Реакција генотипова пасуља (Phaseolus vulgaris L.) на абиотичке факторе

Abstract

Значај биолошког диверзитета на нивоу гена, врсте и екосистема је немерљив за човечанство и предуслов је одрживог развоја. Генетичка варијабилност, присутна у традиционално гајеним сортама, које су адаптиране на одређене услове средине (отпорност на биотички и толерантност на абиотички стрес) омогућава развој нових и побољшаних варијетета пожељних карактеристика. Двадесeт један генотип пасуља (дванаест домаћих сорти, шест одомаћених популација и три стране сорте) су биле предмет истраживања ове докторске дисертације. Циљ истраживања је био упоређивање реакција одабраних генотипова пасуља на различите услове гајења у контролисани лабораторијским условима, праћењем морфолошких параметара раста (дужине, свеже и суве масе корена и изданка), и термодинамичких параметара (слободне енергије слободне воде на нивоу апопласта, воде на нивоу симпласта, хемијски везане воде, као и диференцијалне енергије и ентaлпије). Примењено је 16 третмана гајења биљака, који су укључивали четири температурна режима, сваки са по четири режима пољског водног капацитета (ПВК). Детаљна анализа посматраних параметара укључивала је праћење и поређење одговора 14 дана старих клијанаца (рана фаза развића) у оптималним условима (25ºС и 80% ПВК) у односу на екстремне и неповољне услове гајења - (15ºС и 100% ПВК; 30ºС и 40% ПВК - симулација суше). Код већине генотипова, фенотипском корелационом анализом је утврђен статистички значајнији негативан ефекат водног дефицита у односу на ефекат температуре, на посматране морфолошке параметре, са трендом раста корена на рачун изданка (-0,755, P ≤ 0,001 за дужине корена и изданка; -0,507, P ≤ 0,05 за свежу масу корена и изданка; -0,684, P ≤ 0,001 за суву масу корена и изданка, респективно). На основу анализе термодинамичких параметара, најбољу хидратисаност ткива на нивоу целог клијанца, у сва три третмана, су испољили генотипови Балкан (Г1), Златко (Г2) и Галеб (Г16)...

Biological diversity at the gene, species and ecosystems level is of esential importance and is considered as a prerequisite for sustainable development. Genetic variability existing in traditional varieties, adapted to specific environmental conditions (i.e. resistance to biotic and tolerance to abiotic stress) enables the development of new and improved varieties with desirable characteristics. Twenty-one common bean genotypes (twelve approved varieties, six local populations and three foreign varieties) were the objective of this research. The aim was to compare the reaction of the chosen common bean genotypes to a different growing conditions under controlled laboratory conditions, by measuring morphological parameters of growth (length, fresh and dray matter accumulation in root and shoot) and thermodynamic parameters (free energy of free water at apoplast, bulk water at simplest, chemically bound water, differential free energy and enthalpy). Sixteen different treatments were applied, including four temperature treatment, each with four different field water capacity (FWC) treatments. The response of fourteen-day old seedlings (early developmental stage) was analyzed by comparing the results obtained under optimal growing conditions (i.e. 25˚C and 80% FWC) and under extreme conditions (15˚C and 100% FWC - cold and flooding stress; 30˚C and 40% FWC - drought stress). In the majority of genotypes, correlation analysis revealed more pronounced significant and negative water deficit effect compare to temperature effect on morphological parameters observed, with the trend of stimulated root over shoot growth (-0.755, P ≤ 0.001 for root and shoot length; -0.507, P ≤ 0.05 for root and shoot fresh matter; -0.684, P ≤ 0.001 for root and shoot dry matter, respectively). Based on thermodynamic parameters analysis, genotypes Balkan (G1), Zlatko (G2), and Galeb (G16) exhibited the highest rate of tissue hydration at the whole seedling level. The variability of the chosen genotypes on existing agro-ecological conditions was additionally evaluated in field trials, conducted at three locations. Yield components (number of pods per plant, number of grain per pod, number of grain per plant, 1000 grain weight) and grain yield per plant were measured...