تاثير تنش خشكي بر فعاليت برخي از آنزيم‌هاي آنتي اكسيداني و صفات فيزيولوژيكي در ژنوتيپ‌هاي نخود (Cicer Arietinum L.)

Effect of Drought Stress on Antioxidant Enzymes Activities and Some Physiological Traits in Chickpea (Cicer Arietinum L.)

به ­منظور بررسي واكنش ژنوتيپ­هاي نخود به تنش خشكي از نظر شاخص­هاي فيزيولوژيكي و تغييرات بيوشيميايي ايجاد شده، آزمايشي بر روي پنج ژنوتيپ نخود در سه سطح تنش 100 (شاهد)، 65 و 30 درصد ظرفيت زراعي در دو دوره­­ي 7 و 14 روز پس از اعمال تنش (4 تا 6 برگي)، به ­صورت فاكتوريل اسپليت پلات در زمان در قالب طرح كاملا تصادفي با سه تكرار در گلخانه پرديس كشاورزي و منابع طبيعي دانشگاه تهران در سال 1392 صورت گرفت. نتايج حاصل از تجزيه واريانس نشان داد كه بين ژنوتيپ­ها، سطوح تنش، مدت زمان تنش و برهمكنش آن­ها اختلاف معني­ داري وجود داشت. تنش خشكي به ­طور معني­ داري باعث كاهش محتواي آب نسبي و افزايش مقدار نشت الكتروليت گرديد. ميزان نشت الكتروليت در شرايط تنش خشكي در ژنوتيپ­هاي متحمل به خشكي معمولا كم­تر از ژنوتيپ­هاي حساس است كه ژنوتيپ­هاي 998 و 606 از اين نظر مقاوم و ژنوتيپ 357 ژنوتيپي حساس بود. افزايش مدت زمان تنش ميزان فعاليت آنزيم­ها را كاهش داد. فعاليت آنزيم­هاي كاتالاز و آسكوربات پراكسيداز با افزايش شدت تنش در هر دو دوره افزايش يافت، ولي فعاليت سوپراكسيد ديسموتاز با افزايش شدت تنش كاهش يافت. فعاليت آنزيم گاياكول پراكسيداز در هر دو دوره با بيشتر شدن شدت تنش تا سطح 65 درصد ظرفيت زراعي افزايش يافت ولي در سطح تنش 30 درصد فعاليت آنزيم نسبت به سطح تنش 65 درصد كاهش يافت. اما پاسخ همه ژنوتيپ­ها يكسان نبود و برخي از ژنوتيپ­ها روند افزايشي داشتند. ژنوتيپ 606 و 998 از لحاظ آنزيم­هاي كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز و سوپراكسيد ديسموتاز در شرايط تنش فعاليت بيش­تر و ژنوتيپ 357 فعاليت كم­تري داشتند. از لحاظ فعاليت آنزيم گاياكول پراكسيداز ژنوتيپ 236 و 357 به ترتيب بيش­ترين و كم­ترين فعاليت را داشتند. در شرايط تنش خشكي فعاليت آنزيم­هاي آنتي اكسيداني در گياهان متحمل بيش از گياهان حساس است. با توجه به اين­كه فعاليت آنزيم­هاي كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز و سوپراكسيد ديسموتاز در ژنوتيپ­هاي 606 و 998 داراي بيش­ترين ميزان بود بنابراين به ­عنوان ژنوتيپ­هاي متحمل به خشكي، و ژنوتيپ 357 كه داراي كم­ترين ميزان فعاليت آنزيمي بود به ­عنوان ژنوتيپ حساس به خشكي در اين آزمايش معرفي شد. البته واكنش گياهان به تنش­ خشكي بسته به شدت و مدت تنش، نوع گياه و مرحله رشدي آن به طور قابل ملاحظه ­اي متفاوت مي­باشد.

The aims of this study to assess the response of chickpea genotypes to drought stress in terms of physiological parameters and subsequent biochemical changes for more understand of drought resistance mechanisms in plants and accession to better genetic resources. Investigation were of 5 chickpea genotypes under 100, 65 and 30 percent of field capacity at two sampling time i.e. 7 and 14 days after stress induction (in 4 to 6 leaves stage). The experiment design factorial split-plot in time experiment in a completely randomized design with three replications at greenhouse of college of agriculture and natural resource of University of Tehran in 2013. Results showed that there were significant differences among genotypes, stress levels, duration of stress and interaction among them. Drought stress reduced the relative water content (RWC) and electrolyte leakage (EL) significantly. The electrolyte leakage rate under drought stress conditions in drought-tolerant genotypes is usually less than sensitive genotypes; genotypes of 998 and 606 are resistant to this and genotype of 357 are sensitive. Increase of the duration of stress, reduced the activity of the antioxidant enzymes. According to the results, the catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) enzymes activity in both periods increased in higher drought stress. Activity of superoxide dismutase (SOD) decreased with increasing tension stress. In elevated density of stress, guaiacol peroxidase (GPX) enzyme activity increased to 65% crop capacity in both periods. However, compared to 65%, the enzyme activity decreased at 30% stress level. In regard, the responses of all genotypes were not the same and some genotypes had an elevating trend. Genotypes 606 and 998 showed more activity level in enzymes of catalase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase under stress condition and but genotype 357 had a less value. The activity guaiacol peroxidase in genotypes of 236 and 357 had the highest and lowest activity, respectively. Under drought stress conditions, the activity of antioxidant enzymes was more in tolerant plants than others. Given that the activity of catalase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase enzymes were highest in genotypes 606 and 998, so they were introduced as drought tolerant genotypes in this experiment. The genotype 357, with the lowest enzyme activity, was introduced as a susceptible genotype. Of course, the reaction of plants to drought stress varies considerably depending on the severity and duration of the stress, and also plant type and growth stage.