اثر محلول‌پاشی نانوکلات آهن بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و عملکرد گل ژنوتیپ های بابونه تحت تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 دانشیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 استادیار گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران

4 دانشجوی دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

به‌منظور مطالعه اثر محلول‌پاشی نانوکلات آهن بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی شش ژنوتیپ بابونه تحت تنش خشکی آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل در سال 1393 انجام گردید. فاکتورهای آزمایشی شامل، تنش خشکی (در دو سطح شاهد یا 90 درصد ظرفیت زراعی و 70 درصد ظرفیت زراعی)، نانو کلات آهن (در دو سطح شاهد و دو میلی­گرم بر لیتر) و ژنوتیپ­ (اصفهان، شیراز، مشهد، اراک، کرمان و صفاشهر) بودند. نتایج نشان داد که تنش خشکی با توجه به ژنوتیپ اثرات متفاوتی بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی داشت. به‌طوری‌که، فعالیت آنزیمی در برخی ژنوتیپ­ها افزایش و در برخی ژنوتیپ­ها کاهش یافت. تنش موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، در ژنوتیپ­های اراک، کرمان و صفاشهر، افزایش فعالیت پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در ژنوتیپ­های اصفهان، مشهد، اراک و کرمان و افزایش فعالیت پلی­فنل اکسیداز و گایاکول پراکسیداز در ژنوتیپ­های شیراز و صفاشهر شد. بالاترین عملکرد گل نیز در ژنوتیپ اصفهان مشاهده گردید. به‌طورکلی، می­توان گفت تنش موجب اثرات مخرب بر گیاه داشت و مصرف نانو کلات موجب افزایش تحمل گیاه به تنش شد و استفاده از ژنوتیپ­های اصفهان و مشهد برای شرایط تنش مناسب بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of foliar application of nano-iron chelated on antioxidant enzymes activity and flower yield of chamomile genotypes under drought stress condition

نویسندگان [English]

  • Hamideh Azad 1
  • Baratali Fakheri 2
  • nafiseh mahdinezhad 3
  • Qhasem Parmoon 4
1 zabol
2 zabol
4 mohaghegh ardebili
چکیده [English]

In order to study the effect of foliar application of nano iron chelated on antioxidant enzymes activity and yield of chamomile genotypes under drought stress condition, a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted at the research greenhouse of the University of Zabol in 2014. Experimental treatments included drought stress (at 2 levels of control or 90% of field capacity and 70% of field capacity) and nano iron chelate (at 2 levels of control and 2 mg/l) and genotypes, including (Isfahan, Mashhad, Shiraz, Kerman, Arak and Safashahr). The results showed that the drought stress according to the genotype had different effects on antioxidant enzyme activities so that the enzymes activities increased in some of the genotypes and decreased in some of them. Water stress caused to increasing in catalase activity in genotypes of Arak, Kerman and Safashahr, peroxidase and increasing in ascrobats peroxidase activity in genotypes of Isfahan, Mashhad, Arak and Kerman, and increasing in polyphenol oxidase and guaiacol peroxidase in genotypes of Shiraz and Safashahr.The highest the economic yield were observed in Esfahan genotype. Generally, it could be said that stress causes damaging effects on the plant and using of nano-chelate can increase the plant̕ s tolerance to stress and application of Isfahan and Mashhad genotypes are suitable for stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ascorbate peroxidase
  • guaiacol peroxidase
  • medicinal plants
  • water stress

احترامیان ک (1381) تأثیر سطوح مختلف کود نیتروژن و تاریخ کاشت بر عملکرد و اجزای عملکرد زیره­سبز در منطقه کوشکک استان فارس. پایان‌نامه کارشناسی ارشد مدیریت مناطق بیابانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز.

امید بیگی ر (1385) رهیافت‌های تولید و فرآوری گیاهان دارویی (جلد سوم)، انتشارات طراحان نشر. 395 صفحه.

بهدانی م ع و موسوی ف ب (1390) اثر کم آبیاری بر انتقال مجدد و وزن خشک اندام­های گیاهی سه ژنوتیپ گلرنگ بهاره (Carthamus tinctorius L.). نشریه بوم شناسی کشاورزی، 3 (3): 289-277.

پایگذار ی، قنبری ا، حیدری م و توسلی ا (1387) اثر محلول پاشی ریز مغذی­ها بر کمیت و کیفیت خصوصیات گونه­های وحشی ارزن (Pennisetum glacum)تحت تنش خشکی علوم کشاورزی. دانشگاه آزاد تبریز، 3(10): 78-67. 

پیوندی م، کمالی جامکانی ز و میرزا م (1390) تأثیر نانو کلات آهن با کلات آهن بر رشد و فعالیت آنزیم‌های آنتی­اکسیدانی مرزه (Satureja Hortensis). مجله تازه­های بیوتکنولوژی سلولی- مولکولی.2(5):31-25

توکلی حسنکلو ح، عبادی ع و جهانبخش س (1393) بررسی برخی از سازوکارهای تحمل به تنش کم­آبی در ژنوتیپ­های گندم نان (Triticum aestivum L). تحقیقات غلات. 4(1). 25-13.

حاج سید هادی م ر، خدابنده ن، یاسا ن و درزی م ت (1381) اثر تاریخ کاشت و تراکم عملکرد و درصد اسانس بابونه. فصلنامه علوم زراعی ایران. 4: 216- 208.

حیدری، م. میری ح ر و مینایی آ (1392) فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان و ترکیبات بیوشیمیایی گیاه گاوزبان اروپایی (Borogo officinalis L.) در واکنش به تیمارهای تنش خشکی و اسید هیومیک. مجله تنش­های محیطی در علوم زراعی. 6(2): 170-159. 

طالع احمد س و حداد ر (1389) اثر سیلیکون بر فعالیت آنزیم‌های ضد اکسنده و محتوای تنظیم‌کننده‌های اسمزی در دو ژنوتیپ گندم نان در شرایط تنش خشکی. مجله به زراعی نهال و بذر. 26 (2): 225 – 207.

عسکری م، امیرجانی م ر و صابری ط (1393) بررسی اثرات نانو کود آهن بر رشد برگ، مقدار کربوهیدرات و آنتی­اکسیدان­های پریوش. فرایند و کارکرد گیاهی، 3(7): 55-43. 

علیزاده ا (1381) خشکسالی و ضرورت مدیریت در مصرف آب. فصلنامه خشکی و خشکسالی کشاورزی. (3):7-3.

فیضی ح رضوانی­مقدم پ (1389) تأثیر میدان مغناطیسی و نانو ذرات نقره بر رشد، عملکرد و کیفیت سیلوی ذرت علوفه­ای در مقایسه با کاربرد کودهای پر­مصرف و کم­مصرف. نشریه آب و خاک. 24(6): 1072-1062.

قهرمانی م (1392) تأثیر تنش کم­آبی بر روی برخی صفات فیزیولوژیک سه ژنوتیپ سورگوم. دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. 139 ص.

لباسچی م و شریفی عاشور آبادی ا (1383) شاخص­های رشد برخی از گیاهان دارویی در شرایط مختلف تنش خشکی. فصلنامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 20(3): 269-241.  

نعیمی م، اکبری غ، شیرانی راد ا م حسنلو ط و اکبری غ ع (1391) اثر کاربرد زئولیت و محلول­پاشی سلنیوم در شرایط تنش کم­آبی بر روابط آبی و آنزیم­های آنتی اکسیدانی در گیاه دارویی کدو پوست کاغذی. مجله به زراعی کشاورزی، 14 (1): 81-67. 

Allen, R  (1995) Dissection of oxidative stress tolerance using transgenic plants. Plant Physiology, 107(4): 1049-1054.

Arora, A., Sairam, R K and Srivastava G C (2002) Oxidative stress and antioxidant system in plants. Plant Physiology, 82: 1227-1237.

Asada K (2006) Production and scavenging of reactive oxygen species in chloroplasts and their functions. Plant Physiology, 141 (2): 391-396.

Beers RF Jr and Sizer I W (1952) A spectrophotometric method for measuring the breakdown of hydrogen peroxide by catalase.  Journal of Biological chemistry, 195(1): 133–140.

Blakrishman K (2000) Peroxidase activity as an indicator of the iron deficiency banana. Indian Journal Plant Physiological, 5:389-391.

Blokhina O, Virolainen E and Fagerstedt K V (2003) Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress: a review. Annals of Botany, 91(2):179-194.

BradfordM M (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principles of protein-dye binding.  Annals of Biochemistry. 72: 248-254.

Chohura P, Kołota E and komosa A (2007) The effect of different source of iron on nutritional value of greenhouse tomato fruit grown in peat substrate. Vegetable crops research bulletin, 67: 55-61.

Das M, BSingh and R Prasad (2004) Response of maize (Zea mays) to phosphorus-enriched manures growing P-deficient Alf sols on terraced land in Meghalaya. Journal of Agricultural Science, 61(6): 383-388.

Feranda F, Arlete S, Isabel S and Salema R (2004) Effect of long-term salt stress on antioxidant defense systems, leaf water relation and chloroplast ultrastructure of potato plants. Annals of Applied Biology, 145(2): 185-192.

Fu J and  Huang  B (2001)  Involvement of  antioxidants  and  lipid  peroxidation  in  the  adaptation  of two cool-season  grasses  to  localized  drought stress.   Environment   and   Experimental   Botany 45(2):105-114.

Gaspar T, Penel C, Castillo FJ and Greppin H (1985) A twostep control of basic and acidic peroxidases and its significance for growth and development. Physiology Plant. 64, 418- 423.

Ghorbani Javid M, Moradi, F, Akbari GH and Allahdadi I (2007) some metabolite role in osmotic regulation mechanism of medic Medicago laciniata (L.) Mill under drought stress. Iranian Journal of Crop Science, 8: 90-105. (In Persian)

Hirayama M, Y Wadaand H Nemot (2006) Estimation of drought tolerance based on leaf temperature in upland rice breeding. Breeding Science, 56: 47-54.

Hossain M A and Fujita M (2011) Regulatory role of components of ascorbate-glutathione (AsA-GSH) pathway in plant tolerance to oxidative stress. In:Anjum NA, Umar S, Ahmed A (Eds.) Oxidative stress in plants: causes, consequences and tolerance. IK International Publishing House, New Delhi, pp 81–147.

Jiang Y and Huang B (2001) Drought and heat stress injury to two cool-season turf grasses in relation to antioxidant metabolisms and lipid peroxidation. Crop Science, 41(2): 436-442. 

Jiang Y and Huang B (2001) Effects of calcium on antioxidant activities and water relations associated with heat tolerance in two cool-season grasses. Journal of Experimental Botany, 52(355): 341-349.

Kim JK, Bamba T, Harada K, Fukusaki E and Kobayashi A (2007) Time course metabolic profiling in Arabidopsis thaliana cell cultures after salt stress treatment. Journal of Experimental Botany, 58(3): 415-424.

Krishna P and Bhabak Govindasamy Mugesh (2010) Functional Mimics of Glutathione Peroxidase: Bio inspired Synthetic Antioxidants. Accounts of Chemical Research, 43 (11):1408-1419.

Krystofova O, Sochor J, Zitka O, Babula P Kudrle V, Adam V and Kizek R (2013) Effect of Magnetic Nanoparticles on Tobacco BY-2 Cell Suspension Culture. International Journal of Environmental Research and Public Health, 10(1): 47-71.

Mittler R (2002) Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science, 7(9):405-410.

Moaveni P and Kheiri T (2011) TiO2 Nano Particles Affected on Maize (Zea mays L.). 2nd International Conference on Agricultural and Animal Science in Singapore by International Proceeding of Chemical, Biological and Environmental Engineering. International Association of Computer Science and Information Technology Press. 22. 160-163.

Mohamadipoor R, SedaghathoorS and Mahboub-Khomami A (2013) Effect of application of iron fertilizers in two methods 'foliar and soil application' on growth characteristics of Spathyphyllum illusion. European Journal of Experimental Biology, 3: 232-240.

Mohammadi M and Kazemi, H (2002) Changes in peroxidase and Polyphenol oxidase activities in susceptible and resistant wheat heads inoculated whit Fusarim germinearum and induced resistance. Plant Science, 162(4): 491- 498.

Movludi A, Ebadi A, Jahanbakhsh S, Davari M and Parmoon GH (2014) The Effect of Water Deficit and Nitrogen on the Antioxidant Enzymes’Activity and Quantum Yield of Barley (Hordeum vulgare L.). Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 42(2):398-404.

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

Noctor G and Foyer CH (1998) Ascorbate and glutathione: keeping active oxygen under control. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 49: 249–279.

Ranjan R, Bohra SP and Jeet AM (2001) Book of plant senescence. Jodhpur, Agro bios New York. pp. 18-42.

Raven EL (2000) "Peroxidase-catalyzed oxidation of ascorbate. Structural, spectroscopic and mechanistic correlations in ascorbate peroxidase". Subcellular Biochemistry, 35: 317–49.

Ruiz J, M Baghour M and Roomers L (2000) Efficiency of the different genotypes of tomato in relation to foliar content of Fe and the response of some bioindicators. Journal of Plant Nutrition, 23(11-12): 1777-1786.

Sairam R K and GC Srivastava (2001) Water stress tolerance of wheat (Triticum aestivum L.): Variation in hydrogen peroxide accumulation and antioxidant activity in tolerant and susceptible genotype. Journal Agronomy and Crop Science, 186: 63-70.

Sakr M and Arafa A (2009) effect of some antioxidants on canola plants growth under soil salt stress condition, Pakistan Journalof Biological Sciences. 12(7):582-588.

Suzuki N and Mittler R (2006) Reactive oxygen species and temperature stresses: a delicate balance between signaling and destruction. Physiologia Plantarum, 126: 45-51.

Tuna A, Kaya C, Dikilitas M and Higgas D (2008) The combined effects of gibberellin acid and salinity on some antioxidant enzyme activities, plant growth parameters and nutritional status in maize plants. Environmental and Experimental Botany, 62: 1-9.