بررسي تحمل به شوري ژنوتيپ‌هاي نيشكر (.Saccharum officinarum L) بر اساس توانايي در تنظيم و انتقال يوني در مرحله ابتداي رشد رويشي

Evaluation of Salt Tolerance of Sugarcane (Saccharum officinarum L.) Genotypes Based on the Ability to Regulate Ion Uptake and Transport at Early Stage of Growth

گياه نيشكر يكي از گياهان مهم قندي در جهان محسوب مي‌شود. با توجه به شرايط اقليمي نيمه خشك و نسبتاً شور در مناطق تحت كشت نيشكر در كشور، افزايش مقاومت به شوري در اين گياه حائز اهميت مي‌باشد. براي نيل به اين هدف شناخت ژنوتيپ‌هاي متحمل به شوري و درك مكانيزم‌هاي تحمل به شوري در گياه نيشكر ضروري است. در اين مطالعه 8 رقم تجاري و اميدبخش نيشكر در محيط‌‌ كشت هيدروپونيك، حاوي نمك طعام ( NaCl ) با غلظت‌هاي صفر، 0/25، 0/5 و 0/75 درصد مورد مطالعه قرار گرفتند. آثار شوري بر جذب، انتقال و تجمع يون‌هاي + Cl- , K+ , Na و +Ca2 در برگ و ريشه بررسي شد. با افزايش سطوح شوري محتواي كلر در برگ و ريشه ارقام مورد آزمايش افزايش يافت. نتايج حاصل از اندازه‌گيري ميزان سديم و پتاسيم نشان داد كه تجمع سديم درون گياه ناشي از شوري، نسبت به پتاسيم بيشتر بوده است. با افزايش سطوح شوري ميزان جذب سديم و ميزان انتقال آن به اندام‌هاي هوايي به سرعت افزايش يافت كه منجر به كاهش رشد و عملكرد وزن خشك گرديد. محتواي كلر در برگ و ريشه رقم NCO-310 با افزايش سطوح شوري از متوسط به زياد ثابت ماند، كه نشان دهنده توانايي ژنتيكي اين رقم براي جلوگيري از ورود يون سمي كلر به درون گياه است. رقم CP82-1592 با داشتن كمترين نسبت كلر برگ به ريشه داراي انتقال كمتر يون سمي كلر به قسمت‌هاي هوايي گياه بود. هم‌چنين اين رقم داراي محتواي كلسيم بالا در برگ و نسبت سديم به كلسيم پايين در تمام سطوح شوري بود. رقم CP48-103 با داشتن كمترين ميزان يون سديم در برگ و ميزان نسبتاً پايين در ريشه احتمالاً داراي پتانسيل ژنتيكي در جلوگيري از ورود يون سديم به گياه مي‌باشد. رقم‌هاي CP72-2086 و CP82-1592 از مكانيزم توزيع يون‌هاي مضر كلر و سديم به برگ‌هاي پير و پنجه‌ها برخوردار بوده‌اند. بنابراين، جلوگيري از جذب، ممانعت از انتقال و توزيع عناصر مضر كلر و سديم را مي‌توان به عنوان مكانيزم‌هاي مهم در تحمل به شوري گياه نيشكر مورد استفاده قرار داد.

Sugarcane is one of the most important sugar crops in the world. Because of semi-arid climate and salinity of its cultivation area in our country, increasing salt tolerance of sugarcane is signifying. To achieve this goal determining salt tolerant cultivars and understanding salinity mechanisms in sugarcane are very important. This study was conducted to evaluate 8 commercial and promising sugarcane cultivars at early stage of growth. A complete randomized design with three replicates and four salinity treatments (0, 0.25, 0.5, 0.75 % NaCl) was used in a hydroponics system. The effect of salinity on absorption, transport and accumulation of Na+, Cl- , K+ and Ca2+ ions in shoot and root was determined. At high level salt concentration, Cl- content in shoot and root increased. Result showed that sodium accumulation in sugarcane plants was more than potassium. By increasing salinity level, sodium uptake and its translocation to shoots increased reducing growth and dry matter yield of plants. With rising salt concentration from medium (0.5%) to high (0.75%), content of chloride in shoot and root of NCO-310 was constant showed that this cultivar had genetic ability to avoid Cl- uptake. CP82-1592 with lowest ratio of shoot / root chloride had minimum transport of Cl- to shoots. Also this cultivar had high content of Ca2+ in shoot and low Na+/Ca2+ ratio at all salinity levels. CP48-103 had low sodium in shoot and relatively low sodium in root. Thus it probably has genetic potential to avoid sodium uptake. At last, exclusion of Na+ and Cl- to older leaves and tillers was seen in CP82-1592 and CP72-2086 cultivars. According to results, to avoid once of absorption and transport, and exclusion of harmful Na+ and Cl- ions were mechanisms that could be used in salinity tolerance of sugarcane.