اثر تنش شوري بر رشد، پرولين، فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان و كارآيي فتوسيستم II در ارقام حساس و مقاوم برنج

Effect of salt stress on growth, proline, antioxidant enzyme activity and photosystem II efficiency in salt-sensitive and -tolerant rice cultivars

تنش شوري يكي از محدوديت‌هاي اصلي توليد غذا، به ويژه در مناطق آبياري شده به حساب مي‌آيد. برنج به عنوان يك محصول اصلي غذايي نسبت به تنش شوري بسيار حساس است. مطالعه پاسخ‌هاي فيزيولوژيك برنج به شوري در ارقام مقاوم و حساس و همچنين، مقايسه تفاوت‌هاي بين اين ارقام در پاسخ به شوري مي‌تواند براي بهبود مقاومت به اين تنش در برنامه‌هاي به‌نژادي استفاده شود. بدين منظور در اين تحقيق، از دو رقم برنج ايراني خزر (رقم حساس) و زاينده‌رود (رقم متحمل) كه داراي مقاومت متفاوت به شوري بودند، استفاده شد. ابتدا درصد جوانه‌زني بذرها در غلظت‌هاي متفاوت نمك NaCl (صفر، 50، 100 و 200 ميلي‌مولار) محاسبه شد. پس از آن عوامل رشد در نشا‌هاي 15 روزه محاسبه و غلظت مناسب نمك 100 ميلي‌مولار انتخاب شد. در مرحله بعد، ميزان تجمع پرولين، فعاليت آنزيم كاتالاز و رنگدانه‌هاي فتوسنتزي و كارآيي فتوسيستم II در گياهچه‌هاي 25 روزه كه به مدت 96 ساعت تحت تنش 100 ميلي‌مولار نمك قرار گرفتند، اندازه‌گيري شد. نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت نمك، درصد جوانه‌زني در هر دو رقم به طور معني‌داري كاهش يافت و اين كاهش در رقم خزر چشمگيرتر بود. عوامل رشد به ويژه وزن تر و طول بخش هوايي و همچنين آب نسبي بخش هوايي در هر دو رقم در اثر تنش شوري كاهش يافت. نتايج نشان داد كه تجمع پرولين در رقم زاينده‌رود نسبت به رقم خزر در اثر شوري 100 ميلي‌مولار بيشتر است. در گياهان تحت تنش، ميزان فعاليت آنزيم كاتالاز در رقم زاينده‌رود به طور معني‌داري افزايش يافت، در حالي كه در رقم خزر تفاوت معني‌دار با شاهد مشاهده نشد. ميزان رنگدانه‌هاي فتوسنتزي در رقم زاينده‌رود به طور معني‌داري كاهش يافت، در حالي كه در رقم خزر تفاوتي مشاهده نشد و برعكس، بازده كوانتومي فتوسيستم II (Fv/Fm) در شرايط تنش در رقم خزر به طور معني‌داري نسبت به شاهد كاهش يافت، در صورتي كه در رقم زاينده‌رود تفاوت معني‌داري بين تيمار و شاهد مشاهده نشد. به نظر مي‌رسد كه ميزان تجمع پرولين، فعاليت آنزيم كاتالاز و بازده فتوسيستم II از عوامل موثر بر مقاومت به شوري در برنج هستند.

Salt stress is considered as one of the major limitations for food production especially in irrigated regions. The rice as a major food is very sensitive to salt stress. The comparison of physiological responses to salt in rice can be useful to improve resistance to this stress. For this purpose, in this study two Iranian rice cultivars with different resistances to salt stress namely, Khazar (salt sensitive) and Zayandehrood (salt tolerant) were examined. The seeds after sterilization were treated with different NaCl concentrations (0, 50, 100 and 200 mM) in Hoagland medium and germination percentage was determined. Then, the growth factors in 15 days-old seedlings and proline content, catalase activity and Photosynthetic parameters were determined in 25 days old plantlets under 100 mM NaCl. The results showed that with increasing of salt concentration, germination percentage was significantly decreased in both cultivars but this effect was more drastic in Khazar. Salt stress (100 mM) reduced length, fresh and dry matter and also the relative water content of shoot in both cultivars. The results showed more accumulation of proline in Zayandehrood than Khazar. The catalase activity was significantly increased in Zayandehrood by salinity but not in Khazar. Salt stress significantly decreased chlorophyll content in Zayandehrood but not in Khazar. Maximal quantum yield of PS II of rice leaves showed no significant difference for Zayandehrood but in Khazar, salt stress significantly decreased the ratio of Fv/Fm. It seemed that prolin content, catalase activity and Fv/Fm ratio playes essential roles in salt tolerance in rice.