اثر تنش خشکی و گردو غبار بر پراکسیداسیون لیپیدی و واکنش ضداکسایشی دو رقم توت‌فرنگی

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد علوم و مهندسی باغبانی، گروه فیزیولوژی و اصلاح درختان میوه، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان

2 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

3 گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر پدیده‏ی گردوغبار یکی از چالش‌های مهم در غرب و جنوب غربی ایران بوده که سالیانه خسارات فراوانی بر محیط‌زیست و محصولات کشاورزی به جا می‌گذارد. بر همین اساس، آزمایشی برای بررسی اثر گردوغبار و تنش خشکی روی برخی خصوصیات فیزیولوژیکی دو رقم توت‏فرنگی (پاروس و کوئین‏الیزا) در طی سال‏های 1392-1393 در شرایط گلخانه طراحی و اجرا گردید. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه‏ی طرح کاملاً تصادفی با چهار تیمار (شاهد، تنش خشکی (2/1- مگاپاسکال)، گردوغبار، گردوغبار + تنش خشکی) و 3 تکرار انجام شد. در این آزمایش وزن خشک اندام هوایی و ریشه، محتوای نسبی آب برگ (RWC)،‍ شاخص پایداری غشاء سلولی (MSI)، پرولین، کربوهیدرات‌های محلول کل، پراکسیداسیون لیپیدی، پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیم‏ پراکسیداز اندازه‏گیری شدند. نتایج نشان داد که RWC و MSI در واکنش به گردوغبار و تنش خشکی در هر دو رقم کاهش یافتند. افزایش میزان پرولین، کربوهیدرات‏های محلول کل، مالون دآلدئید، پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیم‏ پراکسیداز در اثر تیمارهای گردوغبار و تنش خشکی مشاهده شد، به طوری که بیشترین افزایش در پرولین، کربوهیدرات‏های محلول کل، مالون دآلدئید، پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیم‌های ضد اکسایشی در تیمار تنش خشکی + گردوغبار به دست آمد. تیمارهای گردو غبار و تنش خشکی سبب کاهش تولید ماده خشک در هردو سال گردیدند. براساس این نتایج گردوغبار اثر منفی بر دو رقم توت‌فرنگی داشته و در شرایطی که گردوغبار همراه با تنش خشکی اعمال گردید آثار منفی بیشتری بر توت‌فرنگی داشت. به همین دلیل می‌توان عنوان کرد که تنش خشکی اثر منفی گردوغبار را تشدید نموده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Drought Stress and Dust on Lipid Peroxidation and Antioxidant Response of Two strawberry Cultivars

نویسندگان [English]

  • Farzad Marivani 1
  • Nasser Ghaderi 2
  • Taimoor Javadi 3
1 1Graduated MSc Student, Dept. of Engineering and Horticulture Sciences, Fruit trees physiology and breeding, Faculty of Agriculture, University of Kurdistan
2 Department of Horticultural Sciences, Agricultural Faculty, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
3 Department of Horticultural Sciences, Agricultural Faculty, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

In recent years, dust has recognized as the one of the main problems in the west and southwest of Iran which annually has adverse effects on environment and agriculture. Reducing light penetration, decreasing photosynthesis, changing stomatal performance, and reducing flowering are the some adverse effect of air pollution on plants. Strawberries have a shallow root system, high leaf area and is sensetive to drought stress. Kurdistan province is the most important producer of strawberries in Iran. Since the occurrence of dust in Kurdistan occurs more in the spring and during flowering and strawberry fruit production, we investigated the interaction effect of dust and drought stress on some physiological characteristics of two strawberry cultivars (cvs. Paros and Queen elisa) during 2013-2014.

Materials and Methods
The experiment was conducted based on a completely randomized design with four treatments (control, -1.2 MPa soil water potential as drought stress, dust and dust + drought stress) and three replications. In this experiment leaf relative water content (RWC), membrane stability index (MSI), proline, soluble carbohydrates, malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide, peroxidase (POD) and ascorbate peroxidase (APX) activity were evaluated.

Results
Results showed that, RWC, MSI were decreased in response to dust and drought in both cultivars. Amount of malondialdehyde, hydrogen peroxide and activity of antioxidant enzymes were increased by dust and drought treatments. Most increase in the proline and total soluble carbohydrates, hydrogen peroxide, malondialdehyde, the activity of antioxidant enzymes were obtained by dust + drought stress. Drought stress + dust had the highest levels of POD and APX. There was a significant difference between two cultivars, so that Paros cultivar had higher activity of POD and APX compared to queen elisa. Dust and drought treatments reduced shoot and root dry weigth in both years and both cultivars.

Discussion
Dust in the first year increased the total leaf soluble sugars, which is probably due to the stress caused by dust. In this condition, the plant can continue to absorb water from the soil by increasing the soluble carbohydrates through osmotic regulation. In the second year, the long-term reduction in photosynthesis led to a reduction in total soluble carbohydrates, due to prolonged exposure to dust or damage to light absorption pigments due to dust accumulation and its negative effects on stomatal function. Dust and drought stress decreased RWC by decreasing water absorption by the strawberry plants, and decreasing of water led to increasing of H2O2. With increasing of H2O2 in dust and drought stress, membrane lipid degradation increased and led to increasing of MDA. MDA increased in all treatments in Queen Eliza cultivar, which could indicate the higher sensitivity of this cultivar to dust and drought stress. In this study, Paros showed higher antioxidant enzyme activity that was accompanied with lower H2O2 content and consequently a lower MDA, therefore showed more resistance to drought and drought stress. Reducing the dry matter of the roots and the shoot can be due to increased free radicals, reduced leaf water content and, consequently, loss of photosynthesis of the leaf.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cell Membrane Stability Index
  • Drought stress
  • Dust
  • MDA
  • Physiological characteristics