Cold stress effects on morpho-physiological traits in chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes at early developmental stages

Betere koude tolerantie en hogere opbrengst van kikkererwtvariëteiten.

Kikkererwten zijn een belangrijk, eiwitrijk gewas dat over de hele wereld wordt geteeld en ook wel 'paupervlees' wordt genoemd. Het is een goedkoop alternatief voor dierlijke eiwitten en de teelt verbetert bovendien de bodemkwaliteit door stikstofbinding. De kikkererwtteelt kent echter ook problemen: koude-stress, vooral in de vroege groeistadia, leidt tot lagere opbrengsten. 

Dit onderzoek van Iftikhar Ahmad Khan laat zien dat selectie van kikkererwtvariëteiten op basis van specifieke wortel- en fysiologische eigenschappen zou kunnen helpen in het veredelen van cultivars met betere koude-tolerantie en hogere opbrengst. Dat reacties op koude-stress kunnen variëren tijdens verschillende groeistadia, laat echter zien dat verder onderzoek nodig is om effectieve veredelingsstrategieën te ontwikkelen voor koudebestendige kikkererwt cultivars.

In het onderzoek werden 22 genotypen van kikkererwten vergeleken bij normale (23°C) en suboptimale (15°C) temperaturen. Blootstelling aan lage temperatuur remt de plantengroei bij alle genotypen aanzienlijk, met veel lagere spruit- en wortelgewichten als resultaat. Variëteiten van Desi-types presteren veel beter dan de Kabuli-types in deze screening. Uit de 22 genotypen werden zes variëteiten geselecteerd voor verdere gedetailleerde analyse van hun morfologische en fysiologische kenmerken.

Verder onderzoek naar de architectuur van het wortelsysteem bracht aan het licht dat lage temperatuur de vroege wortelgroei sterk remt, met name die van de zijwortels. Deze effecten van koude op vroege wortelgroei bleken echter geen betrouwbare voorspeller voor koude tolerantie tijdens de latere groeifases. De anatomische kenmerken van de wortels van drie variëteiten die sterk verschillen in koude-tolerantie, bleken te verschillen tussen de variëteiten. De structuur van het wortelstelsel van het Desi-type verschilde van die van Kabuli-type in b.v. een groter aantal laterale wortels, een grotere diameter van de laterale wortels en dikkere wortelvaten.

Deze aanpassingen suggereren dat wortelmodificaties een rol zouden kunnen spelen bij koude-tolerantie.Fysiologische reacties, zoals fotosynthesesnelheid, markers voor oxidatieve stress en accumulatie van biomassa, op blootstelling aan koude bleken ook te verschillen tussen één Desi- en één Kabuli-variëteit. De Desi-variëteit vertoonde een betere tolerantie tegen kou, handhaafde een hogere fotosynthesesnelheid, vertoonde minder chlorofylschade en behield een betere groei onder suboptimale temperatuur. 

Proefschrift: https://hdl.handle.net/11370/537a2e0b-3c51-41c6-b70e-330e496c0d87