تحقیقات علوم زراعی در مناطق خشک

تحقیقات علوم زراعی در مناطق خشک

تأثیر تنش خشکی و محلول ‌پاشی برخی تنظیم کننده‌های رشد بر خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه کینوا (Chenopodium quinoa Willd.).

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 بخش تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان
4 دانشآموخته دکتری، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید بااهنر کرماان، کرماان، ایران
10.22034/csrar.2025.529886.1497
چکیده
به منظور بررسی اثر تنش خشکی و مصرف تعدیل‌کننده‌های تنش بر صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه کینوا، آزمایشی به صورت کرت‌های خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان در سال‌های 1399 - 1398 و 1400 - 1399 اجرا شد. در این آزمایش، عامل اصلی شامل سه سطح آبیاری ( 100، 75 و 50 درصد رطوبت‌سهل‌الوصول) و عامل فرعی شامل نه سطح محلول‌پاشی (شاهد، ملاتونین 5/0 میکرو‌مولار، ملاتونین یک میکرو‌مولار، براسینواستروئید 25/0 میکرو‌مولار، براسینواستروئید 5/0 میکرو‌مولار، ترکیب ملاتونین 5/0 میکرو‌مولار و براسینواستروئید 25/0 میکرو‌مولار، ترکیب ملاتونین یک میکرو‌مولار و براسینواستروئید 25/0 میکرو‌مولار، ترکیب ملاتونین 5/0 میکرو‌مولار و براسینواستروئید 5/0 میکرو‌مولار و ترکیب ملاتونین یک میکرو‌مولار و براسینواستروئید 5/0 میکرو‌مولار) بودند. تنش خشکی شدید سبب کاهش محتوای نسبی آب (95/36 درصد)، کاروتنوئید (41/43 درصد) و عملکرد دانه (66/51 درصد) گیاه کینوا نسبت به تیمار عدم اعمال تنش گردید، محلول‌پاشی ترکیب ملاتونین 5/0 میکرومولار و براسینواستروئید 5/0 میکرومولار به ترتیب سبب افزایش 58/26، 55/41 و 96/62 درصدی میزان محتوای نسبی آب، کاروتنوئید و عملکرد دانه گیاه کینوا نسبت به تیمار عدم محلول‌پاشی تنظیم کننده‌های رشد در شرایط تنش شدید گردید. با افزایش سطح تنش خشکی، فعالیت آنزیم‌های آسکوربات پراکسیداز و فنیل آلانین آمونیالیاز نیز افزایش یافت. همچنین، استفاده از تنظیم‌کننده‌های رشد باعث افزایش فعالیت این دو آنزیم در شرایط تنش متوسط و تنش شدید شد. نتایج نشان می‌دهند که استفاده همزمان از ملاتونین و براسینواستروئید در سطوح مختلف آبیاری، به‌ویژه در شرایط کم‌آبی، می‌تواند استراتژی مؤثری برای افزایش تحمل به تنش در گیاه کینوا باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Effect of drought stress and foliar application of some growth regulators on physiological and biochemical characteristics of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.).

نویسندگان English

Neda Pakgohar 1
Ali Akbar Maghsoudi mood 2
Hassan Farahbakhsh 3
Amin Pasandi pour 4
1 Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Genetic and Plant Production Department, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Department of genetic and plant production-Faculty of Agriculture- Shahid Bahonar University of Kerman
4 Graduate, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده English

Abstract

Introduction: Drought stress accounts for over 70% of the potential losses in crop yield and productivity worldwide and is one of the chronic abiotic crop stresses that affect plant growth and development. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is rich in vital minerals, vitamins, and health-promoting substances, and its balanced amino acid composition and high protein quality make it a nutritious food. As quinoa is suited to many agroecological zones and resistant to abiotic stresses like salinity and drought, it is a good option for improving food security in the face of climate change. Melatonin (MT) is a common indoleamine compound found in plants that is linked to a number of physiological and metabolic functions, including senescence and the germination, flowering, and fruiting of seeds. Furthermore, melatonin is essential for controlling how plants adjust to stressful situations. Melatonin can encourage root and shoot growth, particularly in drought-stressed environments. A class of plant steroid hormones known as brassinosteroids (BRs) significantly affects a number of plant growth indices, such as the leaf area index, crop growth rate, relative water content, ion leakage, proline accumulation, and protein content. Because of their ability to enhance plant development and resilience to abiotic stressors including salinity and drought, brassinosteroids are a major focus of agricultural research and crop management plans.

Materials and Methods: This study was carried out in split plots using a randomized complete block design with three replications in 2019–2020 and 2020–2021, at the Shahid Bahonar University Research Farm, Kerman, which is situated at an elevation of 1774 meters above sea level, 75 degrees 7 minutes 13 seconds east longitude, and 30 degrees 14 minutes 36 seconds north latitude. In this experiment, the main factor included three irrigation levels (100, 75, and 50 percent of easily available water) and the sub-factor included nine foliar spray levels (control, melatonin 0.5 μM, melatonin 1 μM, brassinosteroid 0.25 μM, brassinosteroid 0.5 μM, combination of melatonin 0.5 μM and brassinosteroid 0.25 μM, combination of melatonin 1 μM and brassinosteroid 0.25 μM, combination of melatonin 0.5 μM and brassinosteroid 0.5 μM, and combination of melatonin 1 μM and brassinosteroid 0.5 μM).

Results and Discussion: Severe drought stress reduced the relative water content (36.95%), carotenoid (43.41%) and grain yield (51.66%) of quinoa compared to the non-stress treatment. Foliar application of melatonin 0.5 μM + brassinosteroid 0.5 μM increased the relative water content, carotenoid and grain yield of quinoa by 26.58, 41.55 and 62.96% respectively compared to the non-foliar application of growth regulators under severe stress conditions. With increasing drought stress levels, the activities of ascorbate peroxidase and phenylalanine ammonia lyase enzymes also increased. Also, the use of growth regulators increased the activities of these two enzymes under moderate and severe stress conditions.

Conclusion: The results of this study showed that drought stress significantly affects the physiological and biochemical traits of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). The use of melatonin and brassinosteroid as stress modulators improved the relative leaf water content, reduced ion leakage, and increased the activity of antioxidant enzymes. These compounds also helped to increase the content of chlorophyll and carotenoids, which in turn could lead to improved plant performance under drought stress conditions.

کلیدواژه‌ها English

Ascorbate peroxidase enzyme
Carotenoid. Photosynthetic pigments
Relative water content . Seed Yield

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 21 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 08 مرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 07 شهریور 1404