بررسی صفات بیوشیمیایی مرتبط با تحمل سرما در ارقام مختلف گندم نان با تیپ‌های مختلف رشد در منطقه کرمانشاه

مقدمه: گندم به دلیل تطابق گسترده با شرایط آب و هوایی گوناگون، دارای دامنه‌ی پراکندگی بیش‌تری نسبت به هر گیاه زراعی می‌باشد. وقوع تنش‌های محیطی در طول دوره رشد گندم سبب کاهش معنی‌دار عملکرد آن در اکثر مناطق مورد کشت آن می‌شوند. در میان انواع تنش‌های محیطی، تنش سرما از عوامل محیطی محدود‌کننده‌ی کشت گندم در مناطق سردسیر و کوهستانی است. تنش سرما موجب تغییر در فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیک گیاهان زراعی می‌گردد. بنابراین این تحقیق با هدف بررسی برخی صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی مرتبط با تحمل سرما در ارقام مختلف گندم نان در مناطق با زمستان نیمه‌سرد انجام شد.مواد و روش‌ها: این تحقیق در مزرعه پژوهشی و آزمایشگاه‌ فیزیولوژی گیاهان زراعی گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی دانشگاه رازی کرمانشاه اجرا شد. تحقیق مزرعه‌ای به صورت طرح بلوک‌های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام بود. کشت در اوایل آبان ماه انجام شد. هدف از انجام کشت مزرعه‌ای القاء طبیعی خوگیری گیاهان در شرایط طبیعی مزرعه بود. در این بررسی 12 رقم گندم نان شامل: نورستار، زرین، کویر، باز، سیوند، الوند، پیشگام، پیشتاز، اروم، شهریار، بهار و پارسی بررسی شدند. این رقم‌ها به صورت هدفمند از تیپ‌های مختلف رشدی (زمستانه، بینابین و بهاره) انتخاب شدند. سپس در مراحل مختلف خوگیری به سرما، طوقه رقم‌های مورد بررسی به آزمایشگاه منتقل شده و به منظور مطالعه صفات فیزیولوژیک مرتبط با تحمل سرما به صورت آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در فریزر دارای خاصیت اعمال شیب دمایی تحت دماهای مختلف قرار گرفتند. فاکتور اول شامل 12 رقم مذکور گندم نان و فاکتور دوم شامل تیمارهای دمایی (3+، 3-، 6-، 9-، و 12- درجه سانتی‌‌گراد) بودند.یافته‌ها: نتایج این پژوهش نشان داد که ارقام زمستانه و بینا‌بین از نظر محتوای پروتئین‌های محلول طوقه، پایداری غشاء و میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان طوقه (پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز) نسبت به ارقام بهاره برتر بودند. متوسط شاخص دمای کشنده 50 درصد (lt50) برابر با 6.5- درجه سانتی‌گراد بود. در این بین، lt50 ارقام زمستانه و بینا‌بین 8.5- و ارقام بهاره 4.7- درجه سانتی‌گراد بود. میزان پروتئین‌های محلول و سرعت فعالیت آنزیم کاتالاز طوقه‌ها ازجمله صفاتی بودند که بیشترین همبستگی را با تحمل به سرما داشتند. نتیجه‌گیری: به طور کلی ارقام زمستانه و بینا‌بین (نورستار، زرین، اروم و الوند) نسبت به سایر ارقام از نظر صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی مرتبط با تحمل سرما، برتر بودند. در این پژوهش، ارقام نورستار و اروم به‎ترتیب با ‌ lt50 برابر با 14- و 11.5- درجه سانتی‌گراد، به عنوان مقاوم‌ترین ارقام به تنش دماهای پایین شناخته شدند.

some biochemical traits related to cold tolerance in different bread wheat cultivars with different growth types in kermanshah region

introduction: wheat has more distribution range than any crop in the word due to its wide adaptation to different climatic conditions. occurrence of environmental stresses during wheat growth period significantly reduces its yield in most of its cultivated areas. among different stresses, cold stress is one of the environmental factors that limiting the cultivation of wheat in the cold and the mountainous areas. cold stress causes changes in physiological and biochemical traits in plants. this research was conduct to evaluation of some physiological and biochemical traits that related to cold tolerance in different wheat genotypes in semi cold winter region.materials and methods: this study was conducted at research farm and laboratory crop physiology, department of plant production and genetics, razi university, kermanshah, iran during 2013-2014 cropping cycles. the farm experiment was a randomized complete block design (rcbd) with three replications. sowing date was mid-november. the purpose of field cultivation was to induce the normal induction of cold acclimation in different wheat cultivars under natural field conditions. in this research 12 bread wheat cultivars such as: norstar, zarin, kavir, baz, sivand, alvand, pishgam, pishtaz, orum, shahryar, bahar and parsi were evaluated. these cultivars were purposefully selected from different wheat growth types of spring, autumn and qualitative cultivars. then, at different stages of cold acclimation, the crowns of the studied cultivars were transferred to the laboratory and in order to evaluation of physiological traits were studied under different temperatures in thermogradient freezer. to this end, a factorial experiment based on completely randomized design (crd) with three replications was used. in this experiment, the first factor was 12 above mentioned wheat cultivars, and second treatment was five temperature treatments (+3, -3, -6, -9 and -12 ○c). results: the results showed that, winter and facultative cultivars had more crown soluble proteins, membrane stability and antioxidant enzymes activity (peroxidase, superoxide dismutase and catalase) than spring cultivars. the lt50 average was -6.5 ○c. in the meantime, lt50 in winter and facultative wheat cultivars was -8.5 ○c and in spring cultivars was -4.7 ○c. the soluble proteins and catalase activity had the highest positive and significant correlation with cold tolerance.conclusion: in general, physiological and biochemical characteristics in winter and facultative cultivars (norstar, zarin, orum, and alvand) were more associated with cold tolerance than the others. in this research, norstar cultivar with lt50= -14 ○c and orum cultivar with lt50= -11.5 ○c were identified as resistant cultivars to cold stress.