تنش شوری ملایم و تاثیر آن بر افزایش ظرفیت حفظ آب برگ گیاهان کشت بافتی گردوی ایرانی در طول پسابیدگی

سابقه و هدف: با توجه به اینکه گیاهان کشت بافتی به مدت طولانی در درون شیشه در شرایط محیطی غیرمعمول قرار می‌گیرند، این شرایط متفاوت (رطوبت نسبی بالا، غلظت کم co2 در طول دوره نوری، غلظت بالای اتیلن و جریان هوای محدود) باعث توسعه برگ های ضعیف (دارای لایه اپی‌کوتیکولی بسیار نازک) و کاهش عملکرد روزنه شده که منجر به افزایش تلفات گیاهچه‌ها پس از انتقال به شرایط برون شیشه‌ای می‌شود. از آنجایی که تنظیم اسمزی می‌تواند واکنش روزنه را بهبود ببخشد، پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر تنش شوری به ویژه تنش شوری ملایم، در شرایط درون شیشه‌ای بر کاهش پسابیدگی برگ گیاهان کشت بافتی گردو در شرایط برون شیشه‌ای طراحی و اجرا شد.مواد و روش‌ها: این پژوهش به صورت آزمایشگاهی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. برای اعمال تیمار شوری از نمک nacl در سه غلظت 0، 5 و 10 دسی زیمنس بر متر استفاده شد، پس از پایان یافتن دوره تنش، صفات مربوط به مورفولوژی روزنه، میزان نرخ تعرق و میزان نسبی آّب (rwc)، صفات مورفولوژیکی (ارتفاع ساقه، سطح ویژه برگ، شاخص آسیب شوری، سطح وزنی برگ و میزان آبدار بودن برگ) و صفات فیزیولوژیکی (شاخص کلروفیل، پتانسیل اسمزی، مقدار پرولین وگلایسین بتائین) در گیاهچه‌های کشت بافتی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: طبق نتایج به دست آمده از آزمایش حاضر، در اثر تنش شوری، غلظت پایین تنش شوری (5 دسی زیمنس)، منجر به کاهش میزان نرخ تعرق و افزایش rwc در گیاهچه‌های کشت بافتی گردو شد. همچنین خصوصیات روزنه‌ای از جمله طول و عرض روزنه و طول و عرض شکاف روزنه کاهش یافت و منجر به بسته‌تر شدن روزنه‌ها شد. شاخص آسیب شوری و اسمولیت‌های پرولین و گلایسین بتائین با افزایش شدت تنش افزایش نشان دادند و پتانسیل اسمزی منفی‌تر شد. اگر چه ارتفاع ساقه در تیمارهای مختلف شوری و شاهد اختلاف معنی‌داری نداشت اما برای شاخص کلروفیل و سطح ویژه برگ (sla) در غلظت‌های 5 و 10 دسی زیمنس nacl در مقایسه با شاهد کاهش معنی دار و برای سطح وزنی برگ (lma) و میزان آبدار بودن برگ (ls) افزایش معنی‌دار مشاهده شد.نتیجه‌گیری: با توجه به نقش تنش شوری در تنظیم اسمزی، غلظت‌های پایین این تیمار می‌تواند از طریق تاثیر بر مورفولوژی روزنه و بهبود روابط آب منجر به افزایش ظرفیت حفظ آب گیاهان کشت بافتی در شرایط برون شیشه‌ای طی مرحله انتقال و سازگارسازی گردد. طبق نتایج این پژوهش غلظت 5 دسی زیمنس تنش شوری، در مقایسه با غلظت 10 دسی زیمنس، تاثیر تنش‌زای کمتری روی گیاهچه‌های کشت بافتی داشت و همزمان باعث کاهش تعرق و افزایش rwc و در نهایت افزایش ظرفیت حفظ آب و کاهش پسابیدگی گیاهچه‌های کشت بافتی گردو در طول پسابیدگی شد که نشانگر تاثیر مثبت آن در سازگارسازی درون شیشه‌ای گیاهان کشت بافتی گردو پیش از انتقال بود.

Moderate salinity stress and its effect on water conservation capacity of in vitro plants of Persian walnut during desiccation

Background and objectives: Long term exposure of tissue culture plants to unusual environmental conditions during in vitro production (e.g. high relative humidity, low CO2 concentration during the photoperiod, high ethylene concentration and restricted air movement) induce poor development of leaves (e.g. thin epicuticular wax formation) and disturb normal function of sotmata, which result in high fatality of plantlets after transfer to ex vitro conditions. Osmotic adjustment can improve stomatal response. Therefore the objectives of this study were to investigate the effect of salinity especially moderate salinity stress on reducing uncontrollable water loss in micropropagated walnut explants during ex vitro desiccation.Materials and methods: This experiment was carried out as a completely randomized design (CRD) with four replications. To study the effects of salinity stress, three different concentrations of NaCl (0, 5 and 10 ds.m1) were used. After stress period, stomatal morphology, transpiration rate, RWC, morphological (e.g. shoot length, specific leaf area, salt injury index, leaf mass area and leaf succulence) and physiological traits (e.g. chlorophyll content, osmotic potential (ψs), proline and glycinebetaine content) were evaluated in micropropagated walnut explants.Results: According to the results of the present experiment, low concentration of salinity (5 ds.m1 NaCl) caused a decrease in transpiration rate and an increase in RWC of the leaves of walnut explants during desiccation. Some stomatal traits such as stomata length and width, pore length and pore aperture were improved and led to the closure of the stomata. Salt injury index, proline and glycine betaine increased with increasing salinity stress and osmotic potential (ψs) in the leaves of plants that were grown in salty medium were significantly reduced. Although no significant differences were observed in shoot length, salt stress reduced specific leaf area (SLA), chlorophyll content and increased LMA and LS in 5 and 10 ds.m1 NaCl concentrations when compared with the control plants.Conclusion: Due to the role of salinity stress in osmotic adjustment, low concentrations of salinity can increase ex vitro water conservation capacity of invitro plants during transplantation and acclimatization through changes in stomatal morphology and improvement of water relations. According to the results of this study, 5 ds.m1 concentration of NaCl, had less stressful effect on micropropagated shoots of walnut and reduced transpiration and increased RWC when compared with 10 ds.m1 concentration of salinity. In conclusion, moderate salinity stress increased water conservation capacity and decreased water loss during desiccation of invitro explants of Persian walnut, which can have a positive effect on in vitro adaptation of walnut plantlets before transfer to ex vitro condition.