دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها654
تعداد مقالات6,815
تعداد مشاهده مقاله9,747,374
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,141,482
رستمی هیر, میترا, شیخ زاده, پریسا, خماری, سعید, زارع, ناصر. (1402). بررسی اثر نانوسلنیوم در بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و زراعی کلزای بهاره در شرایط تنش آبی انتهای فصل. , 16(3), 69-90. doi: 10.22069/ejcp.2024.20922.2556
میترا رستمی هیر; پریسا شیخ زاده; سعید خماری; ناصر زارع. "بررسی اثر نانوسلنیوم در بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و زراعی کلزای بهاره در شرایط تنش آبی انتهای فصل". , 16, 3, 1402, 69-90. doi: 10.22069/ejcp.2024.20922.2556
رستمی هیر, میترا, شیخ زاده, پریسا, خماری, سعید, زارع, ناصر. (1402). 'بررسی اثر نانوسلنیوم در بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و زراعی کلزای بهاره در شرایط تنش آبی انتهای فصل', , 16(3), pp. 69-90. doi: 10.22069/ejcp.2024.20922.2556
رستمی هیر, میترا, شیخ زاده, پریسا, خماری, سعید, زارع, ناصر. بررسی اثر نانوسلنیوم در بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و زراعی کلزای بهاره در شرایط تنش آبی انتهای فصل. , 1402; 16(3): 69-90. doi: 10.22069/ejcp.2024.20922.2556

بررسی اثر نانوسلنیوم در بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و زراعی کلزای بهاره در شرایط تنش آبی انتهای فصل

مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 16، شماره 3، مهر 1402، صفحه 69-90    اصل مقاله (1.04 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejcp.2024.20922.2556
نویسندگان
میترا رستمی هیر1؛ پریسا شیخ زاده* 2؛ سعید خماری3؛ ناصر زارع4
1دانش‌آموخته دکتری دانشگاه محقق اردبیلی و مربی دانشگاه جامع علمی – کاربردی اردبیل، ایران،
2دانشیارگروه تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی ومنابع طبیعی،دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران،
3دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی ومنابع طبیعی،دانشگاه محقق اردبیلی،اردبیل، ایران،
4استاد ، گروه تولید و ژنتیک گیاهی،دانشکده کشاورزی ومنابع طبیعی،دانشگاه محقق اردبیلی،اردبیل، ایران،
چکیده
سابقه وهدف: تنش کم‌آبی یکی از رایج‌ترین تنش‌های غیر‌زیستی است که رشد و نمو و عملکرد گیاهان زراعی مانند کلزا را کاهش می‌دهد. استفاده از ریز‌مغذی‌ها در گیاهان دانه روغنی‌، به‌عنوان یکی از راهکارهای بسیار مفید و کارآمد در شرایط تنش خشکی است که ضمن افزایش عملکرد دانه‌، به افزایش مقاومت گیاه منجر می‌شود. برهمین اساس، این پژوهش با هدف بررسی اثر کاربرد برگی نانوسلنیوم بر برخی از صفات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و زراعی کلزای بهاره در شرایط تنش خشکی انتهای فصل انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسی تأثیر ‌‌محلول‌پاشی نانوسلنیوم بر برخی خصوصیات فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و زراعی کلزا تحت تنش خشکی انتهای فصل این آزمایش بصورت کرت‌های خرد شده در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 97-1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا گردید. تیمارهای مورد مطالعه شامل آبیاری (آبیاری کامل و قطع آبیاری از مرحله گلدهی) به‌عنوان کرت اصلی و غلظت‌های نانوسلنیوم (صفر (شاهد)، 25، 50 میلی‌گرم در لیتر) به‌عنوان کرت فرعی که بر روی رقم هایولا 401 انجام گرفت. صفات اندازه‌گیری شده شامل کلروفیلa ، کلروفیلb ، کلروفیل کل، کاروتنوئید، فلورسانس کلروفیل (فلورسانس حداقل، حداکثر و متغیر)، کارایی کوانتومی فتوسیستمII ، محتوی نسبی آب برگ، میزان هدایت الکتریکی مواد نشت یافته از برگ‌ها، میزان مالون دی‌آلدهید، فعالیت آنزیم کاتالاز و عملکرد دانه بودند. تجزیه‌های آماری و مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارSAS انجام و مقایسه میانگین‌ها توسط آزمون حداقل اختلاف معنی‌دار (LSD) انجام گردید.
یافته‌ها: تنش کم‌آبی به‌طور معنی‌داری میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی، محتوای نسبی آب برگ و عملکرد دانه را کاهش و میزان مالون‌دی‌آلدئید برگ، نشت یونی و فلورسانس کلروفیل را افزایش داد. محلول پاشی نانو‌‌سلنیوم با غلظت 50 میلی‌گرم در لیتر با افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز (82 درصد)، محتوای نسبی آب برگ (29درصد)، کلروفیل کل (64 درصد) و همچنین کاهش 23 درصدی میزان هدایت الکتریکی مواد نشت شده از برگ‌ها، اثرات منفی تنش کم‌آبی را کاهش داد. به‌طوری که عملکرد دانه با محلول‏پاشی 50 میلی‌گرم نانوسلنیوم به میزان 45 درصد در شرایط تنش کم‌آبی، افزایش یافت. عملکرد دانه بیشترین همبستگی مثبت و معنی‌دار را بین صفات بررسی شده با کلروفیل a و کلروفیل کل (**96%) داشت.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که نانوسلنیوم در شرایط آبیاری نرمال و قطع آبیاری شاخص‌های فتوسنتزی و صفات شیمیایی را بهبود می‌دهد. محلول‌پاشی نانو‌سلنیوم به خصوص در غلظت 50 میلی‌گرم در لیتر از طریق افزایش سنتز کلروفیل و بهبود فتوسنتز اثرات تنش کم‌آبی را کاهش و با بهبود خصوصیات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی موجب افزایش عملکرد دانه در شرایط مساعد و نامساعد محیطی گردید.
کلیدواژه‌ها
آنزیم کاتالاز؛ تنش کم‌آبی؛ فلورسانس کلروفیل؛ محتوای نسبی آب برگ؛ نانوذره
مراجع
  1. Akbari, S., Kafi, M. & Rezvan Beidokhti, S. (2016). The effects of drought stress on yield, yield omponents and antioxidant of two garlic (Allium sativum ) ecotypes with different planting densities. Journal of Agroecology, 8, 95-106. [In Persian]
  2. Perdomo, J.A., Capó-Bauçà, S., Carmo-Silva, E. & Galmés J. (2017). Rubisco and rubisco activase play an important role in the biochemical limitations of photosynthesis in rice, wheat, and maize under high temperature and water deficit. Frontiers in plant science, 8, 490-505.
  3. Brevedan, R.E. & Egli, D.B. (2003). Short periods of water stress during seed filling, leaf senescence, and yield of soybean. Crop Science, 43, 2083-2088.
  4. Dai, H.P., Zhang, P.P., Lu, C., Jia, G.L., Ren, X.M, Chen, J., Wei, A.Z., Feng, B.L. & Zhang S.Q. (2011). Leaf senescence and reaction oxygen species metabolism of Broomcornmillet (Panicum miliaceum ) under drought condition. Australian Journal of Crop Science, 5(12), 1655-1660.
  5. De oliveira, V. P., Lima, M. D. R., da Silva, B. R. S., Batista, B. L. & da Silva Lobato, A. K. (2019). Brassinosteroids confer tolerance to salt stress in Eucalyptus urophylla plants enhancing homeostasis, antioxidant metabolism and leaf anatomy. Journal of Plant Growth Regulation, 38, 557-573.
  6. Li, Y., Zhao, H., Duan, B., Korpelainen, H. & Li, C. (2011). Effect of drought and ABA on growth, photosynthesis and antioxidant system of Cotinus coggygria seedlings under two different light conditions. Environmental and Experimental Botany, 71(1), 107-113.
  7. Baker, N.R. (2008). Chlorophyll fluorescence: a probe of photosynthesis in vivo. Annual Review of Plant Biology, 59, 89-113.
  8. Rashidi, S.H., Shirani Rad, A.M., Ayene Band, A., Javidfar, F. & Lak, S.H. (2012). Study of relationship between drought stress tolerances with some physiological parameters in canola genotypes Brassica napus Annals of Biological Research, 3(1), 564-569. [In Persian]
  9. Aslezaeem, F., Niknam, V., Ebrahimzadeh, H. & Sharifi, G. (2018). Comparative study of drought stress and salicylic acid effects on different accessions of saffron (Crocus Sativus ). Journal of Plant Research, 31, 554-569. [In Persian]
  10. Lata, C. & Prasad, M. (2011). Role of DREBs in regulation of abiotic stress responses in plants. Journal of experimental botany, 62(14), 4731-4748.
  11. Dimkpa, C.O. & Bindraban, P.S. (2016). Micronutrients fortification for efficient agronomic production. A review. Agronomy for Sustainable Development, 36, 1-26.
  12. Ahmad, Z., Waraich, E.A., Barutcular, C., Alharby, H., Bamagoos, A., Kizilgeci, F.E., Ozturk, F., Hossain, A., Bayoumi, Y. & El Sabagh, A. (2020). Enhancing drought tolerance in Camelina sativa and canola (Brassica napus L.) through application of selenium. Pakistan Journal of Botany, 52(6), 1927-1939.
  13. Bybordi, A. (2016). Effect of zeolite, selenium and silicon on yield, yield components and some physiological traits of canola under salt stress conditions. Iranian J Field Crops Research, 14(1), 154-170. [In Persian]
  14. Hussein, H.A., Darwesh, O.M. & Mekki, B.B. (2019). Environmentally friendly nano-selenium to improve antioxidant system and growth of groundnut cultivars under sandy soil conditions. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 18(1), 101080.
  15. El Lateef Gharib, F.A., Zeid, I.M., Ghazi, S.M. & Ahmed, E.Z. (2019). The response of cowpea (Vigna unguiculata L.) plants to foliar application of sodium selenate and selenium nanoparticles (SeNPs). Journal Nanomater Mol Nanotechnol, 8(4), 1-15.
  16. Neysanian, M., Iranbakhsh, A., Ahmadvand, R. & Ebadi, M. (2021). Investigation of the effect of selenium nanoparticles on drought stress tolerance in cherry tomato plant. Iranian Plant and Biotechnology, 16(3),17-41. [In Persian]
  17. Zahedi, S.M., Moharrami, F., Sarikhani, S. & Padervand, M. (2020). Selenium and silica nanostructure-based recovery of strawberry plants subjected to drought stress. Scientific Reports, 10(1), 17672- 17680.
  18. Wu, W., Ma, B.L. & Whalen, J.K. (2018). Enhancing rapeseed tolerance to heat and drought stresses in a changing climate perspectives for stress adaptation from root system architecture. Advances in agronomy, 151, 187-157.
  19. Moradyanfar, H. (2008). Canola is a valuable and profitable plant. Journal of Farm, 29, 32-33. [In Persian]
  20. Raman, H., Raman, R., Mathews, K., Diffey, S. & Salisbury, P. (2020). QTL mapping reveals genomic regions for yield based on an incremental tolerance index to drought stress and related agronomic traits in canola. Crop and Pasture Science, 71(6), 562-577.
  21. Raeisi, M.R., Shahbazi, E. & Shafeinia, A. (2021). Assessment of yield and yield components of doubled-haploid lines of rapeseed under drought stress. Environmental Stresses in Crop Sciences, 13(4), 1077-1092. [In Persian]
  22. Lichtenthaler, H.K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology, 148(11), 350-382.
  23. Holaday, A.S., Ritchiet, S.W. & Nguyen, H.T. (1992). Effects of water deficit on gas-exchange parameters and ribulose 1, 5-bisphosphate carboxylase activation in wheat. Environmental and Experimental Botany, 32(4), 403-410.
  24. (2017). International Rules for Seed Testing. International Seed Testing Association, Bassersdorf, Switzerland.
  25. Chang, C.J. & Koa, C.H. (1988). H2O2 metabolism during senescence of rice leaves changes in enzyme activities in light and darkness. Plant Growth Regulation, 25, 11-15.
  26. Aebi, H. 1984. Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105, 121-126.
  27. Heath, R.L. & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Rchives of Biochemistry and Biophysics, 125(1), 189-198.
  28. Sadeghipour, O. & Aghaei, P. (2012). Response of common bean (Phaseolus vulgaris ) to exogenous application of salicylic acid (SA) under water stress conditions. Advances in Environmental Biology, 6(3), 1160-1168.
  29. Ramak, M., Khavari Nejad, R., Hidari Sharifabad, H., Rafiee, M. & Khademi, K. (2014). The effect of water stress on dry weight and photosynthetic pigments in two sainfoin species. Plant Breeding and Genetic Research, 14(2), 80-91. [In Persian]
  30. Ghassemi, A., Farzaneh, S. & Moharramnejad, S. (2021). Effect of ascorbic acid foliar application on grain yield and morphophysiological traits in corn under water deficit stress. Journal of Agricultural Science and Sustainable Production, 31(4), 177-188. [In Persian]
  31. Feng, R., Wei, C. & Tu, S. (2013). The roles of selenium in protecting plants against abiotic stresses. Environmental and Experimental Botany, 87, 58-68.
  32. Nawaz, F., Ashraf, M.Y., Ahmad, R., Waraich, E.A., Shabbir, R.N. & Bukhari, M.A. (2015). Supplemental selenium improves wheat grain yield and quality through alterations in biochemical processes under normal and water deficit conditions. Food Chemistry, 175, 350-357.
  33. Ding, Y.C., Chang, C.R., Luo, W., Wu, Y.S., Ren, X.L., Wang, P. & Xu, G.H. (2008). High potassium aggravates the oxidative stress induced by magnesium deficiency in rice leaves. Pedosphere, 18(3), 316-327.
  34. Marschner, H. (1995). Mineral Nutrition of Higher Plants. 2nd Ed., Academic Press, New York, USA.
  35. Farooq, M., Basra, S.M.A., Wahid, A., Cheema, Z.A., Cheema, M.A. & Khaliq, A. (2008). Physiological role of exogenously applied glycine betaine in improving drought tolerance of fine grain aromatic rice (Oryza sativa ). Journal of Agronomy and Crop Science, 194(5), 325–333.
  36. Wang, L., Fan, L., Loescher, W., Duan, W., Liu, G., Cheng, J., Luo, H. & Li, S. (2010). Salicylic acid alleviates decreases in photosynthesis under heat stress and accelerates recovery in grapevine leaves. BMC Plant Biology, 10(34), 1-10.
  37. Abbasi, A., Sayadiazar, Z. & Lotfi, R. (2021). Evaluation of biochemical and physiological changes of safflower (carthamus tinctorius ) With the application of zinc and iron nanoparticles under different moisture conditions. Iranian Dryland Agronomy Journal, 9(2), 237-258. [In Persian]
  38. Feng, R.W. & Wei, C.Y. (2012). Antioxidative mechanisms on selenium accumulation in Pteris vittata, a potential selenium phytoremediation plant. Plant Soil Environ, 58, 105-110.
  39. El-Saadony, M.T., Saad, A.M., Najjar, A.A., Alkhatib, F.M., Shafi, M.E., Selem, E., Desoky, E.S., Fouda, S.E., El-Tahan, A.M. & Hassan, M.A. (2021). The use of biological selenium nanoparticles to suppress Triticum aestivum crown and root rot diseases induced by Fusarium species and improve yield under drought and heat stress. Saudi Journal Biological Science, 28(8), 4461-4471.
  40. Paknejad, F., Nasri, M., Tohidi Moghadam, H.R., Zahedi, H. & Jami Alahmad, M. (2007). Effects of drought stress on chlorophyll fluoresence parameters chlorophyll content and grain yield of wheat cultivars. Journal Biological Science, 7(6), 841-847.
  41. Soheili movahhed, S., esmaeili, M., jabbari, F., Khorramdel, S & Fouladi, A. (2017). Effects of water deficit on relative water content, chlorophyll fluorescence indices and seed yield in four pinto bean genotypes. Journal of Crop Production, 10(1), 169-190. [In Persian]
  42. Moosavifar, B., Khazaei, H. & Kafi, M. (2018). The effect of drought stress on some photosynthetic characteristics of kochia (Kochia scoparia ) in a greenhouse trial. Environmental Stresses in Crop Sciences, 11(3), 603-614. [In Persian]
  43. Liu, J., Zhu, X., Chen, X., Liu, Y., Gong, Y., Yuan, G., Liu, J. & Chen, L. (2020). Defense and inhibition integrated mesoporous nanoselenium delivery system against tomato gray mold. Environmental Science: Nano, 7(1), 210-217.
  44. Heidari, N., Pouryousef, M. & Tavakoli, A. (2015). Effects of drought stress on photosynthesis, its parameters and relative water content of anise (Pimpinella anisum ). Journal of Plant Research, 27(5), 829-839. [In Persian]
  45. Pasban Eslam, B. (2020). Some eco-physiological and agronomic responses of several salinity tolerant safflower varieties to water deficit stress. Science and Sustainable Production, 30(2), 145-155. [In Persian]
  46. Kuznetsov, V.V., Kholodova, V.P., Kuznetsov, V.V. & Yagodin B.A. (2003). Selenium regulates the water status of plants exposed to drought. Doklady Biological Sciences, 390(1), 266-268.
  47. Rady, M.M., Desoky, E.S., Ahmed, S.M., Majrashi, A., Ali, E.F., Arnaout, S.M. & Selem, E. (2021). Foliar nourishment with nano-selenium dioxide promotes physiology, biochemistry, antioxidant defenses, and salt tolerance in phaseolus vulgaris. Plants, 10(6), 1189-1209.
  48. Waraich, E.A., Ahmad, R. & Ashraf, M.Y. (2011). Role of mineral nutrition in alleviation of drought stress in plants. Australian Journal of Crop Science, 5(6), 764-777.
  49. Wu, S., Hu, C., Tan, Q., Nie, Z. & Sun, X. (2014). Effects of molybdenum on water utilization, antioxidative defense system and osmotic-adjustment ability in winter wheat (Triticum aestivum) under drought stress. Plant Physiology and Biochemistry, 83, 365-74.
  50. Lu, Y., Li, Y., Zhang, J., Xiao, Y., Yue, Y., Duan, L., Zhang, M. & Li, Z. (2013). Overexpression of Arabidopsis molybdenum cofactor sulfurase gene confers drought tolerance in maize. Plos One, 8(1),1-12.
  51. Hasan, M.M., Alharbi, B.M., Alhaithloul, H.A, Alghanem, S.M., Al-Mushhin, A., Jahan, M., Corpas, F., Fang, X.W. & Soliman, M.H. (2021). Spermine-mediated tolerance to selenium toxicity in wheat (Triticum aestivum ) depends on endogenous nitric oxide synthesis. Antioxidants, 10(11), 1835-1857.
  52. Karimi, R., Ghabooli, M., Rahimi, J. & Amerian, M. (2020). Effects of foliar selenium application on some physiological and phytochemical parameters of Vitis vinifera Cv. Sultana under salt stress. Journal of Plant Nutrition, 43(14), 2226-2242.
  53. Bahrololomi, S., Raeini Sarjaz, M. & Pirdashti, H. (2019). The effect of drought stress on the activity of antioxidant enzymes, malondialdehyde, soluble protein and leaf total nitrogen contents of soybean (Glycine max ). Environmental Stresses in Crop Sciences, 12(1),17-28. [In Persian]
  54. Tang, H., Liu, Y., Gong, X., Zeng, G., Zheng, B., Wang, D., Sun, Z., Zhou, L. & Zeng, X. (2015). Effects of selenium and silicon on enhancing antioxidative capacity in ramie (Boehmeria nivea L.) under cadmium stress. Environmental Science and Pollution Research, 22, 9999-10008.
  55. Faraji, A., Latifi, N., Soltani, A. & Shirani Rad, A. H. (2009). Seed yield and water use efficiency of canola (Brassica napus ) as affected by high temperature stress and supplemental irrigation. Agricultural water management, 96(1), 132-140.
  56. Kabiri, R., Farahbakhsh, H. & Nasibi, F. (2012). Effect of drought stress and its interaction with salicylic acid on black cumin (Nigella sativa) germination and seedling growth. World Applied Sciences Journal, 18, 520-527.
  57. Fahim, S., Ghanbari, A., Naji, A.M., Shokohian, A.A. & Maleki Lajayer, H. (2022). Impact of drought stress on morphological and physiological traits in some Iranian grape cultivars. Plant Process and Function, 47, 249-266. [In Persian]
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 281
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 336


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب