شماره مدرك :
16550
شماره راهنما :
1769 دكتري
پديد آورنده :
منافي، حميده
عنوان :

ارزيابي تحمل به تنش دماي بالاي برخي ارقام توت فرنگي و نقش نيتريك اكسيد و ملاتونين در تغييرات فيزيولوژيكي و بيان ژن هاي شوك حرارتي

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
علوم باغباني (ميوه كاري)
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1400
صفحه شمار :
هفده، ‌175 ص. : مصور،‌ جدول، نمودار
استاد راهنما :
بهرام باني نسب،‌ مهديه غلامي
استاد مشاور :
مجيد طالبي،‌ شاهرخ خاني زاده
توصيفگر ها :
توت فرنگي , دماي بالا , ملاتونين , نيتريك اكسيد , آنتي اكسيدان ها , ژن هاي شوك حرارتي
استاد داور :
مريم حقيقي، پرويز احسان زاده،‌ سعيد عشقي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/05/16
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/05/19
كد ايرانداك :
2718176
چكيده فارسي :
تنش دماي بالا يكي از مهم¬ترين تنش¬هاي غير زيستي است كه مي¬تواند رشد و عملكرد گياهان را به¬دليل اختلال در فرآيندهاي حياتي گياه با افزايش توليد گونه¬هاي فعال اكسيژن و ايجاد تنش اكسيداتيو، تحت تاثير قرار دهد. در ايران كاشت بهاره¬ي توت-فرنگي سبب مي¬شود اين گياهان به ويژه در طول روز در معرض دماهاي بيشتر از 30 درجه¬ي سلسيوس قرار گيرند و در نتيجه خسارات شديدي به رشد رويشي و زايشي گياه وارد شود. بنابراين كاهش اثرات نامطلوب گرما بر گياهان با روش¬هايي مانند كاشت ارقام متحمل به گرما و يا كاربرد برخي تركيبات شيميايي ضروري است. ملاتونين و نيتريك اكسيد از انواع سيگنال¬هاي مولكولي هستند كه بر پاسخ¬¬هاي فيزيولوژيكي و مولكولي گياهان به انواع تنش¬ها و بهبود سازگاري گياهان با تغيير شرايط محيطي نقش دارند. بنابراين پژوهش حاضر در قالب چهار آزمايش جداگانه با اهداف غربالگري ارقام مختلف توت¬فرنگي از نظر تحمل به گرما و همچنين تاثير تيمارهاي ملاتونين و نيتريك اكسيد بر بهبود تحمل به دماي بالا در اين گياهان انجام شد. آزمايش اول با هدف بررسي تحمل به گرماي ارقام مختلف توت¬فرنگي به صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي اجرا شد. به اين منظور هفت رقم توت¬فرنگي (آروماس، كاماروسا، ونتانا، گاويوتا، پاروس، كردستان و كويين اليزا) در پنج شرايط دمايي مختلف (25، 30، 35، 40 و 45 درجه¬ي سلسيوس) به مدت 48 ساعت قرار گرفتند و ويژگي¬هاي مورفولوژيك و فيزيولوژيك آنها مطالعه شد. آزمايش دوم با هدف مقايسه¬ي بيان نسبي ژن¬هاي شوك حرارتي (HSF ها و HSP ها) و NCED در دو رقم كردستان (متحمل به گرما) و ونتانا (حساس به گرما) در دماهاي 25، 35 و 40 درجه¬ي سلسيوس و مدت زمان¬هاي مختلف اعمال تنش (2، 5 و 10 ساعت) انجام شد. در آزمايش سوم اثر كاربرد خارجي غلظت¬هاي مختلف ملاتونين و نيتريك اكسيد (0، 50 و 100 ميكرومولار) بر خصوصيات مورفولوژيك و فيزيولوژيك دو رقم توت¬فرنگي كردستان و ونتانا و با هدف بهبود تحمل به دماي بالا انجام شد. در آخرين آزمايش نيز اثر دو سطح ملاتونين و نيتريك اكسيد (0 و 100 ميكرومولار) بر بيان ژن¬هاي شوك حرارتي و NCED در زمان¬هاي 2، 5، و 10 ساعت پس از اعمال دماهاي 25 و 40 درجه¬ي سلسيوس مطالعه شد. نتايج آزمايش نخست نشان داد ارقام توت¬فرنگي مورد مطالعه، دامنه¬ي تحمل مختلفي به درجه حرارت هاي بالا داشتند. در اين پژوهش هرچند با افزايش تدريجي دما ميزان خسارت ظاهري، هيدروژن پراكسيد و نشت يوني در تمامي ارقام افزايش يافت ولي بيشترين ميزان آنها به ترتيب در ارقام ونتانا، آروماس و كاماروسا مشاهده شد. ارقام كردستان، گاويوتا و كويين اليزا بيشترين ميزان محتواي نسبي آب برگ، كلروفيل كل، كارايي فتوشيميايي فتوسيستم ІІ، ميزان تنظيم كننده¬هاي اسمزي (پرولين، كربوهيدرات¬ها و پروتئين¬هاي محلول)، فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني (سوپر اكسيد ديسموتاز، كاتالاز و گاياكول پراكسيداز) و آنتي¬اكسيدان¬هاي غير آنزيمي (گلوتاتيون احيا، آسكوربيك اسيد و كاروتنوئيد) را در دماهاي بالا دارا بودند. بر اساس نتايج اين پژوهش، ارقام ونتانا، آروماس و كاماروسا حساس به گرما، ارقام كردستان، گاويوتا و كويين اليزا متحمل به گرما و رقم پاروس مابين اين دو گروه قرار گرفت. در آزمايش دوم، در هر دو رقم بيان نسبي ژن¬هاي شوك حرارتي با افزايش دما نسبت به گياهان شاهد افزايش ولي بيان نسبي ژن NCED كاهش يافت. در رقم كردستان ژن¬هاي FaTHSFA2a و HSP90 در زمان دو ساعت پس از اعمال تنش و ژن HSP70 در زمان 10 ساعت پس از اعمال تنش و در رقم ونتانا ژن FaTHSFB1a دو ساعت پس از اعمال دماي 40 درجه¬ي سلسيوس بيشترين بيان نسبي را داشتند. نتايج آزمايش سوم نشان داد كه در غلظت¬هاي پايين (50 ميكرومولار) از بين دو نوع تركيب كاربردي، نيتريك اكسيد در مقايسه با ملاتونين تاثير بيشتري بر بهبود تحمل به دماي بالا داشت در حالي كه در غلظت¬هاي بالا (100 ميكرومولار) كاربرد هر دو تركيب ملاتونين و نيتريك اكسيد بدون تفاوت معني¬دار نسبت به يكديگر، موجب كاهش خسارت ظاهري، هيدروژن پراكسيد، مالون دي¬آلدئيد و افزايش مكانيزم¬هاي آنتي¬اكسيداني در هر دو رقم توت¬فرنگي در دماهاي 35 و 40 درجه¬ي سلسيوس شد. كاربرد اين تركيبات همچنين مقدار پرولين و درصد رطوبت نسبي برگ را افزايش و كارايي فتوشيميايي فتوسيستم ІІ را در مقايسه با گياهان شاهد بهبود بخشيد. در آزمايش چهارم نيز نتايج نشان داد كه كاربرد ملاتونين و نيتريك اكسيد از طريق تنظيم بيان ژن¬هاي پاسخ به تنش مانند HSF ها (FaTHSFA2a و FaTHSFB1a)، HSP ها (HSP70 و HSP90) و NCED مكانيزم¬هاي محافظتي را در پاسخ به تنش دماي بالا (40 درجه¬ي سلسيوس) در گياهان توت¬فرنگي القا نمودند. در مجموع نتايج اين پژوهش نشان داد واكنش ارقام
چكيده انگليسي :
High temperature is one of the major abiotic stress influencing growth plant and yield by disruption of mechanisms of plant survival by inducing oxidative stress. In Iran, planting strawberry in spring will expose plants to higher air temperatures (above 30 °C), particularly in the daytime, that can cause damage to vegetative and reproductive growth of the plant. selection and use of the heat-tolerant cultivars and exogenous application of chemical compounds such as melatonin (ME) and nitric oxide (NO) are the most convenient methods to improve heat stress tolerance in strawberry plants.ME and NO as free radical small signaling molecules are involved in many plant physiological and molecular functions and can modulate plant responses to a variety of biotic and abiotic stresses. This study was designed in four separate experiments in order to screening of different cultivars of strawberry to heat stress and to determine whether ME and NO activates protective responses to heat stress. In the first experiment, seven cultivars of strawberry (Aromas, Camarosa, Gaviota, Kurdistan, Gaviota, Paros, Queen Eliza, and Ventana) were subjected to 5 temperature levels (25, 30, 35, 40, and 45 °C) for 48 hours and their morphological and physiological parameters were eva‎luated. The aim of the second experiment was to compare the relative expression of the heat shock transcription factor proteins (HSFs), heat shock proteins (HSPs), and NCED genes in two strawberry cultivars including Kurdistan as a heat-tolerant cultivar and Ventana as a heat-sensitive cultivar, at temperatures of 25, 35, and 40 °C and three time-points (after 2, 5, and 10 h of exposure to heat). In the third experiment, we investigated the effect of the application of three concentrations of ME and NO (0, 50, and 100 μM) on the morphological and physiological traits of Ventana and Kurdistan strawberry cultivars when the plants were subjected to various temperatures (25, 35, and 40 °C). In the last experiment, the effects of ME and NO (0 and 100 μM) on the expression of the HSFs, HSPs, and NCED genes after 2, 5, and 10 h exposure to 25 and 40 °C were eva‎luated. Results showed that the increasing temperature caused an increase in the heat injury symptoms, hydrogen peroxide, and electrolyte leakage in all cultivars. However, under heat stress conditions, plants of Ventana, Aromas, and Camarosa cultivars had higher content hydrogen peroxide, and electrolyte leakage compare with other cultivars. The Kurdistan, Gaviota, and Queen Eliza had the highest leaf relative water content, total chlorophyll, photochemical efficiency of photosystem ІІ (Fv/Fm), osmotic regulators (proline, carbohydrates and soluble proteins) content, antioxidant enzyme activity (superoxide dismutase, catalase, and guaiacol peroxidase) and non-enzymatic antioxidants (reduced glutathione, ascorbic acid, and carotenoids) under high temperatures. Our results demonstrated that among the seven strawberry cultivars, Ventana, Aromas, and Camarosa are heat tolerant cultivars, Kurdistan, Gaviota, and Queen Eliza are heat sensitive, and Paros is relatively heat sensitive cultivar. In both Kurdistan and Ventana cultivars, heat stress increased the expression level of HSFs, HSPs and decreased the expression level of NCED genes. In Kurdistan cultivar, the maximum expression of FaTHSFA2a and HSP90 were observed when plants subjected to heat shock at 40 °C for 2 h, and the highest expression of HSP60 was obtained at 40 °C for 10 h. In Ventana cultivar,
استاد راهنما :
بهرام باني نسب،‌ مهديه غلامي
استاد مشاور :
مجيد طالبي،‌ شاهرخ خاني زاده
استاد داور :
مريم حقيقي، پرويز احسان زاده،‌ سعيد عشقي
لينک به اين مدرک :

بازگشت