Influence of Rubber Rootstocks on Physiological Response and Osmolytes Accumulation of RRIT 251 Scion in Water Deficit Condition
Keywords:
Para rubber, Rootstock, Scion, Water deficit conditionAbstract
Appropriate water management is required for the rubber tree seedling to flourish during the growth phase, which the seedlings will suffer damage from insufficient irrigation. Potentially, grafting the buds of extremely productive rubber clones onto sturdy rootstocks could increase the drought resistance of rubber plantations. This study aimed to examine the impact of RRIM 623 PB 5/51 and RRIT 251 rubber rootstocks on the physiological alterations of RRIT 251 scion in drought circumstances by assessing their resilience to drought. The effects of drought stress were assessed as changes in relative leaf water content, electrolyte leakage (EL), maximum quantum efficiency of PSII photochemistry (Fv/Fm), proline, glycine betaine, and total soluble sugar (TSS) content at different time points of water deficit conditions (0, 5, 8, and 11 days after water withholding). The results showed that RRIT 251 bud grafted on RRIT 251 rootstock (RRIT 251/RRIT 251) were more tolerant to drought conditions than RRIT 251 bud grafted on RRIM 623 (RRIT 251/RRIM 623) and rootstock PB 5/51 (RRIT 251/PB 5/51) throughout the experiment. RRIT 251/RRIT 251 had significantly higher relative leaf water content and maximum quantum efficiency of PSII photochemistry and TSS. Moreover, electrolyte leakage, proline, glycine betaine content of RRIT 251/RRIT251 was lower than RRIT 251/RRIM623 and RRIT 251/PB 5/51. Our results suggest that RRIT 251 rootstock can improve drought tolerance of RRIT251 scion higher than RRIM 623 and PB 5/51 rootstock.
References
กรมวิชาการเกษตร. 2554. คำแนะนำพันธุ์ยาง ปี 2554. เอกสารวิชาการ. สถาบันวิจัยยาง, กรุงเทพมหานคร. 49 หน้า.
ชุติมา สุทจิตร์. 2562. การศึกษาการแสดงออกของยีน NCED ที่เกี่ยวข้องกับการสะสมกรดแอบไซซิกในสภาวะขาดน้ำของต้นกล้ายางพารา. วิทยานิพนธ์ วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา. 80 หน้า.
นุชนารถ กังพิศดาร, มนัชญา รัตนโชติ, ปูธิตา เปรมกระสิน, ธมลวรรณ ขิวรัมย์, ลาวัลย์ จันทร์อัมพร และอนันต์ ทองภู. 2553. การพัฒนาเทคโนโลยีการจัดการธาตุอาหารพืช สำหรับยางพาราเฉพาะพื้นที่. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: https://www.doa.go.th/research/showthread.php?tid=1051&pid=1053 (8 พฤษภาคม 2564).
ทิพย์สุดา อุยพานิช, เรวัต เลิศฤทัยโยธิน, ชัยณรงค์ รัตนกรีฑากุล และ อภิวิชญ์ ทรงกระสินธุ์. 2558. การตรวจสอบศักยภาพการใช้ลักษณะไกลซีนบีเทนภายใต้สภาวะขาดน้ำในโรงเรือนในการคัดเลือกพันธุ์อ้อยที่มีผลผลิตสูงในสภาพแปลง. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ 4(2): 60-71.
ยงยุทธ โอสถสภา. 2559. ความเครียดของพืชและการบรรเทาความเครียด. วารสารดินและปุ๋ย 38(1-4): 47-78.
ลิลลี่ กาวีต๊ะ, มาลี ณ นคร, ศรีสม สวรรณวงศ์ และ สรียา ตันติวัฒน์. 2552. สรีรวิทยาของพืช. สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพมหานคร. 259 หน้า.
วรรณทนีย์ มีลุน, สุภัทร์ อิศรางกูร ณ อยุธยา และ ศิวพร ศีลเตโช. 2560. อิทธิพลของพื้นที่ปลูกต่อการเจริญเติบโตและผลผลิตของยางพารา สายพันธุ์ RRIM 600 และ RRIT 251 ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ. แก่นเกษตร 45 ฉบับพิเศษ (1): 325-330.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2562. ภาวะเศรษฐกิจการเกษตร ปี 2562 และแนวโน้มปี 2563. เอกสารวิชาการ. กองนโยบายและแผนพัฒนาการเกษตร, กรุงเทพมหานคร. 64 หน้า.
สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. 2563. ผลผลิตยางพาราแยกตามจังหวัด ปี 2562. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล:https://data.go.th/dataset/rubber62 (30 มิถุนายน 2564).
อรวรรณ แก้วรักษา. 2561. การตอบสนองทางสรีรวิทยาและการแสดงออกของยีน P5CS ที่เกี่ยวของกับการสะสมโพรลีนในสภาวะขาดน้ำของต้นกล้ายางพารา. วิทยานิพนธ์ วิทยาศาสตร์มหาบัญฑิต. มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา. 60 หน้า.
อุไรพร ปราบปรี. 2563. การศึกษาการแสดงออกของยีนในกลุ่ม Phenylpropanoid ต่อความเข้ากันได้ของต้นตอยางพาราและกิ่งพันธุ์ดี. วิทยานิพนธ์ วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา. 79 หน้า.
Arabzadeh, N. 2012. The effect of drought stress on soluble carbohydrates (sugars) in two species of Haloxylon persicum and Haloxylon aphyllum. Asian Journal of Plant Sciences 11(1): 44-51.
Bates, L.S., R.P. Waldren and I.D. Teare. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil 39(1): 205-207.
Chen, J.W., Zhang, Q., Li, X.S. and Cao, K.F. 2010. Gas exchange and hydraulics in seedlings of Hevea brasiliensis during water stress and recovery. Tree Physiology 30(1): 876-885.
Chen, T. H. and Murata, N. 2002. Enhancement of tolerance of abiotic stress by metabolic engineering of betaines and other compatible solutes. Current Opinion in Plant Biology 5(1): 250-257.
Demidchik, V., Straltsova, D., Medvedev, S.S., Pozhvanov, G.A., Sokolik, A. and Yurin, V. 2014. Stress-induced electrolyte leakage: the role of K+-permeable channels and involvement in programmed cell death and metabolic adjustment. Journal of Experimental Botany 65: 1259-1270.
Dionisio-Sese, M.L. and Tobita, S. 1998. Antioxidant responses of rice seedlings to salinity stress. Plant Science 135(1): 1-9.
dos Santos, J.O., de Oliveira, L.E.M., de Souza, T., Lopes, G.M., Coelho, V.T. and Gomes, M.P. 2019.
Physiological mechanisms responsible for tolerance to, and recuperation from, drought conditions in four different rubber clones. Industrial Crops and Products 141(1): 111714., doi:10.1016/j.indcrop.2019.111714.
Du, Y., Zhao, Q., Chen, L., Yao, X., Zhang, W., Zhang, B. and Xie, F. 2020. Effect of drought stress on sugar metabolism in leaves and roots of soybean seedlings. Plant Physiology and Biochemistry 146(1): 1-12.
Grieve, Catherine M. and Stephen R. Grattan. 1983. Rapid assay for determination of water soluble quaternary ammonium compounds. Plant and Soil 70(1): 303-307.
Haider, M.S., Kurjogi, M.M., Khalil-ur-Rehman, M., Pervez, T., Songtao, J., Fiaz, M., Jogaiah S., Wang, C. and J. Fang. 2018. Drought stress revealed physiological, biochemical and gene-expressional variations in ‘Yoshihime’peach (Prunus Persica L) cultivar. Journal of Plant Interactions 13(1): 83-90.
Irigoyen J. J., Emerich, D. W. and Sanchez, D. M. 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum 84(1): 55–60.
Ludlow, M. M. and Muchow, R. C. 1990. A critical evaluation of traits for improving crop yields in water-limited environments. In Advances in Agronomy 43: 107-153.
Maxwell, K. and Johnson, G.N. 2000. Chlorophyll fluorescence—a practical guide. Journal of Experimental Botany 51(345): 659-668.
Miranda, M.T., Da Silva, S.F., Silveira, N.M., Pereira, L., Machado, E.C. and Ribeiro, R.V. 2020. Root Osmotic Adjustment and Stomatal Control of Leaf Gas Exchange are Dependent on Citrus Rootstocks Under Water Deficit. Journal of Plant Growth Regulation 40(1): 1-9.
Ragel, P., Raddatz, N., Leidi, E.O., Quintero, F.J. and Pardo, J.M. 2019. Regulation of K+ nutrition in plants. Frontiers in Plant Science 10(1): 281., doi.10.3389/fpls.2019.00281.
Sterling, A., Rodríguez, N., Quiceno, E., Trujillo, F., Clavijo, A. and Suárez-Salazar, J.C. 2019. Dynamics of photosynthetic responses in 10 rubber tree (Hevea brasiliensis) clones in Colombian Amazon: Implications for breeding strategies. PLoS One 14(12): e0226254.
Subbarao, G. V., Chauhan, Y. S. and Johansen. C. 2000. Patterns of osmotic adjustment in pigeon pea - its importance as a mechanism of drought resistance. European Journal of Agronomy 12: 239-249.
Wang, L. F. 2014. Physiological and molecular responses to drought stress in rubber tree (Hevea brasiliensis Muell. Arg.). Plant Physiology and Biochemistry 83(1): 243-249.
Wang, Z., Li, G., Sun, H., Ma, L., Guo, Y., Zhao, Z., Gao, H. and Mei, L. 2018. Effects of drought stress on photosynthesis and photosynthetic electron transport chain in young apple tree leaves. Biology Open 7(11):bio035279,doi:org/10.1016/j.plaphy.2014.08.012.
Yang, J., Zhang, J., Li, C., Zhang, Z., Ma, F. and Li, M. 2019. Response of sugar metabolism in apple leaves subjected to short-term drought stress. Plant Physiology and Biochemistry 141(1): 164-171.
Yao, X., Chen, X., Wang, J., Zhou, J., Cai, M. and Lin, W. 2017. Effect of clonal rootstocks on the growth and yield of Hevea rubber. Journal of Rubber Research 20(3): 203-212.
You, J. and Chan, Z. 2015. ROS regulation during abiotic stress responses in crop plants. Frontiers in plant science 6(1): 1092,doi:10.3389/fpls.2015.01092.
