Plant Process and Function

fa آثار مورفو فیزیولوژیک پرتو گاما بر گونه چمانواش بلند Morpho-physiological effects of gamma radiation on Tall fescue (Festuca arundinacea Scurb.) سایر موارد others پژوهشي Research پرتوگاما از پرتو‌های یون‌ساز است که به‌منظور القاء جهش در گونه‌های مختلف گیاهی استفاده می‌گردد. این مطالعه به‌منظور بررسی پاسخ‌های رشدی و فیزیولوژیکی دو ژنوتیپ 75C (ژنوتیپ بومی) و Pacer (ژنوتیپ خارجی) از گونه چمانواش بلند به پرتوگاما و همچنین تعیین دز مناسب پرتوگاما جهت استفاده در برنامه به‌نژادی از طریق جهش این گونه صورت گرفت. بذرهای هر دو ژنوتیپ در معرض دزهای مختلف پرتو شامل 50، 100، 150، 200، 300 و 400 گری حاصل از چشمه کبالت 60 قرار گرفتند. نمونه‌های پرتودیده بههمراه نمونه‌های شاهد در گلدان کشت و در شرایط گلخانه نگهداری شدند. نتایج نشان داد که دز پایین پرتوگاما (50 گری) اثر محرکی بر میزان رشد گیاهچه هر دو ژنوتیپ مورد بررسی داشت. به‌هرحال، دزهای بالای پرتو (100 تا 400 گری) سبب کاهش معنی‌داری در صفات درصد زنده‌مانی و ارتفاع گیاه و افزایش تعداد روز تا سبزشدن در هر دو ژنوتیپ گردید. همچنین، دزهای بالای پرتو سبب کاهش معنی‌داری در فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و افزایش معنی‌داری در میزان پرولین و مالون‌دی‌آلدهید در گیاهچه هر دو ژنوتیپ در مقایسه با گیاهان شاهد گردید. نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی نشان داد که همبستگی مثبتی بین زنده‌مانی و رشد گیاه با میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی وجود دارد. بااین‌حال، رشد گیاه همبستگی منفی با میزان پرولین و مالون‌دی‌آلدهید بعد از پرتودهی نشان داد. در ژنوتیپ بومی چمانواش (75C) حساسیت بیشتری به تنش پرتوگاما از لحاظ میزان رشد نسبت به ژنوتیپ خارجی Pacer مشاهده گردید. براساس تجزیه پروبیت، دزهای 212 و 223 گری پرتوگاما به‌عنوان دزهای 50 درصد کشندگی (LD50) بهترتیب در ژنوتیپ 75C و Pacer تعیین شد. براساس نتایج حاصل از این بررسی، تنش پرتوگاما تأثیر منفی بر زنده‌مانی، ویژگی‌های مورفولوژیکی و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی چمانواش بلند نشان داد و دزهای 200 تا 250 گری می‌تواند به‌عنوان دز مناسب پرتوگاما جهت استفاده در برنامه‌های به‌نژادی از طریق جهش در این گونه مورداستفاده قرار گیرد. Gamma radiation is being used to induce mutation in diverse plant species. The present study investigated the growth and physiological responses of two tall fescue genotypes, 75C (native genotype) and Pacer (foreign genotype) to gamma radiation, as well as program for determination of the proper dose of gamma radiation for the mutation breeding of this species. Seeds of two genotypes of tall fescue were subjected to different doses, including 50, 100, 150, 200, 300 and 400 Gray (Gy) of gamma ray from a 60Co (Cobalt-60) source. Irradiated and non-irradiated seeds were sown in pots and then grown under controlled conditions in the greenhouse. Growth and physiological aspects associated with plant tolerance to oxidative stress were examined. The results revealed that the low dose (50 Gy) of gamma radiation stimulated seedling growth of both genotypes. However, high doses (100-400 Gy) significantly reduced seedling survival and plant height, and enhanced days to seedling emergence. Furthermore, high doses of radiation reduced activities of antioxidant enzymes (especially catalase and superoxide dismutase), and increased the contents of proline and malondialdehyde (MDA) in the seedlings of both genotype as compared with non-iradiated plants. Biplot analysis indicated that positive correlations existed between the growth and survival of plant with antioxidant enzyme activities and negative correlations were obsereved between the plant growth and proline plus MDA contents. The native genotype (75C) was more sensitive to gamma-ray as compared with Pacer genotype. According to the probit analysis, the 50% lethal dose (LD50) for 75C and Pacer genotypes were 212 and 223 Gy of gamma radiation, respectively. Based on the results of the present study, gamma rays stress negatively affected survival, morphological traits, and antioxidant enzymes activities in tall fescue and dosages ranging from 200 to 250 Gy is recommended as the appropriate dose of irradiation for mutation breeding programs in tall fescue. پرتوگاما, چمانواش بلند, آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان, دز 50 درصد کشندگی (LD50) Gamma radiation, Tall fescue, Antioxidant enzymes, the 50% lethal dose (LD50) 37 54 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-343-2&slc_lang=fa&sid=1 Rahim Amirikhah رحیم امیری خواه r.amirikhah@ag.iut.ac.ir No Department of Horticulture, College of Agriculture, Isfahan University of Technology Isfahan, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان Nematollah Etemadi نعمت اله اعتمادی etemadin@cc.iut.ac.ir Yes Department of Horticulture, College of Agriculture, Isfahan University of Technology Isfahan, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان Mohammad R. Sabzalian محمدرضا سبزعلیان sabzalian@iut.ac.ir No Department of Plant Production and Genetics, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان Ali Nikbakht علی نیکبخت anikbakht@iut.ac.ir No Department of Horticulture, College of Agriculture, Isfahan University of Technology Isfahan, Iran گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان