| کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
|---|---|---|---|---|
| 11021762 | 1702818 | 2019 | 12 صفحه PDF | دانلود رایگان |
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Tracking chlorophyll fluorescence as an indicator of drought and rewatering across the entire leaf lifespan in a maize field
ترجمه فارسی عنوان
ردیابی فلورسانس کلروفیل به عنوان شاخصی از خشکسالی و آبیاری در طول عمر برگ گیاه ذرت در یک مزرعه ذرت
همین الان دانلود کنید
دانلود مقاله ISI انگلیسی
رایگان برای ایرانیان
کلمات کلیدی
تنش خشکی، تغغیرات آب و هوایی، گیاه ذرت رقم (Zea mays L)، پتانسیل فتو سنتزی، فلورسانس کلورفیل، طول عمر برگ
فهرست مطالب مقاله
چکیده
کلمات کلیدی
1.مقدمه
2- مواد و روشها
2-1 توصیف مکان آزمایش
2-2- طراحی آزمایش
2-3- اندازه گیری محتوای کلروفیل برگ
2-4- اندازه گیری و بیان فلورسانس کلروفیل
2-5- اندازه گیری شاخص غلاف برگ، ارتفاع بوته و سطح برگ
2-6- داده های آماری
3- نتایج:
3-1- واکنش کلروفیل به تنش خشکی و آبیاری مجدد
3-2- واکنش فلورسنس کلروفیل به خشکسالی و آبیاری مجدد
3-3- رشد و واکنش مورفولوژیکی به خشکسالی و آبیاری مجدد
3-4- تجزیه و تحلیل صفات عملکرد چندگانه تحت شرایط آبیاری مجدد
4- بحث:
4-1- خنثی سازی غیر شیمیایی
4-2- فرایند انحلال کامل
4-3- دیگر پارامترهای فلورسانس کلروفیل
4-4- محتوای کلروفیل برگ
4-5- تأثیر مراحل رشد
4-6- ارتباط بین شاخص ها
تصویر 1- طراحی تجربیو برنامه اندازه گیری. توجه: دانه ها در 30 آپریل 2015 کاشتند
تصویر2- محتوای کلروفیل و واکنشهای فلورسانس آن به قسمت های خشکسالی و آبگیری با پیر شدن برگ. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده) و تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طی با مقادیر آبیاری 296، 246 و 221 میلیمتر به ترتیب به ترتیب به ترتیب کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت. برای مشاهدات بیشتر، جدول 1 را ببینید.
جدول 1:بررسی دو روش ANOVA در مورد تأثیر آبیاری و زمان آن و اثر متقابل این دوفاکتور بر هم
تصویر-3 پاسخ های فلورسانس اصلی کلروفیل به قسمت خشکسالی و آبیاری با پیر شدن برگ. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده)، تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طی با مقادیر 296، 246 و 221 میلی متر برای کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت.
تصویر -4- رشد گیاه، پاسخ های مورفولوژیکی به قسمت های خشکسالی و آبگیری با پیر شدن برگ. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده)، تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طی با مقادیر 296، 246 و 221 میلی متر برای کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت.
تصویر -5مقايسه بيوماس و عملكرد در تيمارهاي مختلف (شاهد، T1، T2) در سال 2015 (چپ) و سال 2016 (راست).
جدول -2- روابط بین ویژگی های فتوشیمیایی و مورفولوژیکی برگ برگ نشان داده شده است.
تصویر-6- مولفه اصلی تجزیه و تحلیل فلورسانس کلروفیل، رشد گیاه و صفات مورفولوژیکی برگ در پاسخ به قسمت های خشکسالی و آبگیری در سراسر طول عمر برگ است. (a) دو مولفه اصلی (PC) نشان داده شده است. (ب) پیش بینی های دو کامپیوتر بر اساس تاریخ (روز بعد از کاشت، DAS) مرتب شده اند. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده)، تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طول ، با مقادیر 296، 246 و 221 میلی متر برای کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت.
تصویر -7- نمای کلی از کلروفیلفلوئورسانس بر اساس قسمت های خشکسالی و آب آشامیدنی. (a) زیر زمینه طبیعی، نسبت بازده برای فرایندهای dissipative برای جذب انرژی توسط PhotoSystem II (PSII) در یک پایدار و متعادل ممکن است به طور جدی بین آن ها حفظ شود بازده کوانتومی PSII (ΦPSII)، عملکرد از دست دادن توسط کمینه سازی (ΦNPQ)، و عملکرد دیگر غیر فتوشیمیایی تلفات (ΦNO) (Kramer و همکاران، 2004)؛ که در چرخه xanthophyll، ویولاکسانتین (V) می تواند با ویولاکسانتین به زاکسانتیین (Z) تبدیل شود دی اکسیداز برای کمک به گرمازدایی، در حالیکه در نور کم، Z می تواند به Z با زاکسنتین به V برسد اپوکسیاز (Baker، 2008؛ Nilkens et al.، 2010) و پروتئین PsbS (لی و همکاران، 2002). (ب) زیر استرس کمبود اولیه، با افت در ΦPSII، ΦNPQ می تواند افزایش یابد، در حالی که ΦNO کاهش می یابد (شکل 2)؛ چرخه xanthophyll ممکن است افزایش یابد و پروتئین PsbS بیان ممکن است نقش مثبتی داشته باشد (Murchie and Niyogi، 2011).
کلمات کلیدی
1.مقدمه
2- مواد و روشها
2-1 توصیف مکان آزمایش
2-2- طراحی آزمایش
2-3- اندازه گیری محتوای کلروفیل برگ
2-4- اندازه گیری و بیان فلورسانس کلروفیل
2-5- اندازه گیری شاخص غلاف برگ، ارتفاع بوته و سطح برگ
2-6- داده های آماری
3- نتایج:
3-1- واکنش کلروفیل به تنش خشکی و آبیاری مجدد
3-2- واکنش فلورسنس کلروفیل به خشکسالی و آبیاری مجدد
3-3- رشد و واکنش مورفولوژیکی به خشکسالی و آبیاری مجدد
3-4- تجزیه و تحلیل صفات عملکرد چندگانه تحت شرایط آبیاری مجدد
4- بحث:
4-1- خنثی سازی غیر شیمیایی
4-2- فرایند انحلال کامل
4-3- دیگر پارامترهای فلورسانس کلروفیل
4-4- محتوای کلروفیل برگ
4-5- تأثیر مراحل رشد
4-6- ارتباط بین شاخص ها
تصویر 1- طراحی تجربیو برنامه اندازه گیری. توجه: دانه ها در 30 آپریل 2015 کاشتند
تصویر2- محتوای کلروفیل و واکنشهای فلورسانس آن به قسمت های خشکسالی و آبگیری با پیر شدن برگ. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده) و تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طی با مقادیر آبیاری 296، 246 و 221 میلیمتر به ترتیب به ترتیب به ترتیب کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت. برای مشاهدات بیشتر، جدول 1 را ببینید.
جدول 1:بررسی دو روش ANOVA در مورد تأثیر آبیاری و زمان آن و اثر متقابل این دوفاکتور بر هم
تصویر-3 پاسخ های فلورسانس اصلی کلروفیل به قسمت خشکسالی و آبیاری با پیر شدن برگ. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده)، تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طی با مقادیر 296، 246 و 221 میلی متر برای کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت.
تصویر -4- رشد گیاه، پاسخ های مورفولوژیکی به قسمت های خشکسالی و آبگیری با پیر شدن برگ. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده)، تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طی با مقادیر 296، 246 و 221 میلی متر برای کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت.
تصویر -5مقايسه بيوماس و عملكرد در تيمارهاي مختلف (شاهد، T1، T2) در سال 2015 (چپ) و سال 2016 (راست).
جدول -2- روابط بین ویژگی های فتوشیمیایی و مورفولوژیکی برگ برگ نشان داده شده است.
تصویر-6- مولفه اصلی تجزیه و تحلیل فلورسانس کلروفیل، رشد گیاه و صفات مورفولوژیکی برگ در پاسخ به قسمت های خشکسالی و آبگیری در سراسر طول عمر برگ است. (a) دو مولفه اصلی (PC) نشان داده شده است. (ب) پیش بینی های دو کامپیوتر بر اساس تاریخ (روز بعد از کاشت، DAS) مرتب شده اند. کنترل، T1 و T2 به ترتیب آبیاری نرمال (بارش شبانه شبیه سازی شده)، تداخل آب (قسمت های خشکسالی) در طول ، با مقادیر 296، 246 و 221 میلی متر برای کل دوره رشد گیاهان است. DAS، روز بعد از کاشت.
تصویر -7- نمای کلی از کلروفیلفلوئورسانس بر اساس قسمت های خشکسالی و آب آشامیدنی. (a) زیر زمینه طبیعی، نسبت بازده برای فرایندهای dissipative برای جذب انرژی توسط PhotoSystem II (PSII) در یک پایدار و متعادل ممکن است به طور جدی بین آن ها حفظ شود بازده کوانتومی PSII (ΦPSII)، عملکرد از دست دادن توسط کمینه سازی (ΦNPQ)، و عملکرد دیگر غیر فتوشیمیایی تلفات (ΦNO) (Kramer و همکاران، 2004)؛ که در چرخه xanthophyll، ویولاکسانتین (V) می تواند با ویولاکسانتین به زاکسانتیین (Z) تبدیل شود دی اکسیداز برای کمک به گرمازدایی، در حالیکه در نور کم، Z می تواند به Z با زاکسنتین به V برسد اپوکسیاز (Baker، 2008؛ Nilkens et al.، 2010) و پروتئین PsbS (لی و همکاران، 2002). (ب) زیر استرس کمبود اولیه، با افت در ΦPSII، ΦNPQ می تواند افزایش یابد، در حالی که ΦNO کاهش می یابد (شکل 2)؛ چرخه xanthophyll ممکن است افزایش یابد و پروتئین PsbS بیان ممکن است نقش مثبتی داشته باشد (Murchie and Niyogi، 2011).
ترجمه چکیده
تأثیر گذاری مقادیر مختلف آب بر فتوسنتز و رشد گیاه مورد بررسی های فراوانی قرار گرفته است. هرچند بررسی مراحل مختلف فتوسنتزی گیاه تحت تأثیر تنش خشکی در طول دوره رشد گیاه همواره مورد غفلت قرار گرفته است. در این بررسی سه حالت مختلف میزان آب در دو دوره فصل رشد مورد بررسی قرار گرفته است: حالت کنترل شده، خشکسالی پایدار متوسط (T1) و خشکسالی شدید (T2). انتشار فلورسانس کلروفیل برگ ذرت به منظور تعیین پاسخ های تنظیم کننده پتانسيل های فتوسنتزی و فتوشیمی سیستک فتوسيستم( (PSII در تنش خشکب و آبرسانی در محل مورد بررسی قرار گرفت. یک دوره خشکسالی شدید در اوج مرحله رشد رویشی باعث کاهش مقدار کلروفیل، بازده حداکثر فتوشیمی( PSII (Fv / Fm) و خنک سازی فتوشیمیایی شد، اما باعث افزایش غلظت غیر فتوشیمیایی و عملکرد در غلظت پایین نیزگردید. آبدهی دوباره تنها توابع جزئی PSII گیاهانی که تحت خشکسالی تاریخی قرار گرفته اند را بازسازی کرد. تجزیه و تحلیل مسیرهای غیر فتوشیمیایی از رسوب حرارتی نشان می دهد که محافظت در برابر نورپردازی دستگاه فتوشیمیایی ممکن است از طریق گرمازدگی اتفاق بیفتد وقتی که یک اثر خشکسالی شدید در یک برگ جوان ظاهر شود؛ با این حال، سبب حفاظت از آبرسانی با پیر شدن برگ کمک نمی کند. در مقایسه با شاهد، عملکرد T1 و T2 به ترتیب 25.1 و 27.1 درصد در سال 2015 و 4/26 درصد و در سال 2016 54.3 درصد کاهش یافته است. محتوای کلروفیل به طور معنی داری و همبستگی مستقیم با Fv / Fm (R = 0.65، P <0.001) و حداکثر در مقابل حداقل تولید فلورسانس در حالت تاریک (Fm / Fo) (R = 0.72، P <0.001) بود. علاوه بر این، می توان دو پارامتر را به طور قابل ملاحظه ای پیشنهاد کرد تا تغییرات محتوی کلروفیل و درجه سالخوردگی برگ را در پاسخ به یک قسمت خشکسالی و اثر آن بر پیری برگ: Fm / Fo و محدودیت نسبی به فتوسنتز (RLP) را نشان دهند. نتایج کنونی ممکن است بینش عمیقی را در درک بهتر مکانیزم پایه ای پتانسیل های فتوسنتز و کارایی فتوشیمی و حفاظت از عملکرد فتوشیمیایی در پاسخ به قسمت های خشکسالی و آبگیری در طول عمر برگ ایجاد نماید.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری
علوم کشاورزی و بیولوژیک
علوم زراعت و اصلاح نباتات
چکیده انگلیسی
Plant growth and photosynthesis in response to water status have been extensively investigated. However, elucidating the photosynthetic process and its indicators under a drought episode and rewatering across the entire leaf lifespan is often neglected. In this experiment, three water treatments were set during two growth seasons: a control treatment, moderate persistent drought (T1), and severe persistent drought (T2). Maize leaf chlorophyll fluorescence emission was analyzed to determine the regulative responses of the photosynthetic potentials and photosystem II (PSII) photochemistry process to drought and rewatering in situ. A severe drought episode during the peak vegetative growth stage resulted in decreases in chlorophyll content, the maximal efficiency of PSII photochemistry (Fv/Fm), and photochemical quenching, but increases in non-photochemical quenching and the yield for dissipation by downregulation. Rewatering only restored partial PSII functions in plants that had undergone historical drought episodes. An analysis of non-photochemical pathways of thermal dissipation indicates that regulative photoprotection of the photosystem apparatus may occur through heat dissipation when an effect of severe drought episode appeared on a young leaf; however, rewatering did not enhance photoprotection with leaf aging. Compared to the control treatment, the yield of T1 and T2 decreased by 25.1% and 27.1% in 2015, and 26.4% and 54.3% in 2016, respectively. The chlorophyll content was significantly and closely correlated with Fv/Fm (Râ=â0.65, Pâ<â 0.001) and the maximum versus minimum fluorescence yield in the dark-adapted state (Fm/Fo) (Râ=â0.72, Pâ<â 0.001). Additionally, the two parameters can be suggested to feasibly track chlorophyll content changes and the degree of leaf senescence in responses to a drought episode and its interaction with leaf aging: Fm/Fo and the relative limitation to photosynthesis (RLP). The current results may provide a profound insight into better understanding the underlying mechanism of photosynthetic potentials and photochemistry efficiency and photoprotection in response to drought episodes and rewatering over the entire leaf lifespan.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Agricultural Water Management - Volume 211, 1 January 2019, Pages 190-201
Journal: Agricultural Water Management - Volume 211, 1 January 2019, Pages 190-201
نویسندگان
Yibo Li, He Song, Li Zhou, Zhenzhu Xu, Guangsheng Zhou,