تاثیر کاربرد اپی‎براسینولید بر تخصیص مواد فتوسنتزی، مقاومت به خشکی و عملکرد دانه دو ژنوتیپ لوبیا چیتی (phaseolus vulgaris l.)

به‌منظور بررسی تاثیر کاربرد اپی‎براسینولید بر تخصیص مواد فتوسنتزی لوبیا، پژوهشی به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی در مزرعه‌ تحقیقاتی دانشگاه زنجان در سال زراعی 1395-1394 اجرا شد. در این پژوهش، آبیاری مطلوب و تنش خشکی در کرت‎های اصلی و ژنوتیپ‎های لوبیا (رقم کوشا و ژنوتیپ cos16) و غلظت‎های مختلف اپی‌براسینولید (عدم کاربرد هورمون یا شاهد، 2، 4 و 6 میکرومولار) به‌صورت فاکتوریل در کرت‌های فرعی قرار گرفتند. در مرحله گل‌دهی، تنش خشکی اعمال (قطع آبیاری تا رسیدن پتانسیل آب خاک به 1.5 مگاپاسکال) و بوته‌های لوبیا با اپی‌براسینولید محلول‌پاشی شد و سپس آبیاری مجدد صورت گرفت. نتایج نشان داد که اثر اصلی تنش خشکی و نیز هورمون‌پاشی بر محتوای نسبی آب برگ، میزان پرولین، میزان مالون‌دی‌آلدهید، وزن خشک برگ، ساقه، غلاف و کل و عملکرد دانه معنی‌دار بود. هم‌چنین، اثر متقابل تنش خشکی در ژنوتیپ‌ها بر عملکرد دانه معنی‌دار بود. تنش خشکی باعث کاهش معنی‌دار وزن خشک برگ، ساقه، غلاف و عملکرد دانه شد و گیاه در شرایط تنش خشکی، مواد فتوسنتزی کمتری را به برگ و ساقه و مواد فتوسنتزی بیشتری را به غلاف، اختصاص داد. بالاترین عملکرد دانه در رقم کوشا در شرایط آبیاری مطلوب (با میانگین 3025.45 کیلوگرم بر هکتار) و پایین‌ترین میزان این صفت در ژنوتیپcos16  در شرایط تنش خشکی (با میانگین 980.89 کیلوگرم بر هکتار) مشاهده گردید. کاربرد اپی‌براسینولید باعث افزایش وزن خشک برگ، ساقه، غلاف و عملکرد دانه در مقایسه با شاهد شد. بالاترین عملکرد دانه با کاربرد 2 میکرومولار اپی‌براسینولید (با میانگین‌ 2068.2 کیلوگرم بر هکتار) حاصل شد و کاربرد این غلظت، عملکرد دانه را به‌میزان 46.07 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین، کاربرد اپی‎براسینولید با کاهش در میزان مالون‌دی‎آلدهید و افزایش در محتوای نسبی آب برگ و میزان پرولین باعث افزایش مقاومت به تنش خشکی شد. بنابراین، کاربرد اپی‌براسینولید را به‏عنوان راهکاری جهت افزایش عملکرد دانه لوبیا و افزایش مقاومت به خشکی این گیاه می­‌توان پیشنهاد نمود.

The Effect of Epibrassinolide Application on Photosynthetic Material Allocation, Drought Tolerance, and Seed Yield of two Pinto Bean Genotypes (Phaseolus vulgaris L.)

IntroductionCommon bean (Phaseolus vulgaris L.) is a food crop with high protein, fiber, and minerals. One of the important issues in the formation of seed yield is how photosynthetic materials are allocated in plants. This may be especially important when the plant is experiencing drought stress. Brassinosteroids are a group of steroid hormones that have been implicated in a wide range of physiological processes. Brassinosteroids increase crop yield by altering plant metabolism and protecting plants from environmental stresses. Considering that one of the major problems of agriculture is water shortage, the present study was assessed aimed to investigate the effect of Epibrassinolide application on the allocation of photosynthetic materials and some traits related to drought resistance in two common bean genotypes under optimal irrigation and drought stress conditions and the possibility of increasing common bean seed yield by using this hormone.Materials and MethodsIn order to investigate the effect of Epibrassinolide application on photosynthetic material allocation and the possibility of increasing common bean seed yield by application of this hormone, an experiment was conducted in split factorial based on randomized complete block design at the research farm of the University of Zanjan during 20162017. In this experiment, optimal irrigation and drought stress were applied to main plots and common bean genotypes (at two levels of Kusha cultivar and COS16 genotype) and different concentrations of Epibrassinolide (at four levels of no application or control, 2, 4, and 6 μM) were allocated to sub plots as factorial. In the flowering stage, drought stress was applied and simultaneously with drought stress, common bean plants, were sprayed with Epibrassinolide. In this study, relative water content, proline content, and malondialdehyde content were studied at the peak of the drought stress. Also, dry weights of leaf, stem, and pod and the ratio of leaf, stem, and pod dry weights to total plant weight were studied at two times (peak of the drought stress and one week after reirrigation).Results and DiscussionThe results showed that drought stress decreased dry weights of leaf, stem, pod, and seed yield compared to the optimal irrigation. Common bean plant under drought stress allocated less photosynthetic materials to leaves and stems and more photosynthetic materials to pods. The Kusha cultivar under optimal irrigation had the highest seed yield (with an average of 3025.45 kg ha1) and the COS16 genotype under drought stress had the lowest one (with an average of 980.89 kg ha1). The Kusha cultivar in optimal irrigation condition was the superior genotype due to its high seed yield, but drought stress had a more negative effect on the Kusha cultivar. Also, application of different concentrations of Epibrassinolide increased dry weights of leaf, stem, pod, and seed yield compared to the control. The highest seed yield was obtained by application of 2 μM Epibrassinolide (with an average of 2068.2 kg ha1). So that, application of this concentration increased the seed yield by 46.07% compared to the control. Epibrassinolide application also increased the drought stress tolerance by decreasing the amount of malondialdehyde and increasing the relative leaf water content and proline content.ConclusionsTherefore, application of Epibrassinolide can be suggested as a solution to increase common bean seed yield and increase drought tolerance of this plant. In addition, obtaining comprehensive information on the positive effects of Epibrassinolide requires the study of this hormone in different climatic conditions.