اثر اسیدسالیسیلیک بر برخی صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی کدوی طبی تحت تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق دکتری علوم باغبانی دانشکدۀ کشاورزی دانشگاه تبریز

2 دانشیار،گروه علوم باغبانی، دانشکدۀکشاورزی دانشگاه تبریز

3 دانشیارگروه علوم باغبانی دانشکدۀکشاورزی دانشگاه تبریز

4 دانشیارگروه زراعت واصلاح نباتات دانشکدۀکشاورزی دانشگاه زنجان

چکیده

یکی از مهمترین پیامدهای تنش خشکی تنش اکسیداتیو است. اسیدسالیسیلیک ترکیبی فنلی است که به‌عنوان تنظیم‌کنندة رشد در القاء مقاومت به خشکی عمل می‌کند. در این مطالعه به‌منظور بررسی تأثیر اسیدسالیسیلیک بر برخی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و برخی صفات بیوشیمیایی گیاه کدوی طبی تحت‌تنش، آزمایشی در سال 1393 در مزرعة تحقیقاتی دانشگاه زنجان اجرا شد.آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار شامل تنش خشکی در چهار سطح شاهد (آبیاری کامل)100 درصد، تنش ملایم85 درصد، تنش متوسط70 درصد وتنش شدید 55 درصد ظرفیت مزرعه و اسیدسالیسیلیک به‌صورت محلول‌پاشی برگی در چهارسطح صفر= محلول‌پاشی با آب مقطر، 5/0، 1و 5/1 میلی‌گرم در لیتر بود. صفات مورد ارزیابی شامل آنزیم‌های پراکسیداز و کاتالاز محتوی پرولین ومالون‌دی‌آلدئید (شاخص پراکسیداسیون غشایی)، بتاسیتوسترول و عملکرد روغن بودند. نتایج نشان داد که افزایش سطوح تنش خشکی عملکرد روغن را کاهش داد اما در مقابل موجب افزایش بتاسیتوسترول و پراکسیداسیون غشایی و نشت یونی و افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان نظیر کاتالاز و پراکسیداز شد.از طرف دیگر اسید‌سالیسیلیک در سطوح 5/0 و 1 میلی‌گرم در لیتر از طریق افزایش بیشتر فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز و تجمع پرولین، تنش‌اکسیداتیو و پراکسیداسیون غشایی و نشت‌یونی را کاهش داد ولی موجب افزایش متوازن عملکرد روغن و بتاسیتوسترول در شرایط تنش ملایم و متوسط شد. این نتایج بیانگر افزایش مقاومت گیاه به خشکی در نتیجۀ کاربرد اسیدسالیسیلیک است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of salicylic acid on some physiological and biochemical attributes of medicinal pumpkin under drought stress

نویسندگان [English]

  • Hossein Rabbi Angorani 1
  • Jaber Panahandeh 2
  • Sahebali Boland nazar 3
  • Jalal Saba 4
  • fariborz Zare Nahandi 3
1 Former Ph.D Student Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
2 Association Profesor, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
3 Association Profesor, Department of Horticultural Sciences, Faculty of Agriculture, University of Tabriz
4 Association Profesor, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Zanjan University
چکیده [English]

Oxidative stress is one of the most important consequences of drought stress. Salicylic acid is a phenolic compound which serves as a growth regulator in the induction of resistance to drought. In order to investigate the role of salicylic acid on some anti-oxidant enzymes and some biochemical attributes of medicinal pumpkin under drought stress, an experiment was designed 2014 in Zanjan University’s Research Farm, Iran. The study was arranged as factorial experiment based on a randomized complete block design with three replications including drought stress at four level; control, mild stress, moderate stress, and severe stress have been arranged in four levels including (100, 85, 70 and 55% FC). Salicylic acid treatments included salicylic acid were applied as foliar application spray in four levels: 0 mg/l (solution spray with distilled water), 0.5, 1, and 1.5 mg/l. Measured traits included peroxidase, catalase, Beta-sitosterol and oil yield proline, electrolyte leakage, malondialdehyde (membrane peroxidation index) content. The results showed that increasing drought stress levels reduced the oil yield, but in contrast, increasing the Beta-sitosterol, membrane peroxidation, electrolyte leakage, anti-oxidant enzymes such as catalase and peroxidase, while application of salicylic acid at 0.5 and 1 mg/l decreased oxidative stress, membrane peroxidation and Electrolyte leakage through increasing the anti-oxidant enzymes activities such as catalase and peroxidase and proline which led to a balanced rise in oil yield and Beta-sitosterol in mild and moderated stress. These results show an increase in plant resistance to drought as a result of salicylic acid application.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beta-sitosterol
  • oil yield
  • oxidative stress
  • Peroxidase
  • proline

آرویی ح. (1379) تأثیر آماده‌سازی بذر، تنش شوری و تغذیة ازتی بر برخی صفات کمی و کیفی کدوی تخمة کاغذی. رسالة دکتری، دانشگاه تربیت مدرس.

امیدبیگی ر. (1376) تولید و فرآوری گیاهان دارویی. انتشارات آستان قدس رضوی، 3 (2): 397.

برقی لشکری س. (1381) کدوی تخم کاغذی و بیماری هایپرتروفی خوش‌خیم پروستات. نشریه رازی.138. ص33.

 سالارپورغربا  ف.، فرحبخش ح. (1394) تأثیر کم‌آبیاری و اسیدسالیسیلیک بر اسانس و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان در گیاه رازیانه. مجلۀ به‌زراعی کشاورزی. 713-727.

محمودی سورستانی م. (1389)اثر تنش خشکی بر برخی صفات مورفولوژی، میزان عملکرد اسانس گیاه گل مکزیکی. رسالة دکتری، دانشگاه تربیت مدرس.

 

Abdel-lateefgharib F. (2006) Effect of salicylic acid on the growth, metabolic activities and oil content of basil and marjoram. International journal of agriculture and biology. 8(4):485–492.

Aebi H. (1984) Catalase in vitro. Methods in Enzymology. 105: 121–126.

Ashraf M. and Mc Neilly T. (2004) Salinity tolerance in brassica oil seeds. Critical Reviews in Plant Sciencce. 23(2): 157-174.

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

Bajji M., Kinet J. and Lutts S. (2002) The use of the electrolyte leakage method for assessing cell membrane stability as a water stress tolerance test in durum wheat, Plant Growth Regulation. 36: 61–70.

Bladon P., Henbest H.B. and Wood G.W. (1952) Studies in sterol group. Part LV.Ultra-violet Absorption spectra of Ethylenic centres. Journal of Chemical socity. 30: 27-37.

Chakraborty U. and Tongden C. (2005) Evaluation of heat acclimation and salicylic acid treatments as potent inducers of thermotolerance in Cicer arietinum L. Current Science. 89: 384-389.

Chance B. and Maehly A.C. (1955) Assay of catalases and peroxidase. Methods in Enzymology. 2: 764-775.

Cunhua S., Joui-jie S., Dan W., Wei B and Sun Dong L. (2011) Effects on physiological and biochemical characteristic of medicinal plant pigweed by drought stress. Journal of Medicinal Plants Research Vol. 5(17):4041-4048.

El-Yazeid A. (2011) Effect of foliar application of salicylic acid and chelated zinc on growth and productivity of sweet pepper (Capsicum annuum l.) under autumn planting. Research journal of agriculture and biological sciences. 7(6): 423-433.

Habibi D.M., Boojar M.A., Mahmodi A., Ardakani M.R. and Taleghani D. (2004) Antioxidative enzayme in sunflower subjected to drought stress 4th international Crop science Congress,Brishbane, Australia, 26 September -1 October. pp1-4.

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

Heath R.L. and Parker L. (1968) Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Arch BiochemBiophys. 125: 189–198.

Hesami S., Nabizadeh E., Rahimi A. and Rokhzadi A. (2012) Effects of salicylic acid levels and irrigation intervals on growth and yield of coriander (Coriandrum sativum) in field conditions.  Environmental and Experimental Biology.10: 113–116.

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.

 Vinita J. and Sujata B. (1995) Variation in the Antioxidant Metabolism of Drought Tolerantand Drought Susceptible Varieties of (Sorghum Bicolor L.) Moench. Exposed to High Light, Low Water and High Temperature Stress. Journal of Plant Physiology. 145:195–197.

Krizek D.T. (1985) Methods of inducing water stress in plants. HortScience. 20(6): 1027-1038.

Kumar M.S., Ali K., Dahuja A. and Tyagi A. (2015) Role of phytosterols in drought stress tolerance in rice. Plant Physiology and Biochemistry. 96: 83–89.

Liu C., Liu Y., Guo K., Fan D., Li G., Zheng Y., Yu L. and Yang R. (2011) Effect of drought on pigments, osmotic adjustment and antioxidant enzymes in six woody plant species in karst habitats of southwestern China. Environmental and Experimental Botany. 71:174–183.

Lutts S., Kinet J.M. and Bouharmount J. (1996) Nacl- induced senescence in leaves of rice (Oryze sativa L.) Cultivars differing in salinity resistance .ann.bot.78:389-398.

Malekzadeh M., Mirmazloum S.I., Rabbi Anguorani H., Mortazavi S.N. and Panahi M. (2011) The physicochemical properties and oil constituents of milk thistle ( Silybum marianum) under drought stress. Journal of Medicinal Plants Research.5 (8): 1485-1488.

Mittler R. (2002) Oxidative stress antioxidant and stress tolerance.Plant Science.405:415-417

Mohanty N. (2003) Photosynthetic characteristics and enzymatic antioxidant capacity of flag leaf and the grain yield in two cultivars of (Triticum aestivum L.) Exposed to warmer growth conditions. Journal of Plant Physiology.71: 74-160.

Najafian S.H., Khoshkhui M., Tavallali V. and Saharkhiz M.J. ( 2009) Effect of Salicylic Acid and Salinity in Thyme (Thymus Vulgaris L.): Investigation on Changes in Gas Exchange, Water Relations, and Membrane Stabilization and Biomass Accumulation. Australian Journal of Basic and Applied Sciences.3:2620-2626.

Noborio K., Horton R. and Tan C.S. (1999) Time domain reflectometry probe for simultaneous measurement of soil matric potential and water content. Soil Science Societies American Journal. 63:1500–1505.

Popova L., Ananieva, Hristova V., Christov K., Georgieva K., Alexieva V. and Stoinova Z.H. (2003) Salicylic acid-and Methyl jasmonate–induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress.  Bulgarian Journal of Plant Physiology. 14: 133-152.

Premachandra G.S., Saneoka H., Kanaya M., Ogata S. (1991) Cell membrane stability and leaf surface wax content as affected by increasing water deficits in maize. Journal of Experiment Botany. 42:167–171.

Reddy A.R., Chaitanya K.Y., Vivekanandan M. (2004) Drought induced responses of photosynthesis and antioxidant metabolism in higher plants . Journal of Plant Physiology: 1189:161-1202.

Robonson R.W. and Decker_walters D.S. (1997) Cucurbits. CAB.International. Cambridge. pp:226.

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

Stevens J., Senaratna T. and Sivasithamparam K. (2006) Salicylic Acid Induces Salinity Tolerance in Tomato (Lycopersicon esculentum cv. Roma): Associated Changes in Gas Exchange, Water Relations and Membrane Stabilisation. Journal of Plant Growth Regulation. 49: 77-83.

Taiz L. and Zeiger E. (2002). Plant Physiology (Third edition). Sinauer Associates, Inc. 690p.

Wahed MS, Amin A, and Rashed, M (2006) Physiological effect of some chemical constituents of yellow maize plants. World Journal of Agricultural Sciences. 2:149-155.

Yazici  I, Turkan  F, Sekmen AH and Demiral T (2007) Salinity tolerance of purslane (Portulaca oleracea L.) is achieved by enhanced antioxidative system, lower level of lipid peroxidation and proline accumulation. Environmental Experimental Botany. 61(1): 49-57.

Yordanova R and Popova L (2007) Effect of exogenous treatment with salicylic acid on photosynthetic activity and antioxidant capacity of chilled wheat plants, General and Applied Plant Physiology.33: 155-170.