اثر سدیم نیتروپروساید بر تحمل به خشکی چچم چندساله در مرحله جوانه‌زنی و رشد اولیه دانهال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 استادیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

چکیده

این پژوهش به‏منظور بررسی پاسخ‌های فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی چمن چچم چندساله (Lolium perenne L.) در مرحله جوانه‌زنی و رشد اولیه دانهال به تنش خشکی و کاربرد سدیم نیتروپروساید (رها کننده نیتریک اکساید) در سال 1394 در گروه علوم باغبانی دانشگاه زنجان انجام شد. بذور چمن به مدت شش ساعت در محلولهای صفر (آب مقطر)، 200، 400، و 600 مایکرومولار سدیم نیتروپروساید خیسانده شدند و جهت اعمال تنش خشکی، جوانه‌زنی و رشد اولیه دانهال در پتانسیل‌های اسمزی صفر (آب مقطر)، 1-، 4- و 8- بار با استفاده از پلی‌اتیلن گلایکول 6000 انجام شد. به طور کلی با کاهش پتانسیل آب محیط، درصد جوانهزنی بذرها، طول شاخساره و ریشه و میزان کلروفیل و کاروتنوئید برگها کاهش و نشت یونی افزایش یافت. کاربرد 400 و 600 مایکرومولار سدیم نیتروپروساید در تمامی صفات اثرات منفی تنش خشکی را بهبود بخشید. البته، در مورد صفت نشت یونی در تمام سطوح پتانسیل آب، تیمار 600 مایکرومولار تفاوت معنیداری با تیمار شاهد نداشت، ولی تیمار 400 مایکرو مولار نشت یونی را کاهش داد. میزان پرولین برگ‏ها با کاهش پتانسیل آب افزایش یافت و گیاهان تیمار شده با سدیم نیتروپروساید پرولین بیشتری نسبت به گیاهان تیمار نشده داشتند. در مجموع در بین غلظتهای سدیم نیتروپروساید مورد مطالعه، بهترین نتیجه در گیاهان تیمار شده با 400 مایکرومولار سدیم نیتروپروساید به‏دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of sodium nitroprusside on drought tolerance of perennial ryegrass in germination and early seedling growth stage

نویسندگان [English]

  • Reza Mohammadi 1
  • Masoud Arghavani 2
  • Seyed Najmadin Mortazavi 2
  • Mitra Aelaei 2
1 Graduated M.Sc. Student/University of Zanjan
2 academic staff/University of Zanjan
چکیده [English]

This experiment was conducted to determine morphological and physiological responses of perennial ryegrass (Lolium perenne L.) at the germination and early seedling growth stage to drought stress and sodium nitroprusside (nitric oxide donor) application in horticultural science department at the University of Zanjan in 2015. Turfgrass seeds were soaked for six hours in 0 (distilled water), 200, 400 and 600 µM of sodium nitroprusside solutions, and for drought stress treatments, germination and early seedling growth was done over the water potential range of 0 (distilled water), -1, -4 and -8 bar by polyethylene glycol. Generally, decline in water potential reduced seed germination percentage, root and shoot length, leaves chlorophyll and carotenoids content, whereas electrolyte leakage and proline content increased with decreasing of water potential.  Sodium nitroprusside application at 400 and 600 µM ameliorate adverse effects of drought stress in all factors. However, in all water potentials, 600 µM treatment had no significant difference with control plants in electrolyte leakage, whereas 400 µM treatment reduced electrolyte leakage. Leaves proline content increased with decreasing water potential. Besides, treated plants with sodium nitroproside had more proline than untreated plants.In conclusion, among different investigated sodium nitroprpside concentrations, treated plants with 400 µM sodium nitroproside showed the best results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Morphological and physiological responses
  • nitric oxide
  • polyethylene glycol
  • seed
  • turfgrass

امام ی، کریم زاده سورشجانی ه، موری س و مقصودی ک (1392) واکنش بیو‌شیمیایی دو رقم گندم به تنش خشکی انتهایی و تنظیم کننده‌های اکسین و سیتوکینین. فرآیند و کارکرد گیاهی. 2: 74-65.

امیدی ف و سپهری ع (1393) تأثیر کاربرد نیتروپروساید سدیم بر سطح برگ، رشد و کارایی مصرف آب ارقام لوبیا قرمز (Phaseolus vulgaris L.) تحت تنش کم آبی. به زراعی کشاورزی. 16(4): 885-871.

تاتاری م، فتوحی قزوینی ر، اعتمادی ن، احدی ع م و موسوی س ا (1392) بررسی برخی پاسخ‌های فیزیولوژیکی سه نوع چمن در شرایط تنش خشکی. پژوهش های تولید گیاهی. 20(1): 87-63.

تاتاری م، فتوحی قزوینی ر، اعتمادی ن، احدی ع م و موسوی س ا (1392) مطالعه واکنش‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی چمن Poa pratensis L. رقم Barimpala تحت تنش خشکی. علوم باغبانی ایران. 44(3): 340-329. 

تقی پور ز، اصغری زکریا ر، زارع ن و شیخ زاده پ (1393) ارزیابی برخی صفات فیزیولوژیکی در جمعیتهایی از Aegilops triuncialis تحت تنش خشکی. تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران.22: 66-55.

حجازی ا (مترجم) (1373) تکنولوژی بذر. انتشارات دانشگاه تهران. 442 صفحه.

حسنی آ (1384) اثر تنش آب ناشی از پلی اتیلن گلیکول (PEG) بر روی فاکتورهای جوانه زنی ریحان (Ocimum basillicum) مجله گیاهان معطر و پزشکی ایران. 21(4): 543-535.

حیدری شریف آباد ح (1379) گیاه، خشکی و خشکسالی. انتشارات موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع، تهران، 200 ص.

خسروشاهی م ر، اثنی عشری م، ارشادی ا و ایمانی ع (1392) پاسخ های فیزیولوژیکی پنج گونه بادام به تنش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلایکول. فنآوری تولیدات گیاهی. 13(2): 88-73.

خوشخوی م (مترجم) (1378) ازدیاد نباتات. جلد اول. انتشارات دانشگاه شیراز. 428 صفحه.

صادقی  ا، اعتمادی ن، شمس م و نیازمند ف (1393) اثر تنش خشکی بر خصوصیات مرفولوژیک و فیزیولوژیک چمن بومی علف گندمی بیابانی (Agropyron desertorum) و چمانواش بلند (Festuca arundinaceae Schreb.). نشریه علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی) 28: 553-544.

صحت مند آ، آبسیه س، خلدبرین د ب (1393) بررسی اثرات بهبود بخش نیتریک اکساید در کاهش صدمات تتش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلیکول 6000 بر خصوصیات جوانه زنی گیاه زتیان(.Trachyspermum ammi L). اولین همایش ملی گیاهان دارویی، طب سنتی و کشاورزی ارگانیک. 13-1.

صدوق ف س، شریعتمداری ح، خوشگفتارمنش ا ح و مصدقی م (1393) تغذیه متناسب گوجه فرنگی با پتاسیم و روی در شرایط تنش خشکی ایجاد شده با پلی اتیلن گلیکول ۶۰۰۰ در سیستم آبکشت. علوم و فنون کشت های گلخانه ای. 18: 80-67.

عرب  ص، برادران فیروزآبادی م و اصغری ح (1394) تأثیر محلول پاشی اسید آسکوربیک و سدیم نیتروپروساید بر رنگیزه های فتوسنتزی و برخی صفات گلرنگ بهاره در شرایط تنش کم آبیاری. تولیدات گیاهی. 38: 103-93.

معصومی ع، کافی م و خزاعی خ (1387) اثرات فیزیولوژیک تنش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلیکول بر جوانه زنی ژنوتیپ های نخود (Cicer arietinum L.). مجله پژوهشهای زراعی ایران، 6(2): 462-453.

ملا احمد نالوسی ا، حاتم زاده ع، قاسم نژاد م و بیگلویی م ح (1392) اثر محلول پاشی سدیم نیتروپروساید بر مقاومت به خشکی چمن اگروستیس و فستوکای بلند. مجله علوم و فنون باغبانی ایران. 14 (4): 438-427.

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

Beard J (1970) Turfgrass: Science and culture. Prentice – Hall, Englewood. Cliffs, NJ, USA. 545 p.

Beligni MV and Lamattina L (2000) Nitric oxide stimulates seed germination and de-etiolation and inhibits hypocotyls elongation, three light inducible responses in plants. Planta. 210: 215-221.

 

Bethke PC, Libourel IG, Reinohl V and Jones RL (2006) Sodium nitroprusside, cyanide, nitrite, and nitrate break Arabidopsis seed dormancy in a nitric oxide dependent manner. Planta. 223: 805-812.

Costello LR, Matheny NP and Clark JR (1993) Estimating water Requirements of landscape planting, the landscape coefficient method. The University of California Cooperative Extension Leaflet 21493.

Dong YJ, Wang ZL, Zhang JW, Liu1S, He ZL and He MR (2015) Interaction effects of nitric oxide and salicylic acid in alleviating salt stress of Gossypium hirsutum L. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 15 (3): 561-573.

Emmerich WE and Hardegree SP (1991) Seed germination in polyethylen glycol solution: Effect of filter paper exclusion and water vapor loss. Crop Science. 31:454-458.

Farooq M, Basra SAM, Wahid A and Rehman H (2009) Exogenously applied nitric oxide enhances the drought tolerance in fine grain aromatic rice (Oryza sativa L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 195: 254-261.

Giba Z, Grubišić D and Konjević R (2007) Seeking the role of NO in breaking seed dormancy. In: Lamattina L and Polacco JC (Eds.), Nitric Oxide in Plant Growth, Development and Stress Physiology. Springer, Berlin. pp. 91-111.

Guo Y, Tian Z, Yan D, Zhang J and Qin P (2009) Effects of nitric oxide on salt stress tolerance in Kosteletzkya virginica. Life Science Journal. 6: 67-75.

Haq A, Rashmi V and Agnihotri RK (2010) Effect of osmotic stress (PEG) on germination and seedling survival of Lentil (Lens culinaris MEDIK). Research Journal of Agricultural Sciences. 1(3): 201-204.

Havaux M (2014) Carotenoid oxidation products as stress signals in plants. The Plant Journal. 79: 597-606.

Hayat S, Mori M, Pichtel J and Ahmad A (2010) Nitric oxide in plant physiology. Wiley-VCH, Verlag GmbH & Co., KGaA, Weinheim. 210 p.

Hayat S, Yadav S, Alyemeni MN and Ahmad A (2014) effect of sodium nitroprusside on the germination and antioxidant activities of tomato (Lycopersicon esculentum Mill). Bulgarian Journal of Agricultural Science. 20(1):140-144.

Krause GH and Weis E (1991) Chlorophyll fluorescence and photosynthesis: The basics. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 42: 313-349.

Libourel IG, Bethke PC, De Michele R and Jones RL (2006) Nitric oxide gas stimulates germination of dormant Arabidopsis seeds: use of a flow-through apparatus for delivery of nitric oxide. Planta. 223: 813-820.

Lichtenthaler HK and Wellburn AR (1985) Determination of total carotenoids and chlorophylls A and B of leaf in different solvents. Biochemical Society Transactions. 11: 591-592.

Liu WJ, Yuan S, Zhang NH, Lei T, Duan HG, Liang HG and Lin HH (2006) Effect of water stress on photosystem II in two wheat cultivars. Biologia Plantarum. 50: 597-602.

Magdy AS, Hazem MM, Alia AM and Alshaima AI (2012) Effect of sodium nitroprusside, putrescine and glycine betaine on alleviation of drought stress in cotton plant. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences. 12(9): 1252-1265.

Michel BE and Kaufman MR (1973) The osmotic potential of polyetylene glycol 6000. Plant Physiology. 51: 914-916.

Mihalovic N, Lazarevic M, Dzeletoric Z, Vuckoric M and Durde MV (1997) Chlorophyllas activity in wheat leaves during drought and its dependence on the nitrogen ion from applied. Plant Science. 129: 141-146.

Neile SJ, Desikan R and Hancock JT (2003) Nitric oxide signaling in plants. New Phytologist. 159: 11-35.

Pagnussat GC, Simontacchi M, Puntarulo S and Lamattina L (2002) Nitric oxide is required for root organogenesis. Plant Physiology. 129: 954-956.

Qu Y, Feng H, Wang Y, Zhang M, Cheng J, Wang X and An L (2006) Nitric oxide functions as a signal in ultraviolet-B induced inhibition of pea stems elongation. Plant Science. 170: 994-1000.

Radhouane L (2007) Response of Tunisian autochthonous pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) to drought stress induced by polyethylene glycol (PEG 6000). African Journal of Biotechnology. 6 (9): 1102-1105.

Sarath G, Bethke PC, Jones R, Baird LM, Hou G and Mitchell RB (2006) Nitric oxide accelerates seed germination in warm-season grasses. Planta.  223: 1154-1164.

Singh J and Patal A (1996) Water statues, gaseous exchange, proline accumulation and yield of wheat in response to water stress. Annahs of Biology (Ludhiana). 12: 77-81. 

Uchida A, Jagendorf AT, Hibino T, Takabe T and Takabe T (2002) Effects of hydrogen peroxide and nitric oxide on both salt and heat stress tolerance in rice. Plant Science. 63:515-523.

Wang Z and Huang B (2004) Physiological Recovery of Kentucky bluegrass from simultaneous drought and heat stress. Crop science. 44: 1729-1736.

Yildiztugay E, Ozfidan-Konakci C and Kucukoduk M (2014) Exogenous nitric oxide (as sodium nitroprusside) ameliorates polyethylene glycol-induced osmotic stress in hydroponically grown maize roots. Journal of Plant Growth Regulation. 33: 683-696.

Zhang H, Shen WB and Xu LL (2003) Effects of nitric oxide on the germination of wheat seeds and its reactive oxygen species metabolisms under osmotic stress. Acta Botanica Sinica. 45: 901-905.