ارتباط آن با تحمل به شوری ارقام یونجه در شرایط مزرعه

Transcript

1 شماره 109 نشریه زراعت زمستان 1394 DOI: شماره 109 زمستان 1394 (پژوهش و سازندگی) بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات بیوشیمیایی گياهچه ها و ارتباط آن با تحمل به شوری ارقام یونجه در شرایط مزرعه انسيه اشرفي دانشگاه صنعتي اصفهان (نویسنده مسئول) جمشيد رزمجو دانشگاه صنعتي اصفهان مرتضي زاهدي دانشگاه صنعتي اصفهان تاریخ د ریافت : اردیبهشت ماه 1391 تاریخ پذیرش : اردیبهشت ماه 1394 پست الکترونیک نویسنده مسئول e.ashrafi@ag.iut.ac.ir : چکیده تنش شوری بر رشد یونجه ( )Medicago sativa از مرحله جوانه زنی و رشد گیاهچه تا میزان علوفه خشک اثر می گذارد. بنابراین انتخاب واریته های متحمل به شوری و درک مکانیسم های احتمالی در تحمل به شوری در مرحله آزمایشگاهی و مزرعه ای امکان تولید بیشتر و گسترش کشت این گیاه در خاک های شور کشور را فراهم می کند. بنابراین این آزمایش برای ارزیابی 9 رقم یونجه (رنجر بمی یزدی نیکشهری قره یونجه اصفهانی پایونیر رهنانی و همدانی) و بررسی فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی در مرحله جوانه زنی و گیاهچه ای و اندازه گیری ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین این ارقام در شرایط تنش شوری ( و 180 میلی موالر نمک کلرید سدیم) در مزرعه انجام شد. طول و وزن خشک ریشه چه و ساقه چه تحت تیمارهای شوری کاهش یافت. واریته های رهنانی و اصفهانی متحمل ترین و واریته های پایونیر و بمی حساس ترین واریته ها نسبت به شوری بودند. در واریته های متحمل به شوری ميزان فعالیت آنزيم هاي سوپراکسید دیسموتاز ( )SOD گلوتاتیون ردوکتاز ( )GR پراکسیداز ( )POX و آسکوربات پراکسیداز ( )APX حداكثر و در واریته های حساس به شوری حداقل بود. میزان مالون دآلدئید ( )MDA در واریته های متحمل به شوری در مقایسه با واریته های حساس به شوری کمتر بود. رقم رهنانی در چین سوم بیشترین ( 6/4 تن در هکتار) میزان علوفه خشک را تولید کرده است در حالیکه رقم بمی کمترین ( 0/7 تن در هکتار) میزان علوفه خشک را به خود اختصاص داد. بین میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی اندازه گیری شده در مرحله گیاهچه ای و تحمل به شوری در مزرعه ارتباط و همبستگی قابل قبولی وجود دارد. ارقام رهنانی و اصفهانی که بیشترین سطح فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی را در گیاهچه یونجه دارا بودند بیشترین تحمل به شوری را نیز طی چین های مختلف در مزرعه نشان دادند. ارقام رهنانی و اصفهانی با میزان کمتر MDA همراه با فعالیت باالتر آنتی اکسیدان ها در شرایط شوری دارای ظرفیت باالتری جهت حذف گونه های فعال اکسیژن تولیدی و ثبات عملکرد بهتری در مقایسه با ارقام حساس می باشند. همچنین با توجه به اینکه افزایش فعالیت آنتی اکسیدان ها بیان کننده افزایش حذف گونه های فعال اکسیژن می باشد لذا اغلب از این ویژگی به عنوان یک شاخص قابل اعتماد جهت بیان افزایش تحمل شوری استفاده می شود. بنابراین به منظور توسعه سطح کشت ارقام یونجه در مناطق شور و یا اصالح ارقام حساس به شوری می توان از نتایج این تحقیق بهره مند شد. کلمات کلیدی : آنزیم های آنتی اکسیدان پراکسیداسیون لیپیدها تنش شوری علوفه خشک یونجه ( ).Medicago sativa L 43

2 ... بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات Agronomy Journal (Pajouhesh & Sazandegi) No:108 pp: The effect of salt stress on biochemical traits and relation with salt tolerant of alfalfa cultivars in field By: E. Ashrafi, (Corresponding Author ), Isfahan University of Technology J. Razmjoo, Isfahan University of Technology M. Zahedi, Isfahan University of Technology Received: April 2012 Accepted: April 2015 Salt stress affects alfalfa growth especially at germination and seedling stages. Therefore, selection of salt tolerant cultivars and find possible mechanisms of salt tolerant are important at these stages. This experiment was conducted to evaluate nine alfalfa cultivars including Rehnani, Esfahani, Gharehyonje, Ranjer, Hamedani, Yazdi, Nikshahri, Pioneer and Bami for the salt tolerant and enzymes activities at germination and seedling stages in labratovar and field condition at four harvested time. Plants were subjected to four salt treatments including, 0, 60, 120 and 180 mm NaCl for 7 days In the Laboratoy, root and shoot lengths and weights and the activities of superoxide dismutase (SOD: EC ), catalase (CAT: EC ), peroxidase (POX: EC ), ascorbate peroxidase (APX: EC ) and glutathione reductase (GR: EC ), and the rate of lipid peroxidation level in terms of malondialdehyde (MDA) were measured. In the field, high, Leaf area index (LAI), nodul number, yield forage and protein percentage were measured. Root and shoot length and weights decreased under salt treatments. However, there were differences between the cultivars and Rehnani, Esfahani were the most tolerant and Pioneer and Bami were the least tolerant cultivars. The activities of SOD, GR, POX and APX were higher in salt tolerant and lower in salt sensitive cultivars. The MDA content was lower in salt tolerance cultivars as compared to sensitive cultivars. These results showed that the SOD, GR, POX, APOX activities and MDA content may be used to select salt tolerance cultivars at the germination and seedling stages. The dry forage was higher in Rehnani cultivar in third harves whereas Bami cultivar was the lowest dry weight. Comparison between lab and field results showed that the good relation was among the activity antioxidant enzymes in seedling stage and salt tolerant in field stage.the results also suggest that SOD, GR, POX and APX may play an important role in salt tolerant mechanisms in alfalfa. key Words: antioxidative enzymes; dry forage; lipid peroxidation; Medicago sativa L.; salt stress.)zamanian, 1382 ( قلیایی بودن روبرو می باشند استقرار گياه زراعي به برهم کنش بين عوامل محيطي بستر و حساسيت به تنش شوری عاملي است که بر. کيفيت بذر بستگي دارد بطوري كه.)Wilson et al., 2000( جوانه زني بذر تأثير معکوس دارد مراحل اوليه رشد گياهچه نسبت به تنش شوری حساسيت بيشتري به همين دليل توليدکنندگان محصوالت کشاورزي به بذرهايي. دارد برخوردار از قدرت جوانه زني باال نياز دارند تا با کشت آنها محصول در همين راستا.)Wilson et al., 2000( قابل توجهي به دست آورند انجام آزمايش هايي جهت تعيين اکوتيپ هايي با مقاومت بيشتر به ويژه براي مناطق با خاک شور بسيار حائز اهميت مي باشد و اصوال هر گياه و هر اکوتيپي که بتواند در اين مرحله مقاومت بيشتري نشان دهد خواهد توانست مراحل اولیه رويش را موفق تر پشت سر بگذارد از اين رو در انتخاب گياهان. توليد کند و تراکم کافي در واحد سطح زراعي بايد مقاومت آنها به ويژه در خالل مرحله جوانه زني و سبز شدن. همواره مد نظر باشد محققان گزارش کردند که بین ارقام و توده های یونجه در محیط های شور و سال های مختلف تفاوت وجود دارد و یونجه از نظر مقاومت به سمیت و فشار اسمزی حاصل از کلرور سدیم تفاوت همچنین آن ها گزارش کردند که حساس ترین. هایی نشان می دهد مقدمه یونجه از گیاهان بومی ایران است و در شرایط آب و هوایی سطح زیر. کشور ارقام مختلفی از آن مورد کشت و کار قرار می گیرد میزان هکتار /2 کشت این گیاه با ارزش در کشور حدود تن (علوفه خشک) و متوسط عملکرد /3 تولید سالیانه آن Bahar et( کیلوگرم در هکتار می باشد 8287 علوفه خشک آن نیز براي نيل به حداکثر عملکرد الزم است گياهان در شرايط.)al., 1385 اين شرايط در بين گياهان مختلف متفاوت است. بهينه رشد نمايند و زماني که يک يا چند مورد از اين شرايط خارج از حد مناسب باشند گياه تحت تنش قرار مي گيرد و در نتيجه رشد و عملکرد کاهش مي میلیارد 1/4( %10 به طور کلی حدود.)Hashemi Jazi, 1379( يابد میلیارد هکتار سطح خشکی کره زمین مناسب کشت 14 هکتار) از که از این میان حدود یک سوم زمین های تحت آبیاری بطور است در ایران با توجه به.)Munns, 2002( قابل توجهی شور می باشند اینکه بخش زیادی از مساحت کشور در مناطق خشک و نیمه خشک مشکل شوری یک معضل بزرگ در کشاورزی می واقع شده است درصد از مساحت کل کشور را اراضی 14/7 در ایران حدود. باشد درصد از زمین های مورد 50 شور تشکیل داده اند و نزدیک به استفاده در بخش کشاورزی با درجات مختلف با مشکل شوری یا 44

3 شماره 109 نشریه زراعت زمستان 1394 مرحله فنولوژی یونجه نسبت به شوری مرحله گیاهچه ای و استقرار گیاه (رشد رویشی) است (.)Kuchaki and Riyazi Hamedani, 1375 )1375( Kuchaki and Riyazi Hamedani در آزمایشی در مشهد حداکثر محصول خشک را در ارقام یزدی مائوپا و ال یونیکو و حداکثر تعداد برگ را در ارقام همدانی و رنجر و حداکثر درصد پروتئین را در رقم رنجر به دست آورده اند )1385(.Bahar et al. با مطالعه بر روی پنج رقم یونجه از نظر عملکرد علوفه تر و خشک و درصد برگ و پروتئین در شرایط اهواز برتری ارقام بمی و دیابلورده را از لحاظ عملکرد علوفه تر و خشک و درصد پروتئین اعالم داشته است. تنش های مختلف محیطی شامل تنش های زنده و غیر زنده سبب تولید رادیکال های آزاد اکسیژن می شوند از جمله این تنش ها می توان به تنش شوری اشاره کرد ( Huang, 2000; Jiang and.) Zhang, 2001; Reddy et al., 2004 گیاهان برای کاهش اثر مخرب انواع اکسیژن فعال مکانیزم های متفاوتی دارند. از جمله این مکانیزم ها می توان به سیستم دفاع آنتی اکسیدانی اشاره نمود. این سیستم شامل سیستم آنزیمی و غیرآنزیمی است. سیستم های غیر آنزیمی شامل آسکوربات گلوتاتیون آلفاتوکوفرول زآزانتین و آنترازانتین و فالونوئیدها می باشند (.);Huang, 2000; Shepherd et al., 2002 آنزیم های دخیل در فرآیند غیرسمی کردن انواع اکسیژن فعال شامل سوپراکسیددیسموتاز گلوتاتیون ردوکتاز پراکسیداز و کاتاالز می باشند که در پاکسازی انواع اکسیژن فعال به طور مستقیم نقش دارند (.)Siosemardeh, 2002; Chang and Kao, 1998 اختالل تغییرات در میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان در شرایط تنش های محیطی از جمله تنش شوری گزارش شده است (.)Panda & Upadhyay, 2004 تنش شوری باعث ایجاد اختالل در سیستم های آنزیمی خنثی کننده انواع اکسیژن فعال می گرددکه این امر منجر به افزایش پراکسیداسیون چربی و در نتیجه خسارت به غشاء سلولی و تخریب رنگدانه ها می شود ( Chen et al., 2000.)Ghanati et al., 2002; Reddy et al., 2004 در حال حاضر استفاده از گياهان و ژنوتیپ هاي مقاوم به شوری يکي از مهمترين روش هاي مؤثر در بهره برداري و افزايش عملکرد در هکتار در اراضی شور جهان مي باشد. از آنجا که تنش شوری با خسارتی که به تولید محصوالت کشاورزی وارد می نماید یکی از مهمترین تنش های محیطی است و یونجه نیز یکی از مهمترین گیاهان علوفه ای است که سطح وسیعی از مزارع و مراتع را پوشش داده است شناسایی مکانیزم های تحمل به تنش شوری با هدف اصالح و بهبود عملکرد آن در اراضی شور از اهمیت باالیی برخوردار است. لذا این پژوهش به بررسی اثر تنش شوری بر میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان یونجه در مرحله گیاهچه ای و بررسی عملکرد در مزرعه پرداخته است تا با شناسایی این اثر ضمن تعیین چگونگی پاسخ اکوتیپ های یونجه به تنش شوری و پیدا کردن رابطه ای بین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان و مقاومت به شوری در مزرعه امکان شناسایی و استفاده از شاخص های مناسب تحمل به تنش در یونجه در فرآیند غربال اکوتیپ های متحمل ایجاد گردد. مواد و روش ها آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک هاي کامل تصادفی با 3 تکرار انجام شد. عوامل شامل چهار سطح شوری صفر و 180 میلی موالر که به ترتیب با افزودن 7 3/5 و 10/5 گرم نمک کلرید سدیم به هر لیتر آب مقطر تهیه شد و 9 رقم یونجه شامل ارقام رنجر بمی یزدی نیکشهری قره یونجه اصفهانی پایونیر رهنانی و همدانی بودند. به تعداد واحدهای آزمایشی پتری دیش های بزرگ و کامال استریل شده انتخاب و در کف هر پتری دیش کاغذ صافی واتمن شماره 2 قرار داده شد. سپس تعداد 50 عدد بذر یونجه ضدعفونی شده با محلول وایتکس 5 درصد (به مدت 30 ثانیه) در داخل هر پتری دیش قرار داده شد. به میزان 10 میلی لیتر از محلول های متعلق به هر سطح شوری به پتری دیش ها اضافه شد. پتری دیش ها در طول اجرای آزمایش ( 7 روز) در داخل ژرمیناتور در دمای 25 درجه سانتی گراد نگهداری شد. صفات طول و وزن خشک ساقه چه و ریشه چه اندازه گیری شد. برای اندازه گیری وزن خشک ساقه چه و ریشه چه پس از شمارش نهایی تعداد بذور جوانه زده از هر پتری دیش 10 نمونه گیاهچه به طور تصادفی انتخاب و با آب مقطر شستشو و ریشه چه و ساقه چه آن ها از بقایای بذر جدا و به مدت 48 ساعت در آون در حرارت 80 درجه سانتی گراد خشک شد. سپس نمونه ها توسط ترازویی دقیق وزن شد. اندازه گیری فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان برگ کلیه آنزیم های آنتی اکسیدانی در آزمایشگاه بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان اندازه گیری شد. جهت اندازه گیری فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتاالز آسکوربات پراکسیداز گلوتاتیون ردوکتاز و سوپر اکسید دیسموتار ابتدا از برگ های گیاهان مورد آزمایش نمونه برداري شد. نمونه ها بالفاصله پس از برداشت در فريزر در دماي -80 نگه داري شدند سپس نمونه ها در ازت مایع منجمد و سپس در هاون چینی پودر شدند. میزان 0/1 گرم از نمونه پودر شده به کمک یک میلی لیتر بافر فسفات پتاسیم 100 میلی موالر با ph = 7/8 حاوی 0/1 EDTA میلی موالر و %PVP1 (پلی وینیل پیرولیدون) بر روی یخ هموژنایز گردید. سپس عصاره حاصل از هر نمونه در دمای 4 درجه سانتی گراد به مدت 30 دقیقه با استفاده از سرعت 1400 دور در ساعت سانتریفیوژ شد. محلول باالیی ته نشین نشده حاصل در ویال های استریل جمع آوری گردید و به عنوان عصاره های آنزیمی جهت اندازه گیری فعالیت کاتاالز و آسکوربات پراکسیداز استفاده شد. تمامی مراحل استخراج جهت اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم بر روی یخ انجام شد. اندازه گیری فعالیت آنزیم کاتاالز ( )CAT فعالیت آنزیم کاتاالز در 3 میلی لیتر محلول واکنش به صورت 50 میلی موالر بافر فسفات سدیمی با 10 ph = 7 میلی موالر آب اکسیژنه و 40 میکرولیتر عصاره آنزیمی بر اساس روش Sairam و همکاران ( )2002 اندازه گیری شد. پس از اضافه کردن آب اکسیژنه فعالیت CAT موجود در عصاره آنزیمی در طول موج 240 نانومتر در مدت یک دقیقه با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر (مد ل Beck )man Du 530 اندازه گیری شد. میزان فعالیت آنزیم طبق رابطه زیر تعیین گردید : واحد فعالیت آنزیم µmol /min / ml = unit ml-1 Enzyme activity (EA) = ΔOD 1000 A-1/ EC B / C-1 در روابط فوق : = A مقدار عصاره آنزیمی موجود در محلول واکنش = B مقدار بافز استخراج به کار رفته = C وزن نمونه تازه = ΔOD اختالف جذب طول موج خاص هر آنزیم در طول مدت یک دقیقه = EC ضریب خاموشی آنزیم اندازه گیری فعالیت پراکسیداز ( )POX روش اندازه گیری این آنزیم همانند آنزیم کاتاالز بود. 45

4 بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات... با این تفاوت که بافر استخراج این آنزیم در داخل کوئت های شاهد و نمونه عالوه بر 4/51 میکرولیتر )%30( H2O2 حاوی 3/35 میکرولیتر گویاکول ( )GUACOL در هر کوئت بود. طول موج جذبی طیف سنج 470 نانومتر تنظیم شد. مدت زمان الزم برای ثبت فعل و انفعاالت یا تکمیل تاثیر آنزیم های POX داخل کوئت نمونه 2 دقیقه بود (.)Sairam et al., 2002 اندازه گیری فعالیت آسکوربات پراکسیداز ( )APX فعالیت این آنزیم بر اساس روش Sairam و همکاران ( )2002 در یک میلی لیتر بافر واکنش به صورت 50 میلی موالر بافر فسفات پتاسیم با 0/5 ph =7 میلی موالر آسکوربیک اسید 0/1 میلی موالر 25/1 EDTA میلی موالر آب اکسیژنه و 60 میکرولیتر عصاره آنزیمی اندازه گیری شد. کاهش جذب آسکوربات پراکسیداز در اثر فعالیت APX با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 290 نانومتر در مدت یک دقیقه اندازه گیری شد. اندازه گیری فعالیت سوپراکسید دیسموتاز ( )SOD جهت تعیین مقدار SOD از روش Sairam و همکاران ( )2002 استفاده شد. برای تهیه ترکیب واکنش از 13 میلی مول متیونین 25 میکرومول نیتروبلوتترازولیوم ( )NBT = Nitro Blue Tetrazolium 6 میکرومول محلول 0/5 موالر 1/5 EDTA میلی لیتر از محلول 1 موالر فسفات بافر ( 60 )ph = 8/7 میکرومول ریبوفالوین 1 میلی موالر و 50 میلی مول سدیم بیکربنات استفاده شد. سپس 2/9 میلی لیتر از مخلوط حاصل را داخل تیوب استریل ریخته بالفاصله پس از افزودن 2 میکرومول ریبوفالوین و 0/1 میلی لیتر عصاره آنزیمی به مدت 15 دقیقه زیر نور المپ فلورسانس 15 6 وات قرار داده شد. جهت تعیین میزان فعالیت آنزیم SOD مخلوط حاصل با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 560 نانومتر طیف سنجی گردید. اندازه گیری فعالیت گلوتاتیون ردوکتاز ( )GR جهت تعیین مقدار گلوتاتیون ردوکتاز از روش Sairam و همکاران ( )2002 استفاده شد. برای طیف سنجی ترکیب واکنش 1 میلی لیتر فسفات پتاسیم بافر 0/2 موالر ( )ph = 7/5 را که حاوی 1 میلی مول 0/5 EDTA میلی لیتر 3 DTNB میلی موالر حل شده در 0/01 مول فسفات بافر ph = 7/5 با 0/1 میلی لیتر از گلوتاتیون اکسید شده 2 میلی موالر در طول موج 412 نانومتر و در مدت 10 دقیقه هر 15 ثانیه یکبار مورد طیف ستجی قرار گرفت. پراکسیداسیون چربی (مقدار مالون دآلدهید) به منظور بررسی اثرات مخرب گونه های فعال اکسیژن بر سالمت غشاء سلول های گیاهی از شاخص پراکسیداسیون چربی استفاده شد. معموال در اثر اکسیداسیون غشاء سلولی توسط رادیکال های آزاد تولید شده در شرایط تنش ماده ای به نام مالون دآلدهید تولید می شود. لذا اندازه گیری این ماده در بافت گیاهی می تواند به عنوان شاخصی از تاثیر کنش های محیطی از جمله تنش شوری بر گیاه باشد. به منظور اندازه گیری میزان مالون دآلدئید در گیاه ابتدا مقدار 0/1 گرم برگ تازه به طور جداگانه در 2/5 میلی لیتر تري کلرواستيک اسيد ( )TCA سائیده و مخلوط حاصله را به مدت 5 دقیقه با دور 3000 g سانتریفیوژ شد. میزان یک میلی لیتر از محلول رویی به میزان 2/25 میلی لیتر محلول TBA TCA اضافه و مدت 30 دقیقه روی حمام بن ماری با دمای 95 درجه سانتی گراد قرار داده شد. پس از این زمان به منظور متوقف کردن واکنش نمونه 46 ها بالفاصله در یخ سرد قرار داده شد. سپس نمونه ها مجددا در دور g 3000 سانتریفیوژ گردیدند و محلول سانتریفیوژ شده به لوله آزمایش منتقل گردیده و مقدار جذب نور در دو طول موج 532 و 600 نانومتر توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد. تفاوت جذب در این دو طول موج غلظت مالون دآلدهید را در محلول نشان خواهد داد. غلظت مالون دآلدهید در هر طول موج طبق رابطه زیر محاسبه و بر حسب نانومول بر گرم وزن تر برگ بیان خواهد شد ( Madhava and :)Sresty, 2000 A = έbc که در آن : = A مقدار جذب در یک طول موج مشخص = έ ضریب خاموشی = c mm-1 cm-1 غلظت = b عرض کوئت مرحله مزرعه ای آزمایش مزرعه ای در سال 1390 به منظور بررسي اثر شوری بر عملکرد ماده خشک تعداد گره در ساقه شاخص سطح برگ ارتفاع و درصد پروتئین 9 رقم یونجه در مزرعه آزمايشي دانشکده کشاورزي دانشگاه صنعتي اصفهان به اجرا در آمد. محل آزمايش در 40 کيلومتري جنوب غربي اصفهان در منطقه لورک شهرستان نجف آباد در عرض جغرافيايي 32 درجه و 32 دقيقه شمالي و طول جغرافيايي 51 درجه و 23 دقيقه شرقي واقع شده بود. ارتفاع مزرعه از سطح دريا 1630 متر و بر اساس طبقه بندي کوپن داراي اقليم نيمه خشک خنک با تابستان هاي گرم و خشک مي باشد و متوسط درجه حرارت ساليانه در اين منطقه 14/5 درجه سانتي گراد و متوسط بارندگي ساليانه 140 ميلي متر مي باشد. خاک محل آزمايش از سري خاک خميني شهر عموما از رده اريدي سول با جرم مخصوص ظاهري 1/3 گرم بر سانتي متر مکعب بود. ظرفيت زراعي و نقطه پژمردگي خاک به ترتيب 25 و 10 درصد وزني بود (.)Lakziyan, 1378 عملیات تهیه زمین شامل شخم عمیق دو بار زدن دیسک عملیات ماله کشی و تسطیح و کرت بندی بود. آزمایش به صورت اسپلیت پالت در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار و 4 تیمار شوری (شاهد و 180 میلی موالر کلرید سدیم) بر روی 9 رقم یونجه (همدانی بمی یزدی رهنانی قره یونجه اصفهانی رنجر پایونیر و نیکشهری) به اجرا درآمد. کرت اصلی شامل سطوح مختلف شوری و کرت فرعی ارقام یونجه بود. شیوه کاشت مسطح و به صورت خطی بود. طول هر کرت اصلی 20 متر بود که تعداد 9 کرت فرعی در داخل آن قرار گرفت. هر کرت فرعی دارای 10 خط کاشت و فاصله دو ردیف کاشت از همدیگر برابر 20 سانتی متر بود. طول هر کرت فرعی 2 متر بود. جهت دارا بودن پوشش یکنواخت در هر کرت یک متر ابتدای کرت بدون کشت باقی ماند. فاصله کاشت بذور 3 سانتی متر و عمق کاشت بذر یک سانتی متر بود. اولین آبیاری کرتی بالفاصله بعد از کاشت و آبیاری های بعدی با فاصله 7-9 روز بسته به شرایط آب و هوایی انجام شد. نحوه اعمال تنش شوری در مزرعه در مطالعه حاضر تنش شوری با استفاده از افزودن مقادیر معین نمک به آب ایجاد گردید. بدین صورت که اعمال تنش کرت شاهد بوسیله آب لورک با EC = 1/7 انجام شد. برای اعمال تنش در سطوح و 180 میلی موالر یک مخزن با ظرفیت حدود 9000 لیتر در مزرعه تعبیه شد. در این مخزن EC آب آبیاری با اضافه کردن نمک به سطح شوری مورد نظر رسید. همچنین در هر دور آبیاری به منظور جلوگیری از تجمع بیش از حد نمک در عمق توسعه ریشه

5 شماره 109 نشریه زراعت زمستان 1394 ضریب آبشویی برای خاک مورد مطالعه محاسبه و حدود 25 درصد آب اضافی با EC آب مزرعه وارد کرت گردید. از آنجا که مساحت هر کرت 40 مترمربع بود حجم آب آییاری برای هر کرت محاسبه و با استفاده از کنتوری که بر سر هر کرت نصب شده بود آب مورد نیاز وارد کرت شد (.)Allen et al., 2000 V = dg A dg = ρb (θfc θ2) D/E = dg عمق ناخالص آبياري (سانتیمتر) = ρb جرم مخصوص ظاهري خاک (گرم بر سانتیمتر مکعب) = θfc رطوبت جرمي خاک در حد ظرفيت مزرعه = θ2 رطوبت جرمي خاک در روز قبل از آبياري = D عمق توسعه ريشه (سانتیمتر) = E راندمان آبياري ( 80 درصد) = V حجم آب آبياري = A مساحت کرت ( 40 مترمربع) در اين رابطه عمق توسعه ريشه در طول دوره رشد متغير در نظر گرفته شد که در حدود 45 تا 60 سانتيمتر بود. در طول آزمایش در طی 4 چین برداشت شده صفات عملکرد ماده خشک تعداد گره در ساقه شاخص سطح برگ (سطح برگ گیاهان با استفاده از اسکنر کامپیوتری با وضوح 400 dpi و نرم افزار دلتا تی اسکن در همه چین ها اندازه گیری شد) ارتفاع و درصد پروتئین ارقام یونجه به روش کجلدال اندازه گیری شد. محاسبات آماری داده های حاصل از اندازه گیری های مختلف با استفاده از نرم افزار رایانه ای SAS مورد تجزیه آماری قرار گرفت. مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون LSD در سطح 5 درصد در صورت معنی دار بودن اثر عوامل آزمایشی انجام شد. نتایج و بحث نتایج تجزیه واریانس نشان داد که سطوح شوری به طور معني داري پارامترهای رشد ارقام یونجه را تحت تاثير قرار داد (جدول.)1 اثر رقم بر طول ریشه چه ساقه چه وزن خشک ریشه چه و ساقه چه معنی دار بود. همچنین اثر شوری نیز بر طول ریشه چه ساقه چه وزن خشک ریشه چه و ساقه چه معنی دار بود (جدول.)1 با افزایش سطح شوری صفات طول ریشه چه ساقه چه وزن خشک ریشه چه و ساقه چه روند کاهشی داشتند(جدول.)2 طول ریشه چه در سطح شوری 180 میلی موالر نسبت به شاهد حدود 33 درصد کاهش یافت. طول ساقه چه نیز در سطح شوری 180 میلی موالر نسبت به شاهد حدود 25 درصد کاهش نشان داد(جدول.)2 ارقام رهنانی و اصفهانی بیشترین طول ریشه چه و ساقه چه و وزن خشک ریشه چه و ساقه چه را به خود اختصاص دادند (جدول.)2 کمترین طول ریشه چه و ساقه چه و وزن خشک ریشه چه و ساقه چه نیز مربوط به ارقام پایونیر و بمی بود (جدول.)2 بررسی اثر متقابل شوری و رقم در صفت طول ریشه چه نشان داد که رقم اصفهانی در سطح شوری شاهد بیشترین و رقم پایونیر در سطح شوری 180 میلی موالر کمترین طول ریشه چه را به خود اختصاص دادند (جدول.)3 رقم اصفهانی در سطح شوری شاهد بیشترین ( 15/1 میلی متر) و رقم پایونیر در سطح شوری 180 میلی موالر کمترین ( 3 میلی متر) طول ساقه چه را دارا بودند (جدول.)4 وزن خشک ریشه چه در رقم رهنانی و در سطح شوری شاهد بیشترین ( 0/01 گرم) میزان را داشت (جدول.)5 همچنین رقم بمی در سطح شوری 180 میلی موالر کمترین ( 0/00036 گرم) وزن خشک ریشه چه را به خود اختصاص داد (جدول.)5 بررسی اثر متقابل شوری و رقم در صفت وزن خشک ساقه چه نشان داد که رقم رهنانی در سطح شوری شاهد بیشترین و رقم پایونیر در سطح شوری 180 میلی موالر کمترین وزن خشک ساقه چه را به خود اختصاص دادند (جدول.)6 به طور کلي تحمل به تنش در تمام مراحل زندگي گياه اهميت دارد و بديهي است که اولين مرحله جوانه زني بذر است. از آنجا که عملکرد از نظر کمي و کيفي به ميزان و درصد سبز شدن و همچنين يکنواختي آن وابسته مي باشد بنابراين مرحله جوانه زني گياه مرحله حساس و مهمي است که مي تواند با استقرار مطلوب گياهچه ها در فرآيند توليد نقش مهمي ايفا نمايد )Heidari and Mesri, 2008(. تنش شوری در مرحله جوانه زني صفات متعددي (از جمله درصد و سرعت جوانه زني طول ريشه چه و ساقه چه همچنين وزن تر و وزن خشک ريشه چه و ساقه چه و نسبت ريشه به تاج را تحت تأثير قرار مي دهد. نتایج تجزیه واریانس نشان می دهد که پراکسیداسیون لیپیدها و آنزیم های آنتی اکسیدان درسطوح شوری و ارقام یونجه و همچنین اثر متقابل تیمارها بر پراکسیداسیون لیپیدها و آنزیم های آنتی اکسیدان شامل سوپراکسیددیسموتاز پراکسیداز آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز نیز معنی دار بود (جدول.)7 اثر رقم بر پراکسیداسیون لیپیدها و آنزیم های آنتی اکسیدان درسطوح شوری و ارقام یونجه و همچنین اثر متقابل آن ها معنی دار بود. همچنین اثر شوری بر پراکسیداسیون لیپیدها و آنزیم های آنتی اکسیدان درسطوح شوری و ارقام یونجه و همچنین اثر متقابل آن ها معنی دار بود (جدول.)7 به طور کلی با افزایش سطح شوری از شاهد تا 180 میلی موالر سوپراکسیددیسموتاز پراکسیداز کاتاالز آسکوربات پراکسیداز گلوتاتیون ردوکتاز و مالون دآلدئید روند افزایشی داشتند. به طوریکه بیشترین میزان سوپراکسید دیسموتاز پراکسیداز کاتاالز آسکوربات پراکسیداز گلوتاتیون ردوکتاز و مالون دآلدئید در سطح شوری 180 میلی موالر نمک کلرید سدیم بدست آمد (جدول.)8 محققین مختلف از جمله )2008( Heidari and Mesri از افزایش میزان پرولین در گندم و )1999(.Sultana et al در برنج تحت تنش شوری خبر می دهند. در بین ارقام نیز رقم رنجر بیشترین و رقم بمی کمترین میزان سوپراکسددیسموتاز را به خود اختصاص داد. رقم همدانی بیشترین و رقم یزدی کمترین میزان پراکسیداز را دارا بودند. همچنین رقم قره یونجه بیشترین و رقم بمی کمترین میزان کاتاالز را داشت. افزایش فعالیت آنزیم کاتاالز در واکنش به تنش شوری توسط دیگر محققان نیز گزارش شده است( ( McDon.)ald, 1999; Baily, 2004 این آنزیم طی واکنش آنزیمی با زدودن انواع فعال اکسیژن و جلوگیری از تخریب دیواره سلولی به بقاء گیاه کمک می نماید (.)Jiang and Zhang, 2001 از آن جا که برخی محققان معتقدند که سنتز پروتئین ها در اثر تنش های شدید شوری کاهش می یابد فعالیت آنزیم کاتاالز نیز در تنش های شدید شوری ممکن است کاهش یابد (.)Khanna-Chopra and Selote, 2007 رقم اصفهانی نیز دارای بیشترین و ارقام پایونیر و بمی کمترین میزان آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز بودند. در عین حال ارقام رهنانی و اصفهانی کمترین میزان و رقم بمی بیشترین میزان مالون دآلدئید را به خود اختصاص دادند(جدول.)8 آنزیم های آنتی اکسیدان نظیر کاتاالز پراکسیداز آسکوربات پراکسیداز سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون رداکتاز باعث حذف و غیر فعال شدن گونه های فعال اکسیژن می شوند (.)McDonald, 1999; Baily,

6 بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات... آنزیم های کاتاالز پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز باعث حذف و کاهش خسارت پراکسید هیدروژن می شوند (.)McDonald, 1999 آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز نیز یکی از آنزیم های مسیر گلوتاتیون آسکوربات است که با مصرف NADPH به عنوان دهنده الکترون باعث احیاء گلوتاتیون می شود (.)Baily, 2004 چرخه گلوتاتیون آسکوربات دارای یک نقش مهم در ایجاد سیستم دفاعی در برابر تنش اکسیداتیو می باشد و افزایش فعالیت آنزیم های آن در شرایط تنش سبب حداقل شدن اثرات تنش اکسیداتیو می شود ( Khanna- )Chopra and Selote, 2007 و گلوتاتیون ردوکتاز نقشی کلیدی در احیاء پراکسید هیدروژن به آب از طریق مسیر هالیول - آسادا ایفا می کنند (.)Baily, 2004 نتایج بسیاری از تحقیقات نیز نشان می دهد که فعالیت این آنزیم ها در برگ های ارقام حساس و متحمل به شوری بسیاری از گونه های گیاهی افزایش می یابد ( Demiral and Turkan,.)2005; Bor et al., 2003 اگر چه این افزایش فعالیت آنزیمی در ارقام متحمل به شوری بیشتر از ارقام حساس گزارش شده است ( Moradi.)et al., 2007; Shalata et al., 2001 اثر متقابل شوری و رقم نشان داد که رقم رهنانی در سطح شوری 180 میلی موالر بیشترین و رقم بمی در سطح شوری شاهد کمترین میزان سوپراکسیددیسموتاز را به خود اختصاص دادند (جدول.)9 مشابه نتایج این آزمایش )2009(.Tohidi-Moghadam et al گزارش کرده اند که در طی بروز تنش خشکی نیز بر میزان فعالیت سوپراکسید دیسموتاز افزوده می شود )2004( Apple and Hirt. اعالم کرده اند که بسته به گونه گیاهی و نوع تنش آنزیم های آنتی اکسیدان خاصی جهت تحمل فعال می شوند. برای مثال Heidari )2008( and Mesri گزارش کرده است که در ارقام مختلف گندم تحت تنش شوری بر میزان فعالیت آنزیم های کاتاالز و آسکوربات پراکسیداز افزوده می شود. بیشترین میزان پراکسیداز در رقم رنجر و سطح شوری 180 میلی موالر بدست آمد. همچنین کمترین میزان پراکسیداز مربوط به رقم یزدی در سطح شوری شاهد بود (جدول.)10 آنزیم پراکسیداز با استفاده از مواد فنولیک به عنوان دهنده الکترون باعث تجزیه پراکسید هیدروژن می شود (.)Apple and Hirt, 2004 از آن جایی که تجمع پراکسید هیدروژن ناشی از واکنش سوپراکسید دیسموتاز نیاز به فعالیت ترکیبی دو آنزیم پراکسیداز و کاتاالز به منظور حفاظت سلول های گیاهی خواهد داشت لذا این دو آنزیم نقش مهمی را در حذف پراکسید هیدروژن ایفاء می نمایند. شواهد زیادی مبنی بر افزایش و کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز در شرایط تنش وجود دارد و اگرچه افزایش فعالیت آنزیم پراکسیداز توسط تنش شوری در چغندرقند ( )Bor et al., 2003 و برنج ( )Demiral and Turkan, 2005 گزارش شده است ولی شواهدی نیز مبنی بر کاهش فعالیت آنزیم پراکسیداز در شرایط تنش شوری وجود دارد( ( Demiral and Tur.)kan, 2005 تغییر در فعالیت آنزیم پراکسیداز در سایر تنش ها نیز گزارش داده شده است. از فعالیت باالتر این آنزیم در ارقام متحمل به شوری در شرایط تنش چنین استنباط می شود که ارقام متحمل دارای ظرفیت باالتری برای تجزیه پراکسید هیدروژن تولیدی ناشی از فعالیت سوپراکسید دیسموتاز می باشند. به نظر می رسد کاهش شدید محتوای پروتئین های محلول برگ در اثر شوری سبب کاهش پروتئین های تیالکوئید و سیکل کالوین بخصوص آنزیم روبیسکو و برخی از آنزیم های آنتی اکسیدان می شود (.)Bor et al., بررسی اثر متقابل رقم و شوری نشان داد که بیشترین میزان آسکوربات پراکسیداز در رقم اصفهانی و سطح شوری 180 میلی موالر بدست آمد. همچنین رقم بمی در سطح شوری شاهد کمترین میزان آسکوربات پراکسیداز را دارا بود (جدول.)11 افزایش فعالیت این آنزیم در ارقام متحمل به شوری( ( Moradi et al., 2007; Shala )ta et al., 2001 و کاهش ( Moradi et al., 2007; Shalata et al., )2001 یا عدم تغییر ( )Demiral and Turkan, 2005 فعالیت آن در ارقام حساس نیز گزارش شده است. در آزمایشی Alvesda Costa et )2005(.al اعالم کرده اند که در اثر تنش شوری بر میزان فعالیت آسکوربات پراکسیداز در ارقام مختلف سورگوم افزوده و از فعالیت آنزیم کاتاالز کاسته می شود. بر اساس تحقیقا ت Demiral and Tur )2005(,kan شوری سبب تبدیل -O2 به H2O2 در درون سلول شده این امر مانع فعالیت چرخه کالوین و در نهایت فرآیند قندسازی در گیاهان می شود. لذا باال رفتن فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان همانند آسکوربات پراکسیداز می تواند از اثرات سوء تشکیل H2O2 بر فرآیند قندسازی در کلروپالست جلوگیری کند. شواهدی نیز مبنی بر تولید مالون دآلدئید کمتر در ارقام مقاوم در شرایط تنش شوری همراه با فعالیت باالتر آنزیم آسکوربات پراکسیداز وجود دارد (.)Demiral and Turkan, 2005 میزان گلوتاتیون ردوکتاز در رقم اصفهانی و در سطح شوری 180 میلی موالر بیشترین و در رقم پایونیر و در سطح شوری شاهد کمترین میزان را به خود اختصاص داد (جدول.)12 با توجه به افزایش فعالیت این آنزیم در شرایط تنش خشکی و شوری و نقش آن در احیاء گلوتاتیون این آنزیم به احتمال زیاد یکی از آنزیم های مهم در گیاه است که افزایش فعالیت آن سبب افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش اکسیداتیو خواهد شد. گزارش شده است که افزایش فعالیت آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز مرتبط با تحمل شوری می باشد (.)Bor et al., 2003 به هر حال در این تحقیق به نظر می رسد کاهش فعالیت این آنزیم در ارقام حساس به شوری به علت افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن و غیرفعال شدن آنزیم ها بر اثر واکنش با آن ها باشد این مورد توسط سایر محققان نیز مورد تاکید قرار گرفته است (.)Demiral and Turkan, 2005 با این تفاسیر از آن جایی که کاهش فعالیت این آنزیم منجر به افزایش حساسیت به شوری می گردد لذا کاهش بیشتر فعالیت این آنزیم در ارقام حساس ممکن است سبب حساسیت بیشتر این ارقام در برابر تنش گردد. چرخه گلوتاتیون آسکوربات نقش مهمی در ایجاد سیستم دفاعی در برابر تنش اکسیداتیو دارد و افزایش فعالیت آنزیم های آن باعث کاهش اثرات تنش اکسیداتیو می شود و بر عکس کاهش فعالیت آنزیم های آن باعث افزایش خسارت های تنش اکسیداتیو می شود ( Khanna-.)Chopra and Selote, 2007 کاهش فعالیت این آنزیم ها در شرایط تنش به علت افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن و غیرفعال شدن آنزیم ها بر اثر واکنش با آن ها است (.)Demiral and Turkan, 2005 نتایج حاصل از فعالیت این آنزیم ها نشان داد که حفاظت در برابر خسارت اکسیداتیو توسط سطوح باالیی از آنتی اکسیدان ها و نیز وجود یک چرخه فعال آسکوربات گلوتاتیون ممکن است نقش مهمی در افزایش تحمل شوری در یونجه داشته باشد. بررسی اثر متقابل رقم و شوری نشان داد که بیشترین میزان مالون دآلدئید در رقم بمی و در سطح شوری 180 میلی موالر بدست آمد. همچنین این نتایج نشانگر آن است که کمترین میزان مالون دآلدئید در رقم رهنانی و سطح شوری شاهد بدست آمد (جدول

7 شماره 109 نشریه زراعت زمستان 1394.)13 مالون د آلدئید در اثر پراکسیداسیون غشای سلولی تولید می شود (.)Sairam et al., 2002 تغییر در پراکسیداسیون لیپیدها به عنوان یک شاخص مهم جهت تعیین میزان خسارت اکسیداتیو در موجودات زنده محسوب می شود و منجر به کاهش یکپارچگی غشاء در موجودات زنده تحت شرایط تنش می گردد ( Borsani et.)al., 2001; Del Rio et al., 2006 به نظر می رسد دلیل اصلی خسارت شدید به غشای سلولی تولید رادیکال های سوپراکسید پراکسید هیدروژن و رادیکال هیدروکسیل باشد که در نهایت منجر به پراکسیداسیون لیپیدهای غشای سلولی می گردد ( Del Rio et al.,.)2006 نتایجی نیز مبنی بر تجمع مالون دآلدئید در گیاه در شرایط تنش شوری وجود دارد و مقادیر بیشتری از آن در ارقام حساس در مقایسه با ارقام متحمل به شوری مشاهده شده است ( Sairam et.)al., 2002 به طور کلی می توان گفت که حذف و سمیت زدایی گونه های فعال اکسیژن یک بخش مهم تحمل شوری می باشد. بررسی های انجام شده نیز فعالیت باالتر آنتی اکسیدان ها را در ارقام متحمل نسبت به ارقام حساس نشان می دهد و سهم مکانیزم های حذف کننده آنزیمی و غیرآنزیمی اقسام فعال اکسیژن در ارقام حساس و متحمل به شوری متفاوت می باشد. نتایج تجزیه واریانس نشان می دهد که اثرات شوری رقم و چین بر صفات ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین یونجه معنی دار بود (جدول.)14 همچنین اثرات متقابل رقم و شوری شوری و چین در کلیه این صفات معنی دار بود. در مورد اثر متقابل رقم و چین نیز تمامی صفات به جز ارتفاع معنی دار بودند. در بین ارقام رقم رهنانی بیشترین ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین را به خود اختصاص داد (جدول.)15 همچنین رقم بمی کمترین ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین را دارا بود. با افزایش سطوح شوری ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین یونجه روند کاهشی نشان داد. به طوریکه بیشترین و کمترین میزان ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین به ترتیب در سطح شاهد و 180 میلی موالر بدست آمد. چین اول بیشترین و چین چهارم کمترین میزان ارتفاع و شاخص سطح برگ را دارا بودند (جدول.)15 بیشترین میزان تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین در چین سوم و کمترین مقادیر مربوط به چین اول بود (جدول.)15 ارقام رهنانی و بمی در تمام سطوح شوری به ترتیب بیشترین و کمترین میزان ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین را به خود اختصاص دادند (جدول.)16 بیشترین میزان ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین مربوط به رقم رهنانی و سطح شوری شاهد بود. همچنین کمترین میزان ارتفاع شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین مربوط به رقم بمی و سطح شوری 180 میلی موالر بود (جدول.)16 به طور کلی در چین های مختلف بیشترین و کمترین شاخص سطح برگ تعداد گره در ساقه وزن خشک و پروتئین به ترتیب در ارقام رهنانی و بمی بدست آمد (جدول.)17 بیشترین میزان شاخص سطح برگ در رقم رهنانی و به ترتیب در چین های اول سوم دوم و چهارم بدست آمد. همچنین بیشترین و کمترین تعداد گره میزان وزن خشک و درصد پروتئین در ارقام رهنانی و بمی به ترتیب در چین های سوم دوم چهارم و اول بدست آمد (جدول.)17 بیشترین میزان ارتفاع و شاخص سطح برگ در چین اول و سطح شوری شاهد بدست آمد (جدول.)18 همچنین کمترین میزان ارتفاع و شاخص سطح برگ نیز در چین چهارم و سطح شوری 180 میلی موالر بدست آمد. بیشترین تعداد گره وزن خشک و درصد پروتئین مربوط به چین سوم و سطح شوری شاهد بود. همچنین کمترین تعداد گره در چین های اول و چهارم و سطح شوری 180 میلی موالر بدست آمد. کمترین میزان وزن خشک و درصد پروتئین در چین اول و سطح شوری 180 میلی موالر بدست آمد(جدول.)18 محققان طی تحقیقی تعدادی ارقام و توده یونجه را در مرحله رشد رویشی مورد بررسی قرار داد ه اند و اعالم نمود ه اند که یونجه رهنانی مقاوم ترین رقم نسبت به شوری است این در حالی است که رقم رهنانی در آزمایشات گلخانه ای نسبت به بقیه ارقام یونجه برتری داشته ولی در محیط های طبیعی شور به علت اثرات متقابل شرایط اکولوژیکی زراعی خاکی و گیاهی بر روی هم گیاه نتوانسته پتانسیل واقعی تولید خود را نشان دهد ( Kuchaki and Riyazi Hamedani,.)1375 کاهش ارتفاع یونجه در اثر شوری توسط محققان دیگر نیز گزارش شده است (.)Bahar et al., 2005 جلوگیری از ورود یون ها یکی ار سازوکارهای اجتناب از شوری است )2005(.Bahar et al. تحمل به شوری یونجه را به توانایی آنها در جلوگیری از ورود یونهای کلر و سدیم به قسمت هوایی گیاه نسبت داده اند و گزارش نموده اند که گیاهان متحمل به شوری یونجه نسبت به گیاهان حساس تر مقدار کمتری کلر و سدیم در قسمت هوایی خود داشته اند. این سازوکار در گیاهان دیگر نیز گزارش شده است. رشد کم ریشه عالوه بر اینکه ممکن است در انتقال آب و مواد غذایی اثر بگذارد از طریق تاثیر بر توازن هورمون ها رشد قسمت هوایی را نیز تحت تاثیر قرار می دهد. همچنین به علت اینکه ریشه منبع تخلیه مواد فتوسنتزی است رشد کم آن به منزله عدم توانایی این اندام برای مصرف مواد فتوسنتزی بوده که منجر به ایجاد سیستم بازدارنده پس خورد می شود وفتوسنتز کاهش می یابد در نتیجه رشد قسمت هوایی نیزکاهش خواهد داشت (.)Bahar et al., 2005 )1379( Hashemi Jazi تاثیر پتانسیل های شوری را بر روی ویژگی های رویشی ارقام رنجر رهنانی همدانی مائوپا بمی و یزدی بررسی و اعالم کرده است که ماده خشک بخش هوایی ارتفاع بوته ها و سطح برگ با افزایش پتانسیل شوری کاهش قابل مالحظه ای می یابد. او ارقام رنجر و رهنانی را در کلیه صفات برتر از سایر ارقام معرفی نموده است )1379( Rezaiyan and Ghamari Zare. نیز تاثیر شوری را بر رشد رویشی قره یونجه و الین 2129 استرالیایی بررسی و اعالم کرده اند که عملکرد علوفه خشک الین 2129 استرالیا در شوری پایین تر و عملکرد علوفه خشک قره یونجه در شوری باالتر بیشتر می باشد. )1995( Smith et al تاثیرات شرایط محیطی را بر عملکرد کیفی علوفه یونجه نشان داده اند. با توجه به نتایج بدست آمده مشخص گردیده است که چین اول نسبت به سایر چین ها به علت وجود دمای مساعد و شرایط اکولوژیکی مناسب از نظر عملکرد کمی و کیفی نسبت به دو چین دیگر برتری دارد و در صورت مبارزه با علف های هرز و آفات می توان علوفه مناسبی از این چین برداشت و ذخیره نمود. همچنین این محققان ( )Smith et al., 1995 معتقدند که در شرایط آب و هوایی گرم عملکرد علوفه خشک و پروتئین افزایش می یابد. در این آزمایش هم بیشترین میزان علوفه خشک و پروتئین در چین سوم که در شهریور برداشت شده بود بدست آمد. 49

8 بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات... )1997( Ashraf et al در آزمایشی جهت بررسی تحمل به شوری چهار گیاه علوفه ای از جمله یونجه مشاهده کرد ه اند که طول ساقه ها سریعا با افزایش میزان کلرید سدیم در محیط کشت کاهش می یابد در نتیجه میزان عملکرد اندام های هوایی نیز کاهش نشان می دهد )1990( Zekri and Parsons. بیان کرده اند که کاهش رشد در اثر شوری به دلیل کاهش سطح فتوسنتز کننده یا میزان فتوسنتز در واحد سطح می باشد در این ارتباط )2002( Munns معتقد است که در اثر شوری سطح برگ یونجه کاهش می یابد و در نتیجه میزان فتوسنتز در واحد برگ افت پیدا می کند به بیان دیگر کاهش میزان مواد فتوسنتزی به جای آن که علت کاهش رشد باشد به عنوان معلول آن شناخته شده است )1374( Fajeria. نیز بیان کرده است که در گیاهانی مانند یونجه با افزایش شوری آثار تغییر در ساختمان برگ ها ظاهر شده و کوتیکول و برگ ها ضخیم تر شده و رنگ تیره به خود می گیرند )1975( Hoffman et al. نیز اعالم کرده اند که شوری باعث کاهش رشد اندام های هوایی در یونجه می شود بنابراین نسبت برگ به ساقه را در یونجه افزایش می دهد و در نتیجه در کیفیت علوفه اثر می گذارد. آن ها با تجزیه رگرسیونی بیش از 30 صفت مورفولوژیک و فیزیولوژیک نشان داده اند که بیش از 95 درصد تغییرات عملکرد در کلون های یونجه مربوط به چهار مولفه سطح برگ نسبت برگ به ساقه دمبرگ و وزن برگ در گیاه است. این نتایج اهمیت صفات مورفولوژیک را در تعیین عملکرد یونجه با سطح برگ همبستگی مثبت دارد زیرا 30 تا 60 درصد علوفه را برگ ها تشکیل می دهند. به طور کلی اثرات تنش شوری بر روی کاهش رشد گیاه و عملکرد آن پیچیده است. این کاهش می تواند در اثر تغییر در تخصیص موادی نظیر فتواسمیالت به ریشه ها منجر به کاهش رشد بخش های هوایی به ویژه رشد برگ ها و یا به دلیل بستن جزئی و کلی روزنه ها یا به علت اثر مستقیم نمک بر روی سیستم فتوسنتزی و یا تاثیر بر توازن یونی باشد (.)Brugnoli and Bjorkman, نتیجه گیری کلی و پیشنهادات با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق چنین استنباط می شود که ارقام رهنانی و اصفهانی با میزان کمتر پراکسیداسیون چربی ها (به صورت محتوی پایین تری از مالون دآلدئید) همراه با فعالیت باالتر آنتی اکسیدان ها در شرایط شوری دارای ظرفیت باالتری جهت حذف گونه های فعال اکسیژن تولیدی و ثبات عملکرد بهتری در مقایسه با ارقام حساس می باشند. همچنین با توجه به اینکه افزایش فعالیت آنتی اکسیدان ها بیان کننده افزایش حذف گونه های فعال اکسیژن می باشد لذا اغلب از این ویژگی به عنوان یک شاخص قابل اعتماد جهت بیان افزایش تحمل شوری استفاده می شود. بررسی نتایج مزرعه ای نشان داد که در سطوح مختلف شوری و چین های برداشت شده رقم رهنانی در چین سوم بیشترین میزان علوفه خشک را تولید کرده است در حالیکه رقم بمی کمترین میزان علوفه خشک را به خود اختصاص داده است. در ادامه مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مزرعه ای نشان داد که بین سطح فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی اندازه گیری شده در مرحله گیاهچه ای و مقاومت به شوری در مزرعه ارتباط و همبستگی قابل قبولی وجود دارد. چنانکه ارقام رهنانی و اصفهانی که بیشترین سطح فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی را در گیاهچه یونجه دارا بودند بیشترین مقاومت به شوری را نیز طی چین های مختلف در مزرعه نشان دادند. در انتها پیشنهاد می شود که جهت شناخت و بررسی کامل تر سیستم آنتی اکسیدانی گیاه یونجه و نحوه عمل آن در شرایط تنش شوری و یافتن ارتباط قوی تری بین آنزیم های آنتی اکسیدانی و مقاومت به شوری در مزرعه آیزوزایم های مختلف آنزیم های آنتی اکسیدان و تغییرات فعالیت هر یک از آن ها و نیز محتوی سایر متابولیت های آنتی اکسیدان مانند آسکوربیک اسید و گلوتاتیون مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین پیشنهاد می شود آزمایش مزرعه ای طی سال های بیشتری مورد بررسی قرار گیرد.

9 شماره 109 نشریه زراعت زمستان

10 بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات... 52

11 شماره 109 نشریه زراعت زمستان

12 بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات... 54

13 شماره 109 نشریه زراعت زمستان

14 بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات... 56

15 1394 زمستان نشریه زراعت 109 شماره منابع مورد استفاده Allen, R. G., Pereira, D., Raes, D. and Smith, M. (2000). FAO irrigation and drainage paper, crop evapotranspira tion (guidelines for computing crop water requirements). FAO. 56: Alvesda Costa, P. H., Azevedo Neto, A. D., Alves Bezer ra, M., Tarquinio paisco, J. and Gomes-Filho, E. (2005). Antioxidantive enzymatic system of two sorghum geno types differing in salt tolerance. Plant Physiol. 17 (4): Appel, K. and Hirt, H. (2004). Reactive oxygen species: metabolism, oxidative stress and signal transduction. Annu. Rev. Plant Biol. 55: Ashraf, M., Mcneily, T., and Bradshaw, A. D. (1997). Se lection and habitability of tolerance to sodium chloride in four forage species. Crop Sci. 227: Bahar, M., Ghobadi, S., Erfani Moghadam, V., Yamchi, A. and Talebi Badaf, M. (1385). Evaluation of Iranian alfalfa with ESTS. J. Agric. Res. 2: Baily, C. (2004). Active oxygen species and antioxidants in seed biology. Seed Sci. Res. 14: Bor, M., Özdemir, F. and Türkan, I. (2003). The effect of salt stress on lipid peroxidation and antioxidants in leaves of sugar beet Beta vulgaris L. and wild beet Beta maritima L. Plant Sci. 164: Borsani, O., Diaz, P., Agius, M. F., Valpuesta, V. and Monza, J. (2001). Water stress generates an oxidative stress through the induction of a specific Cu/Zn super oxide dismutase in Lotus corniculatus leaves. Plant Sci : Brugnoli, E., and Bjorkman, D. (1992). Growth of cot ton under continous salinity stress: Influence of alloca tion pattern, stomatal and non stomatal components of photosynthesis and dissipation of excess light energy. Planta. 187: Chang, C. J., and Kao, C. H. (1998). H2O2 Metabolism during senescence of rice leaves: changes in enzyme activities in light and darkness. Plant Growth Reg. 25: Chen, W. P., Li, P. H. and Chen, T. H. H. (2000). Glycine betaine increases chilling tolerance and reduces chillinginduced lipid peroxidation in Zea mays L. Plant Cell En viron. 23: Del Rio, L. A., Sandalio, L. M., Corpas, F. J., Palma, J. M. and Barroso, J. B. (2006). Reactive oxygen species and reactive nitrogen species in peroxisomes. produc tion, scavenging, and role in cell signaling. Plant Physi ol. 141: Demiral, T. and Turkan, I. (2005). Comparative lipid peroxidation, antioxidant defense systems and proline content in roots of two rice cultivars differing in salt tol erance. Environ. Exp. Botany. 53: Fajeria N. K. (1374). Increased in yield of agronomy plants. Translation with Hashemi Dezfuli, A., Kuchaki, A., and Bannayan Aval, M. Mashahd University. Ghanati, F., Morita, A. and Yokota, H. (2002). Induction of suberin and increase of lignin content by excess boron in tobacco cells. Soil Sci. Plant Nut. 48:

16 ... بررسي اثر تنش شوری بر خصوصیات 16. Hashemi Jazi, M. (1379). Effect of salinity on growing of alfalfa cultivars. Abstract aricles in 6 th Agronomy and Plant Breeding Congress. Iran. Babolsar. P Heidari, M. and Mesri, F. (2008). Salinity effects on com patible solutes, antioxidants enzymes and ion content in three wheat cultivars. Pakistan J. Biol. Sci. 11(10): Hoffman, G. J., Mass, E. V., and Rawlins, S. L. (1975). Salinity ozone interactive effects on alfalfa yield and wa ter relations. J. Environ. 4: Huang, B. (2000). Role of morphological and physiolog ical characteristics in drought resistance of plants. In: R. E. Willkinsion (ed), Plant-environmental interactions. Marcel Dekker Inc. New York. 20. Jiang, M. and Zhang, J. (2001). Effect of abscisic acid on active oxygen species, antioxidative offence system and oxidative damage in leaves of maize seedlings. Plant Cell Physiol. 42: Khanna-Chopra, R. and Selote D. S. (2007). Acclimation to drought stress generates oxidative stress tolerance in drought-resistant than -susceptible wheat cultivar under field conditions. Environ. Exp. Botany. 60: Kuchaki, A., and Riyazi Hamedani, A. (1375). Compari son of 6 alfalfa cultivars. J. Iranian Agron. Sci. 2: Lakziyan, M. (1378). Evolution on Khomeini shahr soil series in Lavark. Najaf abad. BS. C. Isfahan University of Technology. 24. Madhava, K. V. And Sresty, T. V. S. (2000). Antioxidati ve parameters in the seedlings of pigeonpea in response to Zn and Ni stresses. Plant Sci. 157: McDonald, M. B. (1999). Seed deterioration: physiol ogy, repair, and assessment. Seed Sci. Technol. 27(11): Moradi, F. and Abdelbaghi, M. I. (2007). Responses of photosynthesis, chlorophyll fluorescence and ROS-scav enging systems to salt stress during seedling and repro ductive stages in rice. Ann. Botany. 99: Munns, R. (2002). Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell Environ. 25: Panda, S.K., and Upadhyay, R.K. (2004). Salt stress in duces oxidative alterations and antioxidative defense in the roots of Lemna minor. Biol. Plant. 48(2): Reddy, A. R., Chaitanya, K. V. and Vivikanadan, M. V. (2004). Drought-induced response of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. J. Plant Physiol. 161: Rezaiyan, M., and Ghamari Zerai, A. (1379). Effect of salinity on Ghareh yonje, 2129 Australia and Spres yield. Abstract aricles in 6 th Agronomy and Plant Breeding Congress. Iran. Babolsar. P Sairam, R. K., Rao, K. V. and Srivastava, G. C. (2002). Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Sci. 163: Shalata, A., Mittova, V., Volokita, M., Guy, M. and Tal, M. (2001). Response of the cultivated tomato and its wild salt-tolerant relative Lycopersicon pennellii to saltdependent oxidative stress: the root antioxidative sys tem. Physiologia Plantarum. 112: [33]Shep herd, A., MC-Ginn, S. M. and Wyseure, C. L. (2002) Simulation of the effect of water shortage on the yields of winter wheat in North East England. Ecol. Modeling. 147: Siosemardeh, A. (2002). Yield and growth physiological aspects in relation to drought tolerance of wheat variet ies. Ph. D. thesis. Agronomy and plant breeding faculty. Tehran University. Smith, D., Kehr, W. R., and Tear, M. V. (1995). Estab lishment and management of alfalfa. American Society of Agronomy Madison. Wisconsin. U. S. A. 432 p. Sultana, N., Ikeda, T. and Ltoh, R. (1999). Effect of NaCl salinity on photosynthesis and dry matter accumulation in developing rice grains. Environ. Exp. Botany. 42: [37]Tohidi-Moghadam, H. R., Shirani-Rad, A. H. and Nour-Mohammadi, G. (2009). Effect of super ab sorbent application on antioxidant enzyme activities in canola (Brassica napus L.) cultivars under water stress conditions. Ame. J. Agri. Biol. Sci. 4(3): Wilson, D. K., Jamieson, P. D., Jermyrand, W. A. and Hanson, R. (2000). Models of growth and water use of field pea (Pisum sativum L.), In: M. C. Hebbleth waite and T.C. K. Dawkins (eds), The peap crop. Butterworths London, UK. Zamanian, M. (1382). Evaluation of quality and quan tity yield of alfalfa cultivars under several harvests. J. of Natural Res. and Agric. Res. 1: Zekri, M., and Parsons, L. R. (1990). Comparative ef fects of NaCl and polyethylene glycol on root distribu tion, growth and stomatal conductance of sour orange seedlings. Plant and Soil. 129: