واژه های کلیدی: فارسی و انگلیسی:
1-تنش خشکی 2- گندم پاییزه 3-جوانه زنی
1-Drought stress 2-winter wheat 3-Germination
بیان مسئله: (توضیح در مورد ابعاد مختلف موضوع)
خشکسالی و تنش حاصل از آن یکی از مهمترین و رایج ترین تنش های محیطی است که تولیدات کشاورزی و محصول گندم را با محدودیت روبرو ساخته و بازده استفاده از مناطق نیمه خشک و دیم را کاهش داده است، از دیدگاه کشاورزی پراکنش نزولات غالباً منطبق با نیازهای زراعی نبوده و محصول گندم ها دچار تنش های ممتد و یا موقت خشکی می شوند، لذا به کارگیری روش های به زراعی و به نژادی و استفاده از ارقام مقاوم به خشکی امکان استفاده بهینه از مناطق نیمه خشک و دیم را بیشتر نموده و به سطح زیر کشت و بازدهی این مناطق می افزاید. در زمینه تنش های خشکی آزمایش های زیادی در دنیا صورت گرفته ولیکن در اکثر موارد رابطه صفات گیاه با عملکرد واضح نبوده، و اثر متقابل شدید ژنوتیپ و محیط در چنین شرایطی به بی اعتباری نتائج این گونه آزمایش ها بیش از پیش افزوده است به همین علت اثر متقابل ژنوتیپ و محیط که عمدتاً متاثر از شرایط سخت محیطی است انتخاب و ارزیابی ارقام مقاوم به خشکی کار مشکلی است و عملکرد دانه به عنوان مهم ترین شاخص انتخاب ارقام مقاوم به خشکی تحت تاثیر عوامل محیطی و ژنوتیپی متنوعی است که تهیه ژنوتیپ کاملاً مقاوم به خشکی را غیرممکن می سازد. بنابراین نام ارقام مقاوم به خشکی غالباً به ارقامی اطلاق می شود که به طور نسبی در مقابل تنش های خشکی مقاومت کنند و افت عملکرد چشمگیری نداشته باشند.
5-اهمیت و ضرورت انجام تحقیق: (توجیه اجرای طرح و فواید ناشی از آن به طوری که ضرورت آن احساس و اهمیت آن آشکار گردد)
تنش نتیجه روند عادی فرآیندهای فیزیولوژیک است که از تاثیر یک یا ترکیبی از عوامل زیستی و محیطی حاصل می شود، مقاومت به تنش را می توان به دو مکانیزم متفاوت یعنی تحمل تنش و اجتناب از تنش تقسیم نمود. اجتناب از تنش زمانی صورت می گیرد که گیاه از لحاظ ترمودینامیک با تنش به حالت تعادل نمی رسد، لذا بوسیله مانع فیزیکی یا متابولیک از تنش دور نگه داشته می شود در حالی که تحمل تنش زمانی است که گیاه از نظر ترمودینامیک با تنش به حالت تعادل رسیده و صدمه نمی بیند و چنانکه آسیب ببیند قابلیت ترمیم آن را دارد، به عنوان یک راه حل عملی جهت دستیابی به ارقام متحمل گندم به خشکی اصلاح عملکرد بر اساس اجزای مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی عملکرد گیاه پیشنهاد شده است و اعتقاد بر این است که انتخاب بر این اساس در شرائط تنش بهتر از آن است که انتخاب صرفاً بر اساس عملکرد صورت گیرد، فیشر و ماورر (Fisger & Maurer, 1978) دو مرحله در تهیه ارقام مقاوم به خشکی را مطرح نمودند، ابتدا بر اساس عملکرد و دانه در شرائط تنش آبی به گونه ای شدید و سریع غربال می شوند، سپس نمونه های باقی مانده بر اساس مورفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی مهم و مرتبط با عملکرد و موثر در مقاومت به خشکی غربال می گردند.
6-اهداف تحقیق (کلی و ویژه):
1-مطالعه تاثیر تنش خشکی روی عملکرد دانه – وزن هزار دانه – وزن تر و خشک کل – محتوی رطوبت نسبی برگ – پایداری غشاء سیتوپلاسمی – تعداد سنبله در پنجه – تعداد دانه در سنبله.
2-امکان شناسایی بهترین رقم و بهترین روش غربال یا انخاب ارقام گندم نسبت به خشکی بلر اساس دسته بندی مجموعه ای از رو شها
3-مطالعه ارتباط شاخص های موروفولوژیک فیزیولوژیک و بیوشیمیایی با عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم در شرایط تنش خشکی و شرائط عادی
4-امکان بررسی سطح مقادیر محصولات تخریبی حاصل از تاثیر خشکی در مولکولهای پروتئین – امکان استخراج سطوح آنزیم ها – هورمون ABA و اسید آمینه پرولین – پروتئین های محلول برگ
5-امکان استخراج محصولات تخریبی دی هیدروکسی گوآنوزین – مالون دی آلدئید
6-امکان استخراج آنزیم های آنتی اکسیدانت سوپراکسید دیسموتاز (SOD) – کاتالاز (CAT) – لیپید پراکسیداز – گلوتاتیون پراکسیداز (GTx).
7-متغیرهای تحقیق:
1-عملکرد اقتصادی یا محصول دانه 2-عملکرد بیولوژیکی 3-شاخص برداشت 4-تعداد سنبله 5-وزن سنبله 6-تعداد دانه در سنبله 7- وزن هزار دانه 8-وزن خشک کل 9-پروتئین های محلول در برگ 10-پایداری غشاء سیتوپلاسمی 11-محتوی رطوبت نسبی برگ 12-اسید آبسیک (ABA) 13-پرولین برگ 14-آنزیم های SOD – CAT – GTx 15-محصولات تخریبی دی هیدروکسی گوانوزین – مالون دی آلدئید.
1-فرضیه ها یا پرسش های تحقیق:
به صورت فرض یا فرض های ویژه: 1-مقاوم ترین و متحمل ترین ارقام گندم در برابر خشکی دارای ارتباط منطقی بیشتری با صفات مورفولوژیکی فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی می باشند. 2-بهترین روش انتخاب ارقام مقاوم به خشکی و مناسبترین رقم در این طرح قابل شناسایی و تشخیص می باشد 3-تاثیر کمبود آب روی عملکرد دانه، و شاخصهای مختلف قابل مطالعه و بررسی است.
به صورت پرسش یا پرسش های ویژه:
1-با توجه به پلی ژنیک بودن صنعت مقاومت به خشکی آیا می توان به دنبال شناخت مجموعه ای از صفات مرتبط با مقاومت به خشکی بود یا خیر، 2-آیا می توان بهترین صفات مورفولوژیکی فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مرتبط با مقاومت به خشکی در ارقام گندم را شناسایی نمود. 3-آیا می توان ارتباط منطقی و معنی داری را بین صفات بیوشیمیایی ازجمله آنزیم های آنیت اکسیدانت و محصولات تخریبی با اجزاء عملکرد و عملکرد را جستجو نمود.
9-ادبیات با پیشینه تحقیق: (بیان تحقیقات و کارهای که تا کنون در زمینه موضوع مورد مطالعه انجام شده و نتایج آن به صورت مستند منتشر شده است، به طوری که نتایج حاصل از این مطالعات در توجیه هدف طرح بکار گرفته شود)
(Honchinal, et al, 1994) به این نتیجه رسیدند که ژنوتیپ هایی از گندم که برای کشت در مناطق خشک و نیمه خشک مناسب می باشند عملکردشان 39 درصد پاین تر از عملکرد آنها در محیط های مطلوب می باشد بنابراین ژنوتیپ هایی از گندم که در برنامه های اصلاحی مورد استفاده قرار می گیرند باید قادر به تحمل تنش های محیطی باشند به نحوی که عملکردشان را نیز در حد قابل قبولی نگاه دارند: جستجوی ارقام که هم در شرایط مطلوب و هم در شرایط خشک از عملکرد مناسب و قابل توجهی برخوردار باشند مسئله پیچیده ای است که دلیل این امر معنی دار بودن اثرات متقابل ژنوتیپ محیط می باشد (Tesfaye etal. 1998)، به همین جهت راه حلهای مختلف توسط محققین ارائه شده است که به شرح زیر می باشند: 1-انتخاب ژنوتیپ ها بر اساس عملکرد بالقوه (Braun etal., 1998)
2-انتخاب ژنوتیپ ها بر اساس شاخص های مختلف هم در محیط های مطلوب و هم در محیط های پرتنش
3-انتخاب بر اساس عملکرد و صفات مرتبط با عملکرد (Fernandez etal.,1992)
حسین پناه (1374)، در مطالعه خود برروی عملکرد و اجزاء آن در 22 رقم گندم در شرائط تنش و بدون تنش به این نتیجه رسیدند که ارقام از نظر عملکرد دانه – تعداد سنبله در متر مربع – ارتفاع بوته – طول سنبله – تعداد پنجه وزن هزار دانه و تعداد دانه در سنبله با یکدیگر اختلاف معنی داری دارند
9-مورگان (Morgan, 1984) به این نتیجه رسید ارقامی از جو که دارای ظرفیت با ظرفیت بالای تنظیم اسمزی تحت تنش خشکی می باشند دارای عملکرد بیشتری نسبت به انواع کم ظرفیت خود تحت همان شرائط می باشند دنیلز و اسکوات (Daniels and scett, 1991) با بررسی کارایی مصرف آب در کشت گندم و سویا نتیجه گرفتند که رشد و عملکرد دانه تحت شرائط نرمال آبیاری و استرس معنی داری را با یکدیگر نشان می دهند.
مطالعات نشان می دهند که یکی از ویژگیهای مهم ارقام گندم در ارتباط با مقاومت نسبت به خشکی پایداری غشاء سیتوپلاسمی می باشد و با اندازه گیری این صفت در شرائط تنش می توان لاینهای مقاوم را شناسایی نمود (خودگامی، ع و همکاران. 1376).
با توجه به اینکه تراکم 2O2H در شرائط تنش خشکی می تواند در گندم منجر به صدمات اکسیداتیو و نابودی کار ساخت و ساز گردد در گیاهان و موجودات زنده پراکسید هیدروژن بوسیله کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز سم زدایی می شود (ukedad, et al., 1991)
گلوتاتیون پراکسیداز کاهش پراکسی هیدروژن را با استفاده از گلوتاتیون احیاء شده کاتالیز می کند و از سلولها در برابر آسیب های ناشی از اکسایش حفاظت می نماید. (Ester bamer, 1996)