
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,628,891 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,223,520 |
تغییرات آنزیم های آنتی اکسیدانی مرزه جنگلی (Saturejea mutica ) تحت تاثیر تنش خشکی، آبیاری مجدد و محلول پاشی سلنیم | ||
پژوهشهای تولید گیاهی | ||
دوره 29، شماره 2، تیر 1401، صفحه 19-33 اصل مقاله (799.85 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jopp.2021.18639.2749 | ||
نویسندگان | ||
احسان کریمی1؛ عظیم قاسم نژاد* 2؛ منصور قربانپور3 | ||
1دانشجوی دکتری گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
2نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
3دانشگاه اراک | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: تغییرات اقلیمی و تغییر الگوی بارش تهدید جدی برای تأمین منابع غذایی جمعیت در حال افزایش جهان میباشد، بطوریکه کمبود منابع آبی در حال حاضر امنیت غذایی و رونق اقتصادی بسیاری از مناطق دنیا را با محدودیت مواجه کرده است. یکی از راهکارها بافزایش بهره وری آب کشت گیاهان دارویی مقاوم به خشکی است. مرزه جنگلی یکی از گیاهان دارویی بومی ایران است که حاوی ترکیبات دارویی و شیمیایی ارزشمند است. از اینرو تحقیق با هدف بررسی روند تغییرات آنزیمهای آنتیاکسیدانی دو کموتایپ مرزه جنگلی تحت تنش خشکی و آبیاری مجدد و همچنین محلولپاشی سلنیم انجام شد. مواد و روشها: در بررسی حاضر از کموتایپهای مرزه جنگلی کارواکرول/تیمول/پاراسیمین (کموتایپ درکش) و تیمول/پاراسیمین/کارواکرول (کموتایپ پونو)، با کد هرباریومی MPH-1347استفاده قرار شد. آزمایش در قالب آزمایش کرتهای خرد شده بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی انجام شد. سطوح خشکی در 3 سطح (شاهد، تنش متوسط (25 روز بدون آبیاری) و تنش شدید (40 روز بدون آبیاری)، محلولپاشی سلنیم در 3 سطح (0، 5 و 20 میلی گرم) انجام شد. آبیاری مجدد بلافاصله پس از تنش خشکی انجام شد. به منظور اندازهگیری تغییرات فعالیت آنزیمی در مرزه جنگلی در انتهای تنش دوره خشکی و به ترتیب 1 و 5 روز پس از آبیاری مجدد، از گیاهان آزمایشی نمونه برداری شد. یافتهها: آبیاری مجدد به عنوان مکانیسمی برای ترمیم کارکردهای فیزیولوژیکی که در اثر تنش آب کاهش یافته است عمل میکند. به عبارتی بازیابی یک مولفه مهم برای سازگاری گیاهان به خشکی می-باشد. در بررسی حاضر خشکی اثر معنیداری بر فعالیت اغلب آنزیمهای آنتیاکسیدانی مطالعه شده کموتایپهای مرزه جنگلی (به غیر از کاتالاز در کموتایپ پنو) نداشت. همچنین واکنش قابل توجهی نسبت به سطوح محلولپاشی سلنیم در شرایط تنش خشکی مشاهده نشد. بررسی روند تغییرات فعالیت آنزیمها قبل و بعد از آبیاری مجدد نشان داد که اگرچه آبیاری مجدد روند کاهشی غیرمعنیداری بر فعالیت آنزیمی داشت، با این وجود در کوتاهترین زمان ممکن فعالیت آنزیمها به شرایط قبل از آبیاری مجدد رسیده و پایدار شدهاند، که بیانگر مقاومت بالای این گیاه به خشکی است. همچنین واکنش گیاه به سطوح خشکی و تیمارهای حمایتی در دو کموتایپ روند تقریبا مشابهای داشت. نتیجهگیری: عدم واکنش آنزیمهای آنتیاکسیدانی مهم گیاه مرزه جنگلی به تنش خشکی و تیمارهای حمایتی، بیان کننده این است که، مرزه جنگلی به عنوان یک گیاه متحمل به خشکی و به دلیل داشتن متابولیتهای با ارزش، گونهای مناسب برای کشت در مناطقی است که محدودیت منابع آبی و نزولات آسمانی دارند. لذا پیشنهاد می شود که از این گیاه برای کشت در شرایط کم آب شاهرود و مناطق مشابه استفاده شود. | ||
کلیدواژهها | ||
فعالیت آنزیمی؛ تنش خشکی؛ محلول پاشی سلنیم؛ آبیاری مجدد؛ متحمل به خشکی | ||
مراجع | ||
1.Enenkel, M., See, L., Bonifacio, R., Boken, V., Chaney, N., Vinck, P. ... and Anderson, M. 2015. Drought and food security–Improving decision-support via new technologies and innovative collaboration. Glob. Food Sec. 4: 51-55.
2.Singh, M., Kumar, J., Singh, S.,Singh, V.P. and Prasad, S.M. 2015.Roles of osmoprotectants in improving salinity and drought tolerance in plants: a review. Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 14: 3. 407-426.
3.Galle, A., Florez-Sarasa, I., Thameur, A., De Paepe, R., Flexas, J. and Ribas-Carbo, M. 2010. Effects of drought stress and subsequent rewatering on photosynthetic and respiratory pathways in Nicotiana sylvestris wild type and themitochondrial complex I-deficient CMSII mutant.J. Exp. Bot. 61: 3. 765-775.
4.Niinemets, Ü. and Keenan, T. 2014. Photosynthetic responses to stress in Mediterranean evergreens: mechanisms and models. Environ. Exp. Bot.103: 24-41.
5.Ghorbanpour, M., Hatami, M. and Khavazi, K. 2013. Role of plant growth promoting rhizobacteria on antioxidant enzyme activities and tropane alkaloid production of Hyoscyamus nigerunder water deficit stress. Turk. J. Biol. 37: 3. 350-360.
6.Ashraf, M.F.M.R. and Foolad, M.R. 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environ. Exp. Bot. 59: 2. 206-216.
7.Jaleel, C.A., Manivannan, P., Lakshmanan, G.M.A., Gomathinayagam, M. and Panneerselvam, R. 2008. Alterations in morphological parameters and photosynthetic pigment responses of Catharanthus roseus under soil water deficits. Colloids Surf. B. 61: 2. 298-303. 8.Reddy, A.R., Chaitanya, K.V. and Vivekanandan, M. 2004. Drought-induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants. J. Plant Physiol. 161: 11. 1189-1202.
9.Del Blanco, I.A., Rajaram, S., Kronstad, W.E. and Reynolds, M.P. 2000. Physiological performance of synthetic hexaploid wheat‐derived populations. Crop Sci. 40: 5. 1257-1263.
10.Smirnoff, N. 1993. The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation. New Phytol. 125: 27-58.
11.Asada, K. 1999. The water-water cycle in chloroplasts: scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons. Annu. Rev. Plant Biol.50: 1. 601-639.
12.Schwalm, C.R., Anderegg, W.R., Michalak, A.M., Fisher, J.B., Biondi, F., Koch, G. and Huntzinger, D.N. 2017. Global patterns of drought recovery. Nature. 548: 7666. 202-205.
13.Galmés, J., Medrano, H. and Flexas, J. 2007. Photosynthetic limitations in response to water stress and recovery in Mediterranean plants with different growth forms. New Phytol. 175: 1: 81-93.
14.Yao, X., Chu, J. and Wang, G. 2009. Effects of selenium on wheat seedlings under drought stress. Biol Trace Elem Res. 130: 3. 283-290.
15.White, P.J., Bowen, H.C., Parmaguru, P., Fritz, M., Spracklen, W.P., Spiby, R.E., Mecham, M.C., Mead, A., Harriman, M., Trueman, L.J., Smith, B.M., Thomas, B. and Broadley, M.R. 2004. Interaction between selenium and sulphur nutrition in Arabidopsis thaliana. Plant Physiol. 55: 1927-1937.
16.Hasanuzzaman, M., Nahar, K. and Fujita, M. 2014. Silicon and selenium: two vital trace elements that confer abiotic stress tolerance to plants.P 377-422, In P. Ahmad, and S. Rasool (eds), Emerging technologies and management of crop stress tolerance, Academic Press. Cambridge.
17.Mozaffarian, V. 1996. A dictionary of Iranian plant names: Latin, English, Persian. Farhang Mo'aser. Press, 740p. (In Persian)
18.Jamzad, Z. 2009. Thymus and Satureja species of Iran. Research Institute of Forests and Rangelands. Press, 171p. (In Persian) 19.Karimi, E., Ghasemnezhad, A., Hadian, J. and Ghorbanpour, M. 2015. Assessment of essential oil constituents and main agro-morphological variability in Satureja mutica populations. Braz. J. Bot. 39: 1. 77-85.
20.Inotai, K., Radácsi, P., Czövek, P., Sárosi, S., Ladányi, M. and Németh, É. 2012. Lipid peroxidation and changes in the activity of superoxide dismutase caused by water deficit in basil (Ocium basilicum L.) and savory (Satureja hortensis L.). J. Hortic. Sci. Biotechnol. 87: 5. 499-503.
21.Shariat, A., Karimzadeh, G., Assareh, M.H. and Hadian, J. 2018. Metabolite profiling and molecular responses in a drought-tolerant savory, Satureja rechingeri exposed to water deficit.3 Biotech. 8: 11. 477. 22.Mosavi, S.Z. 2016. The effect of drought stress on physiological characteristics and quantitative and qualitative changes of essential oil of Satureja rechingeri J. M.Sc. thesis. Faculty of Sciencem, Lorestan University. (In Persian)
23.Azizi, I., Esmaielpour, B. and Fatemi, H. 2020. Effect of foliar application of selenium on morphological and physiological indices of savory (Satureja hortensis) under cadmium stress. Food Sci. Nutr. 8: 12. 6539-6549.
24.Luck, H. 1974. Methods in Enzymatic Analysis II (ed.). Academic Press. New York. USA, 885p.
25.Giannopolitis, C.N. and Ries, S.K.1977. Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plantsPlant Physiol. 59: 2. 309-314.
26.Nakano, Y. and Asada, K. 1981. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase inspinach chloroplasts. Plant Cell Physiol. 22: 5. 867-880.
27.In, B.C., Motomura, S., Inamoto, K., Doi, M. and Mori, G. 2007. Multivariate analysis of relations between preharvest environmental factors, postharvest morphological and physiological factors, and vase life of cut ‘Asami Red’ roses. J. Jpn. Soc. Hort. Sci. 76: 66-72.
28.Xu, Z., Zhou, G. and Shimizu, H. 2010. Plant responses to drought and rewatering. Plant Signal. Behav.5: 6. 649-654.
29.Gill, S.S. and Tuteja, N. 2010. Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiol. Biochem.48: 12. 909-930.
30.Bowler, C., Montagu, M.V. and Inze, D. 1992. Superoxide dismutase and stress tolerance. Annu. Rev. Plant Biol. 43: 1. 83-116. 31.Abid, M., Ali, S., Qi, L.K., Zahoor, R., Tian, Z., Jiang, D. ... and Dai, T. 2018. Physiological and biochemical changes during drought and recovery periods at tillering and jointing stages in wheat (Triticum aestivum L.). Sci. Rep.8: 1. 1-15.
32.Sofo, A., Dichio, B., Xiloyannis, C. and Masia, A. 2005a. Antioxidant defences in olive trees during drought stress: changes in activity of some antioxidant enzymes. Funct. Plant Biol. 32: 1. 45-53.
33.Willekens, H., Chamnongpol, S., Davey, M., Schraudner, M., Langebartels, C., Van Montagu, M. and Van Camp, W. 1997. Catalase is a sink for H2O2 and is indispensable for stress defence in C3 plants. EMBO J. 16: 16. 4806-4816.
34.Gunes, A., Pilbeam, D.J., Inal, A. and Coban, S. 2008. Influence of silicon on sunflower cultivars under drought stress, I: Growth, antioxidant mechanisms, and lipid peroxidation. Commun Soil Sci Plant Anal. 39: 13-14. 1885-1903.
35.Tan, Y., Liang, Z., Shao, H. and Du, F. 2006. Effect of water deficits on the activity of antioxidative enzymes and osmoregulation among three different genotypes of Radix Astragali at seeding stage. Colloids Surf. B. 49: 1. 60-65.
36.Fu, J. and Huang, B. 2001. Involvement of antioxidants and lipid peroxidation in the adaptation of two cool-season grasses to localized drought stress. Environ. Exp. Bot. 45: 2. 105-114.
37.Ghorbanpour, M., Mohammadi, H. and Kariman, K. 2020. Nanosilicon-based recovery of barley (Hordeum vulgare) plants subjected to drought stress. Environ. Sci. Nano. 7: 2. 443-461.
38.Hadian, J., Ebrahimi, S.N. and Salehi, P. 2010. Variability of morphological and phytochemical characteristics among Satureja hortensis L. accessions of Iran. Ind Crops Prod. 32: 1. 62-69.
39.Weckwerth, W. 2007. Metabolomics: methods and protocols. Humana Press, New Jersey, USA, 312p.
40.Ramírez, F., Escalante, M., Vigliocco, A., Pérez-Chaca, M.V., Reginato, M., Molina, A. ... and Alemano, S. 2020. Biochemical and molecular approach of oxidative damage triggered by water stress and rewatering in sunflower seedlings of two inbred lines with different ability to tolerate water stress. Funct. Plant Biol. 47: 727-743.
41.Vanková, R., Dobrá, J. and Štorchová, H. 2012. Recovery from drought stress in tobacco: an active process associated with the reversal of senescence in some plant parts and the sacrifice of others. Plant Signal. Behav. 7: 1. 19-21.
42.Xu, Z., Zhou, G. and Shimizu, H. 2009. Are plant growth and photosynthesis limited by pre-drought following rewatering in grass?. J. Exp. Bot.60: 13. 3737-3749.
43.Upadhyaya, H., Panda, S.K. and Dutta, B.K. 2008. Variation of physiological and antioxidative responses in tea cultivars subjected to elevated water stress followed by rehydration recovery. Acta Physiol. Plant. 30: 4. 457-468.
44.Bian, S. and Jiang, Y. 2009. Reactive oxygen species, antioxidant enzyme activities and gene expression patterns in leaves and roots of Kentucky bluegrass in response to drought stress and recovery. Sci. Hort. 120: 2. 264-270.
45.Palliotti, A., Tombesi, S., Frioni, T., Famiani, F., Silvestroni, O., Zamboni, M. and Poni, S. 2014. Morpho-structural and physiological response of container-grown Sangiovese and Montepulciano cvv.(Vitis vinifera) to re-watering after a pre-veraison limiting water deficit. Funct. Plant Biol. 41: 6. 634-647.
46.Pou, A., Flexas, J., Alsina, M. D. M., Bota, J., Carambula, C., De Herralde, F. ... and Rusjan, D. 2008. Adjustments of water use efficiency by stomatal regulation during drought and recovery in the drought‐adapted Vitis hybrid Richter‐110 (V. berlandieri× V. rupestris). Physiol. Plant. 134: 2. 313-323.
47.Foyer, C.H. and Noctor, G. 2005. Oxidant and antioxidant signalling in plants: a re-evaluation of the concept of oxidative stress in a physiological context. Plant Cell Environ.28: 8. 1056-1071.
48.Broadley, M., Brown, P., Cakmak, I., Ma, J. F., Rengel, Z. and Zhao, F.2012. Beneficial elements. P 249-269, In: H. Marschner, Marschner's mineral nutrition of higher plants, Academic Press. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 349 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 361 |