سازوكارهاي فيزيولوژيكي و بيوشيميايي تحمل به شوري در گياه شورزيست ارزن پادزهري Panicum antidotale Retz

Physiological and biochemical mechanisms associated with salt tolerance of blue panic grass (Panicum antidotale Retz) as a halophyte plant

شناخت ويژگي هاي فيزيولوژيك مرتبط با تحمل به شوري در مديريت مناسب نظام هاي توليد شورزيست و بهره برداري بهينه از منابع آب هاي شور حايز اهميت است. به همين منظور در اين مطالعه برخي از شاخص هاي فتوسنتزي، توليد ماده خشك و غلظت سديم و پتاسيم در گياه ارزن پادزهري Panicum antidotale Retz در شرايط گلخانه طي پنج هفته متوالي مورد ارزيابي قرار گرفت. اعمال تيمارهاي شوري آب آبياري به ترتيب شامل: صفر و 70و 140و 210 و 280 ميلي مولار NaCl در مرحله چهار برگي گياهچه ها آغاز شد. نتايج نشان داد كه اختلاف بين بيشترين سطح برگ در تيمار غير شور با كمترين سطح آن در تيمار 280 ميلي مولار در هفته اول 28 درصد، هفته دوم 83 درصد و در سه هفته بعدي بيش از 90 درصد بود. در هفته هاي متوالي پس از اعمال تيمارها با افزايش تنش شوري، هدايت روزنه اي برگ، مقدار گاز كربنيك تثبيت شده در واحد سطح برگ و نيز كارايي كوانتومي سيستم نوري II كاهش يافت. همچنين افزايش شوري غلظت كلروفيل b و a برگ را كاهش داد. غلظت كارتنوئيد ها پاسخ دو گانه اي به سطوح مختلف شوري نشان داد و در شوري هاي 70 و 140ميلي مولار با افزايش نسبي و در شوري 210 و 280 ميلي مولار با كاهش همراه بود. افزايش سطح شوري، غلظت سديم بخش هوايي و ريشه را افزايش و غلظت پتاسيم گياه را كاهش داد. همزمان با كاهش شاخص هاي فتوسنتزي گياه، وزن خشك ريشه و بخش هوايي نيز كاهش يافتاين كاهش به ترتيب ناشي از كم شدن سطح برگr=0/91 هدايت روزنه اي r=0/78وCO2 تثبيت شده r=0/63 كارايي كوانتومي سيستم نوري II r=0/54 وغلظت كلروفيل a برگ r=0/45 بود پردازش و تحليل داده ها با استفاده از روش رگرسيون گام به گام نيز سطح برگ)β =0/560 غلظت كلروفيل a و β =0/245 و غلظت پتاسيم بخش هوايي β =0/264 را به عنوان مولفه هاي اصلي تحمل به شوري در گياه ارزن پادزهري معرفي كرد

Knowledge on physiological traits associated with plant salt tolerance is necessary to optimum utilization of saline water resources. Therefore, selected indices of photosynthetic activity, dry matter production and accumulation of sodium and potassium ions in blue panic grass (Panicum antidotale Retz) were evaluated under greenhouse conditions over five consecutive weeks. The seedlings were exposed to five levels of salinity (0, 70, 140, 210 and 280 mM NaCl) at 4-leaf stage. The results showed that after 1, 2, 3, 4 and 5 weeks exposure to the highest salinity level, plant leaf area reduced by 28, 83, 93, 93 and 96%, respectively compared with the contol. The leaf stomatal conductance, CO2 assimilation and quantum efficiency of photosystem II were decreased by salinity over time. Salinity caused a reduction in chlorophyll concentration (Chl a, Chl b) in leaves. Concentration of carotenoids showed binary patterns to different salinity levels, slightly increased by 70- 140 mM NaCl and decreased again by 210-280 mM. Increasing salinity lead to significant increase in root and shoot Na concentration while shoot K concentration was decreased by salinity. Reduction in the photosynthesis components caused decreases of root and shoot dry weight. This decrease was resulted from lower leaf area (r=0.91**), lower stomatal conductance (r=0.78**), lower CO2 assimilation (r=0.63**), lower quantum efficiency of photosystem II (r=0.54**) and lower Chl a (r=0.45**). The data analysis using stepwise regression indicated the leaf area (β=0.560), the chlorophyll a content (β= 0.245) and shoot K concentration (β= 0.264) as the main components of salinity tolerance in blue panic grass