پاسخ صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی جو (Hordeum vulgare L.) به تنش شوری تحت شرایط کشت هیدروپونیک

مقدمه: جو (Hordeum vulgare L.) یک گونه زراعی مقاوم به شوری است که اهمیت اقتصادی بالایی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان دارد. تنش شوری یک تنش چندگانه است که علت اصلی آن، عمدتا غلظت بالای یون سدیم است. تنش اسمزی، جذب آب توسط ریشه­ های گیاه را کاهش می دهد و در نتیجه منجر به اختلالات فیزیولوژیک مختلف از جمله کاهش فعالیت های فتوسنتزی و کاهش تجمع گونه های اکسیژن فعال در سلول می شود. فرایندهای بیوشیمیایی کلیدی و مهمی در سطح سلولی وجود دارد که گیاهان از آن ها برای ایجاد تحمل به شوری استفاده می کنند. تنش شوری تاثیرات فیزیولوژیک مهمی به دنبال دارد که از آن جمله می توان به از دست دادن فشار تورژسانس و تنظیمات اسمزی، کاهش سرعت جوانه زنی، کاهش پتانسیل آب برگ، کاهش غلظت CO۲ داخلی، کاهش هدایت روزنه ای CO۲ و کاهش سرعت فتوسنتز خالص اشاره کرد. همچنین، در سطح بیوشیمیایی نیز تنش شوری موجب افزایش تجمع پرولین، گلایسین بتائین، قندها و آنزیم های آنتی اکسیدانی و کاهش فعالیت های روبیسکو و کاهش تجمع گونه های اکسیژن فعال یا نسبت Na+/K+ می شود. در این آزمایش، ویژگی های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی رقم های جو تحت شرایط بدون تنش و تنش شوری NaCl در سیستم کشت هیدورپونیک با هدف شناسایی رقم های متحمل به شوری ارزیابی شد.مواد و روش ها: به منظور ارزیابی پاسخ صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی جو به تنش شوری، چهار رقم جو (ریحان۳، فجر۳۰، نصرت و دشت) در چهار سطح شوری (صفر، ۱۰۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ میلی مولار NaCl) تحت شرایط کشت هیدروپونیک مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمایش به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی گروه بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید مدنی آذربایجان انجام شد. دو هفته پس از اعمال شوری، بخش هوایی و ریشه گیاهچه ها، تفکیک و وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه اندازه گیری شد. همچنین، صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی نظیر محتوای نسبی آب، نسبت یون­ های K+/Na+، تنظیم کننده های اسمزی (قندهای محلول، گلایسین بتائین، پرولین)، پراکسید هیدروژن، آنزیم های آنتی اکسیدانی و رنگدانه های فتوسنتزی (کارتنوئیدها، کلروفیل های a و b) به تفکیک در ریشه و بخش هوایی ارقام جو اندازه گیری شد. یافته های تحقیق: نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که تفاوت معنی داری بین رقم های جو از نظر تمامی صفات اندازه گیری شده و همچنین بین سطوح تنش شوری و برهمکنش رقم × تنش شوری از نظر همه صفات، به جز میزان گلایسین بتائین ریشه، وجود داشت. نتایج نشان داد که تنش شوری باعث کاهش محتوای نسبی آب، وزن خشک اندام های هوایی، رنگدانه های فتوسنتزی و نسبت K+/Na+ و افزایش قندهای محلول، گلایسین بتائین، پرولین، H۲O۲، کاتالاز و پراکسیداز در ریشه و اندام هوایی ارقام جو شد. نتایج مقایسه میانگین ها و تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که رقم نصرت و پس از آن رقم فجر۳۰ دارای محتوای نسبی آب، وزن خشک اندام­های­ هوایی، رنگدانه های فتوسنتزی، نسبت K+/Na+ و میزان کاتالاز و پراکسیداز بالاتری در ریشه و اندام هوایی بودند و نسبت به سایر ارقام، تحمل بیش تری به تنش شوری نشان دادند.نتیجه گیری: نتایج این آزمایش نشان داد که اثر سطوح تنش شوری و رقم های جو و همچنین برهمکنش رقم × تنش شوری بر ویژگی های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی اندازه گیری شده معنی دار بود. مقایسه رقم های جو مورد مطالعه نیز نشان داد که دو رقم نصرت و فجر۳۰ تحمل بیش تری به تنش شوری داشتند و از این رو به نظر می رسد که برای محیط های شور مناسب تر از دو رقم دیگر باشند.