Nguyễn Văn Cường , Nguyên Quốc Sĩ Nguyễn Bá Phú *

* Tác giả liên hệ (nbphu@ctu.edu.vn)

Abstract

The study was carried out to determine the drought tolerance of duong orange. It was implemented from 10/2022-12/2022 in a greenhouse, the average air temperature and humidity of 33,8oC and 64,9%, respectively. The experiment was arranged in a completely randomized design, with 2 factors: the environment (without and with drought treatment) and the orange varieties (duong, ba la, and mat). The experiment had 30 repeats, 1 repeat was 1 plant/pot. The results showed that duong orange trees maintained their leaf color (ΔE*ab) after 25 drought days. Drought condition had less effect on the chlorophyll index of duong orange. The proline content in leaves and the ability to accumulate proline under drought condition of duong orange were both very low which indicated that duong orange were less sensitive to drought. Duong oranges trees showed signs of wilting after 23,8 drought days and the percentage of dead plants after 30 drought days was low (30%) when the sand moisture was 1,53%. Duong orange tree in drought condition was equivalent to normal conditions, the roots developed well. The plant biomass of duong orange was higher than that the others varieties under the same drought condition. Therefore, duong orange trees have good tolerance to drought conditions.

Keywords: Drought, Limnocitrus littoralis, proline, tolerant

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm xác định khả năng chống chịu hạn của cam đường. Thực hiện từ 10/2022-12/2022 trong nhà màng với nhiệt độ và ẩm độ không khí trung bình tương ứng là 33,8oC và 64,9%. Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, thừa số 2 nhân tố là môi trường (không và có xử lý hạn) và giống cam (đường, ba lá và mật), thí nghiệm có 30 lặp lại, 1 lặp lại là 1 cây/chậu. Kết quả cho thấy: cây cam đường duy trì màu sắc lá (ΔE*ab) sau 25 ngày xử lý hạn. Điều kiện hạn có ảnh hưởng ít đến chỉ số diệp lục tố của cam đường. Hàm lượng proline trong lá cũng như khả năng tích lũy proline trong điều kiện hạn của cây cam đường rất thấp, cho thấy cam đường ít nhạy cảm với hạn. Cây cam đường có biểu hiện héo sau 23,8 ngày xử lý hạn và tỷ lệ cây chết (thân lá khô) sau 30 ngày xử lý hạn thấp (30%) khi ẩm độ cát còn 1,53%. Cây cam đường có sự sinh trưởng tương đương với điều kiện không xử lý hạn và có bộ rễ phát triển tốt. Sinh khối của cây cam đường cao hơn so với các giống trong cùng điều kiện hạn. Do đó, cây cam đường có khả năng chống chịu tốt với điều kiện hạn.

Từ khóa: Chống chịu, Limnocitrus littoralis, khô hạn, proline

Article Details

Tài liệu tham khảo

Aparicio-Durán, L., Gmitter Jr, F. G., Arjona-López, J. M., Calero-Velázquez, R., Hervalejo, Á., & Arenas-Arenas, F. J. (2021). Water-stress influences on three new promising HLB-tolerant Citrus rootstocks. Horticulturae, 7(10), 336. https://doi.org/10.3390/horticulturae7100336

Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free Proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39(1), 205-207. https://doi.org/10.1007/BF00018060

Farooq, M., Hussain, M., Wahid, A., & Siddique, K. H. M. (2012). Drought stress in plants: an overview. Plant Responses to Drought Stress: From Morphological to Molecular Features, 1-33. https://doi.org/10.1007/978-3-642-32653-0_1

García‐Sánchez, F., Syvertsen, J. P., Gimeno, V., Botía, P., & Perez‐Perez, J. G. (2007). Responses to flooding and drought stress by two citrus rootstock seedlings with different water‐use efficiency. Physiologia Plantarum, 130(4), 532-542.
https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2007.00925.x

Germana, M. A., Aleza, P., Grosser, J. W., Dutt, M., Wang, N., Cuenca, J., & Kaur, P. (2020). Citrus biotechnology. In The Genus Citrus (pp. 171-192). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812163-4.00009-7

Goufo, P., Moutinho-Pereira, J. M., Jorge, T. F., Correia, C. M., Oliveira, M. R., Rosa, E. A., & Trindade, H. (2017). Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.) metabolomics: osmoprotection as a physiological strategy for drought stress resistance and improved yield. Frontiers in Plant Science, 8, 586. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00586

Habben, J. E., Bao, X., Bate, N. J., DeBruin, J. L., Dolan, D., Hasegawa, D., & Schussler, J. R. (2014). Transgenic alteration of ethylene biosynthesis increases grain yield in maize under field drought‐stress conditions. Plant Biotechnology Journal, 12(6), 685-693. https://doi.org/10.1111/pbi.12172

Hộ, P. H. (2003). Cây cỏ Việt Nam. Nhà xuất bản Trẻ, Thành phố Hồ Chí Minh.

Huang, H., Yang, Z., Zhang, M., Li, Y., Zhang, J., & Hou, M. (2018). Effects of water stress on growth, photosynthesis, root activity and endogenous hormones of Cucumis sativus. International Journal of Agriculture and Biology, 20(11), 2579-2589.

Hussain, S., Khalid, M. F., Saqib, M., Ahmad, S., Zafar, W., Rao, M. J., & Anjum, M. A. (2018). Drought tolerance in citrus rootstocks is associated with better antioxidant defense mechanism. Acta Physiologiae Plantarum, 40, 1-10.
https://doi.org/10.1007/s11738-018-2710-z

Kaur, G., & Asthir, B. J. B. P. (2015). Proline: a key player in plant abiotic stress tolerance. Biologia Plantarum, 59, 609-619. https://doi.org/10.1007/s10535-015-0549-3

Manavalan, L. P., & Nguyen, H. T. (2017). Drought tolerance in crops: physiology to genomics. In Plant Stress Physiology (pp. 1-23). Wallingford UK: CABI. https://doi.org/10.1079/9781780647296.0001

Manivannan, P., Jaleel, C. A., Sankar, B., Kishorekumar, A., Somasundaram, R., Lakshmanan, G. A., & Panneerselvam, R. (2007). Growth, biochemical modifications and proline metabolism in Helianthus annuus L. as induced by drought stress. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 59(2), 141-149. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2007.05.002

Manner, H. I., Buker, R. S., Smith, V. E., Ward, D., & Elevitch, C. R. (2006). Citrus (citrus) and Fortunella (kumquat). Species Profile for Pacific Island Agroforestry, 2, 1-35.

Molinari, H. B. C., Marur, C. J., Bespalhok Filho, J. C., Kobayashi, A. K., Pileggi, M., Júnior, R. P. L., & Vieira, L. G. E. (2004). Osmotic adjustment in transgenic citrus rootstock Carrizo citrange (Citrus sinensis Osb. x Poncirus trifoliata L. Raf.) overproducing proline. Plant Science, 167(6), 1375-1381. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2004.07.007

Khanh, N. N., & Bằng, C. P. (2016). Sinh lý học thực vật. Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội, 367.

Nguyen, T. T. T., Nguyen, A. V., Diep, T. T., Doan, N. N., & Thi Nguyen, T. T. (2022). Essential oil profiles of seeds, peels, and leaves obtained from Limnocitrus littoralis (Miq.) Swingle species, in the Southcentral coast of Vietnam. All Life, 15(1), 908-920. https://doi.org/10.1080/26895293.2022.2112766

Parida, A. K., Dagaonkar, V. S., Phalak, M. S., & Aurangabadkar, L. P. (2008). Differential responses of the enzymes involved in proline biosynthesis and degradation in drought tolerant and sensitive cotton genotypes during drought stress and recovery. Acta Physiologiae Plantarum, 30(5), 619-627. https://doi.org/10.1007/s11738-008-0157-3

Patade, V. Y., Bhargava, S., & Suprasanna, P. (2011). Salt and drought tolerance of sugarcane under iso-osmotic salt and water stress: growth, osmolytes accumulation, and antioxidant defense. Journal of Plant Interactions, 6(4), 275-282. https://doi.org/10.1080/17429145.2011.557513

Rodríguez-Gamir, J., Primo-Millo, E., Forner, J. B., & Forner-Giner, M. A. (2010). Citrus rootstock responses to water stress. Scientia Horticulturae, 126(2), 95-102. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.06.015

Romero, P., Navarro, J. M., Pérez-Pérez, J. G., García-Sánchez, F., Gómez-Gómez, A., Porras, I., & Botía, P. (2006). Deficit irrigation and rootstock: their effects on water relations, vegetative development, yield, fruit quality and mineral nutrition of Clemenules mandarin. Tree Physiology, 26(12), 1537-1548. https://doi.org/10.1093/treephys/26.12.1537

Santana-Vieira, D. D. S., Freschi, L., Almeida, L. A. D. H., Moraes, D. H. S. D., Neves, D. M., Santos, L. M. D., & Gesteira, A. D. S. (2016). Survival strategies of citrus rootstocks subjected to drought. Scientific Reports, 6(1), 1-12. https://doi.org/10.1038/srep38775

Sauvan, N., Renimel, I., Lamy, C., & Dupont, D. (2009). U.S. Patent No. 7,527,813. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.

Shafqat, W., Jaskani, M. J., Maqbool, R., Khan, A. S., & Ali, Z. (2019). Evaluation of citrus rootstocks against drought, heat and their combined stress based on growth and photosynthetic pigments. Int J Agri Biol, 22(5), 1001-1009.

Shao, H. B., Chu, L. Y., Shao, M. A., Jaleel, C. A., & Hong-mei, M. (2008). Higher plant antioxidants and redox signaling under environmental stresses. Comptes Rendus Biologies, 331(6), 433-441. https://doi.org/10.1016/j.crvi.2008.03.011

Signorelli, S., Corpas, F. J., Borsani, O., Barroso, J., B., & Monza, J. (2013). Water stress induces a differential and spatially distributed nitro-oxidative stress response in roots and leaves of Lotus japonicus. Plant Science, 201, 137-146. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2012.12.004

Szabados, L., & Savouré, A. (2010). Proline: a multifunctional amino acid. Trends in Plant Science, 15(2), 89-97. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2009.11.009

Le, N. T., Ho, D. V., Doan, T. Q., Le, A. T., Raal, A., Usai, D., & Donadu, M. G. (2020). Biological activities of essential oils from leaves of Paramignya trimera (Oliv.) Guillaum and Limnocitrus littoralis (Miq.) Swingle. Antibiotics, 9(4), 207. https://doi.org/10.3390/antibiotics9040207

Tuyết, V. T., Hưng, V. V., Hùng, N. Q., Lin, P. N. Hương. N. T. T., & Hạnh, N. T. H. (2016). Nghiên cứu đánh giá khả năng chống chịu hạn của một số loại gốc ghép cam quýt. Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. Kỳ 1. 12/2016. https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2016.094

Việt, B. T. (2002). Sinh lý thực vật vật đại cương. Thành phố Hồ Chí Minh. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 349.

Vincent, C., Morillon, R., Arbona, V., & Gómez-Cadenas, A. (2020). Citrus in changing environments. In The Genus Citrus (pp. 271-289). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812163-4.00013-9

Wu, Q. S., & Xia, R. X. (2006). Arbuscular mycorrhizal fungi influence growth, osmotic adjustment and photosynthesis of citrus under well-watered and water stress conditions. Journal of Plant Physiology, 163(4), 417-425. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2005.04.024

Wu, Q. S., & Zou, Y. N. (2013). Mycorrhiza has a direct effect on reactive oxygen metabolism of drought-stressed citrus. Plant, Soil and Environment, 55(10), 436-442. https://doi.org/10.17221/61/2009-PSE

Zandalinas, S. I., Balfagón, D., Arbona, V., & Gómez-Cadenas, A. (2017). Modulation of antioxidant defense system is associated with combined drought and heat stress tolerance in citrus. Frontiers in Plant Science, 8, 953. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00953

Zandalinas, S. I., Rivero, R. M., Martínez, V., Gómez-Cadenas, A., & Arbona, V. (2016). Tolerance of citrus plants to the combination of high temperatures and drought is associated to the increase in transpiration modulated by a reduction in abscisic acid levels. BMC Plant Biology, 16, 1-16. https://doi.org/10.1186/s12870-016-0791-7

Zheng, C., Jiang, D., Liu, F., Dai, T., Jing, Q., & Cao, W. (2009). Effects of salt and waterlogging stresses and their combination on leaf photosynthesis, chloroplast ATP synthesis, and antioxidant capacity in wheat. Plant Science, 176(4), 575-582. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2009.01.015

Zhou, G., Wei, Q., Li, B., Zeng, X., & Liu, G. (2019). Establishment and optimization of a hydroponic system for root morphological and nutritional analysis of citrus. Scientia Agricola, 77.
https://doi.org/10.1590/1678-992x-2018-0261