اثر کاربرد برگی متیل‌جاسمونات بر تحمل به سرمای دانهال‌های خیار گلخانه‌ای رقم ’نگین‘

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد گروه باغبانی، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 استادیار گروه مهندسی فضای سبز، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

3 دانشیار، گروه باغبانی، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

4 کارشناس ارشد، گروه باغبانی، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

5 استادیار، گروه مهندسی فضای سبز، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

چکیده

به‌منظور ارزیابی اثر محلول‌پاشی متیل‌جاسمونات (غلظت‌های صفر (شاهد)، 50، 100 و 200 میکرومولار) بر درصد نشت یونی، شاخص سرمازدگی، محتوای‌ آب‌‌ نسبی، غلظت کربوهیدرات‌های محلول، پرولین و محتوای کلروفیل برگ دانهال‌های خیار گلخانه‌ای رقم ’نگین‘ در مرحلة چهار تا شش‌برگی، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با پنج تکرار، در یکی از گلخانه‌های دانشگاه بوعلی سینا، در اواخر تابستان 1392 انجام گرفت. محلول‌پاشی متیل جاسمونات دو بار در روز روی دانهال­های خیار صورت پذیرفت. دو روز بعد از محلول­پاشی، دانهال‌ها از دمای 25 درجة سانتی‌گراد به اتاقک سرماساز منتقل شدند و چهار ساعت تحت تیمارهای سرمایی 15، 10 و 5 درجة سانتی‌گراد قرار گرفتند. با کاهش دما، درصد نشت یونی برگ در تمام دانهال‌ها افزایش یافت. با این‌حال، در گیاهان تیمارشده با متیل‌جاسمونات، به‌ویژه با غلظت‌200 میکرومولار، نشت یونی کمتری مشاهده شد. کاهش دما از 15 تا 5 درجة سانتی‌گراد سبب افزایش غلظت کربوهیدرات‌های محلول و پرولین برگ در تمام دانهال‌ها شد که این افزایش در گیاهان تیمار‌شده با متیل جاسمونات، به‌ویژه با غلظت 100 و 200 میکرومولار به‌مراتب بیش از دانهال‌های شاهد بود. همچنین کاربرد برگی متیل‌جاسمونات محتوای آب نسبی و شاخص سرمازدگی برگ را در دانهال‌های سرمادیده کاهش داد، ولی محتوای کلروفیل برگ را در مقایسه با دانهال‌های شاهد افزایش داد. این تغییرات در راستای افزایش تحمل به سرما در دانهال‌ها صورت گرفت. محلول‌پاشی متیل‌جاسمونات به‌ویژه با غلظت 200 میکرومولار قادر به افزایش تحمل به سرما در دانهال‌های خیار است و می‌تواند به‌عنوان یک ابزار پیشگیری‌کننده برای محافظت از سرمازدگی در گلخانه‌های خیار به‌کار رود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of foliar application of methyl jasmonate in cold tolerance improvement of greenhouse-grown cucumber cv. ‘Negin’ seedlings

نویسندگان [English]

  • Shiva Bazl 1
  • Rouholah Karimi 2
  • Ahmad Ershadi 3
  • Alireza Shahbodaghlo 4
  • Mousa Rasouli 5
1 M.Sc., Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Buali Sina University, Hamedan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Landscape, Faculty of Agriculture, Malayer University, Malayer, Iran
3 Associate Professor, Department of Horticulture, Faculty of Agriculture, Buali Sina University, Hamedan, Iran
4 . M.Sc., Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture, Buali Sina University, Hamedan, Iran
5 Assistant Professor, Department of Landscape, Faculty of Agriculture, Malayer University, Malayer, Iran
چکیده [English]

Cold stress is one of the limiting factors in production of greenhouse vegetables. Chemicals offer useful approach to reduce low temperature-induced damages. This study was conducted to evaluate the effect of foliar application of methyl jasmonate (MeJA) at concentrations of 0 (control), 50, 100, 200 µM) on electrolyte leakage (EL), relative water content (RWC), soluble carbohydrates, proline, chlorophyll content and chilling index of greenhouse- grown cucumber (Cucumis sativus L. cv ‘Negin’)  in 4-6 leaf stage. MeJA was sprayed two times/day on cucumber seedling in a greenhouse of Bu-Ali Sina University, as a factorial based on completely randomized design with five replications per treatment, inlate- summer of 2013. Two days after spraying, seedlings were transferred from 25ºC to cold chamber and were subjected to chilling treatments of 15, 10 and 5 ºC for 4 hours. The EL of all plants increased with reducing the temperature. However, in MeJA-treated plants, especially in application of 200 µM, a lower leaf EL was observed. A clear increase in soluble carbohydrates and proline concentration was observed with decreasing temperature from 15 to 5ºC in all plants while in MeJA -treated seedlings, especially in application of 200 and 100µM, a greater amount of these osmolytes were observed in compared to control. Moreover, exogenous application of MeJA reduced RWC and visual damage of cold-stressed seedlings but increased chlorophyll content in compared to control plants. These changes correlated with the increment of cold tolerance in the cucumber plants. The results indicated that MeJA application especially at 200 µM, has the capacity to improve chilling tolerance of seedlings and can be used as a prophylactic tool to protect against chilling injury of cucumber cultivars in greenhouses

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cold stress
  • chlorophyll content
  • electrolyte leakage
  • soluble carbohydrates
 

  1. کریمی ر(1393) ارزیابی اثر تغذیه و اسید آبسیزیک روی تحمل به سرمای انگور. دانشگاه بوعلی سینا. همدان. رسالة دکتری.
2 . Beck EH, Heim R and Hansen J (2004) Plant resistance to cold stress: mechanisms and environmental signals triggering frost hardening and dehardening. Biosciences. 29: 449-459.

3 . Bertamini M, Zulini K, Muthuchelian K and Nedunchezhian N (2007) Low-night temperature effects on photosynthetic performance on two grapevine genotypes. Plant Biology. 51: 381-385.

4 . Bloom AJ, Zwieniecki MA, Passioura JВ, Randall LВ, Holbrook NM and Clair DA (2004) Water relations under root chillingin asensitive and tolerant tomato species.  Plant, Cell and Environment.  27: 971-979.

5 . Campos PS, Quartin V, Ramalho JC and Nunes MA (2003) Electrolyte leakage and lipid degradation account for cold sensitivity in leaves of Coffeasp. Plants. Plant Physiology. 160: 283-292.

6 . Creelman R and Mullet GE (1997) Biosoynthesis and action of Jasmonate in plant. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 48: 355-381.

7 . Cuello J (1997) Differential effects of linolenic acid and methyl jasmonate on the degradation of chlorophylls and carotenoids of senescing barley leaves. Acta Botanica Neerlandica. 46(3): 303-314.

8 . Dou F, WeiYan X, ZhengShu H, FuYuan D and XiAngT (2009) Effects of methyljasmonate (MeJA) on cold tolerance of banana seedlings. Fruit Science. 26: 390-393.

9 . Emery RJN and Reid DM (1996) Methyljasmonate effects on ethylene synthesis andorgan-specific senescence in Helianthus annuusseedlings. Plant Growth Regulation. 18: 213-222.

10 . Fedina IS and Benderliev KM (2000) Response of secendesmus incrassatulus to salt stress as affected by methyl jasmonate. Biologia Plantarum. 43(4): 625-627.

11 . Fung RWM, Wang CY, Smith DL, Gross KC and Tian M (2004) MeSA and MeJA increase steady-state transcript levels ofalternative oxidase and resistance against chilling injury in sweetpeppers (Capsicum annuum L.). Plant Science. 166:711-719.

12 . Guy CL (2003) Freezing tolerance of plants: current understanding and selected emerging concepts. Canadian Journal of Botany. 81: 1216-1223.

13 . Hana B and Bischoff JC (2004) Direct cell injury associated with eutectic crystallization during freezing. Cryobiology. 48: 8-21.

14 . Hossain MA, Munemasa S, Uraji M, Nakamura Y, Mori IC and Murata Y(2011) Involvement of endogenous abscisic acid in methyl jasmonate-induced stomatal closure in Arabidopsis. Plant Physiology. 156: 430-438.

15 . Hu Y, Jiang L, Wang F and Yu D (2013) Jasmonate regulates the inducer of CBF expression-C-repeat binding factor/DRE binding factor1 cascade and freezing tolerance in arabidopsis. Plant Cell. (25): 2907-2924.

16 . Islam MM, Hossain MA, Jannat R, Nakamura Y, Mori IC and Murata Y (2010) Cytosolic alkalization and cytosolic calcium oscillation in Arabidopsis guard cells response to ABA and MeJA. Plant Cell Physiology. 51: 1721-1730.

17 . Janmohammadi M, Tavakol-Afshari R, Mahfoozi S, Alizadeh H, Kamel M and Khiavi M (2010) Relationship among phenological development, physiological indices and freezing tolerance in winter wheat and rye under field conditions in moderate and cold regions. Crop Production. 3: 115-137.

18 . Kirnak H, Kaya C, Tas I and Higgs D (2001) The influence of water deficit on vegetative growth, physiology, fruit yield and quality in egg plants. Plant Physiology: 27: 34-46.

19 . Korkmaz A, Korkmaz Y and Demirkiran AR (2010) Enhancing chilling stress tolerance of pepper seedlings by exogenous application of 5-aminolevulinic acid. Environmental and Experimental Botany. 67: 495-501.

20 . Kosova K, Prasila IT, Vítámvása P, Dobrev P, Motyka VK and Vankova R (2012) Complex phytohormone responses during the cold acclimation of two wheat cultivars differing in cold tolerance, winter Samanta and spring Sandra. Plant Physiology. 169: 567-576.

21 . Lee TM, Lur HS, Lin YH and Chu C (1996) Physiological and biochemical changes related to methyl jasmonate-induced chilling tolerance of rice (Oryza sativa L.) seedlings. Plant, Cell and Environment. 19: 65-74.

22 . Lichtenthaler HK (1987) Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Methods Enzymol. 148: 350-382.

23 . Lukatkin AS, Brazaitytė A, Bobinas C and Duchovskis P (2012) Chilling injury in chilling-sensitive plants: a review. Agriculture. 99: 111-124.

24 . Meyer A, Miresch O, Bottner C, Dathe W and Sembdner G (1984) Occurrence of the plant growth regulator jasmonic acid in plants. Plant Growth Regulation. 3: 1-8.

25 . Mitchell DE and Madore MA (1992) Patterns of assimilate production and translocation in muskmelon (Cucumis melo L.). II Low temperature effects. Plant Physiology. 99: 966-971.

26 . Molinari HB, Marur CJ, Bespalhok JC, Kobayashi AK, Pileggi M and Leite RP (2004) Osmotic adjustment in transgenic citrus rootstock Carrizo citrange (Citrus sinensis Osb x Poncirus trifoliate L. Raf) overproducing proline. Plant Science. 167: 1375-81.

27 . Nilprapruck P, Pradisthakarn N, Authanithee F and Keebjan P (2008) Effect of exogenous methyl jasmonate on chilling injury andquality of pineapple (Ananas comosus L.) cv. Pattavia. Silpakorn Science and Technology. 2: 33-42.

28 . Paquin R and Lechasseur P (1979) Observations sur la methode de dosage de la proline libredans les ex traits de plantes. Canadian Journal Botany. 57: 1851-1854.

29 . Patton AJ, Cunningham SM, Volenec JJ and Reicher ZJ (2007) Differences in freeze tolerance of Zoysiagrasses: II. Carbohydrate and proline accumulation. Crop Science. 47: 5.

30 . Pauwels L, Inze D and Goossens A (2009) Jasmonate-induciblegene: what does it mean?Trends Plant Science. 14: 87-91.

31 . Santarius KA (1992) Freezing of isolated thylakoid membranes in complex media. VIII. Differential cryoprotection by sucrose, proline and glycerol. Plant Physiology. 84: 87-93.

32 . Seo S, Sano H and Ohashi D (1997) Jasmonic acid in wound signal transduction pathway. Physiologia Plantrum. 101: 740-745.

33 . Wang CY and Buta JG (1994) Methyl jasmonate reduces chilling injuryin Cucurbita pepothrough its regulation of abscisic acid andpolyamine levels. Environmental and Experimental Botany. 34: 427-432.

34 . Wasternack C and Hause B (2002) Jasmonates and octadecanoids: signals in plant stress responses and development. Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology.72: 165-221.

35 . Wasternack C (2007) Jasmonates: An update on biosynthesis, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. Annals of Botany. 100: 681-697.

36 . XiaoHua D, ZeYuan D and JinHua B (2009) Effects of methyl jasmonate on cold resistance of rice seedlings. Plant Physiology Communications. 45: 881-884.

37 . Yemm EW and Willis AJ (1954) The estimation of carbohydrates in plant extracts by anthrone. Biochemistry. 57: 508-514.