اثر سطوح مختلف کلرید پتاسیم و دما بر برخی خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمایی دانهال نارنج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه زنجان

چکیده

چکیده
دمای پایین یکی از عوامل محیطی مهم محدود‌کننده در توسعه کشت و تولید مرکبات است. یکی از راهکارهای افزایش تحمل گیاهان به تنش‌های غیرزیستی، تغذیه با کودهای پتاسه می‌باشد. بر این اساس، در تحقیق حاضر اثرات مصرف کلریدپتاسیم با غلظت‌های مختلف ( صفر، 5/2، 5 و 10 میلی‌مولار) و تحت سطوح مختلف دمایی صفر، 3- و 25 درجه سانتی‌گراد بر واکنش‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی شاخساره‌های جوان نارنج به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در موسسه تحقیقات مرکبات کشور(رامسر) و در سال 1392 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر مقادیر کارتنوئید و پراکسیداسیون‌لیپیدها در دمای 3- درجه سانتی‌گراد و تیمار صفر میلی‌مولار کلریدپتاسیم مشاهده شد. حداکثر مقدار کلروفیلa ، b و کل در بالاترین غلظت کلریدپتاسیم و دمای 25درجه سانتی‌گراد مشاهده گردید. حداکثر میزان پرولین نیز در غلظت صفرمیلی‌مولار کلریدپتاسیم و دمای 3- درجه سانتی‌گراد مشاهد شد. به طورکلی پتاسیم با افزایش محتوی آب‌برگ و کاهش متابولیت‌های ثانویه‌ای مانند پرولین وهمچنین کاهش پتانسیل آب ‌برگ، موجب افزایش پایداری غشاء سلولی و تحمل‌پذیری نارنج به دمای پایین گردید.

چکیده
دمای پایین یکی از عوامل محیطی مهم محدود‌کننده در توسعه کشت و تولید مرکبات است. یکی از راهکارهای افزایش تحمل گیاهان به تنش‌های غیرزیستی، تغذیه با کودهای پتاسه می‌باشد. بر این اساس، در تحقیق حاضر اثرات مصرف کلریدپتاسیم با غلظت‌های مختلف ( صفر، 5/2، 5 و 10 میلی‌مولار) و تحت سطوح مختلف دمایی صفر، 3- و 25 درجه سانتی‌گراد بر واکنش‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی شاخساره‌های جوان نارنج به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در موسسه تحقیقات مرکبات کشور(رامسر) و در سال 1392 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر مقادیر کارتنوئید و پراکسیداسیون‌لیپیدها در دمای 3- درجه سانتی‌گراد و تیمار صفر میلی‌مولار کلریدپتاسیم مشاهده شد. حداکثر مقدار کلروفیلa ، b و کل در بالاترین غلظت کلریدپتاسیم و دمای 25درجه سانتی‌گراد مشاهده گردید. حداکثر میزان پرولین نیز در غلظت صفرمیلی‌مولار کلریدپتاسیم و دمای 3- درجه سانتی‌گراد مشاهد شد. به طورکلی پتاسیم با افزایش محتوی آب‌برگ و کاهش متابولیت‌های ثانویه‌ای مانند پرولین وهمچنین کاهش پتانسیل آب ‌برگ، موجب افزایش پایداری غشاء سلولی و تحمل‌پذیری نارنج به دمای پایین گردید.
چکیده
دمای پایین یکی از عوامل محیطی مهم محدود‌کننده در توسعه کشت و تولید مرکبات است. یکی از راهکارهای افزایش تحمل گیاهان به تنش‌های غیرزیستی، تغذیه با کودهای پتاسه می‌باشد. بر این اساس، در تحقیق حاضر اثرات مصرف کلریدپتاسیم با غلظت‌های مختلف ( صفر، 5/2، 5 و 10 میلی‌مولار) و تحت سطوح مختلف دمایی صفر، 3- و 25 درجه سانتی‌گراد بر واکنش‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی شاخساره‌های جوان نارنج به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در موسسه تحقیقات مرکبات کشور(رامسر) و در سال 1392 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حداکثر مقادیر کارتنوئید و پراکسیداسیون‌لیپیدها در دمای 3- درجه سانتی‌گراد و تیمار صفر میلی‌مولار کلریدپتاسیم مشاهده شد. حداکثر مقدار کلروفیلa ، b و کل در بالاترین غلظت کلریدپتاسیم و دمای 25درجه سانتی‌گراد مشاهده گردید. حداکثر میزان پرولین نیز در غلظت صفرمیلی‌مولار کلریدپتاسیم و دمای 3- درجه سانتی‌گراد مشاهد شد. به طورکلی پتاسیم با افزایش محتوی آب‌برگ و کاهش متابولیت‌های ثانویه‌ای مانند پرولین وهمچنین کاهش پتانسیل آب ‌برگ، موجب افزایش پایداری غشاء سلولی و تحمل‌پذیری نارنج به دمای پایین گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of different levels of potassium chloride and temperature on some physiological and biochemical characteristics of Citrus Aurantium seedlings

نویسنده [English]

  • zeinab rafierad
zanjan University
چکیده [English]

Abstract
Low temperature is one of the most important limiting environmental factors the development and production of citrus cultivar. One of solution for improvement of plant tolerance to abiotic stresses is nutrition of potassium fertilizers. Accordingly, in this study, the effects of KCl consumption with different concentrations (0, 2.5, 5 and 10mM) and in (0, -3 and 25° C) temperatures on physiological and biochemical responses of young shoots of citrus were evaluated in a completely randomized design at the Citrus Research Institute in the city of Ramsar in 1392, with four replications . Results showed that in treatment of 0 mM potassium chloride and temperature of -3 (°C) was observed the maximum of carotenoid and lipid peroxidation. The maximum chlorophyll a, b, total were observed in highest concentration of potassium chloride and temperature of 25 °C. Highest proline, were occurred in 0 mM concentration potassium chloride and temperature -3 °C. Generally, potassium by increasing of leaf water content and decreasing secondary metabolites such as proline and leaf water potential causes to increase of cell membrane stability tolerance in low temperature stress.
Abstract
Low temperature is one of the most important limiting environmental factors the development and production of citrus cultivar. One of solution for improvement of plant tolerance to abiotic stresses is nutrition of potassium fertilizers. Accordingly, in this study, the effects of KCl consumption with different concentrations (0, 2.5, 5 and 10mM) and in (0, -3 and 25° C) temperatures on physiological and biochemical responses of young shoots of citrus were evaluated in a completely randomized design at the Citrus Research Institute in the city of Ramsar in 1392, with four replications . Results showed that in treatment of 0 mM potassium chloride and temperature of -3 (°C) was observed the maximum of carotenoid and lipid peroxidation. The maximum chlorophyll a, b, total were observed in highest concentration of potassium chloride and temperature of 25 °C. Highest proline, were occurred in 0 mM concentration potassium chloride and temperature -3 °C. Generally, potassium by increasing of leaf water content and decreasing secondary metabolites such as proline and leaf water potential causes to increase of cell membrane stability tolerance in low temperature stress.
Abstract
Low temperature is one of the most important limiting environmental factors the development and production of citrus cultivar. One of solution for improvement of plant tolerance to abiotic stresses is nutrition of potassium fertilizers. Accordingly, in this study, the effects of KCl consumption with different concentrations (0, 2.5, 5 and 10mM) and in (0, -3 and 25° C) temperatures on physiological and biochemical responses of young shoots of citrus were evaluated in a completely randomized design at the Citrus Research Institute in the city of Ramsar in 1392, with four replications . Results showed that in treatment of 0 mM potassium chloride and temperature of -3 (°C) was observed the maximum of carotenoid and lipid peroxidation. The maximum chlorophyll a, b, total were observed in highest concentration of potassium chloride and temperature of 25 °C. Highest proline, were occurred in 0 mM concentration potassium chloride and temperature -3 °C. Generally, potassium by increasing of leaf water content and decreasing secondary metabolites such as proline and leaf water potential causes to increase of cell membrane stability tolerance in low temperature stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • lipid peroxidation
  • Proline
  • Potassium chloride
  • Citrus Aurantium
1.Ahire, M.L., Laxmi, S., Walunj, P.R., Kavi Kishor, P.B., and Nikam, T.D. 2013. Effect of
potassium chloride and calcium chloride induced stress on in vitro cultures of (Bacopa
monnieri L.) Pennell and accumulation of medicinally important bacoside. J. Plant Biochem.
Biotechnol. 23: 366-378.
2.Antolin, M.C., and Sanchez–Diaz, M. 1993. Photosynthetic nutrient use efficiency, nodule activity
and solute accumulation in drought stressed alfalfa plants. Photosynthetica. 27: 595-604.
3.Ashraf, M. 1994. Breeding for salinity tolerance in plants. Crit. Rev. Plant Sci. 13: 42-17.
4.Azzarello, E., Mugnai, S., Pandolfi, C., Masi, E., Marone, E., and Mancuso, S. 2009.
Comparing image (fractal analysis) and electrochemical (impedance spectroscopy and
electrolyte leakage) techniques for the assessment of the freezing tolerance in olive. Trees.
23: 159-167.
5.Bandyopadhyay, U., Das, D., and Banerjee, R.K. 1999. Reactive oxygen species: Oxidative
damage and pathogenesis. Current Sci. 77: 658-666.
6.Banuls, J., and Primo-Millo, E. 1992. Effect of chloride and sodium on gas exchange
parameters and water relations of citrus plants. Physiol. Plant. 86: 115-123.
7.Bates, L.S., Waldren, R.P., and Tears, I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water
stress studies. Plant Soil. 39: 205-207.
8.Beringer, H., and Troldenier, G. 1980. The influence of K nutrition on the response of plants
to environmental stress. Potassium research–Review and trends, 11th Congress of the
International Potash Institute, Bern, Switzerland, Pp: 189-222.
9.Berova, M., Zlatev, Z., and Stoeva, N. 2002. Effect of Paclobutrazol on wheat seedling under
low temperature stress. Plant Physiology. 28: 75-84.
10.Chen, Y., Zhang, M., Chen, T., Zhang, Y., and An, L. 2006. The relationship between
seasonal changes in anti –oxidative system and freezing tolerance in the leaves of evergreen
woody plans of Sabina. South Afr. J. Bot. 72: 272-279.
11.Cicek, N., and Cakirlar, H. 2002. The effect of salinity on some physiological parameters in
two maize cultivars. BULG. J. Plant Physiol. 28: 66-74.
12.Clarkson, D.T., and Hanson, J.B. 1980. The mineral nutrition of higher plants. Annu. Rev.
Plant Physiol. 31: 239-298.
13.Compose, P.S., Quartin, V., Ramalho, J.C., and Nunes, M.A. 2003. Electrolyte leakage and
lipid degradation account for cold sensitivity in leaves of Coffeasp. Plant J. Plant Physiol.
160: 283-292.
14.Davies-Fs, M.M.A. 1991. Fertilization of freezing-damaged Hamlin orange tree. Proceedings
of the Florida state Horticultural society. 103: 9-12.
15.Degl’ Innocentia, E., Hafsib, C., Guidia, L., and Navari-Izzoa, F. 2009. The effect of
salinity on photosynthetic activity in potassium-deficient barley species. J. Plant Physiol.
166: 1968-1981.
16.Devi, B.S.R., Kim, J.Y., Selvi, S.K., Lee, S., and Yang, D.C. 2012. Influence of potassium
nitrate on antioxidant level and secondary metabolite genes under cold stress in Panax
ginseng. Rus. J. Plant Physiol. 59: 318-325.
17.Ding, Y.C., Chang, C.R., Luo, W., Wu, Y.S., Ren, X.L., Wang, P., and Xu, G.H. 2008. High
potassium aggravates the oxidative stress induced by magnesium deficiency in rice leaves.
Pedosphere. 18: 316-327.
18.Farooq, M., Aziz, T., Chemma, Z.A., Hussian, M., and Khaliq, A. 2008. Activation of
antioxidant system by KCl improves the chilling tolerance in hybrid maize. J. Agron. Crop
Sci. 194: 438-448.
19.Ferrat, I.L., and Lovat, C.J. 1999. Relation between relative water content, Nitrogen pools
and growth of Phaseolus vulgaris L. and P. acutifolius, A. Gray during water deficit. Crop
Science. 39: 467-474.
20.Fotouhi Ghazvini, R., Baghbanha, M.R., Hatamzadeh, A., and Heidari, M. 2008. Effect of
water stress on freezing tolerance of Mexican lime (Citrus aurantifolia L.) seedling. Hort.
Environ. Botechnol. 49: 267-280.
21.Gong, X., Chao, L., Zhou, M., Hong, M., Luo, L., Wang, L., Ying, W., Cai, J., Songjie, G.,
and Hong, F. 2011. Oxidative damages of maize seedlings caused by exposure to a
combination of potassium deficiency and salt stress. Plant Soil, 340: 443-452.
22.Hafsi, C., Romero-Puertas, M.C., del-Río, L.A., Sandalio, L.M., and Abdelly, C. 2010.
Differential antioxidative response in barley leaves subjected to the interactive effects of
salinity and potassium deprivation. Plant Soil, 334: 449-460
23.Hakerlerler, H., Oktay, M., Eryuce, N., and Yagmur, B. 1997. Effect of potassium sources on
the chilling tolerance of some vegetable seedlings grown in hotbeds. P 317-327, In: A.E.
Johnston (Ed.), Food Security in the WANA Region, the Essential Need for Balanced
Fertilization, Basel, Switzerland.
24.He, D.Y., and Yu, S.W. 1995. In vitro selection of a high proline producing variant rom rice
callus and studies on its salt tolerance, Acta phytophysiol. Sin. 21: 65-72.
25.Hoagland, D.R., and Arnon, D.I. 1950. The water-culture method for growing plants without
soil, California Agricultural Experiment Station Circular, 337p.
26.Kaanane, A., Kane, D., and Labuza, T.P. 1998. Time and temperature effect on stability of
Moroccan processed orange juice durind storage. J. Food Sci. 53: 1470-1473.
27.Kafi, M., Zand, E., Kamkar, B., Mahdavi-Damghani, A., and Abbasi, F. 2010. Plant
physiology 2 (translate). Jihad-e-Daneshgahi of Mashhad press, 676p.
28.Kafkafi, U. 1990. The functions of plant K in overcoming environmental stress situations.
22nd Colloquium, International Potash Institute, Bern, Switzerland, Pp: 81-93.
29.Kaya, C., Ashraf, M., Dikilitas, M., and Atilla, L. 2013. Alleviation of salt stress-induced
adverse effects on maize plants by exogenous application of indole-3-acetic acid (IAA) and
inorganic nutrients – A field trial-AJCS. 72: 249-254.
30.Kaya, C., Tuna, A.L., Ashraf, M., and Altunlu, H. 2007. Improved salt tolerance of melon
(Cucumismelo L.) by the addition of proline and potassium nitrate. Environmental and
Experimental Botany. 60: 397-403.
31.Kushad, M.M., and Yelenosky, G. 1987. Evaluation of Polyamine and proline levels during
low temperature acclimation of citrus. Plant Physiol. 84: 692-695.
32.Leng, P., and Qi, J.X. 2003. Effect of anthocyanin on David peach (Prunus davidiana
Franch) under low temperature stress. Sci. Hortic-Amsterdam. 97: 27-39.
33.M. Oosterhuis, D., A. Loka, D., M. Kawakami, E., and Pettigrew William, T. 2014. The
Physiology of Potassium in Crop Production. Advances in Agronomy. 126: 84-93.
34.Marschner, H. 1995. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic press, London, UK,
Pp: 213-255.
35.Mikkelson, R.L. 2005. Tomato Flavor and Plant Nutrition: A Brief Review. Better crops.
89: 14-16.
36.Pearce, R.S. 2001. Plant freezing and damage. Ann Bott –London. 87: 417-424.
37.Pietrini, F., Chaudhuri, D., Thapliyal, A.P., and Massacci, A. 2005. Analysis of chlorophyll
fluorescents in mandarin leaves during photo-oxidative cold shock and recovery. Agr. Eco.
Environ. 106: 189-198.
38.Poirier, M., Lacointe, A., Ameglo, T., and Ball, M. 2010. Semi physiological model of cold
hardening and dehardening in walnut stem. Tree Physiol. 30: 1555-1569.
39.Prasad, T.K., Anderson, M.D., Martin, B.A., and Stewart, C.R. 1994. Evidence of chillinginduced
oxidative stress in maize seedlings and a regulatory role for hydrogen peroxide.
Plant Cell. 6: 65-74.
40.Rathert, G. 1983. Effects of high salinity stress on mineral and carbohydrate metabolism of
two cotton varieties. Plant Soil. 73: 247-256.
41.Saneoka, H., Moghaieb, R.E.A., Premachandra, G.S., and Fujita, K. 2004. Nitrogen nutrition
and water stress effects on cell membrane stability and leaf water relation. Environmental
and Experimental Botany. 52: 131-138.
42.Shabala, L., Cuin, T.A., Newman, I.A., and Shabala, S. 2005. Salinity induced ion flux
patterns from the excised roots of Arabidopsis SOS mutants. Planta. 222: 1041-1050.
43.Silva, M.A., Jifon, J.L., Silva, J.A.G., and Sharma, V. 2007. Use of physiological parameters as
fast tools to screen for drought tolerance in sugarcane. Brazil. J. Plant Physiol. 19: 193-201.
44.Soloviera, M.A. 1974.Winter hardiness of fruit plants. Proc. XIX Int. Hort. Cong. 3: 92-104.
45.Syvertsen, J.P., and Garcia–Sanchez, F. 2014. Multiple abiotic stresses occurring with
salinity stress in citrus. Environmental and Experimental Botany. 103: 128-137.
46.Tajvar, Y., Fotouhi, G.R., Hamidoghli, Y., and Sajedi, R.H. 2010. Evaluation of some
biochemical and physiological responses in two Citrus cultivars under freezing stress. 4rd
Intl, Symp, Biol., University of Ferdowsi, Mashhad, Iran, Pp: 120-135.
47.Verslues, P.E., Agrawal, M., Katiyar–Agrwal, S., Zhu, J., and Zhu, J.K. 2006. Methods and
concepts in quantifying resistance to drought, salt and freezing, abiotic stresses that affect
plant water status. Plant J. 45: 523-539.
48.Wen Xu, Y., Ting Zoua, Y., M. Husaini, A., Wei Zeng, J., Liang Guan, L., Liu, Q., and Wu,
W. 2011. Optimization of potassium for proper growth and physiological response of
Houttuynia cordata Thunb. Environmental and Experimental Botany. 71: 292-297.
49.Yelenosky, G., and Guy, C.L. 1989. Freezing tolerance of Citrus, Spinach and Petunia leaf
tissue osmotic adjustment and sensitivity to freeze induced cellular dehydration. Plant
Physiol. 89: 444-451.
50.Yurtseven, E., Kesmez, G.D., and Unlukara, A. 2005. The effect of water salinity and
potassium levels on yield, fruit quality and water consumption of a native central Anatolian
tomato species (Lycopersicon esculantum). Agric. Water Manage. 78: 128-135.