1-13-3- اثرات تنش شوری بر روابط آبی بادام و سایر درختان میوه………………………..26

1-13-4- اثرات تنش شوری بر محتوی فنل و ظرفیت آنتی اکسیدانتی بادام و سایر درختان میوه….28

1-14- اثرات تنش شوری بر خصوصیات بیوشیمیایی بادام و سایر درختان میوه………29

1-14-1- اثرات تنش شوری بر مکانیسم­های دفاعی آنزیمی……………………………29

1-14-1-1 سوپر­اکسید دیسموتاز (SOD)……………………………………………………30

1-14-1-2- کاتالاز (CAT)…………………………………………………………………….30

1-14-1-3-پراکسیداز­ها……………………………………………………………………….31

1-14-1-3-1-آسکوربات پراکسیداز (APX)…………………………………………………..31

1-14-1-3-2- گایاکول پراکسیداز (GPX) …………………………………………………….31

1-14-2- اثرات تنش شوری بر فعالیت آنزیم­های پراکسیداز، کاتالاز،آسکوربات پراکسیداز در بادام و سایر درختان میوه…32

1-14-3- اثرات تنش شوری بر محتوی پراکسید هیدروژن در بادام و سایر درختان میوه…33

1-14-4- اثرات تنش شوری بر محتوی پروتئین­های محلول کل در بادام و سایر درختان میوه….34

1-14-5- اثرات تنش شوری بر سنتز تنظیم کننده­های اسمزی بادام و سایر درختان میوه…..36

1-14-5-1-پرولین……………………………………………………………………………..37

1-14-5-2-کربوهیدرات­های محلول و نامحلول………………………………………………..39

1-14-6- اثرات تنش شوری بر پراکسیداسیون لیپیدها در بادام و سایر درختان میوه…..40

1-15- اثرات تنش شوری بر وضعیت عناصر غذایی در بادام و سایر درختان میوه……… 42

2-مواد و روش­ها………………………………………………………………………………46

2-1- محل انجام آزمایش……………………………………………………………………..47

2-2- طرح آزمایشی……………………………………………………………………………47

2-3- مواد آزمایشی………………………………………………………………………….47

2-3-1-خصوصیات ژنوتیپ­های مورد مطالعه………………………………………………….49

2-4-اعمال تیمار شوری………………………………………………………………………50

2-5-ارزیابی صفاتمورفولوژیک………………………………………………………….51

2-6-ارزیابی صفات فیزیولوژیک……………………………………………………………..52

2-6-1-پارامترهای فلورسانس کلروفیل……………………………………………………52

2-6-2- سنجش کلروفیل و کارتنوئید……………………………………………………..53

2-6-3-شاخص کلروفیل…………………………………………………………………..53

2-6-4-محتوای نسبی آب برگ…………………………………………………………53

2-6-5- نشت یونی نسبی………………………………………………………………54

2-6-6- درصد آسیب دیدگی غشاء سلولی……………………………………………..54

2-6-7- فنل کل……………………………………………………………………………..54

2-6-7-1- استخراج از بافت میوه…………………………………………………………54

2-6-7-2- تعیین میزان فنل کل با روش اسپکتروفتومتری……………………………55

2-6-8- ظرفیت آنتی­اکسیدانی کل………………………………………………………..56

2-7-ارزیابی صفات بیوشیمیایی………………………………………………………….56

2-7-1-کربوهیدرات­های محلول………………………………………………………………56

2-7-2-کربوهیدرات­های نامحلول……………………………………………………………58

2-7-3-پرولین…………………………………………………………………………………59

2-7-4-پراکسیداسیون لیپیدها……………………………………………………………60

2-7-4-1-مالون دی­آلدئید(MDA) …………………………………………………………60

2-7-4-2-سنجش سایر آلدئید­ها (پروپانال، بوتانال، هگزانال، هپتانال و پروپانال دی متیل استال)….60

2-7-5-پراكسید هیدروژن………………………………………………………………..61

2-7-6-پروتئین­ محلول کل و سنجش فعالیت آنزیم­ها…………………………………61

2-7-6-1-تهیه بافر استخراج……………………………………………………………..61

2-7-6-2-مرحله استخراج……………………………………………………………….61

2-7-6-3-پروتئین محلول کل……………………………………………………………62

2-7-6-3-1-تهیه بافر­های سنجش…………………………………………………….62

2-7-6-3-2-تعیین محتوی پروتئین محلول کل…………………………………………62

2-7-6-4- آنزیم پراکسیداز(POD)……………………………………………………..63

2-7-6-4-1-تهیه بافر­های سنجش…………………………………………………….63

2-7-6-4-2-تعیین فعالیت آنزیم…………………………………………………………63

2-7-6-5-آنزیم آسكوربات ­پراكسیداز (APX)………………………………………….64

2-7-6-5-1-تهیه بافرهای سنجش……………………………………………………..64

2-7-6-5-2-تعیین فعالیت آنزیم………………………………………………………….64

2-7-6-6-آنزیم کاتالاز (CAT) …………………………………………………………….64

2-7-6-6-1-تهیه بافرهای سنجش……………………………………………………..64

2-7-6-6-2-تعیین فعالیت آنزیم کاتالاز………………………………………………….64

2-8- عناصر معدنی ریشه و برگ…………………………………………………………65

2-8-1- تهیه خاکستر……………………………………………………………………..65

2-8-2-نیتروژن………………………………………………………………………..65

2-8-3-پتاسیم…………………………………………………………………………..66

2-8-3-1- آماده کردن محلول های سنجش…………………………………………..66

2-8-3-2- تعیین محتوی پتاسیم………………………………………………….66

2-8-4-سدیم………………………………………………………………………..67

2-8-4-1- آماده کردن محلول های سنجش………………………………………67

2-8-4-2-تعین محتوی سدیم………………………………………………………68

2-8-5-فسفر…………………………………………………………………………..69

2-8-5-1- آماده کردن محلول های سنجش……………………………………….69

2-8-5-2-تعین محتوی فسفر………………………………………………………..69

2-8-6-کلسیم…………………………………………………………………………70

2-8-7- منیزیم………………………………………………………………………….71

2-8-8- آهن………………………………………………………………………….71

2-8-9- روی………………………………………………………………………..72

2-8-10- مس…………………………………………………………………………73

2-8-11-کلر…………………………………………………………………………74

2-9- تجزیه و تحلیل داده ­ها…………………………………………………………..74

3-نتایج و بحث………………………………………………………………………..75

3-1-ارزیابی برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر صفات مورفولوژیک…………………77

3-2-ارزیابی برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر صفات فیزیولوژیک…………………87

3-2-1-اثر تیمار شوری بر تغییرات کلروفیل فلورسانس………………………..87

3-2-1-1-برهمکنش تیمار شوری و ژنوتیپ بر تغییرات کلروفیل فلورسانس……87

3-2-1-2-برهمکنش زمان و ژنوتیپ بر تغییرات کلروفیل فلورسانس…………..90

3-2-1-3-برهمکنش تیمار شوری و زمان بر تغییرات کلروفیل فلورسانس……..93

3-2-2- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی رطوبت نسبی برگ…………….94

3-2-3- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی نشت یونی و آسیب دیدگی غشاء سلولی…..95

3-2-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر شاخص کلروفیل………………………96

3-2-5- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی کلروفیل­هایa،b، کل و کارتنوئید…….97

3-3-ارزیابی برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر خصوصیات بیوشیمیایی……………..101

3-3-1- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدانتی…101

3-3-2- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی کربوهیدرات­های محلول و نامحلول…..102

3-3-3- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پرولین…………………………………108

3-3-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر پراکسیداسیون لیپیدها (محتوی مالون دی آلدئید و سایر آلدئید­ها….109

3-3-5- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پروتئین­های محلول کل……………….111

3-3-6- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر فعالیت آنزیم کاتالاز…………………………….112

3-3-7- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز……………..114

3-3-8- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز…………115

3-3-9- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پراکسیداسیون هیدروژن……………117

3-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر وضعیت عناصر غذایی پرمصرف و کم­مصرف در برگ و ریشه..119

3-4-1- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی سدیم برگ و ریشه……………………119

3-4-2- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی نیتروژن برگ و ریشه………………….120

3-4-3- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پتاسیم برگ و ریشه………………….122

3-4-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی کلسیم برگ و ریشه………………….125

3-4-5- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی منیزیم برگ و ریشه……………………126

3-4-6-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت فسفر برگ و ریشه……………………..128

3-4-7-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت کلر برگ و ریشه………………………134

3-4-8-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت روی برگ و ریشه………………………135

3-4-9-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت مس برگ و ریشه……………………….136

3-4-10-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت آهن برگ و ریشه………………………137

3-5- همبستگی بین صفات……………………………………………………………142

3-6-نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………..147

3-7-پیشنهادات…………………………………………………………………………..148

4-منابع علمی……………………………………………………………………………149

5-ضمائم…………………………………………………………………………………….159

چکیده:

ترکیب پایه و پیوندک می­تواند خصوصیات رشدی و غلظت عناصر غذایی برگ و ریشه­های بادام را در شرایط تنش شوری تحت تأثیر قرار دهد. به منظور ارزیابی اثر تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و غلظت عناصر غذایی پرمصرف و کم­مصرف در برگ و ریشه­های تعدادی از ژنوتیپ­های بادام، آزمایشی گلدانی با دو عامل ژنوتیپ در 11 سطح، شامل تونو، نان­پاریل، مامایی، شکوفه، سهند، شاهرود 12، A₂₀₀، 25 -1، 16-1 و 40-13 پیوند شده روی پایه GF₆₇₇و پایه GF₆₇₇(پیوند نشده به عنوان شاهد) و فاکتور شوری آب آبیاری شامل صفر، 2/1، 4/2، 6/3 و 8/4 گرم در لیتر نمک که به ترتیب هدایت الکتریکی برابر 5/0، 5/2، 9/4، 3/7 و 8/9 دسی زیمنس بر متر داشتند، انجام شد. نتایج نشان داد که با اعمال تنش شوری و افزایش غلظت آن، شاخص­های رشدی شامل ارتفاع شاخه، قطر شاخه، تعداد برگ کل، تعداد برگ­ سالم، تراکم برگ روی شاخه اصلی، وزن تر و وزن خشک برگ­، سطح برگ و نسبت سطح برگ­، محتوای رطوبت نسبی برگ­، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه، شاخص کلروفیل، کلروفیل­های a، b و کل و کاروتنوئید در تمامی ژنوتیپ­های مطالعه شده، کاهش یافتند و تعداد برگ­های نکروزه، میزان ریزش برگ، نسبت وزن خشک به وزن تر اندام هوایی، نسبت وزن تر و خشک ریشه به وزن تر و خشک اندام هوایی، درصد نشت یونی و درصد آسیب دیدگی غشاء سلولی، افزایش یافتند. ارزیابی تغییرات فلورسانس کلروفیل نشان داد، تنش شوری از طریق افزایش میزان فلورسانس حداقل و کاهش میزان فلورسانس حداکثر، باعث کاهش فلورسانس متغیر در گیاهان شد و نسبت فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر (حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیستم II) را از 83/0 در گیاهان شاهد به 72/0 در برگ­های بالایی در پایه GF₆₇₇و رقم سهند پیوند شده روی این پایه و 70/0 در برگ های پایینی کاهش داد. بر این اساس، کاهش یاد شده نشانه تنش مخرب در گیاهان مذکور است. به طورکلی، نتایج این تحقیق حاکی از آن است که هم پایه و هم نوع ژنوتیپ پیوندی بر درجه تحمل در برابر تنش شوری نقش دارند. نهال­های GF₆₇₇که پیوندی روی آن­ها انجام نشده بود، توانستند تیمار شوری 4/2 گرم در لیتر (با هدایت الکتریکی 9/4 دسی زیمنس بر متر) را به خوبی تحمل کنند ولی با افزایش غلظت نمک، به­شدت دچار تنش شدند. نوع ژنوتیپ پیوندی نیز در افزایش تحمل به تنش شوری نقش بسزایی داشت. در مجموع صفات مورفولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و عناصر غذایی پرمصرف و کم­مصرف بررسی شده در این تحقیق رقم شاهرود 12، به عنوان متحمل­ترین رقم به تنش شوری انتخاب شد. این رقم توانست به خوبی شوری تا 6/3 گرم در لیتر (3/7 دسی زیمنس بر متر) و تا حدودی نیز شوری 8/4 گرم در لیتر (8/9 دسی زیمنس بر متر)، را تحمل کند. در نقطه مقابل، رقم سهند و ژنوتیپ 16-1، به عنوان حساس­ترین ژنوتیپ­ها، نسبت به تنش شوری تشخیص داده شدند. این ژنوتیپ­ها همانند پایه­های شاهد (پیوند نشده)، تنها توانستند، شوری تا 9/4 دسی زیمنس بر متر)، را تحمل نمایند.

مقدمه و هدف:

شش درصد از مساحت كل كره زمین شور است و از این مقدار، حدود 45 میلیون هكتار كه جزو اراضی آبیاری به شمار می روند، شور هستند . [Munns, 2002] برخی از اراضی به قدری شور هستند كه تولید محصول در آن اقتصادی نیست و در بسیاری از اراضی به خاطر تجمع نمك، امكان كشت سالیانه وجود ندارد . شوری معمولاً بیشتر در نواحی خشك و نیمه خشک و مناطقی كه بارندگی به حد كافی جهت شستشوی نمك­ها از ناحیه ریشه كافی نیست، مشکل ساز است . در حدود یک سوم از مساحت کل خاك­های شور دنیا در قاره آسیا قرار دارد .[Munns, 1993] حدود 12 درصد از کل مساحت کشور ایران معادل 19 میلیون هکتار به صورت کشت و آیش و به منظور تولیدات کشاورزی استفاده می­شود ]مومنی، 1389[.

بادام (Prunus dulcis)، یکی از درختان میوه مناطق معتدله بومی فلات ایران است که طبق آخرین آمار به دست آمده در سال 1390، ایران با سطح زیر کشت بیش از 170 هزار هکتار و تولید 158 هزار تن، سومین کشور تولیدکننده آن در دنیا محسوب می­شود [FAO, 2013]. بادام در مناطقی با زمستان­های معتدل و تابستان­های گرم و خشک رشد می­کند. از طرفی اكثر مناطق ایران در اقلیم خشك و نیمه خشک قرار دارند که رشد و نمو گیاهان را با محدودیت خشکی و شوری مواجه می کند. معمولاً در این گونه مناطق شوری آب نیز بالاست که این امر، موجب آسیب بیشتر می شود. در این میان ترکیب پایه و پیوندک به عنوان یکی از عوامل تأثیرگذار در میزان حساسیت یا تحمل به شوری در درختان میوه کشت شده ازجمله بادام در نظر گرفته شده است .

تحقیقات متعددی نشان داده­اند که آستانه تحمل به شوری اكثر درختان میوه هسته­دار ازجمله بادام نسبت به تنش شوری پایین است بطوری­که گزارش شده است که حد آستانه تحمل این گیاه، 5/1 دسی­زیمنس بر متر و شیب منحنی كاهش در عملکرد آن به ازای هر واحد شوری (دسی زیمنس بر متر)، 19% است [Bernstein, 1956; Brown and Bernstein 1953]،که بر اساس معادله مانس و هافمن [1977]،در شوری 8/2 دسی­زیمنس بر متر، به میزان 25 درصد و 1/4 دسی­زیمنس بر متر به میزان 50 درصد و سرانجام در 8/6 دسی­زیمنس بر متر تا میزان 100 درصد از عملكرد آن كاسته می­شود .در تحقیقات انجام شده در زمینه بررسی میزان تحمل پایه­های مختلف بادام نسبت به تنش شوری مشخص شده است که پایه GF₆₇₇متحمل به شوری می­باشد، درحالی که پایه نماگارد [P.persicaXP. davidiana]، حساسیت بالایی به شوری دارد . تحمل پایه GF₆₇₇نسبت به سطوح مختلف شوری حاصل از کلرید سدیم موردبررسی قرارگرفته و نشان داده شده است که این پایه نسبت به شوری متحمل است به طوری که شوری تا 60 میلی مولار (5/5 دسی زیمنس بر متر) را تحمل می­کند . همچنین، گزارش شده است که پایه GF₆₇₇از طریق مكانیسم تدافعی ایجاد محدودیت در جذب و یا انتقال سدیم به قسمت­های هوایی و نیز حفظ سطح مناسبی از پتاسیم، تحمل بالاتری نسبت به نمك کلرید سدیم در مقایسه با پایه بذری تووانو (هیبرید بین رقم خودگرده افشان تونو و رقو ژنکو در شرایط گرده افشانی کنترل شده) داشته و می­تواند شوری تا 50 میلی مولار (2/5 دسی زیمنس بر متر) را نیز تحمل کند ]اورعی و همکاران، 1390[. لذا با توجه به گزارش های موجود، از این پایه می­توان به عنوان یک پایه متحمل به شوری برای مناطقی با شوری متوسط استفاده نمود. همچنین، پژوهش­های انجام یافته، نشان می­دهد که تمامی شاخص­های رشدی بادام ازجمله خصوصیات مورفولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و غلظت عناصر غذایی در برگ و ریشه­های بادام تحت تنش شوری قرار می­گیرند که ارقام مختلف بادام، عکس العمل های متفاوتی به سطوح مختلف شوری نشان می­دهند Rahemi et al., 2008; Munns and tester, 2008 Moreno and Cambra, 1994; Montaium et al., 1994;] [Noitsakis et al, 1997. بنابرین تحقیق حاضر به منظور دستیابی به اهداف زیر انجام شد.

1) بررسی تغییرات مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی ژنوتیپ­های مورد مطالعه در برابر تنش شوری.

2) تأثیر تنش شوری برجذب عناصر غذایی پر مصرف و کم مصرف.

3) تأثیر نوع ژنوتیپ­ پیوند شده بر میزان جذب عناصر غذایی توسط پایه GF₆₇₇.

4) مقایسه مقاومت به شوری بین ارقام تجارتی خارجی و داخلی و ژنوتیپ­های امیدبخش پیوند شده روی پایه GF₆₇₇.