دوره 11، شماره 30 - ( تابستان 1398 )                   جلد 11 شماره 30 صفحات 11-22 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

rezaeinia M, Bihamta M, Peighambari S A, Abbsi A R. Effect of Drought Stress on Antioxidant Enzymes Activities and Some Physiological Traits in Chickpea (Cicer Arietinum L.). jcb. 2019; 11 (30) :11-22
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-866-fa.html
رضایی نیا مریم، بی همتا محمدرضا، پیغمبری سید علی، عباسی علی رضا. تاثیر تنش خشکی بر فعالیت برخی از آنزیم‌های آنتی اکسیدانی و صفات فیزیولوژیکی در ژنوتیپ‌های نخود (Cicer Arietinum L.). پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی. 1398; 11 (30) :11-22

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-866-fa.html


دانشگاه تهران
چکیده:   (132 مشاهده)
 به ­منظور بررسی واکنش ژنوتیپ­های نخود به تنش خشکی از نظر شاخص­های فیزیولوژیکی و تغییرات بیوشیمیایی ایجاد شده، آزمایشی بر روی پنج ژنوتیپ نخود در سه سطح تنش 100 (شاهد)، 65 و 30 درصد ظرفیت زراعی در دو دوره­­ی 7 و 14 روز پس از اعمال تنش (4 تا 6 برگی)، به ­صورت فاکتوریل اسپلیت پلات در زمان در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران در سال 1392 صورت گرفت. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ­ها، سطوح تنش، مدت زمان تنش و برهمکنش آن­ها اختلاف معنی­ داری وجود داشت. تنش خشکی به ­طور معنی­ داری باعث کاهش محتوای آب نسبی و افزایش مقدار نشت الکترولیت گردید. میزان نشت الکترولیت در شرایط تنش خشکی در ژنوتیپ­های متحمل به خشکی معمولا کم­تر از ژنوتیپ­های حساس است که ژنوتیپ­های 998 و 606 از این نظر مقاوم و ژنوتیپ 357 ژنوتیپی حساس بود. افزایش مدت زمان تنش میزان فعالیت آنزیم­ها را کاهش داد. فعالیت آنزیم­های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز با افزایش شدت تنش در هر دو دوره افزایش یافت، ولی فعالیت سوپراکسید دیسموتاز با افزایش شدت تنش کاهش یافت. فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز در هر دو دوره با بیشتر شدن شدت تنش تا سطح 65 درصد ظرفیت زراعی افزایش یافت ولی در سطح تنش 30 درصد فعالیت آنزیم نسبت به سطح تنش 65 درصد کاهش یافت. اما پاسخ همه ژنوتیپ­ها یکسان نبود و برخی از ژنوتیپ­ها روند افزایشی داشتند. ژنوتیپ 606 و 998 از لحاظ آنزیم­های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در شرایط تنش فعالیت بیش­تر و ژنوتیپ 357 فعالیت کم­تری داشتند. از لحاظ فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز ژنوتیپ 236 و 357 به ترتیب بیش­ترین و کم­ترین فعالیت را داشتند. در شرایط تنش خشکی فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدانی در گیاهان متحمل بیش از گیاهان حساس است. با توجه به این­که فعالیت آنزیم­های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در ژنوتیپ­های 606 و 998 دارای بیش­ترین میزان بود بنابراین به ­عنوان ژنوتیپ­های متحمل به خشکی، و ژنوتیپ 357 که دارای کم­ترین میزان فعالیت آنزیمی بود به ­عنوان ژنوتیپ حساس به خشکی در این آزمایش معرفی شد. البته واکنش گیاهان به تنش­ خشکی  بسته به شدت و مدت تنش، نوع گیاه و مرحله رشدی آن به طور قابل ملاحظه ­ای متفاوت می­باشد. 
متن کامل [PDF 425 kb]   (50 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح نباتات
دریافت: ۱۳۹۶/۹/۱۹ | ویرایش نهایی: ۱۳۹۸/۶/۹ | پذیرش: ۱۳۹۷/۷/۲ | انتشار: ۱۳۹۸/۶/۲۰

فهرست منابع
1. Abedi, T. and H. Pakniat. 2010. Antioxidant enzyme changes in response to drought stress in ten cultivars of oilseed rape (Brassica napus L.). Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 46(10): 27-34. [DOI:10.17221/67/2009-CJGPB]
2. Aebi, H. 1984. Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105: 121-126. [DOI:10.1016/S0076-6879(84)05016-3]
3. Ahmed, S., E. Nawata, M. Hosokawa, Y. Domae and T. Sakuratani. 2002. Alterations in photosynthesis and some antioxidant enzymatic activities of mungbean subjected to water logging. Plant Science, 163: 117-123. [DOI:10.1016/S0168-9452(02)00080-8]
4. Allen, R.D. 1995. Dissection of oxidative stress tolerance using transgenic plants. Plant Physiology, 57: 1049-1054. [DOI:10.1104/pp.107.4.1049]
5. Asada, K. 2000. The water-water cycle as alternative photon and electron sinks. Philosophical transactions of the royal society B: Biological Sciences, 355(1402): 1419-1431. [DOI:10.1098/rstb.2000.0703]
6. Barnabas, B., K. Jager and A. Feher. 2008. The effect of drought and heat stress on reproductive processes in cereals. Plant Cell and Environment, 31: 11-38.
7. Bayoumi, T.Y., M. Eid and E.M. Metwali. 2008. Application of physiological and biochemical indices as a screening technique for drought tolerance in wheat genotypes. African Journal of Biotechnology, 7: 2341-2352.
8. Beltrano, J. and M.G. Ronco. 2008. Improved tolerance of wheat plants (Triticum aestivum L.) to drought stress and rewatering by the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus claroideum: Effect on growth and cell membrane stability. Brazilian Journal of Plant Physiology, 20: 29-37. [DOI:10.1590/S1677-04202008000100004]
9. Blokhina, O., E. Virolainen and K.V. Fagerstedt. 2003. Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Annals of Botany, 91(2): 179-194. [DOI:10.1093/aob/mcf118]
10. Cameron, D. 1999. The effect of different irrigations on water relation and growth in rododenderon. New Phytologist, 137: 90-95.
11. Casano, L.M., M. Martin and B. Sabater. 1994. Sensitivity of superoxide dismutase transcript levels and activities to oxidative stress is lower in mature-senescent than in young barley leaves. Plant Physiology, 106: 1033-1039. [DOI:10.1104/pp.106.3.1033]
12. Change, B. and A.C. Maehly. 1955. Assay of catalases and peroxidase. Methods in Enzymology, 2: 764-775. [DOI:10.1016/S0076-6879(55)02300-8]
13. Chaparzadeh, N., M.L. Amico, R.K. Nejad, R. Izzo and F.N. Izzo. 2004. Antioxidative responses of Calendula officinalis under salinity conditions. Plant Physiology and Biochemistry, 42: 695-701. [DOI:10.1016/j.plaphy.2004.07.001]
14. Chaves, M.M., J.P. Maroco and J.S. Pereira. 2003. Understanding plant responses to drought from genes to the whole plant. Functional Plant Biology, 30(3): 239-264. [DOI:10.1071/FP02076]
15. Dedio, W. 1975.Water relations in wheat leaves as screening tests for drought resistance. Canadian Journal of Plant Science, 55(2): 369-378. [DOI:10.4141/cjps75-059]
16. Demiral T. and I. Türkan. 2004. Does exogenous glycine betaine affect antioxidative system of rice seedlings under NaCl treatment? Journal of Plant Physiology, 161: 1089-1100. [DOI:10.1016/j.jplph.2004.03.009]
17. Dhindsa, R.S., P.A.M.E.L.A. Plumb-Dhindsa and T.A. Thorpe. 1981. Leaf senescence: correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany, 32(1): 93-101. [DOI:10.1093/jxb/32.1.93]
18. Esfandiari, E. 2007. Evaluation of drought tolerance in winter wheat cultivars using physiological and biochemical parameters. PhD thesis in Agronomy (Crop Physiology), Faculty of Agriculture, University of Tabriz (In Persian).
19. FAO. 2010. FAO Statistics. From http://faostat3.fao.org.
20. Farooq, M., A. Wahid, N. Kobayashi, D. Fujita and S.M.A. Basra. 2009. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development, 29: 185-212. [DOI:10.1051/agro:2008021]
21. Franca, M.G.C., A.T.P. Thi, C. Pimentel, R.O.P. Rossiello, Y. Zuily-Fodil and D. Laffray. 2000. Differences in growth and water relations among Phaseolus vulgaris cultivars in response to induced drought stress. Environmental and Experimental Botany, 43: 227-237. [DOI:10.1016/S0098-8472(99)00060-X]
22. Fu, J. and B. Huang. 2001. Involvement of antioxidants and lipid peroxidation in the adaptation of two cool-season grasses to localized drought stress. Environmental and Experimental Botany, 45: 05-114. [DOI:10.1016/S0098-8472(00)00084-8]
23. Gambel, P.E. and J.J. Burke. 1994. Effect of water stress on the chloroplast antioxidant system. I. Alterations in glutathione reductase activity. Plant Physiology, 76: 615-621. [DOI:10.1104/pp.76.3.615]
24. Ghaderi, N., A.R. Talaie, A. Ebadi and H. Lessani. 2011. The physiological response of three Iranian grape cultivars to progressive drought stress. Journal of Agricultural Science and Technology, 13: 601-609.
25. Ghanbari, A.A., M.R. Shakiba, M. Toorchi and R. Choukan. 2013. Morpho-physiological responses of common bean leaf to water deficit stress. European Journal of Experimental Biology, 3(1): 487-492.
26. Graça, J.P.D., F.A. Rodrigues, J.R.B. Farias, M.C.N.D. Oliveira, C.B. Hoffmann-Campo and S.M. Zingaretti. 2010. Physiological parameters in sugarcane cultivars submitted to water deficit. Brazilian Journal of Plant, 22(3): 189-197. [DOI:10.1590/S1677-04202010000300006]
27. Guerfel, M., O. Baccouri, D. Boujnah, W. Cha and M. Zarrouk. 2008. Impacts of water stress on gas exchange, water elations, chlorophyll content and leaf structure in the two main Tunisian olive (Olea europaea L.) cultivars. Scientia Horticulturae, 1: 1-7.
28. Guo, Z., W. Ou, S. Lu and Q. Zhong. 2006. Differential responses of antioxidative system to chilling and drought in four rice cultivars differing in sensitivity. Plant Physiology and Biochemistry, 44: 828-836. [DOI:10.1016/j.plaphy.2006.10.024]
29. Hassanpour Lescokelaye, K., J. Ahmadi, J. Daneshyan and S. Hatami. 2015. Changes in chlorophyll, protein and antioxidant enzymes on durum wheat under drought stress. Journal of Crop Breeding, 7(15): 76-87 (In Persian).
30. Helal, R.M. and M.A. Samir. 2008. Comparative response of drought tolerant and drought sensitive maize genotypes to water stress. Australian Journal of Crop Science, 1: 31-36.
31. Israr, M. and S.V. Sahi. 2006. Antioxidative responses to mercury in the cell cultures of Sesbania drummondii. Plant Physiology and Biochemistry, 44: 590-595. [DOI:10.1016/j.plaphy.2006.09.021]
32. Koca, H., M. Bor, F. Ozdemir and I. Turkan. 2007. The effect of salt stress on lipid peroxidation, antioxidative enzymes and proline content of sesame cultivars. Environmental and Experimental Botany, 60: 344-351. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2006.12.005]
33. Martin, I. and M.S. Grotewiel. 2006. Oxidative damage and age related functional declines. Mechanisms Ageing and Develop, 127: 411-423. [DOI:10.1016/j.mad.2006.01.008]
34. Martínez, J.P., H.F.L.J. Silva, J.F. Ledent and M. Pinto. 2007. Effect of drought stress on the osmotic adjustment, cell wall elasticity and cell volume of six cultivars of common beans (Phaseolus vulgaris L.). European Journal of Agronomy, 26(1): 30-38. [DOI:10.1016/j.eja.2006.08.003]
35. Mika, A. and S. Luthje. 2003. Properties of guaiacol peroxidase activities isolated from corn root plasma membranes. Plant Physiology, 132: 1489-1498. [DOI:10.1104/pp.103.020396]
36. Mirzaee, M., A. Moieni and F. Ghanati. 2013. Effects of drought stress on the lipid peroxidation and antioxidant enzyme activities in two canola (Brassica Napus L.) cultivar. Journal of Agricultural Science and Technology, 15: 593-602.
37. Mitrovic, A., D. Janosevic, S. Budimir and J. Bogdanovic Pristov. 2012. Changes in antioxidative enzymes activities during Tacitus bellus direct shoot organogenesis. Biologia Plantarum, 56(2): 357-361. [DOI:10.1007/s10535-012-0098-y]
38. Mittler, R. 2002. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science, 7(9): 405-410. [DOI:10.1016/S1360-1385(02)02312-9]
39. Niknam, V., N. Razavi, H. Ebrahimzadeh and B. Sharifizadeh. 2006. Effect of NaCl on biomass proline and protein contents and antioxidant enzymes in seedling and calli of two Triginella pecies. Biologia Plantarum, 50: 591-596. [DOI:10.1007/s10535-006-0093-2]
40. Nunes, C., S. Ara ujo, J.M. Da Silva, M. Salema Fevereiro and A. Da Silva. 2008. Physiological responses of the legume model Medicago truncatula cv. Jem along to water deficit. Environmental and Experimental Botany, 63: 289-296. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2007.11.004]
41. Omrani, B. and S. Moharramnejad. 2018. Study of Salinity Tolerance in Four Maize (Zea Mays L.) Hybrids at Seedling Stage. Journal of Crop Breeding, 9(24): 86 (In Persian).
42. Polle, A. 2001. Dissecting the superoxide dismutase-ascorbate-glutathione pathway in chloroplasts by metabolic modeling: Computer simulation as a step towards flux analysis. Plant Physiology, 126: 445-46. [DOI:10.1104/pp.126.1.445]
43. Ranieri, A., A. Castagna, J. Pacini, B. Baldan, A.M. Sodi and G.F. Soldatini. 2003. Early production and scavenging of hydrogen peroxide in the apoplast of sunflower plants exposed to ozone. Journal of Experimental Botany, 54(392): 2529-2540. [DOI:10.1093/jxb/erg270]
44. Rostami, A.A. and M. Rahemi. 2013. Screening drought tolerance in Caprifig varieties in accordance to Rresponses of antioxidant enzymes. World Applied Sciences Journal, 21(8): 1213-1219.
45. Sadeghipour, O. and P. Aghaei. 2012. Response of common bean to exogenous application of salicylic acid under water stress conditions. Environmental Biology, 6: 1160-1168.
46. Saglam, A., N. Saruhan, R. Terzi and A. Kadioglu. 2011. The relations between antioxidant enzymes and chlorophyll fluorescence parameters in common bean cultivars differing in sensitivity to drought stress. Russian Journal of Plant Physiology, 58(1): 60-68. [DOI:10.1134/S102144371101016X]
47. Sairam, R.K., K.V. Rao and G.C. Srivastava. 2002. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Science, 163: 1037-1046. [DOI:10.1016/S0168-9452(02)00278-9]
48. Sharma, P. and R.S. Dubey. 2005. Drought induces oxidative stress and enhances the activities of antioxidant enzymes in growing rice seedlings. Plant Growth Regulation, 46(3): 209-221. [DOI:10.1007/s10725-005-0002-2]
49. Shehab, G.G., O.K. Ahmed and H.S. El-Beltagi. 2010. Effects of various chemical agents for alleviation of drought stress in rice plants (Oryza sativa L.). Notulae Botanicae Horti Agrobotanici, 38: 139-148.
50. Siddique, M.R.B., A. Hamid and M.S. Islam. 2000. Drought stress effects on water relations of wheat. Botanical Bulletin of Academia Sinica, 41 pp.
51. Siddiqui, M.H., M.Y. Al-Khaishany, M.A. Al-Qutami, M.H. Al-Whaibi, A. Grover, H.M. Ali, M.S. Al-Wahibi and N.A. Bukhari. 2015. Response of different genotypes of Faba Bean plant to drought stress. International Journal of Molecular Sciences, 16: 10214-10227. [DOI:10.3390/ijms160510214]
52. Silva, M.A., J.L. Jifon, J.A.G. Da Silva and V. Sharma. 2007. Use of physiological parameters as fast tools to screen for drought tolerance in sugarcane. Brazilian Journal of Plant Physiology, 19: 193-201. [DOI:10.1590/S1677-04202007000300003]
53. Simova-Stoilova, L., K. Demirevska, T. Petrova, N. Tsenov and U. Feller. 2008. Antioxidative protection in wheat varieties under severe recoverable drought at seedling stage. Plant Soil Environment, 54: 529-536. [DOI:10.17221/427-PSE]
54. Stuart, N.W. 1993. Comparative cold hardiness of scion roots from fifty apple varieties. Proceedings American Society for Horticultural Science, 1939(37): 330-4.
55. Terzi, R., A. Saglam, N. Kutlu, H. Nar and A. Kadioglu. 2010. Impact of soil drought stress on photochemical efficiency of photosystem II and antioxidant enzyme activities of Phaseolus vulgaris cultivars. Turkish Journal of Botany, 34: 1-10.
56. Yong, T., L. Zongsuo, S. Hongbo and D. Feng. 2006. Effect of water deficits on the activity of anti-oxidative enzymes and osmoregulation among three different genotypes of Radix astragali at seedling stage. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 49: 60-65. [DOI:10.1016/j.colsurfb.2006.02.014]
57. Zali, H., T. Hasanloo, O. Sofalian, A. Asghari and M. Zeinalabedini. 2016. Drought Stress Effect on Physiological Parameter and Amino Acids Accumulations in Canola. Journal of Crop Breeding, 8(18): 191 (In Persian). [DOI:10.29252/jcb.8.18.191]
58. Zlatev, Z.S., F.C. Lidon, J.C. Ramalho and I.T. Yordanov. 2006. Comparison of resistance to drought of three bean cultivars. Biologia Plantarum, 50(3): 389-394. [DOI:10.1007/s10535-006-0054-9]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2019 All Rights Reserved | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by : Yektaweb