تنوع اکوتیپی منداب (‏Eruca Sativa L.‎‏) در تحمل به شوری کلرید سدیم در مرحله جوانه‌زنی وگیاه کامل ‏

سابقه و هدف: شوری‎ ‎یکی‎ ‎از‎ ‎مهمترین‎ ‎تنش‌های‎ ‎محیطی‎ ‎است‎ ‎که‎ ‎در‎ ‎مناطق‎ ‎خشک‎ ‎دنیا‎ ‎نظیر‎ ‎ایران‎ ‎تولید‎ ‎محصول‎ ‎را‎ ‎محدود‎ ‎می‏نماید. به‌منظور برآورده کردن نیازهای غذایی جمعیت در حال رشد جهان، استفاده از زمین‌های حاشیه‌ای که معمولا قدرت باروری ‏پایینی دارند و به درجات مختلفی تحت تاثیر تنش‌های عناصر غذایی، شوری و ... هستند، برای تولید محصولات جایگزین بدون ‏کاهش چشمگیر در ارزش اقتصادی محصول اصلی، راهکاری عملی به نظر می‌رسد. منداب (‏eruca sativa‏) به‌عنوان یکی از ‏گیاهان بسیار کهن بومی خاورمیانه سازگاری بسیار بالایی به شرایط گرم و خشک این منطقه دارد. این گیاه می‌تواند به‌عنوان کود ‏سبز یا گیاه پوششی نقش مهمی در حفاظت خاک در زمین‌های آیش و همچنین برنامه‌های تناوب داشته باشد. با این حال دانش ‏چندانی در مورد تحمل به شوری منداب در مرحله جوانه‌زنی و مراحل رشدی و گیاه کامل وجود ندارد. این آزمایش با هدف ‏بررسی واکنش شاخص‌های جوانه‌زنی و اجزا عملکرد چند اکوتیپ محلی منداب به شوری و شناسایی اکوتیپ‌های متحمل به ‏شوری به‌منظور استفاده در برنامه‌های به‌نژادی احتمالی انجام شدمواد و روش‌ها: این پژوهش در چارچوب دو آزمایش جداگانه انجام شد. در آزمایش اول در چارچوب طرح کاملا تصادفی ‏به‌صورت فاکتوریل دو عاملی و با چهار تکرار، درصد و سرعت جوانه‌زنی و بنیه بذر هفت اکوتیپ محلی گردآوری شده از دو ‏استان کرمان و فارس به نام‌های سیرجان، بردسیر، ریگان، شهداد، آباده، دهمورد و درجوه در شوری‌های شاهد (آب‌مقطر)، 3، 6، ‏‏9، 12، 15 و 18 ‏دسی‌زیمنس بر متر اندازه‌گیری شد. در آزمایش دوم در چارچوب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور و سه تکرار ‏همان اکوتیپ‌ها در شرایط نیمه‌مزرعه‌ای درون باکس‌های سیمانی و در خاکی غیرشور (8/1 دسی‌زیمنس بر متر) کاشته شدند و تا ‏مرحله چهار برگی با آب شهر آبیاری شدند. سپس اعمال شوری با آب شور برای رسیدن به سطح شوری 4، 8 و 12 دسی‌زیمنس ‏بر متر انجام شد. در هر دو آزمایش شوری با حل کردن غلظتهای مختلف نمک کلرید سدیم در آب بدست آمد. در پایان فصل ‏رشد عملکرد دانه، عملکرد بیولوژیک، شاخص برداشت به همراه ارتفاع ساقه و تعداد دانه در خورجین اندازه‌گیری شدند. برخی ‏شاخص‌های تنش، برای اکوتیپ‌ها محاسبه شد و بر اساس تحلیل همبستگی و بای‌پلات نتایج تفسیر شد. ‏یافته‌ها: در همه اکوتیپ‌ها، درصد و سرعت جوانه‌زنی و همچنین بنیه گیاهچه با افزایش شوری از سطح شاهد به 18 دسی‌زیمنس ‏برمتر کاهش یافت اما از این لحاظ بین اکوتیپ‌ها تفاوت قابل توجهی وجود داشت. سرعت جوانه‌زنی و بنیه گیاهچه در اثر ‏تیمارهای شوری بسیار بیشتر از درصد جوانه‌زنی کاهش یافتند. بر اساس روش نمره‌دهی، سیرجان، درجوه و بردسیر به‌ترتیب ‏به‌عنوان اکوتیپ‌های برتر، متوسط و ضعیف از نظر تحمل به شوری شناسایی شدند. در آزمایش نیمه‌مزرعه‌ای واکنش اکوتیپ‌ها ‏بسیار متفاوت بود و اکوتیپ شهداد هم در شرایط شاهد و هم در شوری 12 دسی‌زیمنس بر متربالاترین عملکرد دانه و بیولوژیک را ‏نشان داد. از نظر مقدار عددی اکوتیپ شهداد و درجوه به‌ترتیب بیشترین و کمترین مقدارهای ‏sti، ‏gmp، ‏hm‏ و ‏mp‏ را به‌خود ‏اختصاص دادند. تحلیل بای‌پلات نیز نشان داد که شهداد بیشترین عملکرد دانه و کمترین حساسیت به شوری را دارد.‏نتیجه‌گیری: تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین اکوتیپ‌ها از نظر تحمل به شوری در مرحله جوانه‌زنی و گیاه کامل مشاهده شد. با ‏این‌حال واکنش اکوتیپ‌ها در این دو مرحله متفاوت بود که نشان می‌دهد سازوکارهای تحمل به شوری در مراحل نموی مختلف ‏متفاوت است و ممکن است ارتباط نزدیکی با مبداء جغرافیایی – اقلیمی بذر نداشته باشد. بر اساس نتایج به نظر می‌رسد منداب در ‏گروه گیاهان نیمه متحمل به شوری قرار داشته باشد و از این‌رو امکان کشت وکار آن به‌عنوان گیاه فرعی در برخی از خاک‌های ‏شور وجود داشته باشد.‏

Ecotypic variation in NaCl salinity tolerance of rocket (Eruca sativa L.) in germination ‎stage and whole plant

Background and objectives: Salinity is one of the major abiotic stresses limiting crop ‎productivities in arid regions of the world like Iran. In order to meet the food demand for ‎growing population, utilization of marginal fields which are typically areas of lower ‎productivity and show some extents of nutrition imbalance and salinity to grow alternate ‎crops like promising oil crops without substantial decrease in economic value of cash crop ‎seems a practical approach. Rocket (Eruca sativa L.) is an old native plant well adapted to ‎warm, dry climates of the Middle East region. It can play a role in crop rotation programs as ‎green manure and/or cover crop to conserve soils in fallow lands. Nonetheless, little is known ‎about its response to salt stress. This study aimed to evaluate main germination characteristics ‎and yield components of some local Eruca sativa ecotypes and identify salttolerant ecotypes ‎in order to use in breeding programs. ‎Materials and Methods: This study was conducted as two separate experiments. In the ‎first experiment, germination percentage and rate and seed vigor of seven ecotypes of rocket ‎named based on the region of collection as Sirjan, Bardsir, Rigan, Shahdad, Abadeh, ‎Dehmurd and Darjaveh were assayed in a completely randomized design with two factors ‎and four replicates. Salinity (NaCl) treatments were control (distilled water), 3, 6, 9, 12, 15 ‎and 18 dS/m. In the second experiment, seeds of the same ecotypes as the first experiment ‎were sown outdoor in cement boxes filled with soil (EC=1.8 dS/m) as semifiled condition ‎and watered normally until 4leaf stage when treatments applied by salinized water to achieve ‎‎4, 8 or 12 dS/m. At the end of growing season, shoot biomass, grain yield, plant height and ‎number of capsules were measured. Some stress indices were calculated and results were ‎discussed by correlation and biplot analysis. ‎Results: Final Germination percentage and rate as well as seed vigor decreased by increasing ‎salinity in all ecotypes, although magnitude of response greatly differed among ecotypes. ‎Germination rate and seed vigor were much more affected by the adverse effects of salinity. ‎Based on scoring method, Sirjan, Bardsir and Darjaveh were identified as superior, inferior ‎and moderate ecotypes in terms of salinity tolerance, respectively. In the semifield ‎experiment, however, responses of ecotypes to salinity were quite different to those of ‎germination as Shahdad showed the highest grain yield and shoot biomass both in the control ‎and 12 dS/m treatments. Shahdad also showed the highest values for STI, GMP, MP and HM ‎while Darjave being the lowest. Biplot analysis confirmed that Shahdad was the ecotype with ‎the highest grain yield and lowest salinity susceptibility.‎Conclusion: Significant ecotypic variations were observed in terms of salinity response both ‎in germination stage and whole plant growth, though ecotypes responded differently to ‎salinity, indicating tolerance mechanisms may differ among developmental stages and not ‎closely related to geographic and climatic origin of seeds. Results suggest that rocket is semi‎tolerant to salinity and could be a potential subsistence crop for cultivation in some saline ‎soils.‎