بررسی تحمل به سرما در برخی از ژنوتیپ های گندم نان در مرحله گیاهچه ای تحت شرایط آزمایشگاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

2 دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران.

3 کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده علوم و مهندسی کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

چکیده

سرمای شدید سبب بروز خسارت در گندم شده و رشد و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین، این آزمایش با هدف بررسی تحمل به یخزدگی هشت ژنوتیپ گندم در شرایط کنترل شده اجرا شد. ترکیب دما (3+، 3-، 5-، 7- و 9- درجه سانتی گراد) و ژنوتیپ (بهار، پارسی، پیشتاز، پیشگام، چمران، زرین، سیوند و مرودشت) به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در نظر گرفته شد. دو هفته بعد از اعمال تیمار یخزدگی درصد بقاء، وزن خشک، تعداد برگ در گیاهچه و ارتفاع گیاهچه در شرایط گلخانه اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که با کاهش بقاء گیاهچه در اثر افت دما، میزان وزن خشک، ارتفاع و تعداد برگ در گیاهچه ها نیز کاهش یافت. ژنوتیپ مرودشت نیز با داشتن بیشترین توان مقاومت به یخزدگی (5.2- درجه سانتی گراد) در بین بقیه ژنوتیپ های گندم از نظر وزن خشک، ارتفاع گیاهچه و تعداد برگ در گیاهچه برتری داشت و ژنوتیپ های پارسی و زرین در رتبه های بعدی جای گرفتند. در حالی که ژنوتیپ پیشتاز ژنوتیپی فوق العاده حساس به یخزدگی بود. با توجه به نتایج بدست آمده از این تحقیق، می توان توصیه کرد که در مناطق با احتمال سرمازدگی، بهتر است از کشت ژنوتیپ پیشتاز خودداری کرد و به جای آن از ژنوتیپ های مرودشت، پارسی و زرین بهره گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Cold tolerance evaluation in some bread wheat genotypes in seedling stage under laboratory conditions

نویسندگان [English]

  • Mohsen Saeidi 1
  • Majid Abdoli 2
  • Parvin Elyasi 3
1 Associate Prof., Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agricultural Sciences and Engineering, Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran.
2 Ph.D. of Crop Physiology, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Maragheh, Maragheh, Iran.
3 M.Sc. of Biotechnology, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agricultural Sciences and Engineering, Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, Iran.
چکیده [English]

Sever coldness causes damage to the wheat and affect its growth and yield. Therefore, this experiment was conducted in controlled conditions to investigate freezing tolerance of eight wheat genotypes. Combination of temperature (+3, -3, -5, -7 and -9 °C) and genotypes (Bahar, Parsi, Pishtaz, Pishgam, Chamran, Zarin, Sivand and Marvdasht) as a factorial based on completely randomized design with three replications. Survival percentage, dry weight, number of leaves per seedling and seedling height were measured two weeks after freezing in the glasshouse. The results showed that with decreasing seedling survival due to temperature drop, dry weight, height and number of leaves in seedlings also decreased. The genotype of Marvdasht had the highest freezing resistance (-5.2 °C) was superior to other wheat genotypes in terms of dry weight, seedling height and number of leaves per seedling. Parsi and Zarin genotypes were in the next rank. While the Pishtaz genotype was a highly sensitive genotype to freezing. According to the results of this research, it can be recommended that in the regions with the probability of frostbite, it is better to avoid cultivating the Pishtaz genotype and instead use Marvdasht, Parsi and Zarin genotypes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plant height
  • Survival percent
  • Cold
  • Wheat
  • Dry weight

مقدمه

گندم یکی از مهم‌ترین گیاهان زراعی به­شمار می­آید که در بین غلات از نظر تولید و سطح زیر کشت در رتبه اول قرار دارد (Arzani, 2011; FAO, 2016) و کشت آن در مناطقی با شرایط آب و هوایی متفاوت امکان‌پذیر می‌باشد. اصلاح‌گران نباتات و فیزیولوژیست‌ها سال‌هاست که مسأله تحمل به سرما را در گیاهان مورد مطالعه قرار می‌دهند و بر این باورند که عملکردگیاهانزراعیتحتتأثیرشرایطمحیطی،ساختارژنتیکی و برهمکنش بین آنها است (Sarmadnia, 1993). اگر چهکلیه تنش‌های محیطی (اعم از گرما، سرما، خشکی، شوری و غیره)ازعواملمهمکاهشتولید محسوب می‌شوند. با این حال، سرما مهم‌ترین عامل محدود کننده رشد محصولات زراعی منجمله گندم در مرحله گیاهچه­ای در مناطق سردسیر کشور می‌باشد (Azizi, 2005). تنش سرما در فرم­های سرمازدگی[1]، انجماد[2] و افت ناگهانی دما[3]، سبب آسیب­های جدی به زراعت گندم می‌شود (Mirfakhraii et al., 2010).

در مناطق معتدله دنیا و از جمله ایران، گیاهان زراعی سرمادوست نظیر گندم معمولاً در پاییز کشت می‌شوند (Arzani, 2011). لازم بذکر است که گندم دارای دو تیپ بهاره و پاییزه می‌باشد که تیپ پاییزه به دلیل امکان استفاده از بارندگی و نزولات جوی، نیاز کمتر به آبیاری و به­طبع عملکرد بالاتر مورد توجه بیشتری است و نسبت به تیپ بهاره بیشتر مورد کشت و کار قرار می‌گیرد. با این حال وقوع تنش سرما در زمستان، در اغلب موارد سبب بروز خسارت­های شدید در گندم مخصوصاً تیپ پاییزه می‌شود. بنابراین شناسایی ژنوتیپ‌های متحمل به سرما و کاشت آنها در مناطق تحت خطر تنش یخردگی ازجمله راهکارهای مناسب جهت کاهش خسارت سرما است.

تأثیر سرما و یخ‌زدگی در گیاه به شدت سرما، مدت آن و مرحله رشدی گیاه بستگی دارد (Sarhadi et al., 2012). خسارت ناشی از سرما در مراحل حساس رشد و نمو گیاهان یکی از عوامل مهم کاهش عملکرد گیاهان زراعی منجمله گندم در سطح جهان است (Wang and Adams, 1980). به طور کلی دمای پایین در مرحله جوانه­زنی موجب عدم استقرار مناسب گیاهچه می­گردد و ضعف گیاهچه در این مرحله، دستیابی به عملکرد مطلوب را تحت تأثیر قرار می­دهد و سبب افت عملکرد می‌شود (Vitamvas and Prasil, 2008; Yin et al., 2009). گزارشات نشان می­دهد که میزان زیان اقتصادی سرما و یخبندان بر محصولات زراعی کشور از جمله گندم، به مراتب بیشتر از زیان­های سایر پدیده­های مخرب جوی و حتی گاهی بیشتر از خسارت آفات و بیماری‌های است (Amir-Ghasemi, 2002). جهت ارزیابی و شناسایی ارقام متحمل به سرما، وجود یک روش ارزیابی سریع و مؤثر از اهمیت زیادی برخوردار است (Nezami et al., 2010 b). در همین راستا، محققین بخاطر شرایط غیریکنواخت مکانی و زمانی در بروز سرما و یخردگی در سطح مزرعه، هزینه بالا و طولانی مدت بودن اجرای آن، استفاده از روش‌های آزمون یخ‌زدگی در شرایط کنترل شده را جهت بررسی مقاومت ژنوتیپ‌های گندم و نخود به تنش سرما پیشنهاد کرده­اند (Gusta et al., 2001; Nezami et al., 2007 b;Nezami et al., 2009; Saeidi et al., 2012).

مقاومت به سرما در گندم نقش به­سزایی در بقاء و سپری کردن زمستان دارد و درجه مقاومت به سرما به نوع ژنوتیپ و بذر آن، شدت و دوره سرما، شرایط مرفو-فیزیولوژیک گیاه (Azizi et al., 2008; Barzan et al., 2018) و مکانیسم­های بیوشیمیایی و دفاعی (Apostolova et al., 2008) دخیل در این امر دارد. تولیدگونه‌های فعال اکسیژن[4] (ROS) در تنش سرما باعث صدمه به غشای سلولی می‌شود (Jian et al., 1999) و افزایش میزان نشت الکترولیت‌هارا در پی دارد (Nezami et al., 2007 a,b; Nezami et al., 2010 b; Dashti et al., 2015)، بنابراین گیاهان برای جلوگیری از افزایش خسارت این گونه ترکیبات مکانیسم­های دفاعی را فعال می‌نمایند (Anjum et al., 2010; Alisoltani et al., 2012). در این میان بیشترین نقش در پاکسازی و حذف انواع گونه‌های فعال اکسیژن بر عهده آنزیم‌های پراکسیداز، کاتالاز و پلی فنل اکسیداز است (Yong et al., 2008). با این حال علاوه بر مکانیسم­های بیوشیمیایی، خصوصیات مرفولوژیک گیاه نیز در مقاومت به سرما مؤثر است به طوری که در این ارتباطFowler و همکاران (1981)در بررسی 36 ژنوتیپ گندم زمستانه بیان کردند که علاوه بر محتوای آب برگ و طوقه، محتوای کل قند و محتوای فسفر طوقه، ارتفاع گیاه نیز همبستگی زیادی با شاخص بقاء داشت.

در مطالعاتBridger و همکاران (1996) مشخص گردید که استفاده از شاخص درجه حرارت کشنده یا 50 درصد کشندگی[5] (LT50) جهت تعیین ژنوتیپ مقاوم به سرما، شاخص کارآمدی است. با مطالعه تحمل به یخ‌زدگی ژنوتیپ‌های امیدبخش گندم به روش یخبندان طوقه مشاهده شد که واکنش ژنوتیپ‌ها از نظر درصد بقاء متفاوت است (Nazeri et al., 2006). در آزمایشMirzaie Asl و همکاران (2002) بر روی سه ژنوتیپ گندم بزوستایا (مقاوم)، بولانی (نیمه مقاوم) و لاین 518 (حساس) مشخص شد که سرعت جوانه­زنی و رشد ریشه­چه و ساقه­چه ژنوتیپ مقاوم به سرمای بزوستایا در دمای کم نسبت به دو ژنوتیپ دیگر بیشتر بود. همچنینSiahmerghouie و همکاران (2011) بیان کردند که با کاهش دما میزان درصد بقاء، ارتفاع، تعداد برگ، تعداد گره و وزن خشک گیاه رازیانه روند کاهشی داشت. بیان شده که بخش­های مختلف غلات زمستانه توانایی تحمل به یخ‌زدگی متفاوتی دارند به طوری که هرچه رطوبت بخش مورد نظر کمتر باشد تحمل به سرمای بیشتر است. برهمین اساس به ترتیب طوقه بیشترین تحمل، شاخه و برگ در رتبه بعدی و ریشه به­عنوان حساس­ترین بخش گیاه می‌باشد (Mirzaei Asl et al., 2002; Mirmohammad Meybodi and Tarkesh Esfahani, 2005). با توجه به اینکه تنش سرما در مناطق کشت گندم پاییزه به­عنوان یک عامل محدودکننده عمل می‌کند و جهت کشت موفق گندم در این مناطق استفاده از ارقام متحمل به سرما ضروری است. بنابراین، هدف از این تحقیق بررسی اثر تنش سرما بر روی خصوصیات رشدی و صفات مرفولوژیکی گیاهچه ژنوتیپ‌های گندم و انتخاب ژنوتیپ‌های برتر و مقاوم به سرمای این محصول بود.

مواد و روش‌ها

در این آزمایش تحمل به یخ‌زدگی هشت ژنوتیپ گندم شامل بهار، پارسی، پیشتاز، پیشگام، چمران، زرین، سیوند و مرودشت در پنج تیمار دمایی شامل 3+، 3-، 5-، 7- و 9- درجه سانتی‌گراد، مورد مطالعه قرار گرفت. برخی از مشخصات زراعی و کیفی ژنوتیپ‌های مورد مطالعه در جدول 1 بیان شده است. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. به منظور تعیین تحمل به یخ‌زدگی، ابتدا بذور ژنوتیپ‌های گندم در نیمه دوم آبان ماه سال زراعی 1389 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه کشت شدند و سپس گیاهچه­های 6-5 برگی هر ژنوتیپ در نیمه اول اسفند ماه از مزرعه برداشت شد. دقت شد تا بوته­ها به طور سالم به همراه ریشه از خاک بیرون آورده شوند. سپس بوته­ها بلافاصله به آزمایشگاه منتقل و اقدام به تهیه نمونه­ها شد. بدین صورت که به اندازه دو سانتی‌متر از بالا و یک سانتی‌متر از پایین طوقه با اسکالپر بریده و سپس پنج طوقه در یک سطح قرار گرفتند. همراه آنها برچسب پلاستیکی که در آن دما، تکرار و ژنوتیپ مورد نظر نوشته شده بود، قرار گرفت. این مجموعه به وسیله کش محکم بهم بسته شد و برای دماهای مورد نظر در سه تکرار آماده شد. سپس مجموعه نمونه­ها در ظروف آلومینیومی طوری قرار داده شدند که طوقه­ها به دیواره آن بچسبند و سپس با ماسه نسبتاً مرطوب پر شد. کلیه نمونه­ها در دستگاه ترموگرادیان[6] که قابل برنامه­ریزی است به­مدت 14 ساعت در دمای 3+ درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند سپس به 3- درجه سانتی‌گراد کاهش و پس از آن به ازای هر بیست دقیقه، 2 درجه سانتی‌گراددما کاهش یافت و به منظور ایجاد تعادل دمایی محیط، طوقه­ها در هر تیمار دمایی به مدت نیم ساعت نگهداشته شد و سپس برداشت شدند. برای جلوگیری از ذوب شدن سریع یخ نمونه­ها، در یخچال با دمای 4+ درجه سانتی‌گراد به مدت یک شبانه روز نگهداری شدند. سپس نمونه­های هر تیمار دمایی به گلخانه منتقل و در گلدان­های پلاستیکی با قطر 10 سانتی‌متر و ارتفاع 15 سانتی‌متر، حاوی 1 به 1 هوموس و کاه برگ، کاشته شدند (دو سوم طوقه در خاک) و در مواقع نیاز آبیاری شدند. از هر تیمار دمایی 5 طوقه در هر گلدان کشت گردید. بعد از گذشت دو هفته در گلخانه با میانگین دمایی 2±24 درجه سانتی‌گراد، بوته­های زنده شمارش شدند (بدین ترتیب که علاوه بر تولید برگ، ریشه نیز تولید کرده باشند) و درصد بقاء از رابطه زیر محاسبه شد (Nezami et al., 2010 a):

100 × (تعداد بوته هنگام کاشت در گلدان / تعداد بوته زنده بعد از دو هفته) = درصد بقاء

در پایان این دوره جهت ارزیابی رشد مجدد گیاهچه­ها صفاتی نظیر ارتفاع گیاهچه، تعداد برگ تولیدی و وزن خشک آنها اندازه­گیری و ثبت شد. همچنین برای ژنوتیپ‌های مختلف با استفاده از رسم نمودار و معادله برازش بدست آمده، دمایی که در آن 50 درصد بوته­های هر ژنوتیپ از بین رفته بودند یعنی درجه حرارت کشنده (LT50) برای هر یک از ژنوتیپ‌ها تعیین گردید (Gusta et al., 1982). در نهایت برای مقایسه میانگین از آزمون چند دامنه­ای دانکن در سطح 5 درصد استفاده شد. جهت تجزیه و تحلیل دادهای بدست آمده از نرم­افزار SAS ver. 8.2 و جهت رسم نمودارها از نرم­افزار Excel بهره گرفته شد. شمایی از مراحل مختلف آزمایش در شکل 1 قابل مشاهده است.

 

 

جدول 1- مشخصات زراعی و کیفی ژنوتیپ‌های گندم مورد مطالعه

Table 1- Agronomic and qualitative characteristics of wheat genotypes studied

ویژگی ها

Traits

بهار

Bahar

پارسی

Parsi

پیشتاز

Pishtaz

پیشگام

Pishgam

چمران

Chamran

زرین

Zarin

سیوند

Sivand

مرودشت

Marvdasht

میانگین عملکرد (تن در هکتار)

5/8

6/8

4/7

4/7

5/6

4/6

7/8

6/7

میانگین ارتفاع بوته (سانتی‌متر)

95

97

93

92

95

103

92

102

تیپ رشد

بهاره

بهاره

بهاره

بینابین

بهاره

بینابین و نسبتا دیررس

بهاره

بهاره و متوسط رس

واکنش نسبت به بیماری زنگ زرد

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

واکنش نسبت به بیماری

زنگ قهوه‌ای

متحمل

نیمه حساس

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاومت به خوابیدگی

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

مقاوم

نیمه مقاوم

مقاوم

نیمه مقاوم

وضعیت ریزش دانه

مقاوم

مقاوم

نیمه مقاوم

مقاوم

نیمه مقام

نیمه مقاوم

مقاوم

نیمه مقاوم

رنگ دانه

زرد کهربایی

زرد کهربایی

زرد

زرد روشن

قهوه­ای

زرد کهربایی

زرد کهربایی

زرد

میانگین پروتئین دانه (%)

9/10

00/12

20/11

5/11

3/11

9/10

00/12

9/10

میانگین گلوتن (%)

26

-

32

32

30

27

-

29

میانگین وزن هکتولیتر (کیلوگرم)

5/83

-

9/81

9/81

4/83

6/82

-

2/81

منبع:Saeidi و همکاران (2005)

 

 

 

   
   
   
   

شکل 1- شمایی از مراحل مختلف آزمایش. (A): نمونه‌برداری گیاهچه­های 6-5 برگی هر ژنوتیپ از مزرعه،(B): برش و آماده کردن طوقه، (C-D): قرار دادن نمونه­ها در ظروف آلومینیومی پرشده با ماسه، (E): انتقال نمونه­ها به دستگاه ترموگرادیان قابل برنامه­ریزی، (F): کشت کردن نمونه­های هر تیمار دمایی در گلدان­های پلاستیکی و انتقال به گلخانه، (G-H): سپری شدن دو هفته در گلخانه و درنهایت اندازه­گیری صفات مورد مطالعه.

Figure 1- An overview of different stages of testing. (A): Sampling seedlings (in 5-6 leaves stage) of each genotype from the field, (B): Cut and prepare the crown, (C-D): Placing the samples in sand-filled aluminum containers, (E): Transfer of samples to programmable thermogradient device, (F): Cultivating samples of each temperature treatment in plastic pots and transferring to the greenhouse, (G-H): Elapsed two weeks in the greenhouse and finally measuring the studied traits.


نتایج و بحث

درصد بقاء: بر اساس نتایج تجزیه واریانس مشخص گردید که اثر دماهای یخ‌زدگی و ژنوتیپ به ترتیب در سطح یک و پنج درصد بر درصد بقاء معنی‌دار است (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین دماهای مختلف یخ‌زدگی در ژنوتیپ‌های مختلف گندم نشان داد که به طور کلی با کاهش دما، میزان بقای گیاهچه­ها افت پیدا می‌کند. به طوری که در دماهای 3-، 5-، 7- و 9- سانتی‌گراد، میزان بقاء گیاهچه­ها به­ترتیب 7/51، 8/70، 3/88 و 95 درصد تنزل یافت (شکل 2). همچنین در دمای 3- درجه سانتی‌گراد بیشترین بقاء مربوط به ژنوتیپ‌های مرودشت، زرین و پارسی (به ترتیب با 67، 60 و 60 درصد) بود و کمترین آن در دمای 5- درجه سانتی‌گراد در ژنوتیپ پیشتاز حاصل شد (جدول 3)، به بیان دیگر تمامی ژنوتیپ‌های مورد بررسی قادر به تحمل دمای 3- درجه سانتی‌گراد هستند ولی در دمای 5- سانتی‌گراد فقط ژنوتیپ پیشتاز قادر به تحمل دمای فوق نیست. با این حال ژنوتیپ‌های مرودشت و چمران در دمای 9- درجه سانتی‌گراد با 3/13 درصد بیشترین بقاء گیاهچه را داشتند و ژنوتیپ‌های پیشگام و بهار با 7/6 درصد در رتبه­های بعدی قرار گرفتند (جدول 3).

نتایج نشان داد که همبستگی درصد بقاء با وزن خشک گیاهچه (**84/0=r)، ارتفاع (**81/0=r) و تعداد برگ تولیدی (**88/0=r) مثبت و معنی‌داری دارد (جدول 7). این امر نشانگر این مطلب است که با افزایش درصد بقاء در ژنوتیپ‌های مقاوم به تنش سرما، میزان پارامترها فوق نیز در مقایسه با ژنوتیپ‌های حساس بهبود می‌یابد.

مطابق با نتایج این تحقیقFowler و Gusta(1979) وNezami و همکاران (2009) مشاهده کردند که ارقام گندم، درصد بقاء متفاوتی در شرایط زمستان دارند به نحوی که در برخی از ژنوتیپ‌ها این میزان به 100 درصد نیز می‌رسد. همچنینNezami و همکاران (2009) محدوده درصد بقاء را بین 60 تا 90 درصد در شرایط عدم خوسرمایی و خوسرمایی گزارش کردند. یکی از دلایل کاهش درصد بقاء در اثر تنش سرما احتمالاً بخاطر صدمات وارده به گیاهچه­ها و افزایش تولید گونه‌های فعال اکسیژن است که سبب اختلالاتی در سلول به ویژه از طریق اکسیداسیون لیپیدهای غشاء، پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک می­گردند (Fridovich, 1986). در این تحقیق برخی از ژنوتیپ‌ها به ویژه مرودشت، پارسی، زرین و چمران احتمالاً بخاطر مکانیسم­های دخیل در تغییر متابولیسم چربی و فسفولیپید، افزایش اسیدهای چرب و کربوهیدرات‌های محلول موجب تنظیم فرآیند تحمل به یخ‌زدگی در گیاهچه­ها و پایداری غشاء سلولی شده‌اند (Yoshida et al., 1998) و از طرفی شاید بدلیل سازوکارهای آنتی‌اکسیدانی کارآمدتر نسبت به بقیه ژنوتیپ‌هاست که توانسته­اند در برابر اثرات مخرب گونه‌های فعال اکسیژن که در اثر تنش سرما بوجود می­آیند، از گیاهچه­ها محافظت نماید (Dionisio-Sese et al., 1998; Hassibi et al., 2008; Alisoltani et al., 2012).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 2- تجزیه واریانس صفات مورد مطالعه در گیاهچه­های گندم پس از اعمال تیمارهاییخ‌زدگی و رشد مجدد

Table 2- Analysis of variance of studied traits in wheat seedlings after application of freezing and regrowth treatments.

منابع تغییرات

S.O.V

درجه آزادی df

میانگین مربعات Mean squares

درصد بقاء

survival percent

وزن خشک

Dry weight

ارتفاع

Height

تعداد برگ

Leaf number

دماهای یخ‌زدگی

Freezing temperatures

4

**34847.7

**10295.9

**183.5

**17.5

ژنوتیپ

Genotypes

7

*818.6

**1773.4

**30.9

**2.34

دماهای یخ‌زدگی × ژنوتیپ

Freezing temperatures Genotypes×

28

ns216.2

ns170.7

ns5.30

ns0.349

خطا

Error

80

323.3

338.2

5.24

0.539

ضریب تغییرات

C.V.

-

10.3

22.7

19.8

23.5

ns، * و ** به­ترتیب غیرمعنی‌دار و معنی‌دار در سطح احتمال 5 و 1 درصد است.

ns, * and ** are non-significant and significant at 1% and 5 % probability levels, respectively

 

جدول 3- میانگین درصد بقاء گیاهچه­ها تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در ژنوتیپ‌های گندم پس از دو هفته بازیابی در گلخانه

Table 3- Average of survival percent of seedling under different freezing temperatures in wheat genotypes after two weeks of recovery in green house

ژنوتیپ‌های گندم

Wheat genotypes

درصد بقاء در دماهای مختلف یخ‌زدگی (سانتی‌گراد)

survival percent of seedling under different freezing temperatures

3+

3-

*کاهش (%)

5-

کاهش (%)

7-

کاهش (%)

9-

کاهش (%)

بهار

Bahar

100

 6.7 ±40.0

60

10±33.3

66.7

3.8±13.3

86.7

3.8±6.7

93.3

پارسی

Parsi

100

 6.7±60.0

40

17±40.0

60

3.8±6.7

93.3

0.0±0.0

100

پیشتاز

Pishtaz

100

6.7±20.0

80

0.0  ±0.0

100

0.0±0.0

100

0.0±0.0

100

پیشگام

Pishgam

100

3.8±46.7

53.3

3.8±26.7

73.3

6.7±20.0

80

3/8±6.7

93.3

چمران

Chamran

100

10±46.7

53.3

11±40.0

60

 6.7±20.0

80

7.7±13.3

86.7

زرین

Zarin

100

 0.0±60.0

40

0.0  ±20.0

80

3.8±13.3

86.7

0.0±0.0

100

سیوند

Sivand

100

3.8±46.7

53.3

 0.0 ±20.0

80

3.8±6.7

93.3

0.0±0.0

100

مرودشت

Marvdasht

100

10±66.7

33.3

13±53.3

46.7

3.8 ±13.3

86.7

7.7±13.3

86.7

*بیانگر میزان درصد کاهش صفت مورد مطالعه هر یک از دماهای یخ‌زدگی نسبت به دمای 3+ درجه سانتی‌گراد است.

اشتباه معیار ±میانگین.

 

 

شکل 2- مقایسه میانگین درصد بقاء تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در مرحله گیاهچه­ای

Figure 2- Mean comparison of survival percent under different freezing temperatures in seedling stage

 


وزن خشک گیاهچه: بر اساس نتایج تجزیه واریانس، اثر دما و ژنوتیپ بر وزن خشک گیاهچه­های تولیدی در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 2). در بررسی بازیافت و رشد گیاهان پس از اعمال تیمارهای یخ‌زدگی مشاهده شد که ژنوتیپ مرودشت در دمای 3- درجه سانتی‌گراد بیشترین وزن خشک گیاهچه را با 7/57 میلی­گرم داشت. همچنین در دمای 9- درجه سانتی‌گراد نیز بیشترین وزن خشک را با 7/16 میلی­گرم به خود اختصاص داد اما در این بین، ژنوتیپ پارسی در دمای 3- درجه سانتی‌گراددارای 3/58 میلی­گرم وزن خشک بود و فقط تا دمای 7- سانتی‌گراد تاب تحمل تنش سرما را داشت (جدول 4). از طرفی با کاهش دما میزان ماده خشک تولیدی گیاهچه­ها هم کم شد به طوری که در دماهای 3-، 5-، 7- و 9- سانتی‌گراد میزان وزن خشک گیاهچه­ها به­ترتیب 3/27، 5/39، 4/61 و 4/90 درصد کاهش یافت (شکل 3).

احتمالاً ژنوتیپ‌های مقاوم به سرما در این تحقیق با تغییر در ساختار غشاء، ترکیب اسیدهای چرب غشاء، تغییرات متابولیکی، تغییر در مقادیر پروتئین، افزایش فعالیت آنزیم‌های دخیل در جمع­آوری گونه‌های فعال اکسیژن و به طبع با کاهش صدمات وارده به غشاء سلولی و کاهش نشت الکترولیت‌ها توانسته­اند یکپارچگی ساختار غشاء را حفظ نموده و فرآیندهای متابولیسمی را با کارایی بیشتر در شرایط سرما در پی بگیرند و  وزن خشک بیشتری پس از دوره سرما باز یابند (Gusta et al., 1982; Dashti et al., 2015; Nezami et al., 2016). مطابق با نتایج این تحقیق، Griffith و McIntyre(1993) وNezami و همکاران (2009) به ترتیب بر روی گیاهان چاودار و گندم بیان کردند که با کاهش درجه حرات میزان وزن خشک گیاه به طور معنی‌داری کاهش یافت به طوری که در دمای پایین، ماده خشک کمتری تولید شد. Azizi و همکاران (2007) و Nezami و همکاران (2010 a) به ترتیب در بررسی گندم وجو، کاهش وزن خشک گیاهان را در دوره بازیافت بدلیل اثر خسارت ناشی از یخ‌زدگی و کاهش رشد مجدد اندام­های هوایی دانسته­اند.

 

 

جدول 4- میانگین وزن خشک گیاهچه (میلی­گرم) تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در ژنوتیپ‌های گندم پس از دو هفته بازیابی در گلخانه

Table 4- Average of seedling dry weight (mg) under different freezing temperatures in wheat genotypes after two weeks of recovery in greenhouse

ژنوتیپ‌های گندم

Wheat genotypes

وزن خشک گیاهچه در دماهای مختلف یخ‌زدگی (سانتی‌گراد)

 seedling dry weight  under different freezing temperatures

3+

3-

*کاهش (%)

5-

کاهش (%)

7-

کاهش (%)

9-

کاهش (%)

بهار

Bahar

60.9  

2.7±45.3

25.6

9.0±31.2

48.9

 11±36.7

39.8

5.8±10.0

83.6

پارسی

Parsi

73.9

3.8±58.3

21.1

13±41.3

44.1

12±30.0

59.4

0.0±0.0

100

پیشتاز

Pishtaz

33.9

5.4±18.3

46.0

0.0±0.0

100

0.0±0.0

100

0.0±0.0

100

پیشگام

Pishgam

61.4

4.6±45.8

25.4

2.9 ±55.0

10.5

8.4±26.7

56.6

6.7±11.7

81.0

چمران

Chamran

51.4

 1.7±35.8

30.3

2.4±41.7

19.0

6.1±21.0

59.2

4.8±8.3

83.8

زرین

Zarin

60.8

4.6±45.2

25.7

 3.8±46.7

23.2

7.7±26.7

56.1

0.0±0.0

100

سیوند

Sivand

68.1

4.3±52.5

22.9

3.3±40.0

41.3

8±20.0

70.6

0.0±0.0

100

مرودشت

Marvdasht

73.1

5.1±57.5

21.3

2.8±52.0

28.9

11±36.7

49.8

 9.6±16.7

77.2

*بیانگر میزان درصد کاهش صفت مورد مطالعه هر یک از دماهای یخ‌زدگی نسبت به دمای 3+ درجه سانتی‌گراد است.

اشتباه معیار ±میانگین.

 

 

شکل 3- مقایسه میانگین وزن خشک گیاهچه تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در مرحله گیاهچه­ای.

Figure 3- Mean comparison of seedling dry weight under different freezing temperatures in seedling stage.

 


ارتفاع گیاهچه: براساس نتایج تجزیه واریانس مشخص شد که اثر دما و ژنوتیپ بر وزن ارتفاع گیاهچه­های تولیدی در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 2). بررسی تأثیر دماهای یخ‌زدگی بر ارتفاع گیاهچه ژنوتیپ‌های مورد بررسی نشان داد که بیشترین ارتفاع گیاهچه در ژنوتیپ‌های پارسی و مرودشت به­ترتیب با 8/8 و 4/8 سانتی‌متر و کمترین آن در ژنوتیپ پیشتاز با 8/2 سانتی‌متر در دمای 3- درجه سانتی‌گراد بدست آمد و با کاهش دما میزان ارتفاع گیاهچه­ها نیز کاهش یافت. به طوری که در دمای 9- درجه سانتی‌گراد در ژنوتیپ‌های پیشگام، بهار، مرودشت و چمران به ترتیب 4/2، 7/1، 6/1 و 7/0 سانتی‌متر بود (جدول 5). نتایج نشان داد که میزان ارتفاع گیاهچه­ها در دماهای 3-، 5-، 7- و 9- سانتی‌گراد به میزان 2/18، 4/40، 5/61 و 6/88 درصد کاهش یافت (شکل 4). نتایج همبستگی بین صفات نشان داد که وزن خشک گیاهچه با ارتفاع (**94/0=r) و تعداد برگ تولیدی (**95/0=r) همبستگی مثبت و معنی‌داری دارد (جدول 7). این بدان معنی است که گیاهچه­های با جثه بزرگتر قادر به بازیابی و تولید برگ‌های بیشتری تحت تنش سرما هستند.

بیان شده که برخی از خصوصیات مانند پایداری غشاءهای سلولی (Cyril et al., 1988)، ترکیب و ذخیره کربوهیدرات‌های محلول (Fry et al., 1993) و سنتز پروتئین‌های تنش سرما نقش مهمی در تحمل به یخ‌زدگی و توان بازیابی گیاهچه پس از دوره سرما دارد.Barzan و همکاران (2018) بیان کردند که ژنوتیپ‌های متحمل به سرما دارای بنیه و توانایی اولیه بالاتری بودند، به طوری که مطابق با نتایج این تحقیق به ترتیبNezami و همکاران (2009) وNezami و همکاران (2010 a) طی تحقیقات خود بر روی گندم و جو بیان کردند که سرما سبب کاهش ارتفاع گیاه می‌شود. در آزمایش دیگریSiahmerghouie و همکاران (2011) گزارش کردند که با کاهش دما از صفر به 15- درجه سانتی‌گراد، ارتفاع گیاه رازیانه روند کاهشی داشت.

 

 

جدول 5- میانگین ارتفاع گیاهچه (سانتی‌متر) تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در ژنوتیپ‌های گندم پس از دو هفته بازیابی در گلخانه

Table 5- Average of seedling height (cm) under different freezing temperatures in wheat genotypes after two weeks of recovery in greenhouse

ژنوتیپ‌های گندم

Wheat genotypes

ارتفاع گیاهچه در دماهای مختلف یخ‌زدگی (سانتی‌گراد)

seedling height  under different freezing temperatures

3+

3-

*کاهش (%)

5-

کاهش (%)

7-

کاهش (%)

9-

کاهش (%)

بهار

Bahar

8.1

0.4 ±6.8

16.1

1.3±4.5

44.7

1.5±4.8

40.1

0.9±1.7

79.3

پارسی

Parsi

10.1

0.7±8.8

12.9

1.9±6.3

37.3

1.1±1.9

80.9

 0.0±0.0

100

پیشتاز

Pishtaz

4.1

0.8±2.8

31.9

 0.0±0.0

100

0.0±0.0

100

0.0±0.0

100

پیشگام

Pishgam

5.3

0.3±4.0

24.5

0.50 ±4.8

8.8

1.0±2.8

46.5

1.4±2.4

54.4

چمران

Chamran

7.9

0.2±6.6

16.4

0.1±4.2

46.9

1.4±4.9

37.6

0.4±0.7

91.2

زرین

Zarin

8.2

0.3±6.9

15.9

0.2±7.3

11.5

1.2  ±4.0

51.2

0.0±0.0

100

سیوند

Sivand

8.9

0.3±7.6

14.6

 0.4±5.2

41.8

1.3±2.3

73.7

 0.0±0.0

100

مرودشت

Marvdasht

9.7

5/0 ±8.4

13.4

0.4±6.6

32.5

1.1±3.7

62.3

0.9±1.6

83.7

*بیانگر میزان درصد کاهش صفت مورد مطالعه هر یک از دماهای یخ‌زدگی نسبت به دمای 3+ درجه سانتی‌گراد است.

اشتباه معیار ±میانگین.

 

شکل 4- مقایسه میانگین ارتفاع گیاهچه تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در مرحله گیاهچه­ای

Figure 4- Mean comparison of seedling height under different freezing temperatures in seedling stage

 


تعداد برگ در گیاهچه: بر اساس نتایج تجزیه واریانس، اثر دما و ژنوتیپ بر وزن تعداد برگ تولیدی در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 2). نتایج نشان داد که در دمای 3- درجه سانتی‌گراد بیشترین تعداد برگ مربوط به ژنوتیپ­ مرودشت بود و کمترین آن در ژنوتیپ پیشتاز مشاهده شد (جدول 6). در دمای 5- درجه سانتی‌گراد ژنوتیپ پیشتاز به علت عدم بقاء گیاهچه، برگی نداشت، در دمای 7- سانتی‌گراد نیز تنزل تعداد برگ در گیاهچه مشاهده شد و در نهایت در دمای 9- درجه سانتی‌گراد، ژنوتیپ‌های بهار، پیشگام و مرودشت بیشترین و ژنوتیپ چمران کمترین تعداد برگ تولیدی را داشتند (جدول 6). نتایج نشانگر این امر بود که تعداد برگ در گیاهچه به میزان 2/33، 4/44، 7/66 و 8/88 درصد به ترتیب تحت دماهای 3-، 5-، 7- و 9- کاهش یافت (شکل 5).

در این ارتباطChen و همکاران (1983) با اعمال تیمارهای یخ‌زدگی بر روی گندم در شرایط کنترل شده بیان کردند که با کاهش دمای یخ‌زدگی از 5- به 10- درجه سانتی‌گراد میزان رشد مجدد اندام­های هوایی در حدود 20 درصد کاهش یافت. همچنین بر روی گیاه رازیانه گزارش شده که با کاهش دما، تعداد برگ در بوته کاهش یافت (Siahmerghouie et al., 2011). در بررسی تحمل به یخ‌زدگی تریتیکاله مشخص گردید که اثر دما بر تعداد برگ معنی‌دار است و با کاهش دما، تعداد برگ نیز کاهش می‌یابد به طوری که در دمای 8- و 12- درجه سانتی‌گراد تعداد برگ به ترتیب 4/10 و 9/22 درصد نسبت به شاهد تنزل پیدا می‌کند (Nezami et al., 2010 c). کاهش تعداد برگ گیاه مینای چمنی در اثر افت دما توسطMoosavi و همکاران (2011) نیز گزارش شده است.

 

 

 

 

 

 

جدول 6- میانگین تعداد برگ در گیاهچه تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در ژنوتیپ‌های گندم پس از دو هفته بازیابی در گلخانه

Table 6- Average of number of leaves per seedling under different freezing temperatures in wheat genotypes after two weeks of recovery in greenhouse

ژنوتیپ‌های گندم

Wheat genotypes

تعداد برگ در گیاهچه در دماهای مختلف یخ‌زدگی (سانتی‌گراد)

number of leaves per seedling  under different freezing temperatures

3+

3-

*کاهش (%)

5-

کاهش (%)

7-

کاهش (%)

9-

کاهش (%)

بهار

Bahar

2.8

0.2±2.0

28.6

0.4±1.4

48.4

0.4±1.3

52.4

0.4±0.7

76.2

پارسی

Parsi

2.9

0.1±2.1

27.7

0.8±2.1

28.3

0.3±0.5

82.7

0.0±0.0

100

پیشتاز

Pishtaz

1.6

0.2±0.8

50.7

0.0±0.0

100

 0.0±0.0

100

0.0±0.0

100

پیشگام

Pishgam

2.2

0.1±1.3

37.5

0.1 ±1.8

16.7

0.4±1.3

37.5

0.4±0.7

68.8

چمران

Chamran

2.5

0.1±1.7

32.4

0.2±1.5

39.2

0.4±1.2

50.5

 0.2±0.3

86.5

زرین

Zarin

2.5

0.1±1.7

32.1

0.2±1.7

33.2

0.3±1.0

59.9

 0.0±0.0

100

سیوند

Sivand

2.6

0.1±1.8

31.4

0.3±1.7

34.6

0.2±0.3

86.9

 0.0±0.0

100

مرودشت

Marvdasht

3.2

0.10 ±2.4

24.9

 0.2±1.4

55.1

0.4±1.2

63.7

0.4±0.7

79.3

*بیانگر میزان درصد کاهش صفت مورد مطالعه هر یک از دماهای یخ‌زدگی نسبت به دمای 3+ درجه سانتی‌گراد است.

اشتباه معیار ±میانگین

 

 

شکل 5- مقایسه میانگین تعداد برگ در گیاهچه تحت دماهای مختلف یخ‌زدگی در مرحله گیاهچه­ای

Figure 5- Mean comparison of number of leaves per seedling under different freezing temperatures in seedling stage


درجه حرارت کشنده (LT50): نتایج حاصل از شکل 6 نشان داد که ژنوتیپ‌های مرودشت، پارسی و زرین به ترتیب با 2/5-، 4- و 5/3- درجه سانتی‌گراد بیشترین توان مقاومت به یخ‌زدگی را داشتند و ژنوتیپ پیشتاز با 8/0- درجه سانتی‌گراد کمترین میزان مقاومت به یخ‌زدگی را داشت. بنابراین ژنوتیپ پیشتاز به­عنوان ژنوتیپ حساس در بین بقیه ژنوتیپ‌های مورد بررسی شناسایی گردید. این نتایج نشانگر تفاوت ژنتیکی وسیع در بین ژنوتیپ‌های گندم است که امکان انتخاب آنها را از نظر مقاومت به سرما محیا می‌کند.

باتوجه به اینکه طوقه در غلات (نظیر گندم) کلیدی­ترین قسمت گیاه است و رشد مجدد آن پس از سرما نقش حیاتی در زنده ماندن گیاه دارد، بنابراین بهترین روش برآورد ماندگاری گندم در شرایط مزرعه تعیین درجه حرارت کننده (LT50) بر اساس بافت طوقه است (Mirzaei Asl et al., 2002). در این ارتباط سایر محققین نیز در بررسی ارقام و ژنوتیپ‌های مختلف گندم تفاوت محسوسی را در بین آنها از نظر درجه حرارت کشنده (LT50) گزارش کردند، به طور مثالAzizi و همکاران (2007) در بررسی تحمل به سرمای 14 رقم گندم بیان کردند که ارقام گلنسون و مارون به ترتیب با درجه حرارت کشنده معادل 8/15- و 7/3- به­عنوان ارقام مقاوم و حساس بودند. در آزمایش دیگر تفاوت معنی‌داری از نظر درجه حرارت کشنده ارقام جو (Nezami et al., 2010 a) و علف چمنی (Nezami et al., 2016) گزارش شد. احتمالاً این تفاوت در ژنوتیپ‌های گندم و جو از نظر واکنش متفاوت به تنش سرما بخاطر مکانیسم­های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی درگیر در آنها برای کاهش اثرات مخرب یخ‌زدگی است.

 

 

 

شکل 6- درجه حرارت کشنده (LT50) در ژنوتیپ‌های مختلف گندم

Figure 6- Lethal Temperature 50 (LT50) in different wheat genotypes

 

 

 

 

 

 

جدول 7- ضرایب همبستگی بین صفات مورد مطالعه در گیاهچه­های گندم

Table 7. Correlation coefficients between studied traits in wheat seedlings

صفات

درصد بقاء

Survival percent

وزن خشک

Dry weight

ارتفاع

Height

تعداد برگ

Leaf number

درصد بقاء

Survival percent

1

 

 

 

وزن خشک

Dry weight

**0.84

1

 

 

ارتفاع

height

**0.81

**0.94

1

 

تعداد برگ

Leaf number

**0.88

**0.95

**0.96

1

* و ** به­ترتیب معنی‌دار در سطح احتمال 5 و 1 درصد است.

 


نتیجه‌گیری

به طور کلی، نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که آزمون یخ‌زدگی در شرایط کنترل شده و اندازه­گیری درصد بقاء و صفات مرفولوژیکی می‌تواند معیار قابل قبولی را جهت تخمین خسارت ناشی از سرما فراهم آورد. همچنین نتایج نشانگر این مطلب است که با کاهش بقاء گیاهچه در اثر افت دما، میزان وزن خشک، ارتفاع گیاهچه و تعداد برگ در گیاهچه­های تولیدی نیز کاهش یافت. با وجود این بسته به شدت تنش یخ‌زدگی واکنش ژنوتیپ‌های گندم مورد مطالعه متفاوت بود به طوری که ژنوتیپ مرودشت با داشتن بیشترین توان مقاومت به یخ‌زدگی (2/5- درجه سانتی‌گراد) در بین بقیه ژنوتیپ‌های گندم از نظر وزن خشک، ارتفاع و تعداد برگ گیاهچه نیز برتری داشت و ژنوتیپ پیشتاز در بین بقیه ژنوتیپ‌های مورد بررسی ژنوتیپی فوق­العاده حساس به یخ‌زدگی شناسایی شد. در نهایت جهت حصول اطمینان از تحمل به سرمای ژنوتیپ‌های یاد شده، انجام آزمایش در شرایط مزرعه پیشنهاد می­گردد.

 

سپاسگزاری

بودجه این تحقیق توسط دانشگاه رازی تأمین گردید که بدینوسیله تشکر و قدردانی می­گردد



[1] Frost

[2] Freezing

[3] Chilling

[4] Reactive oxygen species (ROS)

[5] Lethal Temperature 50 (LT50)

[6] Thermogradient device

FAO. 2016. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Statistical database. Available online: www.fao.org

Alisoltani, A., Alizadeh, H., Mahfoozi, S. and Khayalparast, F. 2012. The effect of short and long terms cold acclimation on biochemical characteristics of spring and winter wheat (Triricum aestivum L.) cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences, 14(1): 108-120. (In Persian).

Amir-Ghasemi, T. 2002. Frosting of plants: Frost danger, prediction and protection. Ayandeghan Publishing, Iran. 124 p. (In Persian).

Anjum, N.A., Chan, M.T. and Umar, S. 2010. Ascorbate-glutathione pathway and stress tolerance in plants. In: Fotopoulos, V., Ziogas, V., Tanou, G. and Molassiotis, A. (eds.), Involvement of AsA/DHA and GSH/GSSG Ratios in Gene and Protein Expression and in the Activation of Defence Mechanisms under Abiotic Stress Conditions. Springer Dordrecht Heidelberg. pp. 265-302.

Apostolova, P., Yordanova, R. and Popova, L. 2008. Response of antioxidative defence system to low temperature stress in two wheat cultivars. General and Applied Plant Physiology, 34(3-4): 281-294.

Arzani, A. 2011. Breeding field crops (Translation). By: Sleper, D. A. and Poehlman, J. M., 4th edition. Isfahan University of Technology Publications, Iran. 628 p. (In Persian).

Azizi, H. 2005. Evaluation of cold tolerance in wheat under field and controlled conditions. M.Sc. Thesis. Agriculture Faculty, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. (In Persian).

Azizi, H. Nezami, A., Khazaee, H.R. and Nassiri, M. 2008. Evaluation of cold tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars under field conditions. Iranian Journal of Field Crops Research, 6(2): 343-352. (In Persian).

Azizi, H., Nezami, A., Nassiri, M. and Khazaee, H.R. 2007. Evaluation of cold tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) cultivars under controlled conditions. Iranian Journal of Field Crops Research, 6(1): 109-120. (In Persian).

Barzan, Z., Dehdari, M. and Amiri Fahliani, R. 2018. Evaluation of cold tolerance in rapeseed (Brassica napus L.) genotypes at seedling stage and its association with microsatellite markers. Journal of Crop Production and Processing, 8(2): 33-45. (In Persian).

Bridger, G.M., Falk, D.E., Mckersie, B.D. and Smith, D.L. 1996. Crown freezing tolerance and field winter survival of winter cereals in eastern Canada. Crop Science, 36(1): 150-157.

Chen, T.H., Gusta, L.V. and Fowler, D.B. 1983. Freezing injury and root development in winter cereals. Plant Physiology, 73: 773-777.

Cyril, J., Duncan, R.R. and Baird, W.V. 1998. Changes in membrane fatty acids in cold-acclimated turf grass. Journal of Horticultural Science, 33: 453-465.

Dashti, M., Kafi, M., Tavakkoli, H., Mirza, M. and Nezami, A. 2015. Effects of freezing stress on morpho-physiological indices and chlorophyll fluorescence of Salvia leriifolia Benth. seedlings. Journal of Plant Researches (Iranian Journal of Biology), 25(5): 962-973. (In Persian).

Dionisio-Sese, M.L. and Tobita, S. 1998. Antioxidant responses of rice seedlings to salinity stress. Plant Science, 135: 1-9.

Fowler, D.B. and Gusta, L.V. 1979. Selection for winter hardiness in wheat. I. Identification of genotypic variability. Crop Science, 19: 769-772.

Fowler, D.B., Gusta, L.V. and Tyler, N.J. 1981. Selection for winter hardiness in wheat. III. Screening methods. Crop Science, 21: 896-901.

Fridovich, I. 1986. Biological effects of the superoxide radical. Archives of Biochemistry and Biophysics, 247: 1-11.

Fry, J.D., Lang, N.S., Clifton, R.G.P. and Maier, F.P. 1993. Freezing tolerance and carbohydrate content of low temperature-acclimated and non-acclimated centipede grass. Crop Science, 33: 1051-1055.

Griffith, M. and McIntyre, C.H. 1993. The interrelationship of growth and frost tolerance in winter rye. Physiologia Plantarum, 87: 335-344.

Gusta, L.V., Fowler, D.B. and Tyler, N.J. 1982. Factors influencing hardening and survival in winter wheat. In: Li, P.H. and Sakai, A. (eds.), Plant Cold Hardiness and Freezing Stress, Mechanisms and Crop Implications. Vol. 2, Academic Press, London. pp. 23-40.

Gusta, L.V., O’Connor, B.J., Gao, Y.P. and Jana, S. 2001. A re-evaluation of controlled freeze-test and controlled environment hardening conditions to estimate the winter survival potential of hardy winter wheat. Canadian Journal of Plant Science, 81: 241-246.

Hassibi, P., Moradi, F. and Nabipour, M. 2008. Effect of low temperature on antioxidant mechanisms in sensitive and tolerance (Oryza sativa L.) genotypes in seedling stage. Iranian Journal of Crop Sciences, 10(3): 262-280. (In Persian).

Jian, L.C., Li, J.H. and Chen, W.P. 1999. Cytochemical localization of calcium and Ca+2_ATPase activity in plant cells under chilling stress: A comparative study between the chilling sensitive maize and the chilling insensitive winter wheat. Plant and Cell Physiology, 10: 1061-1071.

Mirfakhraii, R., Mardi, M., Talei, A., Mahfoozi, S. and Zali, A. 2010. Identification of quantitative trait loci associated with low-temperature tolerance in winter wheat (Triticum aestivum L.). Iranian Journal of Crop Science, 41: 105-112. (In Persian).

Mirmohammad Meybodi, A.M. and Tarkesh Esfahani, S. 2005. Physiology and breeding aspects of cold stress in crops. Golbon Publications, Isfahan, Iran. 336 p. (In Persian).

Mirzaie Asl, A., Yazdi Samadi, B., Zali, A. and Sadeghian Motahhar, Y. 2002. Measuring cold resistance in wheat by laboratory tests. Journal of Water and Soil Science (Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 6(1): 177-186. (In Persian).

Moosavi, M.J., Nezami, S., Izadi Darbandi, E., Nezami, A., Yousefsani, M. and Keykha Akhar, F. 2011. Evaluation of freezing tolerance of English daisy (Bellis perennis) under controlled conditions. Journal of Water and Soil, 25(2): 380-388. (In Persian).

Nazeri, M., Ahmadi, A., Tabeei, M. and Kohestani, B. 2006. Study of frost tolerance in promising wheat genotypes using crown freezing method. Iranian Journal of Field Crops Research, 4(1): 155-168. (In Persian).

Nezami, A., Ahmadi Lahijani, M.J., Shojaei Noferest, K., Rezaei, J. and Fazeli, F. 2016. Freezing tolerance of grass species under controlled conditions. Journal of Plant Production Research, 23(1): 89-106. (In Persian).

Nezami, A., Bagheri, A., Rahimian, H., Kafi, M. and Nasiri Mahallati, M. 2007 b. Evaluation of freezing tolerance of chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes under controlled conditions. Journal of Water and Soil Science (Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources), 10(4): 257-269. (In Persian).

Nezami, A., Borzooei, A., Jahani, M., Azizi, M. and Sharif, A. 2007 a. Electrolyte leakage as an indicator of freezing injury in colza (Brassica napus L.). Iranian Journal of Field Crops Research, 5(1): 167-175. (In Persian).

Nezami, A., Khazaei, H.R., Azizi, H. and Najibnia, S. 2009. Effects of acclimation on wheat (Triticum aestivum L.) cold tolerance under laboratory conditions. Journal of Crop Production, 2(4): 55-70. (In Persian).

Nezami, A., Nabati, J., Borzooei, A., Kamandi, A., Masomi, A. and Salehi, M. 2010 a. Evaluation of freezing tolerance in barley (Hordeum vulgar L.) cultivars at seedling stage under controlled conditions. Environmental Stresses in Crop Sciences, 3(1): 9-22. (In Persian).

Nezami, A., Rezaei, J. and Alizadeh, B. 2010 b. Evaluation of cold stress tolerance in several species of grasses by electrolyte leakage test. Journal of Water and Soil, 24(5): 1019-1026. (In Persian).

Nezami, A., Soleimani, M.R., Ziaee, M., Ghodsi, M. and Bannayan Aval, M. 2010 c. Evaluation of freezing tolerance of hexaploid triticale genotypes under controlled conditions. Notulae Scientia Biologicae, 2(2): 114-120.

Saeidi, A., Akbari, A., Bakhtiari, S., Mehrvar, M.R. and Nategh, Z. 2005. Characteristics of wheat bread, durum wheat, barley, triticale and rye. Introduced by the cereal sector (1930-2003). Agricultural Education Publishing, Iran. 103 p. (In Persian).

Saeidi, M., Eliasi, P., Abdoli, M. and Sasani, S. 2012. Freezing tolerance of wheat cultivars at the early growing season after winter. African Journal of Biotechnology, 11(17): 4045-4052.

Sarhadi, E., Mahfoozi, S., Majidi Hervan, E. and Amini, A. 2012. Determination of vernalization requirement and cold tolerance in two bread wheat cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences, 14(1): 29-43. (In Persian).

Sarmadnia, G. 1993. Importance of environmental stresses in agronomy. Key-Note papers, First Iranian Congress of Crop Production and Breeding. Karaj, Iran. pp. 167-168. (In Persian).

Siahmerghouie, A., Azizi, G., Nezami, A. and Jahani-Kandari, M. 2011. Investigation of laboratory freeze tolerance of field grown fennel (Fueniculum vulgar) ecotypes. Journal of Horticultural Science, 25(1): 64-72. (In Persian).

Vitamvas, P. and Prasil, L.T. 2008. WCS120 protein family and frost tolerance during cold acclimation, deacclimation and reacclimation of winter wheat. Plant Physiology and Biochemistry, 46(11): 970-976.

Wang, C.Y. and Adams, D.O. 1980. Ethylene production by chilled cucumbers (Cucumis sativus L.). Plant Physiology, 66: 841-843.

Yin, L., Wang, C., Chen, Y., Yu, C., Cheng, Y. and Li, W. 2009. Cold stratification, light and high seed density enhance the germination of Ottelia alismoides. Aquatic Botany, 90: 85-88.

Yong, Z., Hao-Ru, T. and Ya, L. 2008. Variation in antioxidant enzyme activities of two strawberry cultivars with short-term low temperature stress. World Journal of Agricultural Sciences, 4(4): 458-462.

Yoshida, M., Abe, J., Moriyama, M. and Kuwabara, T. 1998. Carbohydrate levels among winter wheat cultivars varying in freezing tolerance and snow mold resistance during autumn and winter. Physiologia Plantarum, 103: 8-16.