پاسخ هاي فيزيولوژيكي و بيوشيميايي پايه هاي بذري درگزي و رويشي پيرودوارف گلابي به كاربرد ملاتونين در شرايط تنش خشكي

Physiological and Biochemical Responses of Dargazi Seedling and Pyrodwarf Clonal Pear Rootstocks to Melatonin Application under Drought Stress Conditions

در اين پژوهش كارايي ماده ملاتونين براي كاهش آثار سوء تنش خشكي بر روي دو پايه تجاري گلابي(پايه بذري درگزي و پايه رويشي پيرودوارف) ارزيابي شد. آزمايش به صورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار به مدت يك سال در گلخانه تحقيقاتي دانشگاه تربيت مدرس در تهران انجام شد. براي اين منظور 10 روز قبل از اعمال تنش خشكي ماده ملاتونين با غلظت 100 ميكرو مولار در محيط ريشه گياهان استفاده شد. عوامل آزمايشي شامل: پايه در دوسطح (پايه بذري درگزي و پايه رويشي پيرودوارف)، ملاتونين در دوسطح (بدون ملاتونين و غلظت 100 ميكرو مولار ملاتونين)، تنش خشكي در دوسطح (آبياري هر 10 روز يكبار و قطع آبياري به مدت 40 روز) و طول دوره (زمان) تنش خشكي در چهار سطح (10، 20، 30 و 40 روز پس از اعمال تنش خشكي). نتايج نشان داد كه ملاتونين اثر معني‌داري بر محتواي كلروفيل و حداكثر كارايي كوانتومي فتوسيستم II و كاهش اثر تنش خشكي درهر دو پايه داشت. با افزايش دوره تنش خشكي ميزان كلروفيل در پايه‌هايي كه با ملاتونين تيمار شده بودند كمتر دچار تخريب شد. اثر متقابل زمان × تنش خشكي، تنش خشكي × ملاتونين و ملاتونين × زمان بر صفات مورد بررسي در سطح يك و پنج درصد معني‌دار شد. تيمار با ملاتونين به طور معني‌داري مانع از نشت يوني شد و باعث افزايش پايداري غشاء سلول در هر دو پايه بذري درگزي و رويشي پيرودوارف شد. همچنين پيش تيمار ملاتونين باعث افزايش فنل كل در هر دو پايه شد و تحمل گياه را به تنش خشكي بهبود بخشيد. ميزان افزايش توليد فنل كل در گياهان تحت تنش خشكي شديد در مقايسه با شاهد در پايه بذري درگزي و رويشي پيرودوارف به ترتيب 123 و 100 درصد بود. كاربرد ملاتونين به جذب بيشتر عناصر سديم، پتاسيم و فسفر در شرايط تنش خشكي نيزكمك نمود.

In this research, the efficiency of melaton in for reducing the adverse effects of drought stress on two commercial pear rootstocks (Dergzi seedling and Pyrodwarf clonal rootstocks) was evaluated as factorial experiment in randomized complete block design with three replications for one year in the research greenhouse of Tarbiat Modares University, Tehran, Iran. For this purpose, 10 days before the application of drought stress, melatonin with a concentration of 100 μM was applied in the root environment of plants. Experimental factors included: rootstock at two levels (Dargazi seedling and Pyrodwarf clonal rootstocks), melatonin at two levels (without melatonin and 100 μM melatonin), drought stress (irrigation in 10 days interval and withholding water for 40 days) and duration (time) of dorugh stress at four levels (10, 20, 30 and 40 days after drought stress application). The results for chlorophyll content and maximum quantum efficiency of photosystem II showed that melatonin had significant effect on reducing the adverse effect of drought stress in both rootstocks. As the duration of drought stress increased, the rate of leaf chlorophyll degradation was less in the rootstocks treated with melatonin. The interaction effects of time × drought stress, drought stress × melatonin and melatonin × time on all studied traits were significant at the 5% and 1% probability levels. Melatonin pretreatment significantly prevented ion leakage and increased cell membrane stability index in both Dergzi and Pyrodwarf rootstocks. Also, melatonin pretreatment increased total phenol in the two rootstocks and improved plant tolerance to drought stress. The total phenol in plants under severe drought stress increased by 123 and 100 percent in comparison with Daragazi seedling and Pyrodwarf rootstock, respectively. The application of melatonin also contributed to higher uptake of nutrient elements of sodium, potassium and phosphorus under drought stress conditions.