Other language title :
استفاده از صفات فيزيولوژيكي براي غربال ژنوتيپهاي متحمل به خشكي جو
Title of article :
Use of Physiological Parameters for Screening Drought Tolerant Barley Genotypes
Author/Authors :
Mohammadi, Soleiman Seed and Plant Improvement Research Department - West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research Center, AREEO, Urmia, Iran , Sorkhi, Behzad Cereals Research Department - Seed and Plant Improvement Institute AREEO, Karaj, Iran
Abstract :
With the aim of understanding and identifying the traits which can be used as the suitable criteria for quick screening of the water deficit tolerant barley genotypes, an experiment based on randomized complete blocks design with three replications was conducted during two years to evaluate the biochemical responses of 20 barley genotypes to full irrigation and terminal water stress in the field condition. Results showed large genetic differences among barley genotypes in response to water deficit, which could be utilized in breeding programs. Proline, sucrose, glucose, fructose, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX), auxin, gibberellin and abscisic acid (ABA) content were significantly affected by different irrigation conditions and genotypes. Water deficit significantly increased proline, carbohydrates accumulation and activities of CAT, SOD, GPX and ABA concentration in the barley genotypes. However, indole acetic acid (IAA) and gibberellic acid (GA3) contents decreased under the terminal water stress. Cluster analysis showed that genotypes 11, 18 and 19 had higher values of proline, fructose, glucose, IAA, GA3, GPX, CAT and SOD. These genotypes could be considered as drought tolerant genotypes which can tolerate unfavorable environmental conditions as compared to other genotypes through overproduction of some osmolytes, effective phyto-hormone signaling and better antioxidant enzymes activity for scavenging reactive oxygen species and consequently enhanced potential for production of higher grain yield. Thus, it seems that biochemical and phyto-hormonal responses could be introduced as desirable and suitable indicators for screening genotypes with better potential under water deficit stress condition.
Farsi abstract :
به منظور ارزيابي پاسخ ژنوتيپهاي مختلف جو به آبياري كامل و تنش آبي انتهايي، آزمايشي بر پايه طرح بلوكهاي كامل تصادفي با سه تكرار طي دو سال انجام شد. نتايج نشان داد كه تفاوتهاي ژنتيكي زيادي بين ژنوتيپهاي جو در پاسخ به كمآبي وجود دارد كه ميتواند در برنامههاي اصلاحي مورد استفاده قرار گيرد. پرولين، ساكارز، گلوگوز، فروكتوز، سوپر اكسيد ديسموتاز، كاتالاز، گلوتامين پراكسيداز، اكسين، ژيبرلين و اسيد آبسيزيك به طور معنيداري تحت تأثير شرايط متفاوت آبياري و نوع ژنوتيپ قرار گرفتند. كمبود آب سبب افزايش معنيدار پرولين، تجمع كربوهيدراتها و فعاليت آنزيمهاي سوپر اكسيد ديسموتاز، كاتالاز، گلوتامين پراكسيداز و غلظت اسيد آبسيزيك در ژنوتيپهاي جو شد، درصورتي كه مقدار اكسين و اسيد ژيبرليك تحت تنش آبي انتهايي كاهش يافت. ژنوتيپهاي 11، 18 و 19 داراي مقادير بيشتري از پرولين، فروكتوز، گلوگز، اكسين، ژيبرلين، گلوتامين پرواكسيداز، كاتالاز و سوپر اكسيد دسموتاز بودند. اين ژنوتيپها را ميتوان به عنوان ژنوتيپ هاي متحمل به تنش خشكي در نظر گرفت كه با توليد بيشتر برخي اسموليتها، هورمونهاي گياهي موثر در سيگنالدهي و فعاليت بهتر آنزيمهاي آنتياكسيدان براي مقابله با گونههاي اكسيژن فعال، شرايط نامساعد محيطي را بهتر از ساير ژنوتيپها تحمل كرده و داراي پتانسيل عملكرد دانه بيشتري هستند. بنابراين، به نظر ميرسد كه پاسخهاي بيوشيميايي و هورمونهاي گياهي را ميتوان به عنوان نشانگرهاي مناسب در غربال و انتخاب ژنوتيپهاي جو با پتانسيل بهتر تحت شرايط محدوديت آب معرفي كرد.
Keywords :
Antioxidant enzymes , Barley , Phyto-hormones , Soluble sugars , Proline
Journal title :
Astroparticle Physics