تحمل به تنش یخبندان ژنوتیپ‌های مرکبات تحت دو دمای زیر انجماد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 استاد، گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 دانشیار، پژوهشکده تحقیقات مرکبات و میوه‌های نیمه‌گرمسیری رامسر، رامسر، ایران

4 استادیار، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

اکثر گیاهان خانواده مرکبات درختانی حساس به یخبندان می‌باشند که وقوع اجتناب‌ناپذیر یخبندان‌های دوره‌ای، خسارات وسیعی بر عملکرد آن‌ها به‌جا می‌گذارد. به‌منظور مقایسه 110 ژنوتیپ مرکبات در واکنش به دو سطح تنش سرمایی (C°3- و C°6-)، تعداد 76 ژنوتیپ طبیعی ناشناخته و 34 ژنوتیپ شناخته‌شده در آزمایش اسپلیت‌پلات در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در پژوهشکده تحقیقات مرکبات و میوه‌های نیمه گرمسیری رامسر مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس برای هشت صفت مرتبط با تحمل به سرما نشان داد که تفاوت معنی‌داری بین افراد جمعیت مورد مطالعه وجود داشت. بیش‌ترین مقدار صفت نشت‌یونی (84/55 درصد)، آب گزیدگی (70/2) و پراکسیداسیون لیپیدها (12/2 میکروگرم در گرم وزن‌تر برگ) در دمای C°6- برآورد گردید. بر اساس تجزیه خوشه‌ای و هم‌گروهی ژنوتیپ‌ها، میزان قرابت ژنوتیپ‌های مجموعه موردمطالعه از جنبه صفات مرتبط با تحمل تنش سرما مشخص شد. بالاترین همبستگی مثبت معنی‌دار در سطح یک درصد، بین دو صفت نشت‌یونی و آب‌گزیدگی برگ مشاهده شد (97/0= r). در بین بیوتیپ‌های ناشناخته، فقط نمونه‌های G32 و G71 ارزشی نزدیک به ژنوتیپ‌های متحمل شناخته شده نشان دادند. همچنین ژنوتیپ‌های پونسیروس، سیتروملو، نارنج اف‌تایپ، نارنج معمولی و ارقام نارنگی اونشو و اکیتسو که انحراف از میانگین کل استانداردشده منفی قابل توجه برای صفات نشت‌یونی (367/1-)، آب‌گزیدگی برگ (423/1-) و پراکسیداسیون لیپیدها (684/0-)، داشتند، واجد انحراف از میانگین کل استاندارد شده مثبت برای سایر صفات مطلوب (محتوای پرولین، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، کربوهیدرات‌های کل و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی) بودند، لذا این ژنوتیپ‌ها جهت استفاده در برنامه‌های به‌نژادی تحمل به سرما می‌توانند بسیار ارزشمند باشند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Frost Stress Tolerance in Citrus Genotypes under Two Subfreezing Temperatures

نویسندگان [English]

  • Abouzar Abouzari 1
  • Mahmood Solouki 2
  • Behrouz Golein 3
  • Barat Ali Fakheri 2
  • Atefeh Sabouri 4
1 PhD Student, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Zabol, Zabol, Iran
2 Professor, Department of Plant Breeding and Biotechnology, Faculty of Agriculture, University of Zabol, Zabol, Iran
3 Associate Professor, Ramsar Citrus and Subtropical Fruits Research Center, Ramsar, Iran
4 Assistant Professor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]

Most of the plants in the citrus family are sensitive to cold stress. Therefore, the inevitable occurrence of periodic frost causes extensive damage to their functions. With the purpose of comparing 110 citrus genotypes’ reaction to the two levels of cold stress (-3°C and -6°C), 76 unknown natural genotypes and 34 known genotypes from Ramsar citrus and sub-tropical fruits research institute were studied based on the split-plot design with three replications. The results of variance analysis for the eight traits related to cold tolerance showed that there was a significant difference between the examined accessions. According to cluster analysis, the genotypes in each temperature demonstrated a relatively different grouping pattern after the employment of Euclidean distance squares and the furthest neighbors’ method. The highest amount of electrolyte leakage (55.84%), leaf water soaking (2.70) and lipid peroxidation (2.12 μg/g leaf fresh weight) were estimated at -6°C and recorded at -3°C for other traits. The relationship between the studied panels was determined by considering the common group and the traits in question. G32 and G71 genotypes were merely found to be close to the tolerant genotypes. Regarding the negative deviation from the standardized mean for electrolyte leakage (-1.367), leaf water soaking (-1.423) and lipid peroxidation (-0.684), along with the positive values of other traits (proline content, antioxidant capacity, total soluble carbohydrates and antioxidant enzymes), genotypes Poncirus, Citrumelo, off type sour orange, Sour orange, Satsuma mandarin, and Okitsu are of great usage value in cold tolerance breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Citrus
  • Cold stress
  • Cold tolerance
  • Physiological treats
  • Unknown genotypes

مراجع

Ashraf M, Foolad MR. 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany, 59: 206-16.
Alam, M. N., Bristi, N. J. and Rafiquzzaman, M. 2013. Review on in vivo and in vitro methods evaluation of antioxidant activity. Saudi Pharmaceutical Journal, 21 (2): 143-152.
Bates, L., Waldren, R. and Teare, I. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39 (1): 205-207.
Campos-de Quiroz, H. and Ortega-Klose, F. 2001. Genetic variability among elite red clover (Trifolium pratense L.) parents used in Chile as revealed by RAPD markers. Euphytica, 122 (1): 61-67.
Dubois, M., Gilles, K. A., Hamilton, J. K., Rebers, P. T. and Smith, F. 1956. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry, 28 (3): 350-356.
Endo, T., Shimada, T., Nakata, Y., Fujii, H., Matsumoto, H., Nakajima, N., Ikoma, Y. and Omura, M. 2017. Abscisic acid affects expression of citrus FT homologs upon floral induction by low temperature in Satsuma mandarin (Citrus unshiu Marc.). Tree Physiology, 38 (5): 755-771.
Ferriol, M., Pico, B. and Nuez, F. 2003. Genetic diversity of a germplasm collection of Cucurbita pepo using SRAP and AFLP markers. Theoretical and Applied Genetics, 107 (2): 271-282.
Fotouhi Ghazvini, R. F., Baghbanha, M. R., Hatamzadeh, A. and Heidari, M. 2008. Effect of water stress on freezing tolerance of mexican lime (Citrus aurantifolia L.) seedlings. Horticulture Environment and Biotechnology, 49 (5): 276-280.
Ikeda, I., Kobayashi, S. and Nakatani, M. 1980. Differences in cold resistance of various citrus varieties and seedlings based on the data obtained from winter injury in 1977. Bulletin of the Fruit Tree Research Station, E, Akitsu 5 (3): 49-65.
Inoue, H. 1989. Effects of soil drought and temperature on flower bud differentiation of satsuma mandarin. Journal of han, M., Nair, S., Bhagwat, A., Krishna, T., Yano, M., Bhatia, C. and Sasaki, T. 1997. Genome mapping, molecular markers and marker-assisted selection in crop plants. Molecular Breeding, 3 (2): 87-103.
Mollá, S., Villar-Salvador, P., García-Fayos, P. and Rubira, J. L. P. 2006. Physiological and transplanting performance of Quercus ilex L.(holm oak) seedlings grown in nurseries with different winter conditions. Forest Ecology and Management, 237 (1-3): 218-226.
Nesom, G. 2014. Citrus trifoliata (Rutaceae): review of biology and distribution in the USA. Phytoneuron, 46: 1-14.
Prevc, T., Šegatin, N., Ulrih, N. P. and Cigić, B. 2013. DPPH assay of vegetable oils and model antioxidants in protic and aprotic solvents. Talanta, 109: 13-19.
Rivas, F., Fornes, F. and Agustí, M. 2008. Girdling induces oxidative damage and triggers enzymatic and non-enzymatic antioxidative defences in Citrus leaves. Environmental and Experimental Botany, 64 (3): 256-263.
Sala, J.M. and M.T. Lafuente. 2000. Catalase enzyme activity is related to tolerance of mandarin fruits to chilling. Postharv. Bio. Technol. 20: 81-89.
Siboza, X. and Bertling, I. 2013. The effects of methyl jasmonate and salicylic acid on suppressing the production of reactive oxygen species and increasing chilling tolerance in ‘Eureka’lemon [Citrus limon (L.) Burm. F.]. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 88 (3): 269-276.
Tajvar, Y., Ghazvini, R. F., Hamidoghli, Y. and Sajedi, R. H. 2011. Antioxidant changes of Thomson navel orange (Citrus sinensis) on three rootstocks under low temperature stress. Horticulture, Environment and Biotechnology, 52 (6): 576-580.
Vicente, A. R., Manganaris, G. A., Minas, I. S., Goulas, V. and Lafuente, M. T. 2013. Cell wall modifications and ethylene-induced tolerance to non-chilling peel pitting in citrus fruit. Plant Science, 210: 46-52.
Wang, C. Y. 1990. Chilling injury of horticultural crops. CRC Press.‏
Wongsheree, T., Ketsa, S. and van Doorn, W. G. 2009. The relationship between chilling injury and membrane damage in lemon basil (Ocimum× citriodourum) leaves. Postharvest Biology and Technology, 51 (1): 91-96.
Wu, Q. S., Zou, Y. N. and Xia, R. X. 2006. Effects of water stress and arbuscular mycorrhizal fungi on reactive oxygen metabolism and antioxidant production by citrus (Citrus tangerine) roots. European Journal of Soil Biology, 42 (3): 166-172.
دوفصلنامه فنآوری تولیدات گیاهی
دوره 12، شماره 1
خرداد 1399
صفحه 193-209

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار