ارزیابی تنش کم آبی بر صفات بیوشیمیایی و فیزیولوژیک لاین ها و هیبریدهای ذرت

مقدمه: تنش کم آبی یکی از رایج‌ترین تنش‌های محیطی است که موجب محدود شدن تولیدات کشاورزی شده است. بنابراین، انجام تحقیقات پیرامون بررسی تحمل کم آبی در گیاهان زراعی، دارای اهمیت بالایی است.مواد و روش‌ها: در این مطالعه 15 ژنوتیپ ذرت (پنج والد و 10 هیبرید حاصل از تلاقی آن‌ها) در دو آزمایش جداگانه شامل شرایط نرمال (دور آبیاری پنج روز) و کم آبی (دور آبیاری هشت روز) در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با دو تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان در سال 1396 مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مقادیر کلروفیل‌های a و b، پرولین، پروتین و قندهای احیاکننده در دو شرایط نرمال و کم آبی اندازه‎گیری شدند.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس مرکب برای تمامی صفات مورد مطالعه، اختلاف معنی‌داری را در سطح احتمال یک درصد بین ژنوتیپ‌ها (والدین و هیبریدها) و همچنین بین دو سطح آبیاری نشان داد. اثر متقابل ژنوتیپ ×تنش برای تمامی صفات معنی‌دار بود و بدین معنی است که ژنوتیپ‌ها واکنش‌های متفاوتی تحت تنش کم آبی نشان داده‌اند. تنش کم آبی باعث کاهش معنی‌دار کلروفیل‌های a و b و کارتنوئید، قندهای احیاکننده و پروتین و افزایش میزان پرولین گردید. بیشترین میزان کارتنوئید مربوط به ژنوتیپ 8 (1.80 میلی‎گرم بر گرم وزن تر) تحت شرایط نرمال بود و در شرایط تنش کم آبی، بیشترین میزان کارتنوئید مربوط به ژنوتیپ 3 (2.96 میلی‎گرم بر گرم وزن تر) بود. نتایج به دست آمده از مقایسه میانگین‌ها نشان داد که میزان پروتئین تحت تاًثیر سطوح مختلف تنش کم آبی قرار گرفته است که بیشترین میزان پروتئین در شرایط نرمال مربوط به ژنوتیپ 5 (0.00668 میلی‎گرم بر گرم وزن تر) بود و در شرایط تنش همان ژنوتیپ (ژنوتیپ 5) بیشترین مقدار (0.0070 میلی‎گرم بر گرم وزن تر) را داشت. گروه‌بندی لاین‌ها و هیبریدها در شرایط تنش کم آبی با روش وارد انجام شد و ضریب کوفنتیک این روش برابر با 0.77 بود و ژنوتیپ‌ها را در سه گروه قرار داد. همچنین بر اساس میانگین صفات، گروه‌بندی ژنوتیپ‌های ذرت با روش upgma و ضریب کوفنتیک برابر با 0.72، توانست ژنوتیپ‌ها را در دو گروه قرار دهد.نتیجه‌گیری: عدم تحمل ژنوتیپ‌های ذرت نسبت به تنش کم آبی می‌تواند به دلیل تخریب کلروفیل، کاهش قندهای احیا‌کننده و پروتئین و همچنین افزایش ناکافی میزان پرولین صورت گرفته باشد که این تغییرات بیوشیمیایی، باعث ایجاد حساسیت ژنوتیپ‌های ذرت به تنش کم آبی شده است. همچنین ژنوتیپ‌های 4، 5، 9 و 11 می‌توانند به دلیل تحمل بیشتر کم آبی در برنامه‌های به‌نژادی آینده مورد بررسی بیشتر قرار گیرند.

evaluation of water deficit stress on physiological and biochemical traits of corn lines and hybrids

introduction:water deficit stress is one of the most common environmental stresses which has limited agricultural production. so, research on the water deficit tolerance in crops is very important.materials and methods: in this study, 15 corn genotypes (five parents and 10 hybrids resulting from their crossing) were evaluated in two separate experiments including normal conditions (irrigation cycle of 5 days) and water deficit (irrigation cycle of 8 days) based on randomized complete blocks design with two replications in the research farm of graduate university of advanced technology, kerman, iran during 2017. the chlorophylls a and b, proline, protein, and reducing sugars traits were estimated in normal and water deficit conditions.results: the results of combined variance analysis showed a significant difference at the probability level of 1% for all the studied traits between genotypes (parents and hybrids) and also between two stress conditions. the interaction effect of genotype×stress was significant for all traits, which means that genotypes have shown different reactions under water deficit stress. the water deficit stress caused a significant decrease in chlorophylls a and b, carotenoids, reducing sugars and protein, and an increase in the amount of proline. the highest amount of carotenoids was related to genotype 8 (1.80 mg/gfw) under normal conditions, and the highest amount of carotenoids was related to genotype 3 (2.96 mg/gfw) under water deficit conditions. the mean comparison results showed that the amount of protein was affected by water deficit stress, that the highest amount of protein in normal conditions was related to genotype 5 (0.00668 mg/gfw) and the water deficit conditions, the same genotype (genotype 5) also had the highest value (0.0070 mg/gfw). the grouping of genotypes under water deficit conditions was performed by ward's method, and the cophenetic coefficient of this method was equal to 0.77 and categorized the genotypes into three groups. also, based on the average traits, the grouping of corn genotypes by the upgma method and cophentic coefficient equal to 0.72 was able to place the genotypes in two groups.conclusion: the intolerance of corn genotypes to water deficit stress can be due to the destruction of chlorophyll, the reduction of reducing sugars and protein, as well as the insufficient increase of proline, and these biochemical changes have caused the sensitivity of corn genotypes to water deficit. also, genotypes 4, 5, 9, and 11 could be investigated in future breeding programs due to their greater water deficit tolerance.