cold acclimation capacity and freezing tolerance in some iranian barley cultivars

Low temperature is one of the most widespread stress factors limiting productivity of cereals. tolerance to low temperature was studied in 12 barley (hordeum vulgare l.) cultivars with different growth habits (winter, spring, and facultative) subjected to low, nonfreezing temperature (5 °c) for cold acclimation, then exposed to freezing (‒5 °c) treatment. different phenotypic assays, including biomass production and survival rate (%) were conducted to determine the range of genotypic variation for tolerance to low temperature. although the most tolerant cultivar was a winter/facultative one ( lsquo;abidar rsquo;) and the most susceptible one was a spring cultivar ( lsquo;nik rsquo;), little relationship existed between frost tolerance and growth habit when all 12 tested cultivars were compared. according to the data obtained, four cultivars with contrasting survival rate were selected and metabolic alterations were analyzed in these cultivars after cold acclimation and deacclimation (25 °c) treatments. soluble carbohydrates and proline were accumulated in the leaves up to 2070% (p< 0.05) and 37 fold (p< 0.001) during the acclimation period, respectively, and decreased upon deacclimation by 942% (p< 0.05). in contrast to the total protein, proteins in the leaf apoplast, along with carbohydrates, accumulated up to 24 fold (p< 0.05) during the acclimation period. the frost tolerance of cultivars was correlated (r= 0.91, p< 0.05) with the concentrations of apoplastic carbohydrates but not with the total and apoplastic proteins or total carbohydrates. our data revealed that barley cultivars were different in the metabolic adjustments upon acclimation treatment; some of these metabolic responses were directly associated with frost tolerance of cultivars.

ظرفیت انطباق با سرما و تحمل یخ زدگی در برخی ارقام ایرانی جو

دمای پایین یکی از شایع ترین تنش های محیطی است که عملکرد گندمیان را محدود می کند. در این پژوهش تحمل دمای پایین در 12 رقم از گیاه جو با رفتار رشد متفاوت (زمستانه، بهاره و اختیاری) بررسی شد. گیاهان در معرض سرمای بالاتر از یخ زدگی (5 درجه سانتی گراد) برای بوم پذیری قرار گرفتند سپس با دمای یخ زدگی (5 درجه سانتی گراد) تیمار شدند. سنجش های فنوتیپی مختلفی از جمله وزن خشک و درصد زنده مانی انجام شد تا تنوع ژنوتیپی از نظر تحمل دمای پایین در ارقام انتخاب شده مشخص شود. علیرغم اینکه متحمل ترین رقم به یخ زدگی یک رقم زمستانه اختیاری (آبیدر) و حساس ترین آن، یک رقم بهاره (نیک) بود، ولی چنین ارتباطی زمانی که همه 12 رقم با هم درنظر گرفته شدند، دیده نشد. براساس داده های بدست آمده برای درصد زنده مانی، چهار رقم با پاسخ متمایز انتخاب شده و تغییرات متابولیکی در این ارقام تحت تاثیر دو دوره زمانی بوم پذیری (7 و 21 روز) و رفع بوم پذیری (قرار گیری مجدد در 25 درجه سانتی گراد) مطالعه شد. کربوهیدرات های محلول و پرولین در برگ ها در طی دوره بوم پذیری به ترتیب 2070 درصد و تا 37 برابر (P<0.001) انباشته شد و با رفع بوم پذیری 942 درصد (P<0.05) کاهش یافت. برخلاف پروتئین کل، پروتئین و کربوهیدرات ها در آپوپلاست برگ در طی تیمار بوم پذیری 24 برابر (P<0.05) انباشته شد. غلظت کربوهیدرات های آپوپلاستی با تحمل یخ زدگی همبستگی (r=0.91, P<0.05) نشان داد ولی این همبستگی با پروتئین کل و آپوپلاستی و یا قند کل مشاهده نشد. داده های ما پیشنهاد می کند که تطابق متابولیکی برای تحمل یخ زدگی بسته به رقم متفاوت است و تعدادی از این تغییرات متابولیسمی با درجه تحمل یخ زدگی ارتباط نشان می دهد.