ایرانباغبانی علوم

(833-841)ص 8331پاییز ، 3، شمارة 05دورة Iranian Journal of Horticultural Science

Vol 50, No 3, Autumn 2019 (633-648)

DOI: 10.22059/ijhs.2018.257388.1447

* Corresponding author E-mail: panahandeh@tabrizu.ac.ir

ایشیشهزمینی به تنش اسمزی و دمایی در شرایط درونبخش سیبامیدهای ها و کلونواکنش رقم

3و موسی ترابی گیگلو 2، علیرضا مطلبی آذر*2، جابر پناهنده1فرنوش جعفری

، تبریز، ایراندانشگاه تبریزو دانشیار، دانشکده کشاورزی، دکتری سابق دانشجوی . 2و 1 ، اردبیل، ایران. استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی3

(23/4/1332تاریخ پذیرش: - 22/2/1332)تاریخ دریافت:

چکیده

فاکتوریل در قالب طرح صورتی بهآزمایشای به تنش اسمزی و دمایی، شیشهزمینی در شرایط درونسیبواکنش گیاه مطالعه منظور به -1، -5/6، شاهدشامل 0666گلیکول اتیلنتنش اسمزی ناشی از پلیسطح عامل اول چهار . اجرا گردیدکامالً تصادفی با سه تکرار های ‌بلوک

عامل دوم دما در بود و PEG-6000از ماده گرم در لیتر 326یتر و گرم در ل 366گرم در لیتر، 266ترتیب معادل صفر، مگاپاسکال به -5/1 وو دو رقم تجاری پیکاسو و مارفونا در 360و 361، 143بخش های سه کلون امیدگراد روی گیاهچهدرجه سانتی 35و 25، 15سه سطح شامل

، (EL)، میزان نشت الکترولیت (RWC)برگ فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مانند مقدار آب نسبیصفات اعمال شدند. MSمحیط کشت گیری و محتوی پروتئین اندازه (APX)پراکسیداز و اسکوربات (POX)پراکسیداز ،(CAT)های کاتاالز پرولین و فعالیت آنزیم مقدار

سطح احتمال یک درصد بر صفات های مورد مطالعه در تجزیه واریانس نشان داد که اثر ساده سه عامل و همچنین اثر متقابل عامل شدند. نتایجگلیکول از میزان اتیلندما و مقدار پلیبا افزایش که مقایسه میانگین تیمارها نشان دادداری داشتند. معنی تأثیراستثنای محتوی پروتئین، ‌یادشده به

پراکسیداز افزایش پراکسیداز و آسکورباتهای کاتاالز، آب نسبی برگها کاسته شد، اما میزان نشت الکترولیت، مقدار پرولین، فعالیت آنزیمهای آن با افزایش شدت تنش از بین رفتند. تلفیق ترین بود، گیاهچهحساس 360ترین وکلونداشتند. رقم مارفونا نسبت به شرایط تنش متحمل

-5/6که تنش اسمزی طوری، بهتحمل نبودای قابلشیشهزمینی در شرایط درونهای سیبتنش اسمزی با افزایش درجه حرارت برای گیاهچه .ها گردیدندشدن گیاهچهگراد باعث خشکدرجه سانتی 35مگاپاسکال به باال و

.PEG، کاتاالز ،زمینیپراکسیداز، پرولین، دما، سیب های کلیدی:واژه

Response of potato’s cultivars and promising clones to osmotic and temperature stress under in vitro conditions

Farnush Jafari1, Jaber Panahandeh2*, Ali Reza Motallebi-Azar2 and Mousa Torabie-Giglou3 1, 2. Former Ph. D. Student and Associate Professor, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran

3. Assistant Professor, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohagege Ardabili, Ardabil, Iran (Received: May 17, 2018 - Accepted: Jul. 14, 2018)

ABSTRACT In order to study responses of potato plantlets under in vitro conditions to osmotic and temperature stresses, a factorial experiment was conducted in a completely randomized blocks design with three replications. The first factor was osmotic stress caused by polyethylene glycol 6000 in four levels including control, 0.5, 0.1 and -1.5 MPa which were equal to 0, 200, 300 and 370 grl-1 PEG. The second factor was temperature at three levels of 15, 25 and 35 °C applied on plantlets of three Promising clones (143, 301 and 306) and two commercial cultivars (Picasso and Marfona) in MS medium. Physiological and biochemical traits including relative water content (RWC), electrolyte leakage (EL), proline, catalase (CAT), peroxidase (POX) and ascorbate peroxidase (APX) as well as protein content were measured. Results of variance analysis showed that the simple effects of three factors as well as the interaction were significant at 1≤0.01 on the mentioned traits, but the protein content was not significant. Comparing the mean of treatments showed that by increasing the temperature and concentrations of PEG, RWC was reduced, while EL, proline content, CAT, POX and APX enzymes activity were increased. Also, results indicated that Marfona was more tolerant to stress conditions than other varieties and clones, which seems is due to preventing the effects of stress by increasing the accumulation of proline and the activity of antioxidant enzymes. Clone 306 was more susceptible than other varieties and clones and showed more vulnerability to stress and its plantlets were killed by increasing stress levels. The combination of osmotic and temperature stresses were not tolerated by potato’s plantlets under in vitro conditions, because osmotic stress of -0.5 MPa and higher in combined with 35°C caused the plantlets to dry. Keywords: Catalase, PEG, Peroxidase, potato, Proline, temperature.

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 834

مقدمه

شرایط تأثیررشد و تولید محصوالت گیاهی همواره تحت

مختلف محیطی مانند خشکی، شوری، عدم تعادل مواد

غذایی و دمای نامناسب است. خشکی از مهمترین عوامل

محدود کننده رشد گیاهان و تولید محصوالت گیاهی در

های کشاورزی دنیاست. واکنش گیاهان بیشتر زمین

نسبت به تنش خشکی در سطوح مختلف، از سلول تا

دت و مدت تنش و نیز برحسب تمام گیاه و بسته به ش

های متعلق به یک گونه گونه گیاه و حتی در ژنوتیپ

از طرف دیگر، گیاهان دارای دامنه گیاهی متفاوت است.

باشند که دمایی مشخصی برای رشد و نمو بهینه می

شود. در خارج از آن، تولید و پراکنش آنها محدود می

زا در نشعنوان یک عامل تهمین زمینه، دمای باال به

تواند سرعت فرآیندهای محیط پیرامون گیاهان می

قرار دهد. تأثیرها را تحت فیزیولوژی و بیوشیمیایی سلول

مقدار نسبی آب برگ از پارامترهای فیزیولوژی

مهمی هست که همبستگی خوبی با مقاومت به تنش

دهد. باال بودن محتوی نسبی آب برگ در نشان می

دلیل تواند بهتنش خشکی میهای متحمل به ژنوتیپ

دهنده تلفات آب از راه وجود ساز و کارهای کاهش

واسطه جذب بیشتر آب از طریق توسعه ها و یا بهروزنه

ای باشد. درتنش خشکی محتوی نسبی سیستم ریشه

یابد که باعث کاهش فشار آب گیاه کاهش می

شوند. ها چروکیده میها شده و سلولتورژسانس سلول

قدار آب نسبی برگ در اثر تنش در کاهش م

های مختلف متعددی و بر روی گونه های پژوهش

گیاهی انجام گرفته است و همگی بر این داللت دارد

& Sinclair)شود که تنش موجب کاهش آن می

Ludlow, 1985 .)نسبی برگ در اثر کاهش مقدار آب

,.Hajihasanloo et al)تنش در گیاهانی مانند کدو

مشاهده (Kakavand et al., 2017)و شنبلیله (2015

گرفته حاکی از این شده است. نتایج مطالعات انجام

هستند که میزان ناپایداری غشای سلولی در اثر

کند. افزایش نشت های محیطی افزایش پیدا می تنش

فلفلییونی و کاهش محتوای نسبی آب برگ در نعناع

(Hokm Abadi et al., 2017)، نشت الکترولیت در اثر

Hasan Dokht et) تنش خشکی در هندوانه ابوجهل

al., 2017) .گزارش شده است

اکسیدان در پاکسازی عنوان آنتیهایی که بهآنزیم

های آزاد اکسیژن سلول نقش دارند شامل رادیکال

باشند. پراکسیداز میکاتاالز، پراکسیداز و آسکوربات

شده در سلول را هیدروژن تولیدآنزیم کاتاالز، پراکسید

کند. لذا زمانی که آنزیم تجزیه می H2Oو O2به شکل

کند پراکسید هیدروژن کاتاالز در محیط فعالیت می

شود محیط کاسته می H2O2تجزیه شده و از میزان

(Aebi, 1984) . آنزیم پراکسیداز با استفاده از گوئیکول

H2Oصورت به عنوان سوبسترا، پراکسید هیدروژن رابه

لذا وقتی آنزیم پراکسیداز در محیط ،کندتجزیه می

دهد گوئیکول به تترا گوئیکول اکسید فعالیت نشان می

تدریج غلظت تترا گوئیکول در محیط افزایش شده و به

. آنزیم (Chance & Maehly, 1955) کندپیدا می

پراکسیداز، پراکسید هیدروژن را با استفاده آسکوربات

کند، لذا عنوان سوبسترا تجزیه میآسکوربیت بهاز

زمانی که آنزیم آسکوربیت پراکسیداز در محیط باشد

آسکوربیت اکسید شده و از میزان آسکوربیت محیط

در. (Nakano & Asada, 1987)شود کاسته می

افزایش تنش خشکی فعالیت آنزیم زیتون، با

در که پراکسیداز در برگ افزایش یافت، در صورتی

پراکسیداز درگیاهان شاهد و وضعیت آنزیم آسکوربات

,.Zarrabi et al) یافته تفاوتی مشاهده نگردیدتنش

پراکسیداز های آسکورباتافزایش فعالیت آنزیم .(2010

(Nasibi, 2011)فرنگی و کاتاالز در اثر تنش در گوجه

پراکسیداز های پراکسیداز، کاتاالز و آسکورباتو آنزیم

مشاهده شده است. (Zokaii et al., 2014)در بادام

اسمولیتی است که در بسیاری از ترینپرولین رایج

های عنوان پاسخ طبیعی به انواع تنشگیاهان به

یابد و تجمع آن در محیطی در گیاه تجمع می

سیتوپالسم سلول موجب کاهش پتانسیل اسمزی شده

پرولین .دهدفزایش میو جذب آب در شرایط تنش را ا

در حفظ متابولیسم و سنتز پروتئین و در تعادل

های سلولی و اسمزی داخل سلولی و محافظت آنزیم

در .(Anjum et al., 2014) ساختار آنها نقش دارد

میزان پرولین های گالبی با افزایش شدت تنش، نهال

های مختلف افزایش یافت که میزان آن در ژنوتیپ

افزایش پرولین در . (Javadi et al., 2004)متفاوت بود

,.Mehri et al) ای انگورشیشهاثر تنش در کشت درون

830 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

گزارش (Gholipour et al., 2017)و گندم (2014

ها مشاهده شده است. تحت تنش تغییراتی در پروتئین

های دمای باال، شوری و خشکی شود. تنشمی

بسیاری از شدن فعالتوانند سبب تجزیه و غیر می

ها گردند. پاسخ به تنش در سطح مولکولی پروتئین

ها که افزایش در ویژه تغییرات ناگهانی در بیان ژن به

دهد، در تمام های پروتئینی نتیجه میساخت گروه

,.Allagulova et al) شودموجودات زنده یافت می

زمینی محصول فصل سرد می باشد و سیب (.2003

دلیل باشد و بهد آن مناسب نمیدماهای باال برای رش

35هایش که بیشتر در عمق بودن ریشهسطحی

، (Allen & Scott, 1998)اند متری خاک پراکندهسانتی

,Carr) دهد به کمبود آب حساسیت بیشتری نشان می

صورت تنش آبی و دمایی )چه به که اینبا توجه به (1989

های واکنش صورت دمای پایین( تمامیدمای باال و چه به

DNAسلولی را در تمام سطوح تنظیمی از همانندسازی

دهد، قرار می تأثیرگرفته تا بروز صفات موفولوژیک تحت

ای، با هدف مطالعه پژوهش حاضر در شرایط درون شیشه

های زمینی به این نوع از تنشهای سیبواکنش ژنوتیپ

بر واکنش به مؤثرمحیطی با توجه به حذف عوامل جانبی

گرفت.ها انجام تنش

هامواد و روش

این پژوهش در آزمایشگاه کشت بافت و ریز ازدیادی

دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی بر روی سه

و دو 350و 358، 843های بخش به شمارهکلون امید

( که از کلکسیون 8رقم تجاری پیکاسو و مارفونا )جدول

ورزی اردبیل تهیه شده بودند، ایستگاه تحقیقات کشا

تصادفی های کامالً صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک به

ای حاوی در سه تکرار و هر تکرار شامل یک ظرف شیشه

نمونه انجام گرفت. عامل اول، تنش اسمزی ناشی از ریز 0

-8، -0/5در چهار سطح شاهد، 8555گلیکول اتیلنپلی

، -0/5ایجاد تنش اسمزی مگا پاسکال بود. برای -0/8و

375و 355، 055ترتیب مقدار مگاپاسکال به -0/8. -8

در یک لیتر آب مقطر حل 8555گلیکول اتیلنگرم پلی

. عامل دوم دما بود (Michel & Kaufmann, 1973)شد

گراد بر روی درجه سانتی 30و 00، 80که در سه سطح

ها ریزنمونهزمینی اعمال شدند. های سیبها و کلونرقم

زایی پایه شامل محیط پس از ضدعفونی در محیط ریشه

گرم در لیتر 35گرم در لیتر آگار و 1حاوی MSکشت

دهی و رشد مناسب ساکارز، کشت شدند. پس از ریشه

ها، واکشت و تهیه مواد گیاهی به حد کافی، ریز نمونهریز

، متر ریشه دار شدهسانتی 0جوانه به طول های تکنمونه

گلیکول انتقال اتیلن به محیط کشت نهایی حاوی پلی

ها به نمونهای حاوی ریزداده شدند. ظروف شیشه

شده بودند با های رشدی که دمایشان تنظیماتاقک

ساعت تاریکی 1ساعت روشنایی و 88دوره نوری

شدن آگار، ای انتقال یافتند. برای جلوگیری از ژله

به استفاده از تکنیک انتشاربا 8555گلیکول اتیلن پلی

محیط کشت افزوده شد. هشت هفته پس از اعمال

تنش، گیاهان از محیط کشت خارج و صفات مورد نظر

گیری شدند.اندازه

گیری میزان محتوای نسبی آب برگ در برای اندازه

پایان دوره تنش، از هر گیاهچه نمونه برگی انتخاب شد.

ها در داخل آب نمونه، (FW)گیری وزن تر پس از اندازه

مدت چهار ساعت در داخل یخچال نگهداری مقطر به

گیری گردید شده آنها اندازهشدند و سپس وزن اشباع

(TW)ساعت در داخل 04مدت -ها به. در ادامه نمونه

گراد قرار داده شدند. درجه سانتی 75آون در دمای

دست آمد. آنها به (DW)سپس وزن شدند، وزن خشک

دست آمد ن محتوی نسبی آب برگ از رابطه زیر بهمیزا

(Smart & Bingham, 1974.)

(8) 855RWC%= [(FW-DW)/(TW-DW)]

شده در آزمایش استفاده زمینیبخش سیبهای امیدکلون أ. منش8جدول

Table 1. The origin of potato promising clones used in the experiment Female Male Clone

Exceptional 4x hybrids of S.stoloniferum× S. tuberosum Caeser 143 Luka Promising Clone of S. tuberosum 301 Exceptional 4x hybrids of S.stoloniferum× S. tuberosum Luka 306

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 838

گیری نشت الکترولیت، هشت هفته پس برای اندازه

از اعمال تیمارها نمونه گیاهی تهیه گردید و پس از

لیتر آب میلی 85های حاوی سه بار شستشو در فالکون

ها در شده قرار داده شدند. فالکونمقطر دو بار تقطیر

ساعت بر روی شیکر 04مدت ( بهC 00°دمای اتاق )

قرار داده شدند. سپس هدایت rpm855با دور

گیری شد. در مرحله بعد، اندازه (EC1) الکتریکی اولیه

ها اتوکالو شدند و پس از سرد شدن و رسیدن به نمونه

(EC2)دمای محیط اتاق، هدایت الکتریکی ثانوی

نشت درصد ( Lutts et al., 1995) گیری شداندازه

الکترولیت از رابطه زیر محاسبه گردید.

(0) 100 EL% = EC1/EC2×

.Bates et alگیری پرولین از روش برای اندازه

005 استفاده شد و میزان جذب در طول موج (1973)

فعالیت نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتر قرائت گردید.

045در طول موج Aebi (1984)آنزیم کاتاالز با روش

& Chance، فعالیت آنزیم پراکسیداز با روش نانومتر

Maehly (1955) نانومتر و فعالیت 375در طول موج

Nakanoپراکسیداز با استفاده از روش آنزیم آسکوربات

& Asada (1987) متر توسط نانو 035در طول موج

که ایندستگاه اسپکتروفتومتر قرائت گردید. ضمن

در Bradford (1976)پروتئین با استفاده از روش

آنالیز گیری گردید. نانومتر اندازه 000طول موج

و مقایسه SAS 9.1افزار ها با استفاده از نرم داده

دانکن یادامنهچند آزمون از استفادهها نیز با میانگین

ها نیز درصد انجام گرفت و شکل 0حتمال در سطح ا

رسم Office Excel (2010) افزاربا استفاده از نرم

شدند.

نتایج و بحث

30در دمای 358های کلون نتایج نشان دادند گیاهچه

های ، کلون-MPa0/5گراد و تنش اسمزی درجه سانتی

در تنش اسمزی و رقم پیکاسو 358، 354، 843

MPa8- گراد، درجه سانتی 30دمای مگا پاسکال و

و -MPa0/8در تنش اسمزی 358و 843های کلون

های ها و رقمگراد و کلیه کلوندرجه سانتی 00دمای

30و -MPa0/8مورد مطالعه در پتانسیل اسمزی

گراد در اثر هر دو تنش در طول دوره درجه سانتی

شده و از بین رفتند. تجزیه و تحلیل پژوهش، خشک

( نشان داد کلیه 0)جدول ها برای بقیه داده واریانس

های مختلف غلظت تأثیرگیری شده تحت صفات اندازه

PEG های ها و کلون و سطوح دمایی و نیز رقم

زمینی قرار گرفتند. همچنین اثر متقابل سیب

دار فاکتورهای مورد مطالعه نیز برای کلیه صفات معنی

تأثیرین تحت بودند. این در حالی بود که درصد پروتئ

کدام از فاکتورها و اثر متقابل آنها قرار نگرفت. هیچ

های ها و کلونو تنش دمایی بر روی صفات مورد مطالعه در رقم PEGهای مختلف غلظت تأثیرنتایج تجزیه واریانس .0جدول

ایشیشهزمینی در شرایط درونامیدبخش سیب

Table 2. The results of variance analysis of different PEG concentrations and temperature stress on studied traits in

potato varieties and promising clones under in vitro conditions

Mean Squares d.f S.O.V

Protein content APX POX CAT Pro EL % RWC % 67.84ns 7.45** 5548.69** 4032.97** 261324.6** 656.3** 19076.88** 3 PEG 27.56ns 14.43** 41130.68** 4931.15** 306471.32** 11554.11** 15373.55** 2 Temperature

43.46ns 0.22** 4224.10** 731.54** 8354.99** 866** 773.88** 4 Variety & Clone 51.27ns 6.31** 18890** 2292.78** 156057.39** 3889.14** 4753.7** 6 PEG × Temperature 51.27ns 0.24** 1554.63** 124.25** 2637.63** 400.7** 497.06** 12 PEG × cultivar & Clone

44.88ns 0.18** 628.92** 21.99** 1841.64** 395.5** 627.65** 8 Temperature × cultivar & Clone

45.18ns 0.17** 715.28** 99.12** 2609.88** 571.56** 820.73** 24 PEG × Temperature × cultivar & Clone 44.91 0.01 4.83 1.43 9.54 0.56 3.21 120 Error 41.67 1.37 2.88 6.58 2.13 1.99 3.29 - C.V. (%)

C.V. ضریب تأثیر؛ ** و :nsدار.اختالف معنیدرصد و نبود 8دار در سطح احتمال : معنی

RWC ،محتوای آب نسبی :EL ،نشت یونی :Pro ،پرولین :CAT ،کاتاالز :POX ،پراکسیداز :APXآسکوربات پراکسیداز : C.V. Coefficient of Variation, **, ns: Significant at 1% and non- significant, respectively.

RWC: Relative Water Content, EL: Electrolyte Leakage, Pro: Proline, CAT: Catalase, POX: Peroxidase, APX: Ascorbate Peroxidase

837 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

شیشهزمینی تحت شرایط درونهای سیب( در رقم و کلونPEGضریب همبستگی صفات در تیمار شاهد )فاقد .3جدول

Table 3. Correlation coefficient of studied traits at the control treatment (no PEG) in potato variety and clones under

in vitro conditions Protein APX POX CAT Proline EL RWC

1 RWC 1 0.480ns El 1 0.596* 0.472ns Proline 1 0.460ns -0.340ns 0.274ns CAT 1 0.650** 0.814** 0.321ns 0.565* POX 1 0.141ns -0.157ns 0.444ns 0.439ns 0.009ns APX 1 0.250ns 0.236ns 0.474ns 0.323ns 0.080ns 0.369ns Protein

ns** ،* ،: درصد. 8و 0دار در سطح احتمال دار، معنیمعنیغیر ns, *, **: Non-significant and significant at 5% and 1% of probability levels, respectively.

شیشهزمینی تحت شرایط درونهای سیبدر رقم و کلون PEGمگاپاسکال -0/5تنش ضریب همبستگی صفات در .4جدول

Table 4. Correlation coefficient of studied traits in -0.5 MPa PEG in potato cultivars under in vitro conditions Protein APX POX CAT Proline EL RWC

1 RWC 1 0.933** El 1 0.914** 0.875** Proline 1 0.943** 0.764** 0.751** CAT 1 0.925** 0.955** 0.906** 0.878** POX 1 0.968** 0.911** 0.985** 0.946** 0.906** APX

1 0.951** 0.900** 0.811** 0.939** 0.974** 0.956** Protein .Sinificant at 1% of probability level :** درصد. 8 احتمال سطح در داریمعن**

شیشهزمینی تحت شرایط درونهای سیبدر رقم و کلونPEG مگاپاسکال -8ضریب همبستگی صفات در تنش .0جدول

Table 5. Correlation coefficient of studied traits in -1MPa PEG in potato variety and clones under in vitro conditions Protein APX POX CAT Proline EL RWC

1 RWC 1 0.975** El 1 0.985** 0.948** Proline 1 0.977** 0.936** 0.892** CAT 1 0.989** 0.989** 0.953** 0.904** POX 1 0.983** 0.978** 0.985** 0.967** 0.917** APX

1 0.966** 0.975** 0.959** 0.994** 0.986** 0.960** Protein .Sinificant at 1% of probability level :** درصد. 8 احتمال سطح در داریمعن**

شیشهزمینی تحت شرایط درونهای سیبدر رقم و کلونPEG مگاپاسکال -0/8ضریب همبستگی صفات در تنش .8جدول Table 6. Correlation coefficient of the studied traits in the -1.5MPa PEG in potato variety and clones under in vitro

conditions Protein APX POX CAT Proline EL RWC

1 RWC 1 0.994 ** El 1 0.986 ** 0.984** Proline 1 0.970** 0.939** 0.935** CAT 1 0.978** 0.998** 0.986** 0.983** POX 1 0.997** 0.964** 0.998** 0.994** 0.991 ** APX

1 0.978** 0.973** 0.960** 0.972** 0.972** 0.964 ** Protein .Sinificant at 1% of probability level :** درصد. 8 احتمال سطح در داریمعن**

(RWC)مقدار رطوبت نسبی برگ

در سه دمای مورد RWCهای شاهد، مقایسه در کشت

درجه 30و 80مطالعه نشان داد که تنش دمایی

گراد باعث درجه سانتی 00گراد نسبت به سانتی

گردید و این امر نشان RWCدار در مقدارکاهش معنی

تواند بر داد که افزایش و کاهش دما از مقدار بهینه می

حال گذار باشد، با اینتأثیرها وضعیت آبی گیاهچه

گراد درجه سانتی 30توانست در دمای 358کلون

ها ها و کلونخود را باالتر از سایر رقم RWCمقدار

00هایی که در دمای حفظ کند. از طرف دیگر، کشت

RWCمقایسه گراد نگهداری شده بودنددرجه سانتی

گلیکول، اتیلنآنها نشان داد که با افزایش مقدار پلی

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 831

ده شد، در مشاه RWCداری در مقدارکاهش معنی

نتوانستند 358و 843های مگا پاسکال، کلون -0/8

در RWCزنده بمانند و این در حالی است که مقدار

08، 04ترتیب به 358های پیکاسو، مارفونا و کلون رقم

تحمل خوبی را به 358درصد بود که کلون 80و

تنش اسمزی )درغیاب تنش دمایی( نشان داد. زمانی

ها طور همزمان بر گیاهچهتنشی بهکه این دو عامل

شدت کاهش یافت، به RWCاعمال شدند مقدار

هایی که در معرض تنش گیاهچه که عمالًطوری به

درجه 30مگا پاسکال و دمای -0/5اسمزی باالتر از

گراد قرار گرفته بودند، خشک شدند و از بین سانتی

به حال، رقم مارفونا باالترین تحمل رارفتند؛ با این

گراد درجه سانتی 30مگا پاسکال و دمای -8تنش

ها از رسد آستانه تحمل گیاهچهنظر مینشان داد. به

به تنش اسمزی زمانی که دمای محیط RWCنظر

گراد باشد، بیشتر است درجه سانتی 00و 80کشت

مگا پاسکال را در -0/8ها توانستند حتی وگیاهچه

بی تحمل کنند خوگراد بهدرجه سانتی 80دمای

(.8)شکل

نتایج همبستگی صفات نشان داد که در تیمار

با صفات نشت یونی، مقدار پرولین، RWCشاهد،

پراکسیداز و های کاتاالز، آسکورباتفعالیت آنزیم

دار معنیمحتوی پروتئین همبستگی مثبت و غیر

که با پراکسیداز همبستگی مثبت داشت، در صورتی

(. با 3% نشان داد )جدول 0داری در سطح معنی

-0/5افزایش تنش اسمزی، نتایج نشان دادند که در

مگاپاسکال -0/8مگاپاسکال و -8مگاپاسکال،

های کاتاالز، با نشت یونی، آنزیم RWCهمبستگی

پراکسیداز و محتوی پروتئین در پراکسیداز، آسکوربات

، 4های دار بود )جدول% مثبت و معنی8سطح احتمال

(. باال بودن محتوی آب برگ در رقم، ممکن 8و 0

دهنده تلفات علت وجود ساز و کارهای کاهشاست به

ها(، افزایش غلظت شدن روزنهها )بستهآب از روزنه

دلیل جذب بیشتر آب از طریق توسعه شیره سلولی به

طور سیستم ریشه باشد. مقدار نسبی آب برگ به

پتانسیل آبی گیاه بستگی مستقیم با آماس سلول و

دارد. از طرف دیگر تورم، در ارتباط با توسعه و تقسیم

ترتیب ارتباط بین میزان تسبی به اینسلولی است و

& Yadav) آب برگ و عملکرد بیولوژیک وجود دارد

Bhushan, 2001) .

ایشیشهزمینی در شرایط درونهای سیبها و کلونو تنش دمایی بر درصد آب نسبی برگ رقم PEGهای غلظت تأثیر .8شکل

Figure 1. The effect of PEG concentrations and temperature stress on RWC percentage of potato varieties and clones

under in vitro conditions

833 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

آمده مشخص شده است که عملهای بهدر بررسی

RWCهای مقاوم به تنش خشکی از رقم معموالً

باالتری در شرایط محدود بودن آب برخوردار هستند

(Soukhtesaraee et al., 2017 کاهش مقدار آب .)

نسبی برگ انگور را در اثر تنش مشاهده نمودند و

Hajihasanloo et al. (2015 در کدو )تنش آبی تأثیر

را مطالعه و کاهش مقدار رطوبت نسبی آب بر اثر تنش

را مشاهده نمودند.

(Electrolyte Leakage)نشت الکترولیت

بود، مقایسه دماهای PEGدر تیمار شاهد که فاقد

مورد مطالعه نشان داد که تنش دمایی موجب افزایش

میزان نشت الکترولیت گردید و بر این اساس دمای

30و 00گراد نسبت به دماهای درجه سانتی 80

گراد میزان نشت یونی کمتری نشان داد و درجه سانتی

باال رفتن دما در غیاب تنش اسمزی از پایداری غشاها

موجبات افزایش نشت الکترولیت را فراهم کاست و

حال رقم مارفونا با داشتن درصد کمتری ساخت، با این

شده در از نشت الکترولیت در هر سه دمای مطالعه

ها متمایز بود و توانست مقایسه با سایر ارقام و کلون

با 358که کلون شرایط را بهتر تحمل نماید، در حالی

تر، به تنش حساسیت داشتن میزان نشت یونی بیش

PEGنشان داد. مقایسه نشت یونی در سه غلظت

درجه 00زمانی که تنش دمایی وجود نداشته باشد )

بر نشت PEGگراد( نشان داد که افزایش غلظت سانتی

داری نسبت به فقدان تنش طور معنیالکترولیت به

درجه 00که مقدار آن در طوریاسمزی افزود، به

درصد در 80پاسکال به -مگا -0/8ت گراد و غلظسانتی

افزایش یافت. از طرف دیگر، وقتی 358کلون

ها اعمال شدند، مقدار همزمان بر گیاهچه های تنش

نشت الکترولیت افزایش محسوسی پیدا کرد و

مگا -0/5هایی که در معرض تنش اسمزی گیاهچه

گراد درجه سانتی 30پاسکال و باالتر از آن و دمای

ها و ه بودند، از بین رفتند و از بین رقمقرار گرفت

پذیری را نشان داد بیشترین آسیب 358ها، کلون کلون

توان نتیجه گرفت های آن خشک شدند. میو گیاهچه

گراد شرایط درجه سانتی 80ها در دمای که گیاهچه

بهتری داشتند و در این دما توانستند باالترین حد

و خشک نشوند خوبی تحمل کنندرا به PEGغلظت

(.0)شکل

ایشیشهزمینی در شرایط درونهای سیبو تنش دمایی بر مقدار نشت الکترولیت رقم و کلون PEGهای غلظت تأثیر .0شکل

Figure 2. The effect of PEG concentrations and temperature stress on Electrolyte Leakage (EL) content of potato

variety and clones under in vitro conditions

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 845

آمده نشت الکترولیت در دستبر اساس نتایج به

پرولین همبستگی مثبت و تیمار شاهد با مقدار

% داشت، اما با فعالیت 0داری در سطح احتمال معنی

پراکسیداز و های کاتاالز، پراکسیداز، آسکورباتآنزیم

دار نشان نداد محتوی پروتئین همبستگی معنی

محیط کشت سبب PEG(. افزایش غلظت 3 )جدول

و باالتر ضریب -0/5های اسمزی شد که در تنش

الکترولیت با مقدار پرولین، فعالیت همبستگی نشت

پراکسیداز و های کاتاالز، پراکسیداز، آسکورباتآنزیم

، 4های دار شود )جدولمحتوی پروتئین مثبت و معنی

درMolaahmad Nalousi et al. (2015 )(. 8و 0

و یونی نشت نیب را یداریمعن یهمبستگ یپژوهش

گونه دو در یخشک تنش دوران یط در کاتاالز میآنز

شیافزا با که دهدیم نشان نیا. آوردند دستبه چمن

میآنز تیفعال زانیم ،یونی نشت شیافزا و تنش شدت

دشدهیتول یهاROS تیسم کاهش یبرا کاتاالز

به دانیاکسیآنت یهامیآنز پاسخ. ابدییم شیافزا

یبستگ یاهیگ گونه نوع و تنش شدت آب، کمبود

یحفاظت تیظرف معموال مقاوم یاهیگ یها گونه. دارد

توسط شده القاء ویداتیاکس تنش مقابل در یکارآمدتر

بردن باال قیطر از تواندیم که دارند یآبکم تنش

شیافزا دانیاکسیآنت یهامیآنز تیفعال زانیم

در (.Hosseini Boldaji et al., 2012) کند دایپ

در نیپرول مقدار و تیالکترول نشت نیب گرید یپژوهش

و مثبت یهمبستگ تنش طیشرا تحت ایلوب اهیگ

که است آن از یحاک جینتا ؛شد مشاهده یداریمعن

نشت ابدی کاهش ینسب آب یمحتوا زانیم چه هر

آن به وارده بیآس اثر در یسلول یغشا یتیالکترول

تیفعال و نیپرول شتریب دیتول باعث و افتهی شیافزا

در اهیگ نیبنابرا ؛گرددیم دانیاکس یآنت یها میآنز

یها تیاسمول تجمع شیافزا با تنش طیشرا

یاسمز میتنظ باعث نیپرول مانند سازگارکننده

خسارت کاهش و یسلول تورژسانس حفظ ،یسلول درون

هامیآنز بیتخر از یریجلوگ و یسلول یشاغ به

ابدییم شیافزا تنش به تحمل و گردد یم

(Boroujerdnia et al., 2016 .)مقدار شیافزا

و آب ینسب یمحتوا زانیم راتییتغ به یپاسخ ،نیپرول

باعث که است یسلول یغشا تیالکترول نشت

Mohsenzade et) گردد یم یخشک به تحمل شیفزاا

al., 2006) ارزن یهااهچهیگ واکنش. در پژوهشی

و مثبت ی و همبستگیبررس تنش به یروباه دم

تیفعال زانیم و یسلولی غشا سالمت انیم یدار یمعن

تنش تهای تحگیاهچه در دانتیاکس یآنت یهامیآنز

. در بسیاری (Sreenivasulu et al., 2000) شد مشاهده

ای طور گستردهسلولی به از محصوالت، ثبات غشای

های متحمل و حساس عنوان معیاری برای تمایز رقم به

شود و در برخی موارد، ثبات به تنش استفاده می

تواند با تحمل به تنش غیرزنده غشای باالتر می

افزایش نشت الکترولیتی مواد، ارتباط داشته باشد.

باشد که ای از آسیب و کاهش پایداری غشاها مینشانه

نتیجه تنش اکسیداتیو است. بر اثر تجزیه احتماالً

ترکیباتی ROSاشباع توسط اسیدهای چرب غیر

شود که برای آلدئید تولید می دی مثل مالون

آلدئید دی مالونکند. تجمع سلول مسمومیت ایجاد می

در شرایط تنش سبب افزایش نفوذپذیری

شود. در نتیجه نشت یونی افزایش غشای پالسمایی می

کند که شاخصی از میزان صدمه اکسایشی پیدا می

از طرف (. Golen et al., 2006)رود میشمار به

ب های گیاهی که آسیبخش دیگر یکی از اولین

بیند غشای سلولی است که در اثر آن، می

شود یابد و باعث میتراوایی غشای سلولی افزایش می

ترکیبات موجود در داخل سلول به سمت بیرون از

در تحقیقی .(Liu & Huang, 2000)سلول نشت کنند

( بر روی ده رقم 2016) .Nouri et alکه توسط

رقم زمینی انجام گرفت، مشاهده کردند که سیب

ها از پایداری غشایی مارفونا نسبت به سایر رقم

بیشتری برخوردار بود و میزان نشت یونی آن کمتر از

Hasani Moghadam et al. (2016 )ها بود. سایر رقم

های انار مقدار نشت مشاهده کردند تنش آبی در برگ

.Karimi et al همچنین. الکترولیت را افزایش داد

که در شرایط کشت ( نشان دادند 2013)

ای بادام، مقدار آب برگ و پایداری غشای شیشه درون

های مقاوم باال بودند و داری در رقمطور معنیسلولی به

گلیکول در محیط کشت، اتیلنباال رفتن غلظت پلی

های حساس نمونهنشت یونی را در برگهای ریز

افزایش داد.

848 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

پرولین

نتایج حاکی از در غیاب تنش اسمزی در محیط کشت،

افزایش میزان انباشت پرولین با باال رفتن دما بود. بر

این اساس مقایسه سه دمای مورد مطالعه نشان داد که

گراد میزان تجمع پرولین درجه سانتی 30دمای

گراد داشت و درجه سانتی 00و 80باالتری از دماهای

ها در تیمار این بیانگر تحمل دمای باال توسط گیاهچه

که ایناهد به جهت وجود پرولین بیشتر بود؛ ضمن ش

رقمی که بیشترین حد از تجمع آن را نشان داد،

358و 843، 358های مارفونا بود و رقم پیکاسو، کلون

PEGهای بعدی قرار گرفتند. افزایش غلظت در ردیف

ها محیط کشت بر میزان تولید پرولین در گیاهچه

وسیله در برابر شرایط بدینها بتوانند افزود تا گیاهچه

تنش مقاومت نشان دهند، لذا بیشترین مقدار آن در

گراد در درجه سانتی 00مگا پاسکال و در دمای -0/8

رقم مارفونا بود و تجمع پرولین باعث شد که این رقم

شده تحمل داشته های اعمالبتواند در مقابل تنش

عمال ها اباشد. وقتی هر دو تنش همزمان بر گیاهچه

گردیدند مقدار پرولین بیشتری تولید گردید،

ها برای گیاهچه PEGهای مختلف که غلظت طوری هب

جهت وجود پرولین گراد بهدرجه سانتی 80در دمای

درجه 30ها زنده ماندند. دمای تحمل بود و نمونهقابل

پاسکال و باالتر، مگا -0/5گراد حتی در غلظت سانتی

(. ضریب 3ها گردید )شکل شدن گیاهچهباعث خشک

های کاتاالز، همبستگی پرولین با فعالیت آنزیم

پراکسیداز و محتوی پروتئین در تیمار شاهد آسکوربات

دار نبود، اما با فعالیت آنزیم پراکسیداز در سطح معنی

دار داشت % همبستگی مثبت و معنی8احتمال

(. با افزایش میزان تنش اسمزی در محیط 3)جدول

مگاپاسکال، پرولین با -0/8مگاپاسکال تا -0/5از کشت،

پراکسیداز های کاتاالز، پراکسیداز، آسکورباتفعالیت آنزیم

داری در و محتوی پروتئین همبستگی مثبت و معنی

در(. 8و 0، 4های % داشت )جدول8سطح احتمال

تنش تحت نخود اهیگ در صفات یهمبستگ زانیم یبررس

مثبت یهمبستگ نیپرول زانیم که شد مشخص یخشک

. داشت یبرگ محلول کل نیپروتئ زانیم با یداریمعن و

دو نیا مشترک نقش دهندةنشان ،یهمبستگ نیا وجود

هاسلول در یاسمز یسازگار حفظ و جادیا در شاخص

,.Ganjeali et al) باشدیم یخشک تنش طیشرا در

شدن پرولین یک پاسخ رایج به طیفانباشته (.2014های محیطی از جمله مقدار آب پایین وسیعی از تنش

رود. شمار میدر گیاهان به پایینو دماهای باال و

های گوناگون در درون های گیاهی و حتی رقم گونه

های زیادی در پاسخ به تنش اسمزی یک گونه تفاوت

عنوان یک محلول سازگار در گیاهان از دارند. پرولین به

کند. های گیاهی حفاظت می ساختار پروتئینی سلول

های هیدروکسیل را از بین عالوه بر این رادیکال

عنوان منبع نیتروژن و برد. پرولین همچنین به می

Vendruscolo et)شود ذخیره انرژی نیز استفاده می

al., 2007) .یخشک تنش طیشرا در نیپرول شیافزا،

یخشک تنش به اهیگ یدفاع یها پاسخ از یکی عنوانبه

تحت یهاسلول در نیپرول ادیز تجمع. است مطرح

و تنش طیشرا در سلول از محافظت سبب تنش،

شود می سلول در تیسم جادیا زا یریجلوگ نیهمچن

(Tawfik et al., 2008) .ن در حفظ ین همچنیپرول

و حفظ ساختار یاسمز یجاد سازگاریساختار غشا، ا

& Ashraf) کندیم نقش یفایا ،سلول در هامیآنز

Iram, 2005) .های گیاهی مانند در بعضی از گونه

زمینی، پرولین نقش اصلی را در تنظم فشار سیب

بودن توان گفت که حساسمی کند.اسمزی بازی می

مقدار نشدن پرولین بهرقمی به تنش ناشی از ساخته

گرفت توان نتیجهباشد و میکافی در رقم حساس می

عنوان یک شاخص نی بهزمیپرولین در گیاه سیب

آید و دارای نقش کلیدی شمار میمقاومت به تنش به

در تنظیم اسمزی در شرایط تنش خشکی بوده و

موجب افزایش مقاومت به خشکی شده و اثر تخریبی

Amini et) دهدناشی از تنش را تا حدودی کاهش می

al., 2015) .Najafzadeh & Ehsanpour (2012 )

با افزایش تنش خشکی در کشت مشاهده کردند که

های زمینی، مقدار پرولین در اندام ای سیبشیشهدرون

داری یافت. هوایی نسبت به محیط شاهد افزایش معنی

Masoudi Sadaghiani & Amini (2016 )ضمناً

زمینی در اثر گزارش کردند که مقدار پرولین در سیب

طه یافته بود. مضاف بر اینها، رابتنش خشکی افزایش

شدن پرولین در مثبت بین تحمل به تنش و انباشته

.(Zokaii et al., 2013)بادام نیز گزارش شده است

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 840

شیشهزمینی در شرایط درونهای سیبو تنش دمایی بر مقدار پرولین رقم و کلون PEGهای . تأثیر غلظت3شکل

Figure 3. The effect of PEG concentrations and temperature stress on proline accumulation in potato variety and

clones under in vitro conditions

های کاتاالز، پراکسیداز و آسکورباتفعالیت آنزیم

پراکسیداز

اتاالز، مقایسه دماهای مورد در رابطه با فعالیت آنزیم ک

دما در افزایش که ، نشان داد PEGمطالعه در غیاب

درجه 30حال دمای بود، با این مؤثرفعالیت آنزیم

گراد در مقایسه با دو دمای دیگر مقدار آنزیم سانتی

طریق به این تا بیشتری را به فعالیت واداشت.

نمایند ها بتوانند شرایط تنش را بهتر تحمل گیاهچه

درجه 30که این ویژگی در رقم مارفونا در دمای

که کلون گراد نمود بیشتری داشت، در صورتیسانتی

با توجه به فعالیت آنزیمی پایین رقمی حساس 358

نشان داد PEGهای مختلف نشان داد. بررسی غلظت

00افزایش غلظت این ماده در غیاب تنش دمایی ) که

زایش شدید فعالیت آنزیم گراد( باعث افدرجه سانتی

00پاسکال و در دمای مگا -0/8که در طوریهگردید، ب

های رقم مارفونا توانستند گراد گیاهچهدرجه سانتی

ها تحمل خوبی در برابر تنش نشان دهند. در سایر رقم

ها فعالیت آنزیم با افت مواجه و از مقدار آن و کلون

843و 358های کاسته شد که در این وضعیت کلون

ماندن را از دست دادند و خشک شدند. امکان زنده

ها باعث همزمان هر دو عامل تنش بر نمونه تأثیر

شدن فعالیت آنزیم گردید و افزایش فعالیت بیشتر

ها آنزیم کاتاالز یکی از راهکارهای مقابله با تنش

هایی که در معرض تنش شود، لذا گیاهچهمحسوب می

گراد درجه سانتی 30دمای اسمزی قرار گرفتند،

رسد نظر میتحمل نبود و خشک شدند. بهبرایشان قابل

ها از نظر فعالیت آنزیم کاتاالز در آستانه تحمل گیاهچه

گراد نسبت به دماهای دیگر درجه سانتی 80دمای

ها توانستند باالترین میزان غلظت بیشتر بود و نمونه

PEG خوبی تحمل هگراد بدرجه سانتی 80را در دمای

(.4نمایند )شکل

ضریب همبستگی آنزیم ،PEGدر تیمار فاقد

دار، ولی با کاتاالز با آنزیم پراکسیداز مثبت و معنی

دار پراکسیداز و محتوی پروتئین معنیآنزیم آسکوربات

همبستگی ،PEG(. در سطوح مختلف 3 نبود )جدول

های پراکسیداز، آسکورباتآنزیم کاتاالز با آنزیم

دار بود پراکسیداز و محتوی پروتئین مثبت و معنی

نیب یهمبستگ بیضرا یبررس (.8و 0، 4های )جدول

داد نشان یخشک تنش طیشرا تحت ونجهی اهیگ صفات

و دازیپراکس کاتاالز، یهامیآنز تیفعال نیبکه

و مثبت یهمبستگ گریهمد با دازیپراکسآسکوربات

در هامیآنز نیا نقش انگریب که داشت وجود یداریمعن

بود ویداتیاکس تنش وقوع از یناش یهابیآس کاهش

(Maghsoodi et al., 2016.)

843 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

شیشهزمینی در شرایط درونهای سیبها و کلونو تنش دمایی بر فعالیت آنزیم کاتاالز در رقم PEGهای مختلف غلظت تأثیر .4شکل

Figure 4. The effect of PEG concentrations and temperature stress on CAT activity in potato variety and clones under

in vitro conditions

های ، بررسی کشتPEGدر تیمار شاهد و در نبود

داد که میزان گرفته در دماهای مورد مطالعه نشان انجام

فعالیت آنزیم پراکسیداز با افزایش دمای محیط رابطه

که در طوری مستقیم داشت و مقدار آن افزایش یافت، به

گراد رقم مارفونا با مقدار عددی درجه سانتی 30دمای

فعالیت نیپروتئ گرمیلیم در قهیدق بر میکرومول 3/88

راد گدرجه سانتی 80آنزیمی بیشتری نسبت به دماهای

00( و نیپروتئ گرم یلیم در قهیدق بر میکرومول 1/88)

گرم میکرومول بر دقیقه در میلی 8/80گراد )درجه سانتی

های دیگر از خود پروتئین( در مقایسه با رقم و کلون

بودن آن به شرایط منزله متحملتواند بهنشان داد و می

بدون در نظر PEGهای تلقی گردد. مقایسه غلظت

PEGگرفتن تنش دمایی نشان داد که افزایش غلظت

محیط کشت باعث شد که آنزیم فعالیت چشمگیری از

که رقم مارفونا در طوریخود نشان دهد و افزایش یابد، به

پاسکال مگا -0/8گراد و غلظت درجه سانتی 00دمای

PEG ( 3/807با توجه به باالترین حد فعالیت آنزیم

خوبی ( بهنیپروتئ گرمیلیم در قهیدق بر لمیکرومو

ها نشان همزمان تنش تأثیرتوانست تنش را تحمل نماید.

30پاسکال به باال و دمای مگا -0/5داد که تنش اسمزی

ها رفتن نمونهشدن و از بینگراد باعث خشکدرجه سانتی

با توجه به تولید کمتر آنزیم 358گردید و کلون

بیشترین صدمه را نشان دادند و از بین اکسیدان آنتی

(. همبستگی آنزیم پراکسیداز با آنزیم 0رفتند )شکل

پراکسیداز و محتوی پروتئین در تیمار شاهد آسکوربات

(، اما همبستگی آنزیم پراکسیداز 3 دار نبود )جدولمعنی

پراکسیداز و محتوی پروتئین در با آنزیم آسکوربات

مگاپاسکال مثبت و -0/8 و -8، -0/5های اسمزی تنش

.(8و 0، 4دار بود )جدول های معنی

تنش دمایی در نبود تنش اسمزی موجب افزایش

پراکسیداز گردید. در نسبی فعالیت آنزیم آسکوربات

های مورد ها و کلونگراد رقمدرجه سانتی 30دمای

80مطالعه فعالیت آنزیمی بیشتری نسبت به دماهای

در گراد نشان دادند و مقدار آندرجه سانتی 00و

های پیکاسو و مارفونا ، رقم358، 358، 843های کلون

افزایش پیدا کرد، که رقم آخری با توجه به فعالیت

بیشتر آنزیم در برابر شرایط واکنش نشان داد. از طرف

محیط کشت در غیاب تنش PEGدیگر افزایش غلظت

تری داشته دمایی موجب شد که این آنزیم فعالیت بیش

پاسکال به باالترین حد مگا -0/8باشد و در غلظت

درجه 00تولید خود در رقم مارفونا )در دمای

ترتیب این رقم توانست تنش ینه اگراد( برسد، ب سانتی

هایش زنده را در این شرایط تحمل نماید و گیاهچه

همزمان این دو تنش بر روی تأثیرماندند. مطالعه

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 844

اد که فعالیت آنزیمی افزایش یافت، ها نشان دگیاهچه

به PEGهایی که در معرض بر این اساس گیاهچه

درجه 30پاسکال و باالتر و دمای مگا -0/5غلظت

گراد قرار گرفتند، مقاومتی در برابر تنش سانتی

رسد که نظر مینداشتند و خشک شدند. چنین به

ها به شرایط تنش با وجود -آستانه تحمل گیاهچه

ها یافته و گیاهچهفعالیت این آنزیم افزایش افزایش

پاسکال را در دمای مگا -0/8توانستند تنش اسمزی

خوبی تحمل نمایندهگراد بدرجه سانتی 00و 80

(. 8)شکل

شیشهزمینی در شرایط درونهای سیبها و کلونو تنش دمایی بر فعالیت آنزیم پراکسیداز در رقم PEGهای غلظت تأثیر .0شکل

Figure 5. The effect of PEG concentrations and temperature stress on POX activity in potato variety and clones under

in vitro conditions

زمینی در شرایط های سیبدر رقم و کلونپراکسیداز و تنش دمایی بر فعالیت آنزیم آسکوربات PEGهای غلظت تأثیر .8شکل

شیشهدرونFigure 6. The effect of PEG concentrations and iemperature stress on APX activity in potato variety and clones under

in vitro conditions

840 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

پراکسیداز و آسکورباتهمبستگی بین فعالیت آنزیم

محتوی پروتئین در غیاب تنش اسمزی و در تیمار شاهد

PEG(، اما با افزایش غلظت 3 دار نبود )جدولمعنی

پاسکال و باالتر،مگا -0/5محیط کشت یعنی از

دار بود همبستگی آن با محتوی پروتئین مثبت و معنی

یکدو یرو بر که یپژوهش در(. 8و 0، 4 های )جدول

بیضر گرفت، انجام یخشک تنش طیشرا تحت یطب

، دازیپراکس میآنز با کاتاالز میآنز یهمبستگ

و پرولین )دارای بیشترین میزان پراکسیداز آسکوربات

Rabbi Angourani et) بود داریمعن و ثبتهمبستگی( م

al., 2016)ونجهی اهیگ صفاتی همبستگ بیضرا . بررسی

تیفعال نیبکه داد نشان یخشک تنش طیشرا تحت

با دازیپراکس آسکوربات و دازیپراکس کاتاالز، یها میآنز

که داشت وجود یداریمعن و مثبت یهمبستگ گریهمد

از یناش یهابیآس کاهش در هامیآنز نیا نقش انگریب

.(Maghsoodi et al., 2016) بود ویداتیاکس تنش وقوع

بین میزان تحمل به تنش های اکسیداتیو

توسط تنش های محیطی و افزایش میزان ایجادشده

اکسیدانی در گیاهان ارتباط های آنتیغلظت آنزیم

,Sairam & Srivastava) بسیار قوی وجود دارد

هایی مانند کاتاالز، پراکسیداز و آنزیم . (2002

های مهم سیستم دفاع -پراکسیداز از آنزیمآسکوربات

,.Laspina et al) باشنداکسیدانی در گیاهان می-آنتی

. گزارش شده است که آنزیم پراکسیداز پس از (2005

آنزیم کاتاالز در درجه دوم اهمیت در حذف پراکسید

های گونه (Cook et al., 2004)هیدروژن قرار دارد

تولیدی، نوکلئیک اسیدها، (ROS)گر اکسیژن واکنش

ها و پراکسیداسیون لیپیدها روی اکسیداسیون پروتئین

گذارندها اثر میهای عملکردی سلولبسیاری از جنبه

(Foryer & Noctor, 2000) .Mitller (2002 گزارش )

کرد که سنتز آنزیم کاتاالز، پاسخ سازگار یافته در برابر

کاتاالز با توانایی آنزیم باشد.تنش اکسیداتیو می

جلوگیری ROSاز تجمع H2O2پاکسازی رادیکال

و بنابراین گیاه را در برابر پراکسیداسیون کند می

های اکسیداتیو های غشایی و آسیبلیپیدی سیستم

Mafakheri et) کندتحت تنش خشکی محافظت می

al., 2011) . افزایش آنزیم پراکسیداز، از طریق

تواند شدن دیواره سلولی تا حدود زیادی میلیگنینی

و را های اکسیداتیخسارت ناشی از تنش و آسیب

. (Moussa & Abdel-Aziz, 2008) کاهش دهد

پراکسیداز های کاتاالز، پراکسیداز و آسکوربات آنزیم

نقش موازی و مشابهی را در سیستم دفاعی گیاه ایفا

کنند و وظیفه هر سه آنها تجزیه پراکسید هیدروژن می

. (Ariano et al., 2005)باشد تولید شده در سلول می

در شرایط تنش، رونویسی از گزارش شده است که

اکسیدانی برای های آنتیهای مربوط به آنزیمبرخی ژن

بهبود وضعیت گیاه در شرایط تنش، افزایش پیدا

های اکسیژن کند که نقش مهمی در کاهش گونه می

Ratnayaka ) کندهای ناشی از آن ایفا میفعال و آسیب

et al., 2003 .)گیاهان که همچنین گزارش شده است

اکسیدانی های آنتیقادر هستند با افزایش فعالیت آنزیم

,.Sariri et al) در برابر تنش گرمایی مقاومت نمایند

طیشرا در اهیگ بهتر رشد که گفت توانیم. (2011

از یدفاع یهاسمیمکان وجود مستلزم یخشک تنش

ییهاتیاسمول و یدانیاکسیآنت یدفاع ستمیس جمله

یبیتخر اثرات رساندن حداقل به جهت نیپرول رینظ

& Masoudi Sadaghiani .باشدیم ازتنش یناش

Amini Dehaghi (2016نشان دادند که در سیب ) زمینی

میزان فعالیت آنزیم کاتاالز در تنش شدید به بیشترین

پراکسیداز آسکورباتی بر روی آنزیم تأثیربود، ولی مقدار

Sharma & Dubey (2005 )که نداشت، در صورتی

پراکسیداز را در برنج آسکوربات افزایش فعالیت آنزیم

گزارش کردند. افزایش میزان فعالیت آنزیم کاتاالز در

و (Sanchez-Rodriguez et al., 2010)فرنگی گوجه

در اثر تنش خشکی (Amini et al., 2017) خیار

& Razavizadehدست آمده است. همچنین هب

Shahriari (2017 ) در سورگوم افزایش میزان فعالیت

پراکسیداز بر اثر تنش را های کاتاالز و آسکورباتآنزیم

( در گیاه جو افزایش 2013) Habibi. تایید نمودند.

فعالیت آنزیم پراکسیداز در اثر تنش خشکی را نشان

( بر 2014) .Zokaee et alای که داده است. در مطالعه

دادند، نشان دادند که در روی چند گونه از بادام انجام

های بادام در باالترین سطح تنش بعضی از گونه

پراکسیداز های کاتاالز، آسکورباتخشکی، فعالیت آنزیم

و پراکسیداز در برگ بیشترین افزایش را داشتند.

افزایش فعالیت Dong et al. (2013) که ایننهایت

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 848

های آنزیمی را در اثر افزایش سطوح اکسیدانآنتی

دست آوردند. هنش خشکی و سرما در گیاه خیار بت

گیری کلینتیجه

طورکلی نتایج این پژوهش نشان داد که در سطوح به

و تنش دمایی و نیز تنش ترکیبی PEGمختلف غلظت

زمینی از نظر صفات مورد های سیبها و کلونبین رقم

داری وجود داشت. بر اساس مطالعه، اختالف معنی

آمده، رقم مارفونا در برابر دستنتایج بهمشاهدات و

اکسیدانی و های آنتیها با افزایش فعالیت آنزیمتنش

تجمع بیشتر پرولین متحمل بود؛ اما با وجود این،

باشد، از ای نیز مینیازمند بررسی در شرایط مزرعه

حساسیت بیشتری در برابر 358طرف دیگر کلون

ها و با سایر رقم ها نشان داد؛ زیرا در مقایسهتنش

اکسیدانی کمتری داشت و ها مقدار فعالیت آنتیکلون

مگاپاسکال و -0/5هایش بر اثر تنش اسمزی گیاهچه

درجه 30باالتر باالخص در ترکیب با تنش دمایی

پدیر بودند و خشک شدند. با توجه گراد آسیبسانتی

دست آمده است، به نتایج که در شرایط آزمایشگاهی به

عنوان رقم متحمل به تنش در تواند بهمارفونا میرقم

ای زمینی در شرایط مزرعههای اصالحی سیببرنامه

مورد استفاده قرار گیرد.

REFERENCES 1. Aebi, H. (1984). Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105, 121-126.

2. Allagulova, C. R., Gilamov, F. R., Shakirova, F. M. & Vakhitov, V. A. (2003). The plant dehydrins:

structure and functions. Biochemistry, 68, 945-951.

3. Allen, E. J. & Scott, R. K. (1998). Principles of agronomy and their application in the potato

industry. In: Harris, P. (Ed.), Potato crop. Chapman and Hall Ltd, London, 816-882.

4. Amini, F., Askari, M. & Haghir, M. (2017). Changes in protein and antioxidant system of Cucumis

sativus cv. Isfahani in response to drought stress. Journal of Cell & Tissue, 7(4), 375-385. (in Farsi)

5. Amini, S., Ghobadi, C. & Yamchi, A. (2015). Proline accumulation and osmotic stress: an overview

of P5CS gene in plants. Journal of Plant Molecular Breeding, 3, 44-55

6. Anjum, N. A., Arena, C. & Singhgill, S. (2014), Reactive Oxygen species and response of antioxidants as

ROSscavengers during enviromental stress in plant. Frontiers in Enviromental Science, 2, 1-13.

7. Ariano, S., Bartolomeo, D., Cristos, X. & Andras, M. (2005). Antioxidant defenses in olive trees during

drought stress: changes in activity of some antioxidant enzmes. Functional Plant Biology, 32, 45-53.

8. Ashraf, M. & Iram, A. (2005). Drought stress induced changes in some organic substances in nodules

and other plant parts of two potential legumes differing in salt tolerance. Flora, 200, 535-546.

9. Bates, L. S., Waldern, R. P. & Tears, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-

stress studies. Plant and Soil, 39, 205-207.

10. Boroujerdnia, M., Bihamta, M., AlamiSaid, K. & Abdossi, V. (2016). Effect of drought tension on

proline content, soluble carbohydrates, electrolytes leakage and relative water content of bean

(Phaseolus vulgaris L.). Crop Physiology Journal, 8(29), 23-41. (in Farsi)

11. Bradford, M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of

protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72 (1-2), 248-254.

12. Carr, M. K. V. (1989). Potato quality control with irrigation. Water Irrigation Review, 9, 28-29.

13. Chance, B. & Maehly, A. (1955). Assay of catalase and peroxidase. Methods Enzymology, 2, 764-817.

14. Cook, D., Fowler, S., Fiehnand, O. & Etval, A. (2004). Prominent role for the CBF cold response pathway

in configuring the low temperature metabolome of arabidopsis. Plant Biology, 101, 15243-8.

15. Dong, X., Bi, H., Wu, G. & Ai, X. (2013). Drought induced chilling tolerance in cucumber involves

membrane stabilization improved by antioxidant system. International Journal of Plant Production,

7 (1), 67-80.

16. Foryer, C. & Noctor, G. (2000), Oxygen processing in photosynthesis: regulation and signaling. New

Phytologist, 146, 359-388.

17. Ganjeali, A., Rahbarian, R., Bagheri, A. R. & Malekzadeh-Shafaroudi, S. (2014). Study on drought stress

effects on morphological, physiological and biochemical characteristics of chickpea genotypes (Cicer

arietinum L.) under field condition. Iranian Journal of Pulses Research, 5(1), 91-102. (in Farsi)

18. Gholipour, S. & Ebadie, A. (2017). Study change compatibility metabolites and antioxidant enzyme

activities of wheat cultivars under water stress. Journal of Process and Function, 6 (19), 219-232.

(in Farsi)

19. Golen, H., Turhan, E. & Eris, A. (2006). Changes in peroxidase activities and soluble proteins in

strawberry varieties under salt stress. Acta Physiologiae Plantarum, 28, 109-116.

847 8331پاییز ، 3 ة، شمار05 ة، دورایران باغبانیعلوم

20. Habibi, G. (2013). Effect of drought stress and selenium spraying on photosynthesis and antioxidant

activity of spring barley. Acta Agriculturae. Slovenica, 101 (1), 31-39.

21. Hajihosseinlo, N., Hosseini Sargein, S. & Jamei, R. (2016). The study of interactive effects of UV-B

Radiation and drought stress on some physiological traits of two cultivar of gourd (Cucurbita pepo

L.). Iranian Journal of Plant Physiology and Biochemistry, 1(2), 16-26. (in Farsi)

22. Hassandokht, M. R., Bigdelo, M., Soltani, F. & Salehi Mohammadi, R. (2017). Evaluation of drought

stress tolerance and its effects on growth characteristics in some accessions of colocynth (Citrullus

colocynthis (L.) Schrad). Iranian Journal of Horticultural Science, 48(2), 275-284. (in Farsi)

23. Hassani Moghadam, E., Esna-Ashari, M. & Rezainejad, A. H. (2015). Effect of Drought Stress on

Some Physiological Characteristics in Six Commercial Iranian Pomegranate (Punica granatum L.)

Cultivars. Plant Production Technology, 7(1), 1-11. (in Farsi)

24. Hokmabadi, H., Noorian Bigdeli, S., Narimani, R. & Moghaddam, M. (2017). Study of beet bagasse

effect on biochemical characteristics, photosynthetic pigments and antioxidant activity of leaf

extracts of peppermint (Mentha piperita L.) under drought stress conditions. Journal of Science and

Technology of Greenhouse Culture, 8 (1), 135-145.

25. Hosseini Boldaji, S. A., Khavari-Nejad, R. A., Hassan Sajedi, R., Fahimi, H. & Saadatmand, S.

(2012) Water availability effects on antioxidant enzyme activities lipid peroxidation, and reducing

sugar contents of alfalfa (Medicago sativa L.). Acta Physiologia Plantarum, 34, 1177-1186.

26. Javadi, T., Arzani, K. & Ebrahimzadeh, H. (2004). Evaluation of soluble carbohydrate content and

proline in 9 genotypes of Asian pear (Pyrus serotina Rehd) under drought stress. Iranian Journal of

Plant Biology, 17(3), 369-378. (in Farsi)

27. Kakulvand, R., Fallah, S. & Abassi Sourki, A. (2017), Effects of species competition on

photosynthetic pigments, prolin relative water content, and essence fenugreek (Trigonella foenum

graceum) and black cumin (Nigella sativa L.) under drought stress conditions in intercropping

system. Journal of process and Function, 6 (19), 255-270. (in Farsi)

28. Karimi, S., Yadollahi, A. & Arzani, K. (2013). Response of Almond Genotypes to Osmotic Stress

Induced In Vitro. Journal of Nuts, 4(4), 1-7.

29. Laspina, N. V., Groppa, M. D., Tomaro, M. L. & Benavides, M. P. (2005). Nitric oxide protects

sunflower leaves against Cd-induced oxidative stress. Plant Science, 169, 323-330.

30. Liu, X. & Huang, B. (2000). Heat stress injury in relation to membrane lipid peroxidation in creeping

bentgrass. Crop Science, 40, 503-510.

31. Lutts, S., Kinet, J. M. & Bouharmont, J. (1995). Changes in plant response to NaCl during

development of rice (Oryza sativa L.) varieties differing in salinity resistance. Journal of

Experimental Botany, 46 (12), 1843-1852.

32. Mafakheri, A., Siosemardeh, A., Bahramnejad, B. & Struik, P. C. (2011). Effect of drought stress and

subsequent recovery on protein, carbohydrate contents, catalase and peroxidase activities in three

chickpea (Cicer arietinum) cultivars. Australian Journal of Crop Science, 5 (10), 1255-1260.

33. Maghsoodi, M., Razmjoo, J. & Gheysari, M. (2016). Effect of drought on biochemical properties of

root and shoot of alfalfa cultivars (Medicago sativa L.). Aridbiom Gournal, 6(1), 31-43.(in Farsi)

34. Masoudi Sadaghiani, F. & Amini Dehaghi, M. (2016). Changes in Some Osmolytes and

Potosynthetic Pigments Accumulation and Antioxidant Enzymes Activity in Potato under Water

Stress in Greenhouse Conditions. Iranian Journal of Horticultural Science and Technology, 17 (1),

29-38. (in Farsi)

35. Mehri, H. R., Ghobadi, S., Baninasab, B., Ehsanzadeh, P. & Gholami, M. (2015). Evaluation of

some physiological and morphological responses of four Iranian grapevine (Vitis vinifera L.)

cultivars to drought stress under in vitro conditions. Journal of Plant Process and Function, 3(10),

115-126. (in Farsi)

36. Michel, B. E. & Kaufmann, M. R. (1973). The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant

Physiologym 51, 914-916.

37. Mittler, R. (2002). Oxidative stress, antioxidant and stress tolerance. Annual Review of Plant Science,

7, 405-415

38. Mohsenzade, S., Malboobi, M.A., Razavi, K. & Farrahi Aschtiani, S. (2006). Physiological and

molecular responses of Aeluropus lagopoides to water deficit. Environmental and Experimental

Botany, 56, 374-322

39. Molaahmad Nalousi, A., Hatamzadeh, A., Ghasemnezhad, M. & Alibiglouei, M. H. (2015). The

study of physiological and biochemical responses of Agrostis stolonifera and Festuca arundinacea

Schreb. under drought stress. Iranian Journal of Plant Biology, 6(22), 105-116. (in Farsi)

40. Moussa, H. & Abdel-Aziz, S. M. (2008). Comparative response of drought tolerant and drought

sensitive maize genotypes to water stress. Australian Journal of Crop Science, 1, 31-36.

... یاسمز تنش به ینزمیبیس بخشدیام هایکلون و هارقم واکنشجعفری و همکاران: 841

41. Najaf Zadeh, S. & Ehsanpour, A. (2012), Effect of drought stress on some physiological parameters

of two potato cultivars (Kenebec and Concord) under in vitro culture condition. Journal of Aridbiom,

2(1), 70-82. (in Farsi)

42. Nakano, Y. & Asada, K. (1987). Purification of ascorbate peroxidase in spinach chloroplast in

inactivation in ascorbate-depleted medium and reactivation by monodehydro ascorbate radical. Plant

Cell Physiology, 28, 131-133.

43. Nasibi, F. (2011). Effect of different concentrations of sodium nitroprusside (SNP) pretreatment on

oxidative damages induced by drought stress in tomato plant. Iranian Journal of Plant Biology, 3(9),

63-74. (in Farsi)

44. Nouri, A., Nezami, A., Kafi, M. & Hassanpanah, D. (2016), Evaluation of Water Deficit Tolerance

of 10 Potato Cultivars Based on some Physiological Traits and (Solanum tuberosum L.) Tuber Yield

in Ardabil Region. Journal of Crop Ecophysiology, 19(1), 243-268. (in Farsi)

45. Rabbi Angourani, H., PanahandehYengejeh, J., Boland Nazar, S. A., Saba, J. & Zare Nahandi, F.

(2016). The effect of drought stress and salicylic acid on some morpho-physiological and

phytochemistry characteristics of medicinal pumpkin (Cucurbita pepo var. styriaca). Ph.D.

dissertation, Horticultural science, Tabriz University.

46. Ratnayaka, H. H., Molin, W. T. & Sterling, T. M. (2003). Physiological and antioxidant responses of

cotton and spurred anoda under interference and mild drought. Journal of Experimental Botany, 54,

2293-2305.

47. Razavizadeh, R. & Shahriari, E. (2017). Comparative study of drought stress effects on physiological

and defense parameters of some varieties of sorghum under In vitro culture. Journal of Process and

Function, 6 (19), 163-180. (in Farsi)

48. Sairam, R. K. & Srivastava, G. C. (2002). Changes in antioxidant activity in sub-cellular fractions of

tolerant and susceptible wheat genotypes in response to long term salt stress. Plant Science, 162,

897-904.

49. Sanchez-Rodriguez, E., Rubio-Wilhelmi, M., Cervilla, L. M., Blasco, B., Rios, J. J., Rosale, M. A.

S., Romero, L. & Ruiz, J. M. (2010). Genotypic differences in some physiological parameters

symptomatic for oxidative stress under moderate drought in tomato plants. Plant Science, 178, 30-40.

50. Sariri, R., Galvani, M., Fotouhi Ghazvini, R. & Jafarian, V. (2011). The effect of cold temperature

stress on antifreeze protein production and lipid peroxidation in two citrus species. Iranian Journal of

Plant Biology, 3(7), 97-102. (in Farsi)

51. Sharma, P. & Dubey, R. S. (2005). Drought induces oxidative stress and enhances the activities of

antioxidant enzymes in growing rice seedlings. Plant Growth Regulation, 46, 209-221.

52. Sinclair, T. R. & Ludlow, M. M. (1985). Who taught plants the thermodynamics of water? The

unfulfilled potential of plant water potential. Australian Journal of Plant Physiology, 12, 213-217.

53. Smart, R. E. & Bingham, G. E. (1974). Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology,

53(2), 258-260.

54. Soukhtesaraee, R., Ebadi, A., Salami, S. A. & Lesani, H. (2017). Evaluation of oxidative parameters

in three grapevine cultivars under drought stress. Iranian Journal of Horticultural Science, 48(1), 85-98.

(in Farsi)

55. Sreenivasulu, N., Grimm, B., Wobns, U. & Weschke, W. (2005). Asymmetrical leaves induced by

water deficit show asymmetrical photosynthesis in common bean. Brazilian Journal of Plant

Physiology, 17(2), 223-227.

56. Tawfik, K. M. (2008). Effect of water stress in addition to potassiom application on mung bean.

Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2, 42-52.

57. Vendruscolo, A. C. G., Schuster, I., Pileggi, M., Scapim, C. A., Molinari, H. B. C., Marur, C. J. &

Vieira, L. G. C. (2007). Stress-induced synthesis of prolineconfers tolerance to water deficit

intransgenic wheat. Journal of Plant Physiology, 164, 1367-1376.

58. Yadav, R. S. & Bhushan, C. (2001). Effect of moisture stress on growth and yield in rice genotype.

Indian Journal of Agricultural Research, 2, 104-107.

59. Zarrabi, M. M., Talaai, A., Soleimani, A. & Haddad, R. (2010), Physiological Characteristic and

Biochemical Changes Six Olive (Olea europaea L.) Cultivars under Drought Stress. Journal of

Horticultural Science, 24(2), 234-244. (in Farsi)

60. Zokaee Khosro Shahi, M. R., Esna Ashari, M., Ershadi, A. & Imani, A. (2014). Physiological

responses of five almond Species to PEG-induced drought stress. Plant Production Technology, 5(2),

73-88. (in Farsi)