ارزيابي فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان و ميزان پراكسيد هيدروژن دانهال‌هاي ايجاد شده حاصل از تلاقي‌هاي درون و بين-گونه‌اي پسته ( P. vera × P. integerrima) در شرايط تنش خشكي

Evaluation of the activity of antioxidant enzymes and the amount of hydrogen peroxide in obtained using hybrid seedlings rootstock from intraspecific and interspecific crosses (P. vera × P. integerrima) under drought stress

سابقه و هدف: صنعت كشاورزي ايران با محصول ارزشمند پسته (Pistacia vera L) در جهان معرفي شده است و اين فرآورده از نظر اقتصادي يكي از مهم‌ترين محصولات باغي ايران است. تنش‌هاي مختلف بويژه خشكي، كشت و كار پسته را همواره با مشكلات و موانع زيادي روبه رو كرده است در حدي كه در برخي استان‌ها با چالش چشم‌گيري مواجه شده است. فرآيندهاي بهنژادي از جمله تلاقي‌هاي هدفمند در جهت افزايش ميزان مقاومت، مي‌تواند راهكاري مطمئن و دائمي براي كم كردن اثرات زيان‌ بار تنش خشكي بر گياهان در نظر گرفته شود. بنابراين با توجه به اهميت محصول پسته در كشور به عنوان يك محصول استراتژيك و همچنين قرار گرفتن ايران در شرايط خشك و نيمه خشك، تحقيقات به منظور دستيابي به پايه‌هاي هيبريد متحمل به خشكي ضروري مي‌باشد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش به منظور بررسي تأثير تنش خشكي بر ميزان فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان و برخي خصوصيات رشدي دانهال‌هاي پسته و شناسايي پايه‌هاي‌ متحمل، آزمايشي به صورت فاكتوريل بر پايه طرح كاملاً تصادفي با چهار تكرار به صورت گلداني در گلخانه تحقيقاتي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان در سال 98- 1397 به اجرا در آمد. تيمارهاي آزمايش شامل پنج پايه پسته احمد آقايي، اكبري، سرخه‌حسيني، گرمه، فندقي و پنج هيبريد بين‌گونه‌اي (احمد آقايي × اينتگريما، اكبري × اينتگريما، سرخه‌حسيني × اينتگريما، گرمه × اينتگريما و فندقي × اينتگريما‌) و سه سطح خشكي شامل شاهد (100 درصد ظرفيت زراعي)، تنش ملايم (65 درصد ظرفيت زراعي) و تنش شديد (30 درصد ظرفيت زراعي) بودند كه 84 روز روي دانهال‌هاي سه ماهه پسته اعمال شدند. يافته ها: طبق نتايج اثر پايه و خشكي و همچنين اثر متقابل آن‌ها بر روي اكثر صفات مورد مطالعه معني‌دار (01/0P≤) بود. البته در مورد صفت طول ساقه در ارتباط با اثر متقابل پايه و خشكي اثر معني‌داري (05/0‌P≥) مشاهده نشد. نتايج نشان داد كه با افزايش سطوح خشكي، ميزان فعاليت آنزيم‌هاي كاتالاز، پراكسيداز، آسكوربات پراكسيداز، سوپراكسيد ديسموتاز، گاياكول پراكسيداز، پراكسيد هيدروژن برگ و ريشه و همچنين ميزان ريزش برگ در دانهال‌هاي پسته مورد مطالعه افزايش و صفات تعداد برگ، طول و قطر ساقه كاهش يافتند. بيش‌ترين مقدار فعاليت آنزيم‌‌ها در تيمار خشكي شديد و كم‌ترين مقدار در تيمار شاهد مشاهده شد. از طرفي در ارتباط با صفات تعداد برگ، طول و قطر ساقه بيش‌ترين و كمترين مقدار به ترتيب در سطح شاهد و تنش شديد مشاهده شد. بر اساس نتايج، پاسخ‌هاي فيزيولوژيكي متفاوتي در پاسخ به تنش‌هاي اعمال شده بين پايه‌ها مشاهده شد. پايه‌هاي متحمل به خشكي ميزان پراكسيد هيدروژن و درصد ريزش برگ كمتر و از فعاليت آنزيمي و پر رشدي بيشتر نسبت به پايه‌هاي حساس به خشكي برخوردار بودند. پايه فندقي بيش‌ترين و پايه‌هاي هيبريد سرخه‌حسيني × اينتگريما، احمد آقايي × اينتگريما و اكبري × اينتگريما كم‌ترين افزايش ميزان پراكسيد هيدروژن برگ و ريشه و ريزش برگ را بين پايه‌ها نشان دادند. در ارتباط با اين صفات، پايه‌هاي دانهالي احمد آقايي، سرخه حسيني، گرمه × اينتگريما، اكبري، گرمه و فندقي × اينتگريما به ترتيب از لحاظ تحمل به خشكي در رده‌هاي بعدي قرار گرفتند. نتيجه گيري: بر اساس نتايج پژوهش حاضر به نظر مي‌رسد بتوان از پايه‌هاي پر رشد هيبريد سرخه‌حسيني × اينتگريما، احمد آقايي × اينتگريما و اكبري × اينتگريما به عنوان پايه‌هاي حاوي ژن‌هاي متحمل به خشكي براي اصلاح ارقام با پتانسيل عملكرد زياد در مناطق خشك استفاده كرد.

Background and objectives: Iran has the world's agricultural industry is a valuable product pistachios (Pistacia vera L) and the products economically one of the most important horticultural crops in Iran. Various stresses particularly drought, pistachio cultivation has always faced a lot of difficulties and obstacles to the extent that in some provinces faced with significant challenges. Breeding processes including control crossings to increase resistance, can be safe and permanent solution for reducing the deleterious effects of drought stress on plants to be considered. Therefore, considering the importance of pistachio product in the country as a strategic product and as well as Iran's location in dry and semi-arid conditions, research in order to develop drought-tolerant hybrid is essential. Materials and methods: In this study, in order to investigate the effect of drought stress on the level of activity of some antioxidant enzymes and some growth characteristics pistachio seedlings and identification of tolerant rootstocks, this experiment was designed. The experiment was conducted as factorial based on a Completely Randomized Design with four replications in the research greenhouse of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources during 2018-2019. The treatments were consisted of five pistachio rootstocks Ahmad Aghaei, Akbari, Sorkheh Hosseini, Garmeh, Fandoghi and five interspecific hybrids (Ahmad Aghaei × Integerrima, Akbari × Integerrima, Sorkheh Hosseini × Integerrima, Garmeh × Integerrima and Fandoghi × Integerrima) and three levels of drought including control (100 % field capacity), mild stress (65% of field capacity) and Severe stress (30% of field capacity) were applied on 3 months old the seedlings for 84 days. Results: According to the results, the effects of rootstock and drought and as well as their interaction on most of the studied traits were significant (P ≤0.01). However, no significant effect (P≥ 0.05) was observed on stem length in relation to rootstock and drought interaction. The results showed that with increasing levels of drought, the activity of catalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, hydrogen peroxide in leaves and roots and also, the amount of leaf fall in the studied pistachio seedlings increased and the number of leaves, stem length and diameter decreased. increased in the studied seeds. The highest amount of enzyme activity was observed in severe drought treatment and the lowest amount was observed in control treatment. On the other hand, in relation to leaf number, length and stem diameter, the highest and lowest values were observed at the control level and severe stress, respectively. Based on the results, different physiological responses were observed between the seedlings in their response to water stress. Drought tolerant rootstocks Hydrogen peroxide content and lower leaf fall percentage and higher enzymatic and growth activity than drought-sensitive rootstocks. The highest Fandoghi rootstocks and the hybrid rootstocks of Sorkheh Hosseini × Integerrima, Ahmad Aghaei × Integerrima and Akbari × Integerrima showed the least increase in the amount of Hydrogen peroxide leaves and roots and leaf fall between the rootstocks. In connection with these traits the seedlings rootstocks of Ahmad Aghaei, Sorkheh Hosseini, Garmeh × Integerrima, Akbari, Garmeh and Fandoghi × Integerrima were ranked next in terms of drought tolerance, respectively. Conclusion: Based on the results of the present study it seams roots stock of Sorkhe Hosseini × Integerrima, Ahmad Aghaei × Integerrima and Akbari × Integerrima could be as potential seedlings in deal with drought tolerant. These hybrids possibly owns as gene pool for breeding high-yielding cultivars in arid regions.