بررسی فیزیولوژیک تحمل به تنش کم‌ آبی در ژنوتیپ‌ های بهاره کلزا

چکیده
به منظور بررسی اثر تنش کم‌آبی در مرحله رشد زایشی بر صفات زراعی و فیزیولوژیک ژنوتیپ‌های کلزا، آزمایشی به صورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار در سال ۱۳۸۲ در مزرعه تحقیقاتی مؤسسه تقحیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر کرج اجرا شد. در این آزمایش، آبیاری به عنوان عامل اصلی در دو سطح آبیاری معمول براساس ۸۰ میلی تبخیر از تشتک کلاس A (شاهد) و تنش کم‌آبی (قطع آبیاری از مرحله ساقه‌دهی به بعد تا مرحله بلوغ فیزیولوژیکی) و ژنوتیپ‌های بهاره کلزا به عنوان عامل فرعی در ۱۰ سطح شامل اوگلا، نوزده- اچ، هایولا ۴۰۱ (کانادا)، هایولا ۴۰۱ (صفی‌آباد)، هایولا ۴۰۱ (برازجان)، سین-۳، هایولا ۴۲۰، آپشن ۵۰۰، هایولا ۳۰۸ و کوانتوم بودند. نتایج حاصل نشان داد که قطع آبیاری از مرحله ساقه‌دهی به بعد، تأثیر نامطلوبی بر فعالیت‌های رشدی، عملکرد و اجزاء عملکرد داشت. در میان اجزاء عملکرد دانه، کاهش وزن هزار دانه (۸ درصد) و به ویژه تعداد دانه در خورجین (۳/۱۱ درصد)، بیشترین سهم را در کاهش عملکرد دانه (۱۶ درصد) ژنوتیپ‌های بهاره کلزا در شرایط تنش کم‌آبی دارا بودند. ژنوتیپ‌ها در شرایط تنش کم‌آبی میزان آمینواسید پرولین بالاتری در برگ داشتند، در حالی که میزان محتوای نسبی آب برگ و میزان کلروفیل b, a و کل در آنها پایین‌تر بود. کم‌آبی، نسبت کلروفیل a به b را افزایش داد که این امر ناشی از کاهش بیشتر میزان کلروفیل b نسبت به کلروفیل a بود. میزان پرولین تجمع یافته در برگ در شرایط تنش کم‌آبی، بیان‌گر میزان خسارت وارده به ژنوتیپ‌ها بوده و ارتباطی با تحمل به تنش نداشت. همچنین، کاهش میزان محتوای نسبی آب برگ در ژنوتیپ‌های حساس به کم‌آبی بیشتر بود. ژنوتیپ‌هایی که در شرایط تنش کم‌آبی، محتوای نسبی آب برگ خود را به میزان بالاتری حفظ نمودند، عملکرد دانه بالاتری را تولید نمودند. بر پایه نتایج، این گونه استنباط می‌شود که ژنوتیپ‌های سین- ۳، نوزده- ۱چ، هایولا ۴۲۰، هایولا ۴۰۱ (برازجان) و هایولا ۴۰۱ (کانادا) با شاخص تحمل به تنش بالاتر نسبت به سایر ژنوتیپ‌های مورد بررسی، سازگاری مناسب‌تری با تنش کم‌آبی داشتند و توانستند هم در شرایط آبیاری معمول و هم تنش کم‌آبی، میزان عملکرد دانه بالاتری را تولید نمایند. در مقابل، ژنوتیپ هایولا ۳۰۸، بیشترین حساسیت را به کم‌ آبی در میان ژنوتیپ‌های مورد بررسی دارا بود.
واژه‌های کلیدی: ژنوتیپ‌های کلزا- عملکرد و اجزای عملکرد- تنش کم‌ آبی- پرولین- کلروفیل- محتوای نسبی آب برگ.

منابع مورد استفاده
Refrences
۱-    بی‌نام. ۱۳۷۷. آمارنامه کشاورزی سال زراعی ۷۶-۱۳۷۵. نشریه شماره ۰۱/۷۷ وزارت کشاورزی.
۲-    کافی، م.، ا. زند.، ب. کامکار.، ح. شریفی و م. گلدانی. ۱۳۷۹. فیزیولوژی گیاهی. (ترجمه). جلد دوم. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد: ۳۷۹ ص.
۳-    Blum, A. and J. Mayer. 1999. Drought resistance of DH Lines population of rice in the field. In: I to, J. O” Tool, B. Hardy (eds). Genetic improvement of rice for water- limited environments. International Rice Research Institue, Los Bannos, Mallina, Philipines. pp: 319- 330.
۴-    Champolivier, I. and A. Merrien. 1996. Effects of water stress applied at different growth stages of Brassica napus L. var Oleifera on yield, yield components and seed quality. Eur. J. Agron. 5  : 153- 160.
۵-    Chavan, S. A., F.V. Zaman, and E. A. Siddiq. 1990. Genetic variability for resistance to moisture stress at vegetative and reproductive phase of rice. Oryza. 27: 507- 515.
۶-    Deepak, M. and P. N. Wattal. 1995. Influence of water stress on seed yield of canadian rape at flowering and role of metabolic factors. Plant Physoil and Biochem. New Delhi. 22 (2): 115- 118.
۷-    Dua, A., G. Tawlor., H. R. Singh and N. R. Singh. 1994. CO2 exchange, primary photochemical reactions and enzymes of photosynthetic carbon reduction in Brassica pods during water stress and recovery. Photosynthetica. 30 (2): 261- 268.
۸-    Fukai, S. and M. Cooper. 1995. Development of drought resistance cultivar using physiomorphological traits in rice. Field Crops Res. 40: 67- 84.
۹-    Gan, Y., S. V. Angadi, H. Cutforth, D. Potts, V.V. Angadi and C.L. Mc Donald. 2004. Canola and mustrad response to short periods of temperature and water stress at different developmental stages. Canadian Journal of Plant Sci: 38 (4): 697- 704.
۱۰-    Girousse, C., R. Bournoville and J. L. Bonnemain. 1996. Water deficit changes in concentrations in proline and some other aminoacids in the phloem sap of alfalfa. Plant Physiol. 111: 109-115.
۱۱-    Hashem, A., M. N. A. Majumdar, A. Hamid and M. M. Hossein. 1998. Drought stress effects on seed yeild, yield attributes, growth, cell membrane stability and gas exchange of synthesized Brassica napus. J. Agron and Crop Sci. 180 (3): 129- 136.
۱۲-    Ashraf, M. and S. Mehmood. 1990. Response of four brassica species to drought stress. Envir. and Exp. Bot. 30 (1): 93- 100.
۱۳-    Aspinall, D. R. 1990. Metabolic effects of water of leaf surface. In: plant growth, drought and salinity, Turner, N. C. and J. B. Passioura. pp: 59- 74.
۱۴-    Kumar, A. and J. Elston. 1993. Leaf expansion of Brassica species in response to water stress. Indi. J. Plant Physiol. 36 (4): 220- 222.
۱۵-    Kumar, A., J. Elston and S. K. Y adav. 1993. Effect of water deficit and differences in tissue water statue on Leaf conductance of Brassica species. Crop Res (Hisar). 6 (3): 350- 356.
۱۶-    Kumar, A. and D. P. Singh. 1996. Profiles of leaf conductance and transpiration in Brassica species and influenced by water stress at different plant growth stages. Ann. Bot. Ludhiana. 12 (2): 255- 263.
۱۷-    Kumar, A. and D. P. Singh. 1998. Use of physiological indices as a screening technique for drought tolerance in oilseed Brassica species. Ann. Bot. 81: 413- 420.
۱۸-    Ma, Q., D. W. Turener, D. Levy and W.A. Cowling. 2004. Solute accumulation and osmotic adjustment in Leaves of Brassica oilseeds in response to soil water deficit Aust. J. Agri Res. 55: 939- 945.
۱۹-    Meigs, P. 1953. Word distribution of arid and semi- arid homoclimates. Arid Zone Res. 1: 203- 220.
۲۰-    Mendham, N. J., J. Russel and G. C. Buzza. 1994. The contribution of seed survival to yield in new australian cultivars of oilseed rape (Brassica napus L.) J. Agri. Sci. Camb. 103: 303- 316.
۲۱-    Niknam, S. R. and O. W. Turner. 1999. Physiological aspects of drought to (erance in Brassica napus and Brassica juncea. Proceeding of the 10th International Rapeseed Congress, 1999. Canberra. Australia.
۲۲-    Poma, I., G. Venezia and L. Gristina. 1999. Rapeseed (Brassica napus L. var Oleifera D. C.) echophysiological and agronomical aspects as affected by soil water availability. Proceedings of the 10th International Rapeseed Congress. Canberra. Australia: 8 pp.
۲۳-    Sierts, H. P., G. Geisler, J. Leon and W. Dipen brock. 1987. Stability of yield components for winter oilseed rape (Brassica napus L.). J. Agron. and Crop Sci. 158: 107- 113.
۲۴-    Sloan, R. J., R. P. Patterson and T. E. Carter. 1990. Field drought tolerance of soybean plant introduction. Crop Sci. 30: 118- 123.
۲۵-    Strocher, V. L., I. G. Boathe and R. G. Good. 1995. Molecular cloning and expression of a turger gene in Brassica napus. Plant mol. Biol. 27: 541- 551.
۲۶-    Tribio- Blondel, A. M. and M. Renard. 1999. Effect of temperature and water stress on fatty acid composition of rapeseed oil (Brassica napus L.). Proceeding of the 10th International Rapeseed Congress. Australia.
۲۷-    Voleti, S. R., V. P. Singh and P. C. Uprety. 1998. Chlorophyll and proline as affected by moisture stress in young and mature leaf tissues of Brassica carinata hybrids and their plants. J. Agron and Crop Sci. 180 (2): 123- 126.
۲۸-    Wright, P. R., J. M. Morgan, R. S. Jessop and A. Gass. 1995. Comparative adaptation of canola (Brassica napus L.) and Indian mustard (Brassica juncea) to siol water deficits: yield and yield componerts. Field Crops Res. 42: 1-13.
۲۹-    Wright, P. R., J. M. Morgan and R. S. Jessop. 1996. Comparative adaptation of canola (Brassica napus L.) and Indian mustard (Brassica jurcea) to siol water deficits: plant water relations and growth. Field Crops Res. 49: 41-49.

 
Physiological evaluation of spring rapeseed (Brassica napus L.) genotypes in relation to water stress
ABSTRACT
In order to study the effect of water stress in generative growth period on agronomical and physiological charactaristics in rapeseed (Brassica napus L.) genotypes, a field experiment was conducted in split- plot design on randomized complete block design with four replications at field experimental of Seed and Plant Improvement Institue, Karaj in 2003. There were two factors, irrigation at two levels irrigation after 80 mm evaporation from class “A” pan as control and water stress from stem elongation stage until physiological maturity) as main plots and spring genotypes in ten levels: Ogla, 19- H, Hyola 401 (canada), Hyola 401 (safiabad), Hyola 401(borazjan), Hyola 420, Syn- 3, Option 500, Hyola 308 and Quantum as sub plots. Results showed that the water interruption since stem elongation stage, had undesirable effect on growth activities, yield and yield compnents. Among yield components, decreasing 1000- seed weight (8%) and specially number of grains per pod (11.3%) had the most proportion in decreasing seed yield. In water stress condition, genotypes had higher content of proline, whereas the relative water content and chlorophyll a, b and total chlorophyll were lower. Water stress condition, in creased the ratio of chlorophyll a/b and this resulted from more decreasing in chlorophyll b in comparision with chlorophyll a. The amounts of proline in leaves showed the degree of stress- induced injury and it was not related to water stress tolerance. Under water stress condition, the genotypes that maintained their relative water content in high levels, could produce greater seed yield. On the basis of the results it is concluded that Syn-3, 19 H, Hyola 420, Hyola 401 (borazjan) and Hyola 401 (canada) whith higher stress tolerance index (STI) had better compatability to water stress and could produce greater seed yield in both conditions (normal irrigation and water stress). In contrast with the genotypes listed above, Hyola 308 had the most sensitivity to water stress.
Keywords: Rapeseed genotypes, Yield and Yield components, Water stress, Proline, Chlorophyll, Leaf relative water content.