بررسی اثر تنش غرقاب در مراحل نموی مختلف بر محتوای آنزیم‏های آنتی اکسیدانی، رنگیزه‏ های فتوسنتزی و عملکرد دانه گندم

تنش های محیطی همواره یکی از مهم‏ترین عوامل کاهش دهنده عملکرد و تولید گیاهان زراعی به شمار می‏روند. زمانی که گیاهان با تنش غرقابی مواجه می‏شوند، غلظت گونه های اکسیژن فعال در آن‏ها افزایش می‏یابد. افزایش این ترکیبات می تواند به چندین واکنش متابولیک سلولی مثل یکپارچگی غشا، فتوسنتز و کارایی فتوسیستم II، خسارت وارد نمایند. به دنبال این رویدادها، پیری زودرس برگ و کاهش سطح برگ ممکن است منجر به افت تثبیت کربن در گیاه شود. گیاهان برای مقابله با گونه‏های اکسیژن فعال به تولید آنتی‏اکسیدانت‏ها می‏پردازند که منجر به تخفیف اثرات تنش می‏شود. بر این اساس، این پژوهش به منظور بررسی اثرات تنش غرقابی در مراحل پنجه‏زنی و ساقه رفتن گندم در دو رقم مروارید وکوهدشت بر محتوای آنزیم های آنتی اکسیدانی، رنگیزه های فتوسنتزی و ارتباط آن‏ها با عملکرد دانه انجام شد.

 برای انجام این پژوهش، یک آزمایش گلدانی به صورت فاکتوریل درقالب طرح کاملا تصادفی در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در دو سال 1394و 1395 به صورت دو ساله اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل طول دوره تنش در پنج سطح (0، 7، 14، 21 و 28 روز) به عنوان عامل اول، زمان اعمال غرقاب بر اساس مرحله نمو گندم (پنجه‏زنی و ساقه رفتن) به عنوان عامل دوم و رقم (ارقام مروارید و کوهدشت) به عنوان عامل سوم در نظر گرفته شد. به منظور اعمال تنش غرقاب، گلدان‏های مربوط به هر تیمار به نحوی درون یک حوضچه پر از آب قرار داده شدند که تا ارتفاع 2سانتی‏متر از ساقه ها در زیر آب بود. پس از اعمال تیمارهای تنش صفاتی مانند محتوای آنزیم های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز، آسکوربیک اسید، کلروفیل a، کلروفیل b، کارتنویید و عملکرد دانه اندازه ‏گیری شدند. همچنین، برای توصیف روابط موجود میان صفات مورد اندازه گیری و طول دوره غرقاب از توابع خطی استفاده شد.

نتایج این تحقیق نشان داد که خسارت تنش غرقاب در گندم به مدت زمان قرارگیری بوته‏ ها در معرض تنش، مرحله نموی که تنش همگام با آن رخ می‏دهد و نیز نوع رقم مورد استفاده بستگی داشت. به طور کلی، در این پژوهش با افزایش طول دوره غرقاب، صفاتی مثل محتوای آنزیم‏های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و نیز محتوای آسکوربیک اسید، به طور معنی‏داری (به صورت خطی) افزایش یافت، ولی میزان رنگیزه‏های فتوسنتزی به طور معنی‏داری (به صورت خطی) کاهش یافت. از طرف دیگر، میزان افزایش آنزیم‏های کاتالاز و سوپر اکسید دیسموتاز در رقم کوهدشت بیشتر از رقم مروارید بود. همچنین، میزان کاهش کلروفیل a و b در رقم مروارید بیشتر ازرقم کوهدشت بود، اما میزان کارتنویید در رقم کوهدشت کاهش بیشتری نسبت به رقم مروارید داشت. در نهایت، عملکرد دانه گندم به ازای هر روز آب ماندگی در رقم کوهدشت و مروارید به ترتیب 16/3 و 20/3 درصد کاهش یافت. در هر دو رقم اعمال تنش غرقاب در مرحله ساقه رفتن عملکرد دانه را به طور معنی‏داری بیش از مرحله پنجه‏زنی کاهش داد.

 تنش غرقاب نقش بسیار مهمی در کاهش عملکرد دانه گندم داشت. در این راستا، طول دوره تنش مهم‏ترین عامل موثر بر عملکرد بود و پس از آن مرحله نموی که تنش در آن رخ داد و رقم به ترتیب در درجه دوم و سوم اهمیت قرار گرفتند. افزایش محتوای آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز با کاهش عملکرد دانه همراه بود، زیرا این آنزیم‏ها در پاسخ به تولید گونه‏های اکسیژن فعال (تنش اکسیداتیو) در تنش غرقاب صورت می‏گیرد.. کاهش محتوای رنگیزه‏های فتوسنتزی نیز به معنای کاهش ظرفیت فتوسنتزی گیاه در طی تنش غرقاب بود. مجموع این تغییرات باعث کاهش خطی عملکرد دانه در هر دو رقم و هر دو مرحله نموی شد. کاهش شدیدتر عملکرد دانه در شرایطی که غرقاب در مرحله ساقه رفتن رخ داد، نشان‏دهنده حساسیت بیشتر این مرحله نموی به تنش بود.