تاثیر اکوتیپ و تاریخ کاشت بر تحمل به تنش یخ‏زدگی در گیاه دارویی سیر (Allium sativum L.) تحت شرایط کنترل شده

Abstract

مقدمه سیر گیاهی با تحمل نسبتا بالا به سرمای زمستانه است اما سرمای شدید پاییز و زمستان در مناطق سرد از جمله عواملی است که رشد و بقای گیاهان را تحت تاثیر قرار می دهد. از اینرو به نظر می‏رسد که یکی از عوامل مهم موفقیت کاشت پاییزه، شناسایی گیاهان متحمل به سرما در این مناطق می‏باشد. برای ارزیابی و شناسایی گیاهان متحمل به تنش سرما و برای پرهیز از بعضی محدودیت‏های اجتناب ناپذیردر ارزیابی‏های مزرعه‏ای، انواع مختلف آزمون‏های یخبندان مصنوعی ابداع شده است. آزمون نشت الکترولیت‏ها یکی از این روش‏ها است که ساده، قابل تکرار، ارزان و نسبتا سریع می‏باشد که درجه آسیب غشای سلولی ناشی از تنش را تعیین می‏کند. هنگامی که بافت‌های گیاه توسط سرما آسیب می‌بینند فعالیت غشاء کاهش یافته و الکترولیت‌های داخل سلول به خارج آن نشت می‌کنند. این توسط محققان زیادی گزارش شده است که تنش سرما نشت الکترولیت ها را افزایش می‏دهد و این صفت می‏‏تواند به عنوان یک ملاک ارزیابی تحمل به یخ‏زدگی استفاده شود. همچنین دمایی که سبب 50 درصد نشت الکترولیت ها از سلول های گیاهی می شود به عنوان دمای 50 درصد کشندگی و آستانه خسارت مورد استفاده قرار گرفته است. مواد و روش ها به منظور بررسی تحمل به یخ ‏زدگی سیر آزمایشی در سال 1391 در دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل با چهار تکرار اجراشد. فاکتورهای آزمایشی شامل دو تاریخ کاشت (28 شهریور و 30 مهر) و چهار اکوتیپ سیر (بجنورد، تربت حیدریه، خواف و نیشابور) بودند. گیاهان پس از رشد و خوسرمایی در شرایط طبیعی در معرض هشت دمای یخ ‏زدگی (دمای صفر (شاهد)، 3-، 6-، 9-، 12-، 15-، 18- و 21- درجه سانتی‏ گراد) قرار گرفتند. پس از یخ ‏زدگی درصد نشت الکترولیت‏ ها و سپس دمای کشنده 50 درصد نمونه ‏ها براساس درصد نشت الکترولیت‏ ها تعیین شد.درصد بقای آنها نیز پس از 21 روز رشد در گلخانه ارزیابی شد. نتایج درصد نشت الکترولیت‏ ها در هر چهار اکوتیپ سیر در کاشت دوم نسبت به کاشت اول کاهش یافت، ولی بیشترین کاهش در اکوتیپ خواف (11.3درصد) مشاهده شد، در صورتی که در اکوتیپ تربت حیدریه این کاهش 1.1درصد بود. در هر دو تاریخ کاشت نشت الکترولیت‏ها تا دمای 15- درجه سانتی‏گراد تقریبا ثابت بود و در دماهای کمتر از آن روندی افزایشی داشت، اما این افزایش در گیاهان کاشت اول نسبت به گیاهان کاشت دوم بیشتر بود، به طوری که با کاهش دما از 15- درجه سانتی‏گراد به 21- درجه سانتی‏گراد درصد نشت الکترولیت‏ها در گیاهان کاشت اول و دوم به ترتیب حدود 34 و 24 درصد افزایش داشت. در زمان اعمال تنش یخ ‏زدگی غالب گیاهان کاشته شده در شهریور ماه، در مرحله چهار برگی و گیاهان کشت شده در مهرماه در مرحله دو برگی بودند و هر چند که گیاهان کاشت اول مدت بیشتری تحت شرایط طبیعی و در نتیجه خوسرمایی قرار داشتند اما درصد نشت الکترولیت‏ها در آنها بیشتر بود. این موضوع ممکن است به دلیل ذخیره غذایی بیشتر گیاهان کاشت دوم باشد. درصد نشت الکترولیت‏ها در اکوتیپ‏های تربت حیدریه و بجنورد در هر دو تاریخ کاشت تا دمای 15- درجه سانتی‏گراد ثابت بود و بعد از آن با کاهش دما افزایش داشت، در حالی که در اکوتیپ‏های خواف و نیشابور در کاشت اول کاهش دما به ترتیب از دمای 6- و 12- درجه سانتی‏گراد سبب افزایش درصد نشت الکترولیت‏ها شد. با وجود این در دو اکوتیپ اخیر (خواف و نیشابور) در کاشت دوم تا دمای 15- درجه درصد نشت الکترولیت‏ها نسبتا ثابت بود و در دماهای پایینتر درصد نشت الکترولیت‏ها افزایش داشت. بنظر می‏رسد رشد بیشتر گیاه و پیشرفت به سمت مراحل رویشی بالاتر منجر به تحمل کمتر گیاهان کاشت اول شده باشد. مقادیر کمتر دمای 50 درصد کشندگی نشان‏دهنده تحمل بیشتر به سرما می‏باشد و میزان این شاخص در کاشت مهرماه کمتر بود لذا می‏توان اظهار داشت که کاشت زودتر سیر (28 شهریور ماه) احتمالا سبب افزایش حساسیت گیاه به سرما شده است. بین درصد نشت الکترولیت‏ها و درصد بقاء همبستگی منفی و معنی‏داری (*0.70-r=) وجود داشت. به عبارتی با افزایش درصد نشت الکترولیت‌ها از درصد بقاء گیاهان کاسته شد. نتیجه‏ گیری در کاشت اول درصد نشت الکترولیت‏ها از اکوتیپ‏های خواف و نیشابور با قرار گرفتن در معرض دماهای 6- و 9- درجه سانتی‏گراد روند افزایشی پیدا کرد، در صورتی که در دو اکوتیپ دیگر این وضعیت از دمای 15- درجه سانتی‏گراد شروع شد. این در حالی بود که در کاشت دوم در هر چهار اکوتیپ این روند از دمای 15- درجه سانتی‏گراد اغاز شد. عکس العمل متفاوت اکوتیپ‏ها به تنش یخ‏زدگی به ویژه در کاشت اول احتمالا به دلیل خصوصیات ژنتیکی و منشا جغرافیایی آنها می‏باشد. مرحله رشدی نیز در تحمل به سرمای گیاهان موثر بود، به طوریکه اکوتیپ‏های خواف و نیشابور در مراحل رشدی پایین‏تر (گیاهان کاشت دوم) تحمل به یخ‏‏زدگی بالاتری نسبت به مراحل رویشی پیشرفته از خود نشان دادند و لذا به نظر می‏رسد که دو اکوتیپ مذکور در کاشت دیرتر تحمل به سرمای بیشتری نسبت به کاشت اول دارند. اکوتیپ‏ های تربت حیدریه و بجنورد از نظر پایداری غشا تحت تنش سرما در هر دو کاشت پاییزه واکنش مناسبتری نشان دادند، با وجود این تداوم این مطالعات در شرایط کنترل شده و مزرعه اطلاعات بیشتری را در خصوص مکانیزم تحمل به سرمای این گیاه در شرایط زمستان واقعی فراهم خواهد ساخت.