Ecology of Iranian Forests

fa تاثیر تنش خشکی روی تبادلات گازی، روابط آبی و رنگدانه‌های فتوسنتزی برگ گیاه دارویی سیاه ولیک The Effect of Drought Stress on the Eco-Physiological Traits of the Leaves of the Medicinal Plant (Crataegus pentagyana Waldst. & Kit. ex Willd.) اکولوژی جنگل اکولوژی جنگل پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: خشکی یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر بقای گیاهان است که می‌تواند تأثیرات قابل توجهی بر رشد، توسعه و بهره‌وری آن‌ها داشته باشد، به خصوص در مناطق خشک و نیمه‌خشک که تغییرات اقلیمی منجر به تشدید این پدیده شده است. گونه سیاه ولیک (Crataegus pentagyana Waldst. & Kit. ex Willd.)  یکی از گیاهان دارویی ارزشمند در جنگل‌های شمال ایران است که به دلیل توانایی سازگاری با زیستگاه‌های مختلف، نقش مهمی در حفظ تنوع زیستی و پایداری اکوسیستم‌های جنگلی ایفا می‌کند. هدف از این پژوهش بررسی تأثیر تنش خشکی بر صفات اکوفیزیولوژیکی برگ این گونه است تا واکنش‌های مربوط به تبادلات گازی، روابط آبی و رنگدانه‌های فتوسنتزی آن در شرایط قطع شدن طولانی مدت آبیاری و پیامدهای آن بر سلامت و بقای نهال مورد شناسایی قرار گیرد. مواد و روش‌ها: برای انجام این تحقیق در یک آزمایش گلخانه‌ای در دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس، نهالهای‌ گلدانی گیاه دارویی سیاه ولیک در  6 سطح تیمار و 3 تکرار به صورت طرح کاملا تصادفی در معرض قطع آبیاری قرار گرفتند. سپس در هر یک از روزهای سوم، هفتم، چهاردهم، بیست و یکم، بیست و هشتم و سی و پنجم بعد از قطع آبیاری، نرخ فتوسنتز، تعرق، محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیت و میزان رنگدانه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a، کلروفیل b، نسبت کلروفیل a/b، کلروفیل کل، کاروتنوئید و نسبت کاروتنوئید به کلروفیل کل) آنها اندازه‌گیری شد. آنالیز داده‌ها با استفاده از آزمون آنالیز واریانس یک‌طرفه و آزمون مقایسه میانگین توکی انجام شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش شدت خشکی، نرخ فتوسنتز، تعرق و محتوای نسبی آب برگ به طور معنی‌داری کاهش و نشت الکترولیت افزایش یافت. همچنین، محتوای کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنوئید، و نسبت کلروفیل کل به کارتنوئید تحت تاثیر خشکی به طور معنی‌داری کاهش یافتند، طوری‌که در تنش های شدید (روزهای 21، 28 و 35 بعد از قطع آبیاری) دچار افت قابل ملاحظه‌ای شدند. نتیجه‌گیری: این تحقیق آشکار ساخت که عدم تعادل در سیستم فتوسنتزی و اختلال در تولید و سنتز کلروفیل و به طور کلی آسیب پذیری معنی‌دار نهال سیاه ولیک به تنش خشکی، موقعی که نهال آن بیش از 14 روز از آب محروم شود، اتفاق می‌افتد. این مطالعه همچنین، اهمیت مدیریت منابع آب در نهالستان های جنگلی و فضاهای سبز شهری و برون شهری و درک بهتر واکنش نهال سیاه ولیک به تنش خشکی را در راستای بهبود عملکرد و نیز حفاظت از آن در برابر تغییرات اقلیمی تأکید می‌کند. </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Drought is one of the most important factors affecting plant survival that can have significant effects on their growth, development and productivity, especially in arid and semi-arid regions where climate change has exacerbated this phenomenon. Black hawthorn (Crataegus pentagyana Waldst. & Kit. ex Willd.) is one of the valuable medicinal plants in the forests of northern Iran, which plays an important role in maintaining biodiversity and sustainability of forest ecosystems due to its ability to adapt to different habitats. The aim of this study is to investigate the effect of drought stress on the ecophysiological traits of the leaves of this species in order to find its gas exchange, water relations, and photosynthetic pigments responses under conditions of long-term irrigation interruption and its consequences on seedling health and survival. Materials and Methods: To conduct this research in a greenhouse experiment at the Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, potted seedlings of the medicinal plant Crataegus pentagyana were exposed to withholding watering in 6 treatment levels and with 3 replications in a completely randomized design. Then, on each of the 3rd, 7th, 14th, 21st, 28th and 35th after withholding watering, the photosynthesis rate, transpiration, relative leaf water content, electrolyte leakage and the content of photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll a/b ratio, total chlorophyll, carotenoids and total chlorophyll/carotenoid ratio) were measured. Data analysis was performed using one-way ANOVA and Tukey's mean comparison test. Findings: The results showed that with increasing drought intensity, photosynthesis rate, transpiration and relative leaf water content significantly decreased and electrolyte leakage increased. Also, the content of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, and total chlorophyll/carotenoids decreased under the influence of drought, such that they decreased significantly in severe stresses (days 21, 28, and 35 after withholding watering. Conclusion: This study revealed that imbalance in the photosynthetic system and disruption in chlorophyll production and synthesis, and in general, significant vulnerability of Crataegus pentagyana seedlings to drought stress, occurs when the seedlings are deprived of water for more than 14 days. This study emphasizes the importance of water resource management in forest nurseries and urban and suburban green spaces, as well as a better understanding of the response of Crataegus pentagyana seedlings to drought stress in order to improve their performance and protect them against climate change.</div> واژگان کلیدی: سیاه ‌ولیک, قطع آبیاری, کاروتنوئید, فتوسنتز, محتوی نسبی آب برگ, نشت الکترولیت Keywords: Black hawthorn, withholding watering, carotenoids, photosynthesis, leaf relative water content, electrolyte leakage 0 0 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-33-6&slc_lang=fa&sid=1 Seyed Pedram Elyasi سید پدرام الیاسی pedramelyasiii@gmail.com 100319475328460010720 100319475328460010720 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس Masoud Tabari مسعود طبری کوچکسرائی mtabari@modares.ac.ir 100319475328460010719 100319475328460010719 Yes Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس Mehdi Abedi مهدی عابدی mehdi.abedi@modares.ac.ir 100319475328460010721 100319475328460010721 No Tarbiat Modares University دانشگاه تربیت مدرس