تقييم تحمل طرز وراثية من الذرة البيضاء(Sorghum bicolor (L.) Moench)للإجهاد المائي اعتماداً على بعض الصفات الفسيولوجية والبيوكيميائية

Abstract

نفذت الدراسة في مخابر قسم المحاصيل الحقلية والهيئة العامة للتقانة الحيوية، ومزرعة أبي جرش في كلية الزراعة بجامعة دمشق، خلال الموسم الزراعي 2017/2016، بهدف تقييم استجابة بعض طرز الذرة البيضاء للإجهاد الحلولي Osmotic stress عند مستوى البادرة الفتية باستعمال تقانة الغربلة المخبرية، بالاعتماد على تقانة الاستجابة للتحريض الحلولي، ودراسة أهمية التحريض في تحسين تحمل البادرات للمستويات المميتة من الإجهاد الحلولي. ونفذت تجربة أخرى عند مستوى النبات الكامل في الأصص الزراعية، لتقييم أداء الطرز الوراثية المدروسة بالاعتماد على صفة كفاءة استعمال المياه (WUE) بالطريقة الوزنية استجابة لظروف الإجهاد المائي (50% من السعة الحقلية، بالإضافة إلى بعض الصفات الشكلية والفيزيولوجية والبيوكيميائية المرتبطة وراثياً بتحسين التحمل مع مراعاة المحافظة على كفاءة المحصول الإنتاجية. وضعت التجربة المخبرية وفق التصميم العشوائي البسيط (CRD) بمعدل ثلاثة مکررات سبب ازدياد الإجهاد الحلولي في محلول النمو تراجعاً معنوياً في متوسط طول البادرات وتراجع متوسط طول البادرات طرداً ومعنوياً مع ارتياد شدة الإجهاد الحلولي في وسط النمو -وسبب المستوى الحلولي المميت 1.8 Mpa) انخفاضاً مقداره 50.03% في طول البادرات . بالمقارنة مع الشاهد، ويُعد تبعاً لذلك بمنزلة المستوى الحلولي المميت الأمثل. وكانت نسبة الانخفاض في طول كل من الجذور والبادرات الأدنى معنوياً (7.77 8.45% على التوالي) عند المستوى الحلولى المحرض (0.4 Mpa) بالمقارنة مع باقي المستويات الحلولية المحرضة، وبعد بمنزلة المستوى الحلولي - المحرض الأمثل. وكان متوسط نسبة الانخفاض في طول الجذور والبادرات الأدنى معنوياً في البادرات المحرصة (1087 9.37 يتم على التوالي)، في حين كان الأعلى معنوياً لدى البادرات غير المعرضة (75-33:1741 سم على التوالي، ما يشير إلى أهمية التحريض في تحسين كفاءة بادرات الذرة البيضاء على تحمل المستويات الحلولية المميتة.. تصنف طرز الذرة البيضاء الرزينية ICSV25274 كطرز وراثية عالية التحمل للإجهاد الحلولي، في حين تُصنف طرز الذرة البيضاء ICSSH29، و ICSV574 و NTI كطرز مفرطة الحساسية للإجهاد الحلولي، لأنها أبدت أدنى طول كلي للبادرات وأعلى نسبة انخفاض فيها. وضعت تجربة الأصص الزراعية وفق تصميم القطاعات العشوائية الكاملة (RCBD) بمعدل ثلاثة مكررات لكل طراز. كان متوسط كمية المياه المنتوحة التراكمية الأعلى معنوياً لدى الطراز الوراثي 35274 165,500 S كم أصيص)، تلاه وبفروقات معنوية الطراز الوراثي 84 135.40 كغ اصيص)، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الطرازين الوراثيين الرزينية، و ICSB675 وبدون فروقات معنوية بينهما (49.36، 47.85 كغ أصيص على التوالي). وكان متوسط كمية المادة الجافة الكلية الأعلى معنوياً لدى الطراز الوراثي IS25280 (1844)، تلاه وبفروقات معنوية الطراز الوراثي ICSSH29 (1708)، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الطرز الوراثية الرزينية ، ICSB675، و ICSB479 وبدون فروقات معنوية بينها (570.00 50530، 469.30 ع على التوالي. ويُعزى أيضاً التباين في كمية المادة الجافة الكلية المصنعة بين الطرز الوراثية إلى التباين في معدل فقد المياه بالنتح، ومن ثم كمية المياه الكلية المنتوحة. كان متوسط كفاءة استعمال المياه الأعلى معنوياً لدى الطراز الوراثي 25280 V 2020 ع مادة حافة مع الماء)، تلاه ويفروقات معنوية الطرازين .

الوراثيين 324 CSSH 29 ،ICS 17.66 1793 - مادة جافة مع الماء على التوالي). وبدون فروقات معنوية بينهما، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الطراز الوراثي ICSB479 (7.35 غ مادة حافة كع ماء). عموماً، تصنف الطرز الوراثية 25280 ICSSH29 ،ICSV ICSB324 ضمن الطرز الوراثية الكفوءة Capacity types لأنها صنعت كمية أكبر من المادة الجافة باستهلاك كمية أقل من المياه، في حين تصنف الطرازان الوراثيان SSV84 35274 ICSV ضمن الطرز الوراثية غير الكفوءة Conductance types، ولكن ارتبطت فيها أيضاً زيادة معدل فقد المياه بالنتح بزيادة معدل التمثيل الضوئي، ومن ثم كمية المادة الحافة. الكلية المصنعة، فهي أيضاً ذات كفاءة إنتاجية مرتفعة ولكن لا ينصح بزراعتها في البيئات ذات . الموارد المائية المحدودة بالمقارنة مع الطراز ICSV25280. كان متوسط الوزن الجاف للأجزاء الهوائية الأعلى معنوياً لدى الطراز الوراثي IS25280 1793.0 غ - نبات )، تلاه وبفروقات معنوية الطراز الوراثي - ISSH29 (626) - نبات ، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الطرز الوراثية الرزينية ICSB479 ،ICSB675 - وبدون فروقات معنوية بينها (7،4473،4163 510 غ ، نبات على التوالي). عموماً، تؤدي زيادة حجم ووزن الأجزاء الأرضية إلى زيادة مساحة سطوح الامتصاص، ما يؤدي إلى امتصاص كمية أكبر من المياه والعناصر المعدنية المغذية الداخلة مع تيار المياه، والواصلة إلى الأجزاء الهوائية، ما يؤدي إلى زيادة معدل نموها وتطورها. كان متوسط نسبة الذائبات المتسربة عبر الأغشية السيتوبلاسمية الأعلى معنوياً لدى الطرز الوراثية ICSV25280 ICSB324 ،ICSB479، والرزينية (0.59، 0.70، 0.76، 0.84 على التوالي وبدون فروقات معنوية بينها، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الطرازين الوراثيين 84 0.4025274 0.0.41) وبدون فروقات معنوية بينها، وكان متوسط محتوى السكريات الدواية في الكحول الأعلى معنوياً لدى الطراز الوراثي الرزينية (172.0- ميكرو - غرام - ع - المادة خضراء)، في حين كان الأمني معنوياً لدى الطرازين -الوراثيين ICSB 324 ،ICSV25280 وبدون فروقات معنوية بينها (111.8، 112.6 ميكرو غرام غ على التوالي). وكان متوسط محتوى الأوراق من البرولين الأعلى معنوياً لدى الطرز الوراثية ICSSH30 ICSV 25274 ICSB324 SV84 وبدون فروقات معنوية بينها (4.895، 4364، 4.255 4.085 مع ع وزن رطب على التوالي)، في حين كان الأدنى معنوياً لدى الطرز الوراثية 675 ICSV25280 S، والرزينية وبدون فروقات معنوية بينها -(1.483 1521، 1.704 مع . ع وزن رطب على التوالي). عموماً ، تقوم نباتات الذرة البيضاء بتصنيع البرولين، والسكريات الذواية بالكحول تحت ظروف الإجهاد الماني، ويساعد بشكل عام تراكمها في تحسين تحمل النباتات للإجهاد المالي، من خلال زيادة كمية المياة الممتصة، وتصبحإلى حد ما كافية لتعويض كمية المياه المنتوحة والمحافظة على جهد الامتلاء داخل الخلايا النباتية الضروري لاستمرار استطالتها. وقد لوحظ أيضاً أن بعض الطرز الوراثية التي حافظت على سلامة أغشيتها السيتوبلاسمية (نسبة تسرب الذائبات الأدنى معنوياً مثل (ICSSH30) ICSV3527484) كان لديها معدل تراكم البرولين الأعلى معنوياً (4.895 4.085 (4.255)، ما يُشير إلى أهمية هذه الحافظات الحلولية Osmoprotectants في المحافظة على استقرار الأغشية الخلوية وسلامتها. عموماً، يوصى باعتماد تقانة الغربلة المطورة أنفاً لتقييم أداء طرز الذرة البيضاء في طور البادرة الفتية بعد التأكد حقلياً من فعاليتها. وبخاصة في حال وجود عدد كبير جداً من الطرز الوراثية لتوفير الجهد والوقت والمال، كون هذه التقانة المخبرية سريعة جداً ولا تتطلب تجهيزات مكلفة ومعقدة. وتصنف الطرز الوراثية ضمن الطرز الوراثية الكفوءة، في استعمال المياه ICSB324 ICSSH29 ،ICSV25280 وهي طرز مرغوب بها من وجهة نظر إنتاجية، في حين تُصنف الطرازان الوراثيان SSV84 ICSV35274 ضمن الطرز الوراثية غير الكفوءة ، وهي طرز غير مرغوب بها في البيئات المجهدة مانياً.