ارزیابی تحمل به شوری در ژنوتیپ های مختلف انگور (vitis l.) با مطالعه تاثیر nacl بر توازن یونی و برخی فاکتور های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی

شوری یکی از تنش های مهم غیرزیستی است که باعث کاهش رشد گیاه و میزان محصول از طریق تنش اسمزی و سمیت یون ها می شود. گیاهان انگور حساسیت متوسط به شوری دارند. شوری کشت انگور را به عنوان یک محصول استراتژیک در زمین های اطراف دریاچه ارومیه تحت تاثیر قرار داده است. در مطالعه حاضر 16 ژنوتیپ انگور بومی آذربایجان از نظر میزان تحمل به شوری غربالگری شدند. گیاهان در محلول هوگلند هوادهی شده حاوی غلظت های مختلف nacl به مدت 14 روز قرار گرفتند. دو ژنوتیپ هیبریدh6 (v. vinifera cv. gharauzum × v. riparia cv. kober 5bb) و قره شانی که توانایی قابل ملاحظه ای در محدود کردن انتقال کلر و سدیم به اندام هوایی نشان دادند، به عنوان ژنوتیپ های متحمل و دو ژنوتیپ قزل اوزوم و شیرازی به عنوان ژنوتیپ های حساس انتخاب شدند. آزمایش های سینتیک جذب و برون-ریزش کلر و سدیم، سنجش تبادلات گازی، برهم کنش کلر با نیترات، آزمایش های بیان ژن و پروفایل اسیدهای آمینه تحت تیمار های مختلف شوری با ژنوتیپ های متحمل و حساس انگور انجام شد. نتایج آزمایش های جذب نشان داد که در غلظت های مختلف شوری و زمان هـای مختلف تیمـار، ژنوتیپ هـای حساس (قزل اوزوم و شیرازی) جذب کلر و سدیم بیشتری در اندام هوایی خود نسبت به ژنوتیپ های متحمل (هیبرید h6 و قره-شانی) داشتند، در مقابل ژنوتیپ های متحمل محتوای کلر ریشه ای بیشتری داشتند. برون ریزش کلر و سدیم نیز در ریشه ژنوتیپ های حساس بیشتر از ژنوتیپ های متحمل بود. ژنوتیپ های هیبرید h6 و قزل اوزوم به ترتیب کمترین و بیشترین جـذب و نیز برون ریزش یون های سمی را نشان دادند. با افزایش غلظت شوری و نیز با گذشت زمان تحت شوری میزان فتوسنتز، سرعت تعرق و هدایت روزنه ای در همه ژنوتیپ ها کاهش یافت. نتایج همبستگی منفی معنی داری (p<0.01) را بین انباشتگی کلر و سدیم در برگ و میزان فتوسنتز نشان داد. همچنین بین هدایت روزنه ای و محتوای آبسیزیک اسید برگ همبستگی منفی معنی داری (p<0.05) وجود داشت. در همه ژنوتیپ ها با کاهش سطح برگ سرعت تعرق نیز کاهش یافت. میزان کاهش فاکتور های مربوط به تبادلات گازی در ژنوتیپ های حساس بیشتر بود. تحت شوری محتوای کلروفیل کل کاهش و محتوای کاروتنوئید ها افزایش یافت، کاهش کلروفیل در ژنوتیپ های متحمل کمتر و افزایش کاروتنوئید ها در همین ژنوتیپ ها بیشتر بود. مطالعه بر هم کنش نیترات و کلر در ژنوتیپ های انگور نشان داد جذب نیترات تحت شوری کاهش یافت، میزان کاهش در ژنوتیپ های حساس بیشتر بود. در غلظت های پایین نیترات (1/0 تا 1 میلی مول) اثر مهاری شوری بر جذب نیترات معنی دار (p<0.05) نبود، اما در غلظت های بالای نیترات (1 تا 10 میلی مول) کاهش جذب نیترات تحت شوری در ژنوتیپ های حساس بیشتر بود. به عبارت دیگر در انگور سیستم lats نسبت به hats به شوری حساس تر بود. فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز با افزایش غلظت نیترات در محیط ریشه در همه ژنوتیپ ها افزایش یافت، در حالی که vmax تحت شوری کاهش نشان داد. کاهش فعالیت آنزیم تحت شوری در ریشه ژنوتیپ های متحمل و در برگ ژنوتیپ های حساس بیشتر بود. بیان 17 ژن مهم -مربوط به هورمون های گیاهی (vvrip1, vvacc oxidase, vverf1, vviaa5, vvgid1l1)، مرگ سلولی (vveds1, vvnhl1)، ناقلین پتاسیم (vvkup1, vvkup2, vvk1.1)، فتوسنتز (vvp450, vvcpn21)، مسیرفنیل پروپانوئید (vvchs, vvpal)، پروتئین ها (vvfs41, vvphp1) و آکواپورین (vvpip2.2، کانال آبی)- تحت شوری در انگور تفاوت معنی داری بین ژنوتیپ های متحمل و حساس نشان داد. همبستگی مثبت معنی-داری بین بیان ژن vvrip1 در برگ و غلظت آبسیزیک اسید در ریشه مشاهده شد. بیان ژن vvgid1l1 در ریشه ژنوتیپ های متحمل افزایش و در ژنوتیپ های حساس کاهش نشان داد. بیان ژن vvnhl1 در برگ همه ژنوتیپ ها و در ریشه ژنوتیپ های متحمل مشابه vveds1 بود، احتمالا این دو ژن در همکاری با هم دیگر در پاسخ های دفاعی انگور مشارکت می کنند. در شرایط شوری همبستگی مثبت معنی داری (p<0.05) بین بیان ژن های ناقلین پتاسیمی -vvkup1، vvkup2 و vvk1.1- در برگ ژنوتیپ های حساس و انباشتگی سدیم در آن ها وجود داشت. بیان ژن های vvpal و vvchs در برگ ژنوتیپ های متحمل تحت شوری افزایش معنی داری (p<0.05) یافت، به نظر می رسد بیان ژن های مربوط به آنزیم های کلیدی مسیر فنیل پروپانوئید در برگ ژنوتیپ های انگور با میزان تحمل گیاهان نسبت به شوری همبستگی داشت. تنش شوری باعث انباشتگی اسیدهای آمینه در انگور شد، انباشتگی اسیدهای آمینه تحت شوری در برگ بیشتر از ریشه بود. میزان انباشتگی پرولین در ژنوتیپ های متحمل بیشتر از ژنوتیپ های حساس بود. پرولین بخش اعظم (بیش از %20) محتوای آمینواسیدهای آزاد گیاه را تحت شوری در ژنوتیپ های مورد مطالعه تشکیل داد. بعد از پرولین، اسیدهای آمینه گلوتامین و آسپاراژین بیشترین انباشتگی را طی تنش شوری داشتند. محتوای پروتئین در برگ ژنوتیپ های انگور تحت شوری افزایش یافت، میزان این افزایش -مثل اسیدهای آمینه- در برگ ژنوتیپ های متحمل بیشتر از ژنوتیپ های حساس بود. بنابراین افزایش مقدار اسیدهای آمینه حداقل در برگ مربوط به تخریب پروتئین ها نبود، به نظر می رسد اسیدهای آمینه به عنوان اسمولیت در کاهش اثرات تنش شوری در انگور نقش داشتند. مجموع نتایج به دست آمده در این مطالعه نشان داد که ژنوتیپ های هیبرید h6 و قره شانی با جذب کمتر یون های کلر و سدیم، کاهش کمتر فتوسنتز و جذب بیشتر نیترات تحمل بیشتری به شوری نشان دادند. همچنین بیان بیشتر ژن های دفاعی و بیان کمتر ناقلین پتاسیم و نیز انباشتگی بیشتر اسید های آمینه در ژنوتیپ های هیبرید h6 و قره شانی تاییدی بر این تحمل بود. بنابراین مجموع آزمایش های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی تفاوت های معنی داری (p<0.05) بین ژنوتیپ های متحمل و حساس نشان دادند.