تأثیر تنش خشکی و محلول‌پاشی اسیدسالیسیلیک و کیتوزان بر رنگیزه‌های فتوسنتزی و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی گلرنگ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل - ایران

2 استادیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل - ایران

3 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، شهرکرد - ایران

4 دانشیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل – ایران

5 استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه زابل، زابل - ایران

چکیده

به‌منظور بررسی تأثیر تنش خشکی و محلول­پاشی اسیدسالیسیلیک و کیتوزانروی غلظت رنگیزه‌های فتوسنتزی و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی گلرنگ، آزمایشی به صورت کرت‌های خرد شده در قالب بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه زابل، طی سال 1391 انجام شد. تیمارها تنش خشکی در سه سطح شامل آبیاری در زمان 25، 50 و 75 درصد ظرفیت زراعی خاک (Fc) به عنوان تیمار اصلی و چهار سطح محلول‌پاشی شامل عدم مصرف (تیمار شاهد)، محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک (424/0 گرم در لیتر)، محلول‌پاشی کیتوزان (5 گرم در لیتر) و تلفیق اسید سالیسیلیک و کیتوزان به عنوان تیمار فرعی درنظر گرفته شد. با افزایش فاصله‌ آبیاری، محتوای کلروفیل a، b، کل و فلورسانس کلروفیل کاهش معنی‌داری یافت. تنش خشکی آنزیم­های اکسیدانی را افزایش داد، اما این افزایش فقط در میزان آنزیم پراکسیداز معنی‌دار بود. همچنین خشکی بر کارتنوئید، عملکرد پروتئین و میزان آنزیم‌های آسکوربات، گایاکول پراکسیداز و کاتالاز اثر معنی‌داری نداشت. تیمارهای محلول‌پاشی با تأثیر بر تمام صفات مورد مطالعه در مقایسه با شاهد باعث افزایش آن‌ها گردید. از بین تیمارهای مختلف محلول‌پاشی کاربرد توأمان اسید سالیسیلیک و کیتوزان در مقایسه با به‌کارگیری جداگانه آن‌ها اثربخش‌تر بود. برهمکنش تنش خشکی و محلول‌پاشی بر کلروفیل a و عملکرد پروتئین معنی‌دار شد. بنابراین، می­توان با انجام تحقیقات تکمیلی محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک و کیتوزان را در افزایش پایداری غشای سلولی و کاهش خسارت ناشی از H2O2 حاصل از آبیاری محدود در گلرنگ دخیل دانست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of drought stress and spraying of salysilic acid and chitosan on photosynthetic pigments and antioxidant enzymes in safflower

نویسندگان [English]

  • Ayoob Amiri 1
  • Ali Reza Sirousmehr 2
  • Parviz Yadollahi 3
  • Mohammad Reza Asgharipour 4
  • Sedigheh Esmaeilzadeh Bahabadi 5
1 Graduated M.Sc. Student, Department of Agronomy, College of Agriculture, University of Zabol, Zabol - Iran
2 Assistant Professor, Department of Agronomy, College of Agriculture, University of Zabol, Zabol - Iran
3 Graduated M.Sc. Student, Department of Agronomy, College of Agriculture, Young Researchers and Elite Club, Shahrekord Branch, Islamic Azad University, Shahrekord - Iran
4 Associate Professor, Department of Agronomy, College of Agriculture, University of Zabol, Zabol - Iran
5 Assistant Professor, Department of Biology, College of Basic Science, University of Zabol, Zabol - Iran
چکیده [English]

In order to evaluate the effects of drought stress and spraying of salysilic acid and chitosan on photosynthetic pigments and antioxidant enzymes of safflower an experiement was conducted as split plot randomized complete block design at the Zabol University research farm in Zabol, south Iran during 2012. Treatments were drought stress at three levels; irrigation when the soil moisture level dropped to 25, 50 and 75 percent of available water as the main treatments, and four combinations of sprayings including non-spraying, salicylic acid (0.424 g.l-1), chitosan (5 g.l-1) and combination of salicylic acid and chitosan as sub-treatments that were applied with three replications. The results indicated that drought stress significantly decreased chlrophyl a, b, total and chlrophyl flueorecense. Also drought stress increased anti-oxidant enzymes, but this increasing effect was significant in case of peroxidase enzyme. In addition, drought stress did not influence carotenoid, protein yield, and ascorbate, guaiacol peroxidase and catalase. Spraying treatments increased all traits compared to the control. Combination of salicylic acid and chitosan was more effective than sole application. Interaction of drought stress by spraying was significant on chlorophyll a and protein yield, therefore spraying of salyclic acid and chitosan could be recommend for increase the stability of cell membranes in plants and reduce the damage caused by H2O2 of limited irrigation in safflower.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chlorophyll
  • Oil crops
  • Partial irrigation
  • Sistan
  • spraying
1 . امیری ا، باقری ع ا، خواجه م، نجف‌آبادی ن و یدالهی ده‌چشمه پ (1392) تأثیر محلول­پاشی سیلیکون بر عملکرد و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی گلرنگ در شرایط تنش خشکی. پژوهش‌های به‌زراعی. 5(4): 361-372.

2 . آلیاری ه و شکاری ف (1379) دانه­های روغنی (زراعت و فیزیولوژی). انتشارات عمیدی. تبریز. 182 ص.

3 . دانشور م ر، تلوری ع، توکلی م و دانائیان م ر (1386) بررسی منطقه‌ای خشکسالی در مرکز، جنوب و جنوب شرق کشور. پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی. 76: 158-166.

4 . رمرودی م و خمر ع ر (1392) اثرات متقابل محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک و تیمارهای مختلف آبیاری بر برخی ویژگی‌های کمی، کیفی و تنظیم‌کننده‌های اسمزی ریحان. تحقیقات کاربردی اکوفیزیولوژی گیاهان. 1(1): 19-32.

5 . سیبی م، میرزاخانی م و گماریان م (1389) مطالعه بی‌ثباتی غشای سلولی گلرنگ تحت فشار آب، با استفاده از زئولیت و سالیسیلیک اسید. زراعت و اصلاح نباتات. 8(2): 119-136.

6 . طباطبایی ج (1388) اصول تغذیه معدنی گیاهان. چاپ اول. چاپ و افست خوارزمی، تبریز، 389 ص.

7 . عرب ص، برادران فیروزآبادی م، اصغری ح ر، غلامی ا و رحیمی م (1391) بررسی اثرات تنش خشکی بر عملکرد و برخی صفات گلرنگ بهاره تحت تأثیر محلول‌پاشی سدیم نیتروپروساید و اسیدآسکوربیک. اولین همایش ملی تنش­های گیاهی (غیرزیستی). دانشگاه اصفهان. 10- 11 آبان.

8 . فرخی‌نیا م، رشدی م، پاسبان اسلام ب و ساسان‌دوست ر (1390) بررسی برخی از ویژگی­های فیزیولوژیک و عملکرد گلرنگ بهاره تحت تنش کمبود آب. علوم گیاهان زراعی ایران. 42(3): 545-553.

9 . کاظمی ن، خاوری نژاد ر، فهیمی ح، سعائتمند س و نژادستاری ط (1389) تأثیر سالیسیلیک اسید برون‌زا بر پراکسیداسیون لیپید و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان در برگ‌هاى گیاهان کلزا تحت تنش نیکل. علوم زیستى (دانشگاه آزاد اسلامى واحد زنجان). 3(3): 71-80.

10 . نوری پورسخت ج و احسان‌زاده پ (1391) تغییر برخی آنتی‌اکسیدانت‌ها در کنجد و ارتباط آن با صفات فیزیولوژیک و عملکرد دانه تحت رژیم مختلف آبیاری. علوم گیاهان زراعی ایران. 43(1): 81-91.

11 . یدالهی ده‌چشمه پ، اصغری‌پور م ر، خیری ن و قادری ا (1393) اثر تنش خشکی و کودهای آلی بر عملکرد روغن و ویژگی‌های بیوشیمیایی گلرنگ. تولید گیاهان روغنی. 1(2): 27-40.

12 . یدالهی ده‌چشمه پ، باقری ع ا، امیری ا و اسمعیل‌زاده ص (1393) اثر تنش خشکی و محلول‌پاشی کیتوزان بر عملکرد و رنگیزه‌های فتوسنتزی آفتابگردان. فیزیولوژی گیاهان زراعی. 6(21): 73-83.

 

13 . Abolhasani K and Saeni G (2006) Investigation of Agronomic traits for safflower genotypes in two moisture regimes in Isfahan. Journal of Agricultuar Science and Natural Resources. 13(4): 100-108.

14 . Alfonso LV and Martin-Mex R (2007) Effect of Salicylic Acid on the Bioproductivity of Plant. Salicylic Acid- a Plant Hormone. Pp. 15-23.

15 . Beers GR and Sizer IV (1952) Aspectrophotometric method for measuring the breakdown of hydrogen peroxide by catalase. Biological Chemistry. 195: 133-140.

16 . Bhardway R and Singhal G (1981) Effect of water stress on photochemical activity of chloroplasts during greening etiolated barley seedlings. Plant Cell Physiology. 22(2): 155-162.

17 . Blokhina O, Virolainen E and Fagerstedt KV (2003) Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: A review. Annls of Botany. 91: 179-194.

18 . Cheng X, Zhou U and Cui X (2006) Improvement of phenylethanoid glycosides biosynthesis in Cistanche deserticola cell suspension cultures by chitosan elicitor. Biotechnology Journal. 121: 253-260.

19 . Choundhury S and Panda SK (2004) Role of salicylic acid in regugating cadmium induced oxidative stress in oryza Sativa L root. Bulgarian Journal of Plant Physiology. 30(3-4): 95-110.

20 . Ghai N, Setia RC and Setia N (2002) Effect of paclobutrazol and salicylic acid on chlorophyll content, hill activity and yield components in Brassica napus L. (cv. GSL-1). Phytomorphology. 52: 83-87.

21 . Gornik K, Grzesik M and Duda BR (2008) The Effect of chitosan on rooting of grapevine cuttings and on subsequent plant growth under drought and temperature stress. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research. 16: 333-343.

22 . Guan YJ, Hu J, Wang XJ and Shao CX (2009) Seed priming with chitosan improves maize stress germination and seedling growth in relation to physiology changes under low temperature. Journal of Zhejiang University- Science. 10: 427-433.

23 . Hayat S, Hayat Q, Irfan M and Ahmad A (2010) Effect of exogenous salicylic acid under changing environment: A review. Environmental and Experimental Botany. 68(1): 14-25.

24 . Kang GZ, Wang CH, Sun GC and Wang ZX (2003) Salicylic acid changes activities of H2O2- metabolizing enzymes and increases the chilling tolerance of banana seedlings. Environmental and Experimental Botany. 50: 9-15.

25 . Kaydan D, Yagmur M and Okut N (2007) Effects of salicylic Acid on the Growth and some physiological characters in salt stressed wheat (Triticum aestivum L.). Tarim Bilimleri Dergisi. 13(2): 114-119.

26 . Khan W, Prithiviraj B and Smith DL (2003) Photosynthetic responses of corn and soybean to foliar application of salicylates. Journal of Plant Physiology. 160: 485-492.

27 . Lawlor DW and Cornic G (2002) Photosynthetic carbon assimilation and associated metabolism in relation to water deficits in higher plants. Plant, Cell and Environment. 25: 275-294.

28 . Li L, Vanstaden J and Jager AK (1998) Effects of plant growth regulators on the antioxidant system in seedlings of two maize cultivars subjected to water stress. Plant Growth Regulators. 25: 81-87.

29 . Ma BL, Morison MJ and Videng HD (1995) Leaf greenness and photosynthetic rates in soybean. Crop Science. 35: 1411-1414.

30 . Mac-Adam JW, Nelson CJ and Sharp RE (1992) Peroxidase Activity in the leaf elongation zone of tall fescue. Plant Physiology. 99: 872-878.

31 . Mahdavi B, Modarres Sanavy SAM, Aghaalikhani M, Sharifi M and Dolatabadian A (2011) Chitosan Improves Osmotic Potential Tolerance in Safflower (Carthamus tinctorius L.) Seedlings. Journal of Crop Improvement. 25: 728-741.

32 . Mittler R, Vanderauwera S, Gollery M and Breusegem FV (2004) Reactive oxygen gene network of plants. Trend in Plant Science. 9: 490-498.

33 . Munne-Bosch S and Penuelas J (2003) photo-and antioxidative protection, and a role for salicylic acid during drought and recovery in field-grown Phillyrea angutifoliaplants. Planta. 217: 758-766.

34 . Nakano Y and Asada K (1981) Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate specific peroxidases in spinach chloroplasts. Plant Cell and Physiology. 22: 867-880.

35 . Popova L, Krante A, Janda R and Szalai G (2008) Treatment with salicylic acid decreases the effect of cadmium on Photosynthesis in maizc. Journal of Plant Physiology. 165: 920-931.

36 . Senaratna T, Touchell D, Bunn E and Dixon K (2000) Acetyl salicylic acid (Asprin) and salicylic acid induce multiple stress tolerance in bean and tomato plants. Plant Growth Regulation. 30: 157-161.

37 . Sheikha SAK and AL-Malki FM (2009) Growth and chlorophyll responses of bean plants to the chitosan applications. European Journal of Scientific Research. 50: 124-134.

38 . Singh VD, Verma SK and Singh BL (1990) Effect of irrigation and phosphorus on safflower (Carthamus tinctorious L.) yield in Rajasthan. Indian Journal of Agricultural Science. 40: 644-647.

39 . Soltani A (2004) Chlorophyll fluorescence and its application. Internal press. University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan.