توسعة گیاهان زراعی با صفات مطلوب ریشه ای، آن ها را قادر می سازد تا در خاکهای شور و دارای محدودیت آبی، عملکرد بالاتری داشته باشند. هدف از اجرای این مطالعه، تعیین سطوح مورد نظر پتانسیل آب خاک، به منظور دستیابی به واکنش های رشدی ریشه و شناسایی تفاوت ژنوتیپی از نظر طول ریشه اصلی و انشعابات ریشه در پاسخ به تنش خشکی بود. در این پژوهش، سه آزمایش گلخانه ای جداگانه با استفاده از لوله های پی وی سی (قطر 5/10 سانتی متر و طول 50 سانتی متر)، در مرحله رویشی گندم، به صورت فاکتوریل و در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. تنش خشکی در پتانسیل آب خاک 7-تا 8-مگاپاسکال، به عنوان پتانسیل مناسب برای ایجاد پاسخ رشدی معنی دار ریشه تعیین شد. بین ارقام گندم از نظر واکنش رشدی ریشه به تنش خشکی، تفاوت معنی داری مشاهده شد. خشکی سبب کاهش رشد سیستم ریشه ای همه ارقام از جمله طول ریشه های اصلی، طول دو ریشه بلندتر، تعداد ریشه اصلی و فاصله اولین انشعاب تا نوک ریشه، به ترتیب به میزان 19، 21، 37 و 46 درصد در مقایسه با شاهد شد. کاهش مقادیر صفات رشدی ریشه برای ارقام متحمل به خشکی در مقایسه با ارقام حساس، کمتر بود. تفاوت ژنوتیپی در پاسخ رشدی ریشه به تنش خشکی در ارقام گندم، بیانگر وجود فرصت های مناسب برای بهبود تحمل به خشکی از طریق به نژادی گیاهی است.

1خشکی یکی از مهم ترین تنش های غیرزیستی است که بقا، رشد و تولید گیاهان را در بسیاری از مناطق جهان از جمله ایران محدود می کند. از نظر ژنتیکی، گونه های مختلف راهکار های متفاوتی را برای مقابله با خشکسالی اتخاذ می کنند. یکی از راهکار هایی که گیاهان برای سازگاری با تغییرات محیطی در خود تکامل داده اند، حافظه تنش است. در این پژوهش ژنوتیپ های مختلف این گونه که قبلاً از تلاقی پلی کراس حاصل شده بودند، به منظور بررسی حافظه تنش خشکی، و تحمل تنش خشکی در گلخانه آموزشی-پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان ارزیابی شدند. بدین منظور 33 ژنوتیپ گونه برموگراس در سه محیط رطوبتی شاهد (C)، یک بار تنش (D2) و دو بار تنش خشکی (D1D2) به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو تکرار به صورت آزمایش گلدانی مورد بررسی قرار گرفتند. تنش خشکی منجر به کاهش عملکرد علوفه خشک و وزن خشک ریشه، شد. عملکرد علوفه خشک در تیمار یک بار تنش 45% و در تیمار دو بار تنش 36% نسبت به شاهد کاهش داشت؛ این نتایج حاکی از نقش حافظه تنش خشکی در تعدیل تنش از طریق تأثیر بر برخی از صفات مورفولوژیک بود. میزان کاهش وزن خشک ریشه در شرایط یک بار تنش 32% و در شرایط دو بار تنش 19% نسبت به محیط شاهد بود که اثر معنی دار حافظه تنش بر رشد ساختار ریشه ای را نشان می دهد. بر اساس نتایج تجزیه به مؤلفه های اصلی، ژنوتیپ های برتر برای پژوهش های آینده شناسایی شدند. در مجموع نتایج نشان داد که بروموگراس نرم توانایی فعال کردن برخی سازوکارهای حافظه تنش خشکی مرتبط با صفات مورفولوژیک و ریشه را دارد.

تنش شوری یکی از عوامل محدود کننده تولید در بسیاری از گیاهان زراعی از جمله برنج است. هدف از اجرای این تحقیق، بررسی واکنش 89 لاین خویش آمیخته نوترکیب حاصل از تلاقی دو رقم برنج ایرانی طارم محلی و خزر تحت دو شرایط بدون تنش و تنش شوری هشت دسی زیمنس بر متر در مرحله رویشی بود. آزمایش به صورت گلدانی و در شرایط هوای آزاد در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. نتایج تجزیه واریانس مرکب تحت دو شرایط بدون تنش و تنش شوری نشان داد که اثر لاین و برهمکنش لاین× تنش برای کلیه صفات مورد مطالعه معنی دار و نشان دهنده واکنش متفاوت لاین ها در دو شرایط بود. نتایج تجزیه واریانس ساده نیز نشان داد که اختلاف بین لاین ها در هر دو شرایط برای همه صفات در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. ارزیابی ضرایب همبستگی بین صفات نشان داد که تحت هر دو شرایط آزمایشی، بالاترین ضریب همبستگی بین دو صفت زیست توده و وزن خشک ساقه وجود داشت. تجزیه رگرسیون گام به گام برای صفت زیست توده تحت شرایط بدون تنش نشان داد که به ترتیب صفات طول ریشه، نسبت وزن ریشه به اندام هوایی، تعداد پنجه در روز 120 و ارتفاع بوته در روز 120، مهم ترین صفات موثر بر زیست توده بودند، در حالی که تحت شرایط تنش شوری، علاوه بر این چهار صفت دو صفت سطح ریشه و حجم ریشه نیز به عنوان صفات موثر بر زیست توده شناسایی شدند. نتایج تجزیه به عامل ها نیز نشان داد که تحت شرایط بدون تنش و تنش شوری، به ترتیب سه و پنج عامل مستقل و پنهانی، دلیل وجود همبستگی بین زیست توده و سایر صفات در لاین ها هستند. تجزیه خوشه ای به روش حداقل واریانس Ward تحت شرایط بدون تنش، لاین ها را در چهار گروه قرار داد که گروه چهارم شامل لاین های با ارزش بالاتر از میاتگین کل برای بیش تر صفات بود. تحت شرایط شوری نیز لاین ها در سه گروه قرار گرفتند و لاین های گروه اول دارای بیش ترین مقدار زیست توده و کم ترین نمره ژنوتیپی و متحمل به شوری بودند. در کل نتایج این تحقیق نشان داد که لاین های شماره 6، 9، 13، 14، 17، 18، 23، 24، 34، 39، 44، 45، 68، 79 و 80 علاوه بر زیست توده بالا، دارای مقادیر بالایی برای بیش تر صفات مورد مطالعه نسبت به سایر لاین ها بودند و بنابراین می توانند به عنوان لاین های متحمل به شوری در تحقیقات بعدی مورد توجه قرار گیرند.

تنش­ های محیطی از جمله شوری بر میزان و کیفیت متابولیت­های ثانویه گیاهان دارویی تاثیر زیادی دارند. در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر شوری بر خصوصیات فیتوشیمیایی گیاه دارویی شاهدانه (Cannabis sativa L. ) آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 5 تیمار شوری (0، 2، 4، 6 و 8 دسی زیمنس بر متر) و در سه تکرار در پژوهشکده گیاهان دارویی کرج در سال 1398 به اجرا در آمد. میزان عناصر پتاسیم و سدیم با دستگاه دستگاه فلیم فتومتر و کلر به روش رنگ­سنجی در اندام های برگ و ریشه گیاه و همچنین میزان ترکیبات کانابینوئیدی برگ گیاه شامل تتراهیدروکانابینول (THC[1])، کانابیدول (CBD[2]) و کانابیکرومن (CBC[3]) با دستگاه GC/MS مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری (P≤0. 01) بین تیمارهای مختلف شوری ازنظر میزان سدیم، پتاسیم، کلر و کانابینوئیدهای THC، CBD و CBC وجود داشت. با افزایش سطح شوری، میزان یون های سدیم و کلر در برگ و ریشه نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت و بیشترین مقدار سدیم برگ و ریشه (به ترتیب 81/15، 06/14 میلی گرم در گرم) در تیمار شوری 8 دسی زیمنس بر متر مشاهده شد. همچنین افزایش غلظت شوری سبب کاهش پتاسیم برگ و ریشه گیاه شد و بیشترین میزان پتاسیم برگ و ریشه (به ترتیب 83/34، 46/34 میلی گرم در گرم) مربوط به تیمار شاهد بود. بیشترین میزان THC و CBD (به ترتیب 94/7 و 45/1 میلی گرم بر گرم گیاه خشک) در غلظت شوری 4 دیسی زیمنس بر متر و بیشترین میزان CBC در شوری 2 دیس زیمنس بر متر (012/0 میلی گرم بر گرم برگ خشک) به دست آمد. بنابراین شوری سبب تغییر میزان کانابینوئیدهای گیاه شاهدانه شده و بیشترین میزان THC، CBD و CBC در سطوح پایین شوری حاصل شده­است.

بمنظور ارزیابی تغییرات الگوی پروتئینی ارقام متحمل و حساس گندم به تنش خشکی در مرحله گیاهچه ای و شناخت مکانیسم تحمل به تنش در آنها، دو رقم گندم بهاره شامل کویر (بعنوان رقم متحمل) و بهار (بعنوان رقم حساس) در اطاقک رشد کشت شدند. تجزیه پروتئوم از طریق الکتروفورز دوبعدی و رنگ آمیزی کوماسی بلو برای دو رقم انجام شد و بترتیب تعداد 20 و 86 لکه پروتئینی تکرارپذیر دارای تفاوت معنی دار بین تیمارهای شاهد و تنش خشکی در رقم کویر و بهار مشخص شدند. با استفاده از روش MALDI-TOF/TOF تعداد 18 و 84 عدد از لکه های پروتئینی در رقم کویر و بهار شناسایی شدند. در مجموع کلیه پروتئین های دارای تغییر بیان معنی دار مربوط به رقم کویر در شش گروه عملکردی تفکیک شدند که شامل چرخه کالوین (هفت لکه پروتئینی)، واکنش نوری فتوسنتز (چهار لکه)، اسمیلاسیون نیتروژن و انتقال پروتون (دو لکه)، بیوسنتز نشاسته و گلیکولیز (یک لکه) و پروتئین های ناشناخته (سه لکه) بودند. تعداد گروه های عملکردی پروتئین ها در رقم بهار تنوع بیشتری داشت و در 11 گروه عملکردی قرار گرفتند، در حالی که در این رقم نیز مانند رقم کویر بیشترین درصد پروتئین ها مربوط به چرخه کالوین (35 لکه پروتئینی)، واکنش نوری فتوسنتز (22 لکه)، اسمیلاسیون نیتروژن (هشت لکه) و انتقال پروتون (پنج لکه) بودند. بطور کلی، در رقم کویر بیشترین پروتئین های مربوط به چرخه کالوین، فروکتوز-بیس فسفات آلدولاز (سه لکه) و پیش ماده زیرواحد کوچک روبیسکو (دو لکه) بودند. در حالی که در رقم بهار بیشترین پروتئین ها در چرخه کالوین، به ترتیب شامل پروتئین روبیسکو اکتیواز A (هفت لکه)، فروکتوز 1 و 6-بیس فسفات آلدولاز (شش لکه) و زیر واحد بزرگ کاتالیز کننده روبیسکو (پنج لکه) بودند. از طرف دیگر در رقم بهار بیشترین پروتئین ها درگروه واکنش نوری فتوسنتز مربوط به، پروتئین های OEC (12 لکه) بودند. در حالی که در رقم کویر از هر پروتئین کمپلکس (Cyt) b6/f، پروتئین متصل شده به کلروفیل a/b، CYP38 و HCF136 یک پروتئین تحت تنش القا شدند. همچنین در ارقام کویر و بهار بیشترین پروتئین ها درگروه اسمیلاسیون نیتروژن، آنزیم گلوتامین سنتتاز (GS) بود. در مجموع این نتایج، به شناسایی و درک بهتر مسیرهای متابولیکی و پروتئین های مهم تر و مؤثرتر در تحمل و حساسیت گندم کمک خواهد کرد.

هدف از این آزمایش بررسی اثر تنش دمای بالا و پایین بر تغییرات رشد، فتوسنتز و فعالیت آنتی اکسیدانی گوجه فرنگی در مرحله رشد رویشی بود. گیاهان رشد کرده در سیستم هیدروپونیک تحت تأثیر تنش دمایی 40 و 10 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت قرار گرفتند و با گیاهان شاهد در دمای گلخانه 2± 25 درجه سانتی گراد مقایسه شدند. همه گیاهان پس از اعمال تنش به گلخانه با شرایط بهینه منتقل شدند و پس از 10 روز دوباره فاکتورهای رشد بررسی شد. نتایج مقایسه ای بین این سه دما نشان داد که بیشترین میزان وزن تر شاخساره در تیمار شاهد مشاهده شد. در شرایط تنش دمای بالا، 7/56 درصد کاهش وزن تر نسبت به تیمار شاهد و در تنش دمای پایین 3/65 درصد کاهش مشاهده شد. وزن تر ریشه نیز به طور مشابهی در تیمار شاهد بیشترین میزان بود و تنش گرمایی، 45 درصد و تنش سرمایی، 6/64 کاهش را نسبت به شرایط دمای بهینه نشان داد. حجم ریشه با اعمال تنش گرمایی و سرمایی کاهش معنی داری نشان داد و میزان نرخ فتوسنتز در شرایط معمولی گلخانه بیشترین میزان و در شرایط تنش گرمایی کمترین میزان را نشان داد. به طورکلی می توان بیان کرد که تنش دمایی در این مطالعه صفات رشدی و فتوسنتزی را بیشتر از صفات آنتی اکسیدانی تحت تأثیر قرار داد.

به منظور بررسی اثر تنش های آبی دوره ای بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام کینوا (Chenopodium quinoa Wild) آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد در سال 1397 بر پایه ی کشت گلدانی با 4 تکرار اجرا گردید. تیمارهای مورد بررسی در این پژوهش شامل 5 سطح تنش دوره ای آبی (بدون تنش، تنش در دوره رویشی، مرحله گلدهی، مرحله دانه بستن و کل دوره رشد) بود. نتایج نشان داد که تنش های آبی دوره ای در سطح احتمال یک درصد بر صفات تعداد برگ، تعداد سنبله، طول سنبله، قطر ساقه، ارتفاع بوته، شاخص سبزینگی، وزن هزار دانه، عملکرد دانه و بهره وری مصرف آب و در سطح احتمال 5 درصد بر تعداد شاخه جانبی و عرض سنبله معنی دار شد. نتایج نشان داد که بیشترین میزان وزن هزار دانه (99/3 گرم)، عملکرد دانه (2/21 گرم)، ارتفاع (9/67 سانتی متر) در تیمار آبیاری بدون تنش آبی و بهره وری مصرف آب (14/2 کیلوگرم در متر مکعب) در تیمار تنش در کل دوره رشد مشاهده شد. کاهش آب آبیاری به میزان 50 درصد در تیمارهای رویشی، گلدهی، دانه بستن و کل دوره رشد منجر به کاهش معنی دار وزن هزار دانه به میزان 0/19، 0/9، 5/4 و 6/26 درصد و عملکرد دانه به میزان 3/19، 8/11، 5/7 و 2/21 درصد شد.

در این تحقیق اثر اسید آمینه سیستئین در کاهش تنش فلز سنگین کبالت در گیاه ریحان بنفش (Ocimum basilicum) مورد بررسی قرار گرفت و پارامترهای وزن تر اندام هوایی و ریشه، سطح برگ، مقدار کلروفیل های a و b، کاروتنوئید، میزان آنتوسیانین، ترکیبات فنلی کل و محتوای قند احیا کننده اندازه گیری شد. تحقیق به صورت دو آزمایش جداگانه در دو گروه پیش تیمار سیستئین و تیمار توام سیستئین و کبالت انجام شد. به این منظور از غلظت های 0، 500 و 2500 میکرومولار سیستئین و 0، 100 و 500 میکرومولار کبالت استفاده شد. غلظت بالای کبالت باعث کاهش در رنگیزه های فتوسنتزی، سطح برگ، طول ریشه و ساقه، وزن تر ریشه و اندام هوایی، افزایش در قندهای احیاء، آنتوسیانین و محتوای فنل کل گردید. سیستئین باعث کاهش در وزن تر ریشه، قند احیاء، آنتوسیانین، و فنل کل نسبت به گیاهانی شد که تنها با کبالت تیمار شده بودند، همچنین سیستئین باعث افزایش سطح برگ، وزن تر اندام هوایی و ریشه و رنگیزه های فتوسنتزی گردید. نتایج حاصل از تیمارهای سیستئین در غلظت های متفاوت نشان داد که پیش تیمار سیستئین در غلظت های پایین کبالت تاثیر بیشتری نسبت به غلظت های بالای کبالت دارد در حالی که تیمار توام سیستئین در غلظت های بالاتر کبالت تاثیرگذارتر است.