Effect of glycine betaine application on yield and physiological characteristics of dryland wheat cultivars in Kermanshah
Subject Areas : Journal of Plant Ecophysiology
Mahdi Roozrokh
1
(استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران)
Keywords: Seed, Cultivars, Proline, Spraying, Sardari,
Abstract :
To study the response of dryland wheat (Triticum aestivum L.) cultivars to the exogenous application of glycine betaine, a field experiment was conducted as a factorial based on randomized complete block design with four replications at Field Research at Islamic Azad University, Kermanshah,Iran in 2015-2016. Treatmens included four wheat cultivars, Sardari and Azar 2(drought resistant, Rasad and Owhadi(drought susceptible), and four levels of glycinebetaine application (zero or distillate water as control, 50 mM, 100 mM and 150 mM) were sprayed in two growth stages; early heading and early grain filling. The results showed that in most traits there was a significant differences between the cultivars, and Sardari cultivar was superior to other cultivars in most traits, with the highest grain yield and proline content 3571.88 kg/ha and 29.94 μmol/g respectively. Glycinebetaine spraying at 100 mM had significant increase in spike length, 1000 seeds weight, grain yield, harvest index and proline content. Interaction between cultivars and glycinebetaine concentrations showed that in 100 mM glycine betaine , only two drought resistant cultivars ,Sardari and Azar2, it was the highest and significantly different from other levels of spraying, but in the drought susceptible cultivars, Rasad and Owhadi, there was no significant difference in proline content for different levels of glycinebetaine concentrations, which may be due to the lack of changes in the incidence of related genes in response to osmotic stress. Overall,it can be concluded that there is a positive relationship between proline content and grain yield in drought resistant wheat cultivars.
آقایی سربرزه، م.، ر. رجبی، ر. حق پرست و ر. محمدی.1387 .بررسی و انتخاب ژنوتیپ های گندم نان با استفاده از صفات فیزیولوژیک و شاخص های تحمل به خشکی .نهال و بذر. 24(3) :599-579 .
اکبری،ا.، م.ج. زارع، ع. ا. محرابی و ع.ا. نصراالله نژاد.1390 .بررسی تأثیر کود فسفر و محلول پاشی کلات آهن در میزان جذب عناصر کم مصرف، میزان پرولین و کربوهیدرات های محلول در گندم نان و تعدادی از گونه های اجدادی آن در شرایط دیم. نشریه تولید گیاهان زراعی جلد ششم، شماره اول:17-1 .
جعفر نژاد،ا.، ح. آقایی و گ. نجفیان.1392 .صفات مؤثر بر عملکرد دانة ژنوتیپ های گندم در شرایط آبیاری مطلوب و تنش خشکی دورة زایشی. به نژادی گیاهان زراعی و باغی، دوره 1 ، شماره 1: 22-11 .
حسین پور،ط.، م. روستایی، ع. احمدی، م. بهاری، ر. دریکوند و ف. بازوند. 1391 .تعیین روابط صفات زراعی با عملکرد دانه در ژنوتی پهای پیشرفته گندم دیم. مجله علوم کشاورزی دیم ایران جلد 1 ،شماره2: 39-26 .
رحیمی تشی،ط.،و.نیکنام.1394.بررسی تأثیر پیش تیمار سالیسیلیک اسید بر برخی پاسخ های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گندم Triticum aestivum L. به تنش شوری.مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران).جلد28،شماره306:2-297
ریاحی،ن.،ح.فرحبخش و ا.پسندی پور.1390 .اثر استعمال خارجی پرولین، گلایسین بتائین، سالیسیلیک اسید و آسکوربیک اسید بر کاهش اثرات تنش خشکی در گیاه سورگوم.یازدهمین سمینار سراسری آبیاری و کاهش تبخیر.کرمان.
فرشاد فر،ع.،و همکاران.1392 .ارزیابی ژنوتی پهای گندم نان برای تحمل خشکی با استفاده از صفات آگرو-فیزیولوژیک. مجله زراعت دیم ایران، جلد 1، شماره 3: 85-65.
نواب پور،س.وگ.کاظمی.1392 .مقایسه ارقام مختلف گندم و بررسی روابط بین صفات آن ها با استفاده از روش های آماری یک و چندمتغیره.نشریه تولید گیاهان زراعی،جلد6،شماره:1:203-191 .
Agboma.P.C.,M.G.K.Jones.,P.Peltonen-Sainio., H.Rita., and E. Pehu .1997.Exogenous Glycinebetaine Enhances Grain Yield of Maize, Sorghum and Wheat Grown Under Two Supplementary Watering Regimes. J. Agron. Crop Sci.178(1): 29–37.
Amede ,T.,and S.Schubert.2003.Mechanisms of drought resistance in grain legumes I:Osmotic adjustment .Ethiop. J. Sci. Vol 26:37-46(10).
Bates, L.S.,R.P. Waldren., and I.D.Teare.1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant. soil. 39:205-207.
Bhatti,KH.H.,S.Anwar.,KH.Nawaz.,KH.Hussain.,E.H.Siddiqi,R.Usmansharif.,A.Talat.,and A.Khalid.2013. Effect of Exogenous Application of Glycinebetaine on Wheat (Triticum aestivum L.) Under Heavy Metal Stres Middle-East J. Sci. Res., 14 (1): 130-137.
Bray. E.A., J.Bailey – Serres., and E.Weretilnyk.2000. Response to abiotic stress. pp:1158-1175. In :Molecular biology and biochemistry of plants (Buchanan. B.B). Am. Soc. Plant. Physiol.1376P.
Chen.T.H. H., and N. Murata. 2002.Enhancement of tolerance of abiotic stress by metabolic engineering of betaines and other compatible solutes. Curr. Opin. Plant. Biol.5: 250-257.
Chen.T.H.,and N.Murata.2011. Glycinebetaine protects plants against abiotic stress: mechanisms and biotechnological applications. Plant. Cell . Environ.Vol31(1):1-20.
Díaz-Zorita .M., M.V.Fernández-Canigia.,and G.A.Grosso.2001.Applications of Foliar Fertilizers Containing Glycinebetaine Improve Wheat Yields. J. Agron. Crop. Sci.Vol 186(3):209–215.
Fouda.H.M.,A.E.M. Sharaf.,A.F. Magda .,M.A.F.Shalaby., and E.S.A.kasem.2017. Exogenous glycinebetaine mitigate drought stress in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars . Int. J. Innov.Sci. Vol. 4 Issue 7.
Moinnuddin.A., and R.Khanna – Chopra.2004 Osmotic adjustment in chickpea in relation to seed yield and yield parameters.Crop. Sci.44:449-455
Nofouzi,F.,V.Rashidi and A.R.Tarinejad.2008.Path Analysis of Grain Yield with Its Components in Durum Wheat under Drought Stress. International Meeting on Soil Fertility Land Management and Agroclimatology. Turkey, pp: 681-686.
Quan.R.,M.Shang.,H.Zhang.,Y.Zhao., and J.Zhang.2004.Engineering of enhanced glycine betaine synthesis improves drought tolerace in maize.Plant. Biotechnol. J.Nov;2(6):477-86
Raza.M.A.S.,M.F.Saleem.,M.Jamil., and I.H.Khan.2014. Impact of foliar applied glycinebetaine on growth and physiology of wheat (Triticum aestivum L.) under drought conditions.Pak. J. Agri.Sci.,Vol.51(2),327-334.
Raza.M.A.S.,M.F. Saleem., G.M.Shah.,I.M.Khan.,and A.Raza.2014.Exogenous application of glycinebetaine and potassium for improving water relations and grain yield of wheat under drought. J.
Soil. Sci. Plant. Nut. 2014, 14(2), 348-364. Sawahel.W.,2003.Improved performance of transgenic glycinebetaine accumulation rice plants under drought stress.Biol. Plantarum.47(1):39-44. Yancey.P.H. 2001.Water stress, osmolytes and proteins. Am.Zool.41(4):699-209.
_||_