مقدمه و هدف…………………………………………………………………………………………2

1-کلیات و بررسی منابع………………………………………………………………………………5

1-1-تاریخچه و پراكنش بادام………………………………………………………………………….5

1-2-میزان تولید در ایران و جهان………………………………………………………………….5

1-3-گیاهشناسی…………………………………………………………………………………..5

1-4- ارزش و خواص غذایی بادام…………………………………………………………………..6

1-5-خصوصیات پایه GF677…………………………………………………………………………

1-6-تعریف تنش…………………………………………………………………………………….8

1-7-تنش شوری…………………………………………………………………………………….9

1-8-اندازه‌گیری شوری……………………………………………………………………………10

 1-9-اثر شوری بر گیاهان………………………………………………………………………..11

1-10-مکانیزم­های مقاومت به شوری در گیاهان……………………………………………….12

1-11-انواع اكسیژن فعال………………………………………………………………………….13

1-11-1-انواع اکسیژن­های فعال به عنوان سیگنال­هایی در پاسخ به تنش­های محیطی………15

1-11-2-طبقه‌بندی مسیرهای سیگنال‌دهی تنش………………………………………….15

1-11-3-مسیر کلی انتقال پیام تنش اسمزی…………………………………………………16

1-12-اثرات تنش شوری بر خصوصیات رویشی بادام و سایر درختان میوه………………….18

1-13- اثرات تنش شوری بر خصوصیات فیزیولوژی بادام و سایر درختان میوه………………22

1-13-1- اثرات تنش شوری بر پارامترهای فتوسنتزی بادام و سایر درختان میوه………..22

1-13-2-اثرات تنش شوری بر تغییرات فلورسانس کلروفیل………………………………….24

1-13-3- اثرات تنش شوری بر روابط آبی بادام و سایر درختان میوه………………………..26

1-13-4- اثرات تنش شوری بر محتوی فنل و ظرفیت آنتی اکسیدانتی بادام و سایر درختان میوه….28

1-14- اثرات تنش شوری بر خصوصیات بیوشیمیایی بادام و سایر درختان میوه………29

1-14-1- اثرات تنش شوری بر مکانیسم­های دفاعی آنزیمی……………………………29

1-14-1-1 سوپر­اکسید دیسموتاز (SOD)……………………………………………………30

1-14-1-2- کاتالاز (CAT)…………………………………………………………………….30

1-14-1-3-پراکسیداز­ها……………………………………………………………………….31

1-14-1-3-1-آسکوربات پراکسیداز (APX)…………………………………………………..31

1-14-1-3-2- گایاکول پراکسیداز (GPX) …………………………………………………….31

1-14-2- اثرات تنش شوری بر فعالیت آنزیم­های پراکسیداز، کاتالاز،آسکوربات پراکسیداز در بادام و سایر درختان میوه…32

1-14-3- اثرات تنش شوری بر محتوی پراکسید هیدروژن در بادام و سایر درختان میوه…33

1-14-4- اثرات تنش شوری بر محتوی پروتئین­های محلول کل در بادام و سایر درختان میوه….34

1-14-5- اثرات تنش شوری بر سنتز تنظیم کننده­های اسمزی بادام و سایر درختان میوه…..36

1-14-5-1-پرولین……………………………………………………………………………..37

1-14-5-2-کربوهیدرات­های محلول و نامحلول………………………………………………..39

1-14-6- اثرات تنش شوری بر پراکسیداسیون لیپیدها در بادام و سایر درختان میوه…..40

1-15- اثرات تنش شوری بر وضعیت عناصر غذایی در بادام و سایر درختان میوه……… 42

2-مواد و روش­ها………………………………………………………………………………46

2-1- محل انجام آزمایش……………………………………………………………………..47

2-2- طرح آزمایشی……………………………………………………………………………47

  2-3- مواد آزمایشی………………………………………………………………………….47

2-3-1-خصوصیات ژنوتیپ­های مورد مطالعه………………………………………………….49

2-4-اعمال تیمار شوری………………………………………………………………………50

2-5-ارزیابی صفات مورفولوژیک………………………………………………………….51

2-6-ارزیابی صفات فیزیولوژیک……………………………………………………………..52

2-6-1-پارامترهای فلورسانس کلروفیل……………………………………………………52

2-6-2- سنجش کلروفیل و کارتنوئید……………………………………………………..53

2-6-3-شاخص کلروفیل…………………………………………………………………..53

2-6-4-محتوای نسبی آب برگ…………………………………………………………53

2-6-5- نشت یونی نسبی………………………………………………………………54

2-6-6- درصد آسیب دیدگی غشاء سلولی……………………………………………..54

2-6-7- فنل کل……………………………………………………………………………..54

2-6-7-1- استخراج از بافت میوه…………………………………………………………54

2-6-7-2- تعیین میزان فنل کل با روش اسپکتروفتومتری……………………………55

2-6-8- ظرفیت آنتی­اکسیدانی کل………………………………………………………..56

 2-7-ارزیابی صفات بیوشیمیایی………………………………………………………….56

2-7-1-کربوهیدرات­های محلول………………………………………………………………56

2-7-2-کربوهیدرات­های نامحلول……………………………………………………………58

2-7-3-پرولین…………………………………………………………………………………59

2-7-4-پراکسیداسیون لیپیدها……………………………………………………………60

2-7-4-1-مالون دی­آلدئید(MDA) …………………………………………………………60

2-7-4-2-سنجش سایر آلدئید­ها (پروپانال، بوتانال، هگزانال، هپتانال و پروپانال دی متیل استال)….60

2-7-5-پراكسید هیدروژن………………………………………………………………..61

2-7-6-پروتئین­ محلول کل و سنجش فعالیت آنزیم­ها…………………………………61

2-7-6-1-تهیه بافر استخراج……………………………………………………………..61

2-7-6-2-مرحله استخراج……………………………………………………………….61

 

2-7-6-3-پروتئین محلول کل……………………………………………………………62

2-7-6-3-1-تهیه بافر­های سنجش…………………………………………………….62

2-7-6-3-2-تعیین محتوی پروتئین محلول کل…………………………………………62

2-7-6-4- آنزیم پراکسیداز (POD) ……………………………………………………..63

2-7-6-4-1-تهیه بافر­های سنجش…………………………………………………….63

2-7-6-4-2-تعیین فعالیت آنزیم…………………………………………………………63

2-7-6-5-آنزیم آسكوربات ­پراكسیداز (APX)………………………………………….64

2-7-6-5-1-تهیه بافرهای سنجش……………………………………………………..64

2-7-6-5-2-تعیین فعالیت آنزیم………………………………………………………….64

2-7-6-6-آنزیم کاتالاز (CAT) …………………………………………………………….64

 2-7-6-6-1-تهیه بافرهای سنجش……………………………………………………..64

2-7-6-6-2-تعیین فعالیت آنزیم کاتالاز………………………………………………….64

2-8- عناصر معدنی ریشه و برگ…………………………………………………………65

2-8-1- تهیه خاکستر……………………………………………………………………..65

2-8-2-نیتروژن………………………………………………………………………..65

2-8-3-پتاسیم…………………………………………………………………………..66

2-8-3-1- آماده کردن محلول‌های سنجش…………………………………………..66

2-8-3-2- تعیین محتوی پتاسیم………………………………………………….66

2-8-4-سدیم………………………………………………………………………..67

2-8-4-1- آماده کردن محلول‌های سنجش………………………………………67

2-8-4-2-تعین محتوی سدیم………………………………………………………68 

2-8-5-فسفر…………………………………………………………………………..69

2-8-5-1- آماده کردن محلول‌های سنجش……………………………………….69

2-8-5-2-تعین محتوی فسفر………………………………………………………..69

2-8-6-کلسیم…………………………………………………………………………70

2-8-7- منیزیم………………………………………………………………………….71

2-8-8- آهن………………………………………………………………………….71

2-8-9- روی………………………………………………………………………..72

2-8-10- مس…………………………………………………………………………73

2-8-11-کلر…………………………………………………………………………74

2-9- تجزیه و تحلیل داده ­ها…………………………………………………………..74

3-نتایج و بحث………………………………………………………………………..75

3-1-ارزیابی برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر صفات مورفولوژیک…………………77

3-2-ارزیابی برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر صفات فیزیولوژیک…………………87

3-2-1-اثر تیمار شوری بر تغییرات کلروفیل فلورسانس………………………..87

3-2-1-1-برهمکنش تیمار شوری و ژنوتیپ بر تغییرات کلروفیل فلورسانس……87

3-2-1-2-برهمکنش زمان و ژنوتیپ بر تغییرات کلروفیل فلورسانس…………..90

3-2-1-3-برهمکنش تیمار شوری و زمان بر تغییرات کلروفیل فلورسانس……..93

3-2-2- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی رطوبت نسبی برگ…………….94

3-2-3- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی نشت یونی و آسیب دیدگی غشاء سلولی…..95

3-2-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر شاخص کلروفیل………………………96

3-2-5- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی کلروفیل­های a، b، کل و کارتنوئید…….97

3-3-ارزیابی برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر خصوصیات بیوشیمیایی……………..101

3-3-1- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدانتی…101

3-3-2- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی کربوهیدرات­های محلول و نامحلول…..102

3-3-3- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پرولین…………………………………108

3-3-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر پراکسیداسیون لیپیدها (محتوی مالون دی آلدئید و سایر آلدئید­ها….109

3-3-5- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پروتئین­های محلول کل……………….111

3-3-6- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر فعالیت آنزیم کاتالاز…………………………….112

3-3-7- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز……………..114

3-3-8- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز…………115

3-3-9- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پراکسیداسیون هیدروژن……………117

3-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر وضعیت عناصر غذایی پرمصرف و کم­مصرف در برگ و ریشه..119

3-4-1- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی سدیم برگ و ریشه……………………119

3-4-2- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی نیتروژن برگ و ریشه………………….120

3-4-3- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی پتاسیم برگ و ریشه………………….122

3-4-4- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی کلسیم برگ و ریشه………………….125

3-4-5- برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر محتوی منیزیم برگ و ریشه……………………126

3-4-6-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت فسفر برگ و ریشه……………………..128

3-4-7-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت کلر برگ و ریشه………………………134

3-4-8-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت روی برگ و ریشه………………………135

 3-4-9-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت مس برگ و ریشه……………………….136

3-4-10-برهمکنش شوری و ژنوتیپ بر غلظت آهن  برگ و ریشه………………………137

 3-5- همبستگی بین صفات……………………………………………………………142

3-6-نتیجه گیری کلی…………………………………………………………………..147

3-7-پیشنهادات…………………………………………………………………………..148

4-منابع علمی……………………………………………………………………………149

5-ضمائم…………………………………………………………………………………….159

چکیده:

ترکیب پایه و پیوندک می­تواند خصوصیات رشدی و غلظت عناصر غذایی برگ و ریشه­های بادام را در شرایط تنش شوری تحت تأثیر قرار دهد. به‌منظور ارزیابی اثر تنش شوری بر خصوصیات مورفولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و غلظت عناصر غذایی پرمصرف و کم­مصرف در برگ و ریشه­های تعدادی از ژنوتیپ­های بادام، آزمایشی گلدانی با دو عامل ژنوتیپ در 11 سطح، شامل تونو، نان­پاریل، مامایی، شکوفه، سهند، شاهرود 12، A200 ، 25 -1، 16-1 و 40-13 پیوند شده روی پایه GF677 و پایه GF677 (پیوند نشده به عنوان شاهد) و فاکتور شوری آب آبیاری شامل صفر، 2/1، 4/2، 6/3 و 8/4 گرم در لیتر نمک که به ترتیب هدایت الکتریکی برابر 5/0، 5/2، 9/4، 3/7 و 8/9 دسی زیمنس بر متر داشتند، انجام شد. نتایج نشان داد که با اعمال تنش شوری و افزایش غلظت آن، شاخص­های رشدی شامل ارتفاع شاخه، قطر شاخه، تعداد برگ کل، تعداد برگ­ سالم، تراکم برگ روی شاخه اصلی، وزن‌تر و وزن خشک برگ­، سطح برگ و نسبت سطح برگ­، محتوای رطوبت نسبی برگ­، وزن‌تر و خشک اندام هوایی، وزن‌تر و خشک‌ریشه، شاخص کلروفیل، کلروفیل­های a، b و کل و کاروتنوئید در تمامی ژنوتیپ­های مطالعه شده، کاهش یافتند و تعداد برگ­های نکروزه، میزان ریزش برگ، نسبت وزن خشک به وزن‌تر اندام هوایی، نسبت وزن‌تر و خشک‌ریشه به وزن‌تر و خشک اندام هوایی، درصد نشت یونی و درصد آسیب‌دیدگی غشاء سلولی، افزایش یافتند. ارزیابی تغییرات فلورسانس کلروفیل نشان داد، تنش شوری از طریق افزایش میزان فلورسانس حداقل و کاهش میزان فلورسانس حداکثر، باعث کاهش فلورسانس متغیر در گیاهان شد و نسبت فلورسانس متغیر به فلورسانس حداکثر (حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیستم II) را از 83/0 در گیاهان شاهد به 72/0 در برگ­های بالایی در پایه GF677 و رقم سهند پیوند شده روی این پایه و 70/0 در برگ‌های پایینی کاهش داد. بر این اساس، کاهش یاد شده نشانه تنش مخرب در گیاهان مذکور است. به‌طورکلی، نتایج این تحقیق حاکی از آن است که هم‌پایه و هم نوع ژنوتیپ پیوندی بر درجه تحمل در برابر تنش شوری نقش دارند. نهال­های GF677 که پیوندی روی آن­ها انجام نشده بود، توانستند تیمار شوری 4/2 گرم در لیتر (با هدایت الکتریکی 9/4 دسی زیمنس بر متر) را به خوبی تحمل کنند ولی با افزایش غلظت نمک، به­شدت دچار تنش شدند. نوع ژنوتیپ پیوندی نیز در افزایش تحمل به تنش شوری نقش بسزایی داشت. در مجموع صفات مورفولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و عناصر غذایی پرمصرف و کم­مصرف بررسی شده در این تحقیق رقم شاهرود 12، به عنوان متحمل­ترین رقم به تنش شوری انتخاب شد. این رقم توانست به خوبی شوری تا 6/3 گرم در لیتر (3/7 دسی زیمنس بر متر) و تا حدودی نیز شوری 8/4 گرم در لیتر (8/9 دسی زیمنس بر متر)، را تحمل کند. در نقطه مقابل، رقم سهند و ژنوتیپ 16-1، به عنوان حساس­ترین ژنوتیپ­ها، نسبت به تنش شوری تشخیص داده شدند. این ژنوتیپ­ها همانند پایه­های شاهد (پیوند نشده)، تنها توانستند، شوری تا 9/4 دسی زیمنس بر متر)، را تحمل نمایند.

مقدمه و هدف:

شش درصد از مساحت كل كره زمین شور است و از این مقدار، حدود  45 میلیون هكتار كه جزو  اراضی آبیاری به شمار می‌روند،  شور هستند . [Munns, 2002] برخی از اراضی به‌قدری شور هستند كه تولید محصول در آن اقتصادی نیست و در بسیاری از اراضی به خاطر تجمع نمك، امكان كشت سالیانه وجود ندارد . شوری معمولاً بیشتر در نواحی خشك و نیمه‌خشک و مناطقی كه بارندگی به حد كافی جهت شستشوی نمك­ها از ناحیه ریشه كافی نیست، مشکل‌ساز است . در حدود یک‌سوم از مساحت کل خاك­های شور دنیا در قاره آسیا قرار دارد .[Munns, 1993] حدود 12 درصد از کل مساحت کشور ایران معادل 19 میلیون هکتار به‌صورت کشت و آیش و به‌منظور تولیدات کشاورزی استفاده می­شود ]مومنی، 1389[.

بادام (Prunus dulcis)، یکی از درختان میوه مناطق معتدله بومی فلات ایران است که طبق آخرین آمار به‌دست‌آمده در سال 1390، ایران با سطح زیر کشت بیش از 170 هزار هکتار و تولید 158 هزار تن، سومین کشور تولیدکننده آن در دنیا محسوب می­شود [FAO, 2013]. بادام در مناطقی با زمستان­های معتدل و تابستان­های گرم و خشک رشد می­کند. از طرفی اكثر مناطق ایران در اقلیم خشك و نیمه‌خشک قرار دارند که رشد و نمو گیاهان را با محدودیت خشکی و شوری مواجه می‌کند. معمولاً در این‌گونه مناطق شوری آب نیز بالاست که این امر، موجب آسیب بیشتر می‌شود. در این میان ترکیب پایه و پیوندک به‌عنوان یکی از عوامل تأثیرگذار در میزان حساسیت یا تحمل به شوری در درختان میوه کشت‌شده ازجمله بادام در نظر گرفته‌شده است  .

تحقیقات متعددی نشان داده­اند که آستانه تحمل به شوری اكثر درختان میوه هسته­دار ازجمله بادام نسبت به تنش شوری پایین است بطوری­که گزارش شده است که حد آستانه تحمل این گیاه، 5/1 دسی­زیمنس بر متر و شیب منحنی كاهش در عملکرد آن به ازای هر واحد شوری (دسی زیمنس بر متر)، 19% است [Bernstein, 1956; Brown and Bernstein 1953]، که بر اساس معادله مانس و هافمن [1977]، در شوری 8/2 دسی­زیمنس بر متر، به میزان 25 درصد و 1/4 دسی­زیمنس بر متر به میزان 50 درصد و سرانجام در 8/6 دسی­زیمنس بر متر تا میزان 100 درصد از عملكرد آن كاسته می­شود . در تحقیقات انجام‌شده در زمینه بررسی میزان تحمل پایه­های مختلف بادام نسبت به تنش شوری مشخص‌شده است که پایه GF677 متحمل به شوری می­باشد، درحالی‌که پایه نماگارد [ P.persica X P. davidiana ]، حساسیت بالایی به شوری دارد . تحمل پایه GF677 نسبت به سطوح مختلف شوری حاصل از کلرید سدیم موردبررسی قرارگرفته و نشان داده‌شده است که این پایه نسبت به شوری متحمل است به‌طوری‌که شوری تا 60 میلی مولار (5/5 دسی زیمنس بر متر) را تحمل می­کند . همچنین، گزارش‌شده است که پایه GF677 از طریق مكانیسم تدافعی ایجاد محدودیت در جذب و یا انتقال