ارزیابی کاربرد اسید سالیسیلیک و اسپرمیدین بر کاهش صدمات ناشی از تنش خشکی در نهال‌های یک‌ساله توت آمریکایی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 استاد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

5 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

خشکی یکی از مهمترین عوامل محیطی محدودکننده کشت گیاهان چوبی می‌باشد. ایران جزء مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می‌شود که کمبود آب، کاشت درختان و درختچه‌های زینتی را در آن محدود می‌سازد. به همین منظور، اثر محلول‌پاشی برگیاسید سالیسیلیک و یا اسپرمیدین (صفر، 100، 500 و 1000 میکرومولار) بر کاهش صدمات ناشی از تنش خشکی (عدم آبیاری) بر نهال‌های یک‌ساله توت آمریکایی به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار، در ایستگاه تحقیقات باغبانی دانشگاه تهران، در سال 1392 مورد ارزیابی قرار گرفت. ابتدا نهال‌ها توسط تنظیم‌کننده‌های رشد در دو روز متوالی، در دو نوبت صبح و عصر محلول‌پاشی برگی شدند و سپس به مدت 10 روز تحت تنش خشکی به صورت عدم آبیاری قرار گرفتند. نتایج نشان داد که غلظت‌ 100 میکرومولار اسید سالیسیلیک و یا اسپرمیدین به‌طور معنی‌داری باعث کاهش نشت یونی و افزایش محتوای پرولین، افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز و همچنین حفظ محتوای کلروفیل و کارایی فتوشیمیایی کلروفیل در گیاهان تحت تنش شدند، اما غلظت‌های بالا بی‌تأثیر یا بازدارنده بودند. بنابراین، غلظت‌های 100 میکرومولار اسید سالیسیلیک یا اسپرمیدین جهت افزایش تحمل به خشکی نهال‌های جوان، به‌ویژه در طی فرایند حمل و نقل و انتقال به زمین اصلی توصیه می‌شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Salicylic acid and spermidine on reduce drought stress injuries of one-year-old Maclura pomifera seedlings

نویسندگان [English]

  • Alireza Khaleghi 1
  • Rohangiz Naderi 2
  • Alireza Salami 3
  • Mesbah Babalar 2
  • Iman Roohollahi 4
  • Gholamreza Khaleghi 5
1 Assistant Professor, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Arak University, Arak, Iran
2 Professor, Department of Horticultural Sciences, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Assistant Professor, Department of Horticultural Sciences, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
4 Assistant Professor, Department of Agricultural Sciences, Faculty of Agriculture, Shahed University, Tehran, Iran
5 Former M.Sc. Student, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

Drought is one of the most important environmental factors which limit the growth of woody plants. Iran is located in arid and semi-arid area therefore the growth and cultivation of ornamental trees and shrubs were limited. For this purpose, effect of foliar-applied salicylic acid and/or spermidine (0, 100, 500 and 1000 µmol) on reduce drought stress injuries of one-year seedlings ofOsage orange (Maclura pomifera) was examinedat the Horticultural Research Station, University of Tehran, in 2013.This study was conducted as a factorial based on completely randomized design with three replications. First, PGRs were foliar-applied for two consecutive days in during the early morning and the late afternoon and then plants were droughted by withholding water for 10 days. The damaging effects of drought on membrane leakage were reversed by low concentrations of salicylic acid and/or spermidine. Also, salicylic acid and spermidin at a concentration of 100 µmol stimulated catalase and superoxide dismutase activity, enhanced proline and chlorophyll content and maintained photochemical efficiency of chlorophyllunder drought stress. But Spermidine and salicylic acid at high concentrations were ineffective and/or inhibitors. Finally, our results showed that 100 µmol salicylic acid and/or spermidine maybe the best concentration for increasing of drought tolerance in young seedling, especially during transplanting and planting in permanent location.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Catalase
  • Drought stress
  • Foliar spray
  • Osage orange
  • superoxide dismutase

1 . عیسوند ح و عشوری پ (1388) فیزیولوژی تنش (ترجمه). انتشارات دانشگاه لرستان. لرستان. 288 ص.

2 . حدادی‌نژاد م (1392) گزینش ژنوتیپ‌های انگور متحمل به خشکی با استفاده از خصوصیات مورفولوژیک، روابط ژنتیکی و شاخص‌های فیزیولوژیک. پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران. کرج. رساله دکتری.

3 . جباری ف (1384) بررسی مکانیزم‌های فیزیولوژیکی تحمل خشکی در ارقام مقاوم و حساس گندم نان. پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران. کرج. رساله دکتری.

4 . توکلی ا (1387) واکنش برخی اجرای سیستم آنتی‌اکسیدانتی به تنش خشکی در ارقام حساس و مقاوم گندم. پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران. کرج. رساله دکتری.

 

5 . Adam S and Murthy S (2013) Role of Polyamines and Their Effect on Photosynthesis in Plants. Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 4: 596-605.

6 . Arnon D (1949) Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgari. Plant Physiology. 24: 1-15.

7 . Ashraf M and Foolad MR (2007) Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59: 206-216.

8 . Bates LS, Waldren RP and Teare ID (1973) Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil. 39: 205-207.

9 . Bradford MM (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry. 72: 248-54.

10 . Fariduddin Q, Hayat S and Ahmad A (2003) Salicylic acid influences net photosynthetic rate, carboxylation efficiency, nitrate reductase activity, and seed yield in Brassica juncea. Photosynthetica. 41: 281-284.

11 . Farooq M, Wahid A, Lee DJ, Cheema SA and Aziz T (2010) Comparative Time Course Action of the Foliar Applied Glycinebetaine, Salicylic Acid, Nitrous Oxide, Brassinosteroids and Spermine in Improving Drought Resistance of Rice. Agronomy and Crop Science. 196: 336-345.

12 . Galle A and Feller U (2007) Changes of photosynthetic traits in beech saplings (Fagus sylvatica) under severe drought stress and during recovery. Physiologia Plantarum. 131: 412-421.

13 . Giannopolitis CN and Reis SK (1977) Superoxide dismutase I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology. 59: 309-314.

14 . Gill SS and Tuteja N (2010) Reactive oxygen species and antioxidant machinery in abiotic stress tolerance in crop plants. Plant Physiology and Biochemistry. 48: 909-930.

15 . Hayat S, Hasan SA, Fariduddin Q and Ahmad A (2008) Growth of tomato (Lycopersicon esculentum) in response to salicylic acid under water stress. Plant Interactions. 3(4): 297-304.

16 . Horvath E, Szalai G and Janda T (2007) Induction of Abiotic Stress Tolerance by Salicylic Acid Signaling. Journal of Plant Growth Regulation. 26: 290-300.

17 . Hu L, Wang Z, Du H and Huang B (2010) Differential accumulation of dehydrins in response to water stress for hybrid and common Bermuda grass genotypes differing in drought tolerance. Plant Physiology. 167: 103-109.

18 . Ioannidis NE and Kotzabasis K (2007) Effects of polyamines on the functionality of photosynthetic membrane in vivo and in vitro. Biochimica et Biophysica Acta. 1767: 1372-1382.

19 . Islam MA, Blake TJ, Ferit Kocacinar F and Rajasekaran L (2003) Ambiol, spermine, and aminoethoxyvinylglycine prevent water stress and protect membranes in Pinus strobus L. under drought. Trees. 17: 278-284.

20 . Janda T, Szalai G, Rios-Gonzalez K, Veisz O and Paldi E )2003( Comparative study of frost tolerance and antioxidant activity in cereals. Plant Science. 164: 301-306.

21 . Koyro H, Ahmad P and Geissler N (2012) Abiotic Stress Responses in Plants: An Overview. Environmental Adaptations and Stress Tolerance of Plants in the Era of Climate Change. Pp. 1-28.

22 . Kranner I, Beckett RP, Wornik S, Zorn M and Pfeifhofer HW (2002) Revival of a resurrection plant correlates with its antioxidant status. The Plant Journal. 31: 13-24.

23 . Krasensky J and Jonak C (2012) Drought, salt, and temperature stress-induced metabolic rearrangements and regulatory networks. Experimental Botany. 63: 1593-1608.

24 . Racchi ML, Bagnoli F, Balla I and Danti S (2001) Differential activity of catalase and superoxide dismutase in seedlings and in vitro micropropagated oak (Quercus robur L.). Plant Cell Reports. 20: 169-174.

25 . Rajasekaran LR and Blake TJ (1999) New plant growth regulators protect photosynthesis and enhance growth under drought of Jack pine seedlings. Plant Growth Regulation. 18: 175-181.

26 . Shakirova FM, Sakhabutdinova AR, Bezrukova MV, Fatkhutdinova RA and Fatkhutdinova DR (2003) Changes in the hormonal status of wheat seedlings induced by salicylic acid and salinity. Plant Science. 164: 317-322.

27 . Ullah F, Bano A and Nosheen A (2012) Effects of plant growth regulators on growth and oil quality of canola (Brassica napus L.) under drought stress. Botany. 44: 1873-1880.

28 . USDA Forest Service (2012) Silvics of Trees of North America. ''Maclura pomifera''. From: http://www.na.fs.fed.us/pubs/silvics_manual/volume_2/maclura/pomifera.htm.

29 . Yin C, Peng Y, Zang R, Zhua Y and Li C (2005) Adaptive responses of Populus kangdingensis to drought stress. Physiologia Plantarum. 123: 445-451.

30 . Yiu JC, Juang LD, Fang DYT, Liu CW and Wu SJ (2009) Exogenous putrescine reduces flooding-induced oxidative damage by increasing the antioxidant properties of Welsh onion. Scientia Horticulturae. 120: 306-314.

31 . Zhang CM, Zou ZR, Huang Z and Zhang ZX (2010) Effects of exogenous spermidine on photosynthesis of tomato seedlings under drought stress. Agricultural Research in the Arid Areas. 3: 182-187.