كاربرد تكنيك فلورسانس كلروفيل براي شناسايي ژنوتيپ هاي متحمل به سرماي هوا و آب در گياه برنج (Oryza sativa L.)

Application of Chlorophyll Fluorescence Technique to Evaluate the Tolerance of Rice (Oryza sativa L.( Genotypes to Cold Temperature and Water Stresses

هدف: پژوهش حاضر با هدف بررسي اثر تنش سرماي هوا و آب بر پارامترهاي فلورسانس كلروفيلي در ژنوتيپ هاي مختلف برنج اجرا گرديد. مواد و روش ها: شش ژنوتيپ برنج شامل ارقام كوهسار، شيرودي، طارم هاشمي و لاين هاي PSB44، RI96 و IR752 در شرايط هيدروپونيك كشت شدند و پس از دو هفته، به مدت 48 ساعت تحت تيمارهاي شاهد (28 درجه سانتي گراد)، هواي سرد (8 درجه سانتي گراد) و آب سرد (8 درجه سانتي گراد) قرار گرفتند و سپس پارامترهاي فلورسانس كلروفيل اندازه گيري گرديد. نتايج: تنش هواي سرد در تمامي پارامترهاي مورد بررسي موثر بود و موجب كاهش فلورسانس متغير (Fv)، حداكثر كارايي كوانتومي فتوسيستم II (Fv/Fm)، كارايي كوانتومي فتوشيميايي موثر فتوسيستم II [Y(II)]، ضريب خاموشي فتوشيميايي (qP) و سرعت انتقال الكترون (ETR) شد در حالي كه كارايي كوانتومي غير فتوشيميايي تنظيم شده فتوسيستم II [Y(NPQ)]، كارآيي كوانتومي غير فتوشيميايي تنظيم نشده فتوسيستم II [Y(NO)]، خاموشي غير فتوشيميايي (NPQ) و ضريب خاموشي غير‏فتوشيميايي (qN) را افزايش داد. تنش سرماي آب تنها بر پارامترهاي فلورسانس حداقل (Fo)، فلورسانس حداكثر (Fm)، Fv و ETRاثر معني-داري داشت. در شرايط تنش هواي سرد لاين PB44 و رقم طارم هاشمي و در تنش آب سرد ژنوتيپ هاي RI752 و PB44 كمترين تغييرات را در پارامترهاي فلورسانس نشان دادند. نتيجه گيري: تنش هواي سرد اثر بيشتري نسبت به تنش آب سرد داشت. در شرايط تنش هواي سرد لاين PB44 و رقم طارم هاشمي به‏عنوان متحمل ترين و ژنوتيپ هاي RI96، IR752 و رقم شيرودي حساس ترين ژنوتيپ ها شناخته شدند. در تنش آب سرد نيز ژنوتيپ‏هاي RI752 و PB44 متحمل ترين و ژنوتيپ هاي IR96 و شيرودي حساس ترين ژنوتيپ ها بودند.

Aim: The aim of this study was to investigate the effect of cold temperature and cold water stresses on chlorophyll fluorescence parameters in different rice genotypes. Material and Methods: Six rice genotypes including Koohsar, Shiroodi and Tarom Hashemi cultivars as well as PSB44, RI96 and IR752 lines were grown under hydroponic conditions. After two weeks, plants were kept as control (28 °C), cold temperature stress (8 °C) and cold water stress (8 °C) then chlorophyll fluorescence parameters were measured. Results: Cold temperature stress significantly reduced some of the measured parameters including variable fluorescence (Fv), maximum photochemical quantum yield of photosystem II (Fv/Fm), effective photochemical quantum yield of photosystem II [Y(II)], photochemical quenching coefficient (qP) and electron transport rate (ETR); while significantly increased quantum yield of regulated non-photochemical [Y(NPQ)], quantum yield of non-regulated non-photochemical[Y(NO)], non-photochemical quenching (NPQ) and Non-photochemical quenching coefficient (qN). Whereas cold water stress had significantly affected minimum fluorescence (Fo), maximum fluorescence (Fm), Fv and ETR. Inaddition PB44 line and Tarom Hashemi cultivar in cold temperature stress and RI752 and PB44 lines in cold water stress had the minimum change in fluorescence parameters. Conclusion: cold temperature stress was more effective than cold water stress. In cold temperature stress, PB44 and Tarom Hashemi were most tolareant genotypes while RI96, IR752 and Shiroodi were the most susceptible genotypes. In cold water condition, RI752 and PB44 were the most tolerant genotypes while IR96 and Shiroodi genotypes were the most susceptible genotypes. Keywords: Cold Temperature stress, Chlorophyll fluorescence, Rice, cold Water stress