also hose with higher proline and MDA levels in the biochemical study stage compared with the sensitive cultivars. There was also a high correlation between morphological traits and biochemical indicators in terms of cold resistance. Therefore, by measuring morphological and biochemical indices, it is possible to determine to a large extent the type of reaction of a sugarcane cultivar to cold stress before doing molecular analysis and spending huge sums of money, and to select superior clones when sifting sugarcane clones at different breeding stages.

    Keywords: Biochemical index, Cold resistance, Cold stress, Morphological screening, Sugarcane