اثر تیمار بذر بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و عملکرد گیاه همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.) در شرایط تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای تخصصی زراعت-فیزیولوژی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشیار فیزیولوژی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 استادیار گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

4 دانشیار، اکولوژی گیاهان زراعی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

10.29252/aridbiom.2021.1995

چکیده

به‌منظور کاهش اثرات تخریبی تنش خشکی پیش تیمار بذر بر روی گیاه همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.)، آزمایشی تحت شرایط مزرعه‌ای به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار به‌صورت مرکب (تکرار در مکان) در مزرعه مرکز تحقیقات کشاورزی ارومیه و سلماس اجرا گردید. فاکتورهای آزمایش شامل رژیم‌های آبیاری و پیش تیمار بذر بودند که فاکتور اول آبیاری در دو سطح آبیاری منظم و قطع آبیاری در مرحله شروع گلدهی و فاکتور دوم تیمار پیش از کاشت بذر در هفت سطح شامل بذور پرایم شده با کودهای نانو (اکسید آهن، اکسید روی، اکسید بر با غلظت دو در هزار) و پرایم شده با مواد آلی (اسید هیومیک 72 میلی‌گرم در لیتر، اسید سالیسیلک 2000 میکرو مول و اسید آسکوربیک 200 پی پی‌ام) و شاهد بود. نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که اثر متقابل پیش تیمار بذر با مواد آلی و نانو در تنش خشکی بر روی کلیه صفات مورد مطالعه به استثنای پروتئین محلول در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. بر اساس نتایج مقایسه میانگین داده‌ها، درصد روغن، عملکرد روغن و وزن هزار دانه با کاربرد پیش تیمار نانواکسید روی نسبت به تیمار شاهد، در شرایط تنش خشکی به ترتیب 16، 12 و 8 درصد افزایش یافت. همچنین کاربرد تیمار اسید سالسیلیک باعث کاهش قابل‌توجهی در تجمع پرولین به مقدار 13 درصد و افزایش پروتئین محلول به مقدار 18 درصد نسبت به شاهد شد. با کاربرد پیش تیمار نانواکسید آهن فعالیت آنزیم­های کاتالاز 39 درصد و پراکسیداز 57 درصد نسبت به شاهد (عدم تیمار) افزایش نشان داد. به‌طورکلی، پیش تیمار بذر با سطوح مختلف سالسیلیک اسید و نانواکسید آهن و روی به‌طور معنی­داری باعث کاهش تأثیر منفی ناشی از تنش خشکی بر اغلب صفات مورد بررسی شد. بوته‌های حاصل از بذرهایی که با سالسیلیک اسید و نانواکسید روی و آهن تیمار شده بودند از تحمل به تنش بالاتری برخوردار بودند. نتایج این تحقیق بیانگر افزایش توان مقاومت به تنش خشکی و بهبود عملکرد گیاه همیشه‌بهار در شرایط تنش با اعمال پرایمینگ بذر با اسید سالسیلیک و نانواکسید آهن و نانواکسید روی بود که در کشاورزی پایدار قابل توصیه است.

کلیدواژه‌ها


[1]. Abbasdokht, H. and Justice, M. (2008). Priming, Types and Its Role in Agriculture. The first national conference on seeds science and technology in Iran. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural.
[2]. Amini, H., Arzani, A. and Bahrami, F. (2013). Seed yield and some physiological traits of safflower as affected by water deficit stress. International Journal of Plant Production, 7: 597-614.
[3]. Arbabi, J., Cyrus Mehr, A., Asghiripour, R., and Nazirzadeh, A.S. (2013). Effect of drought stress levels and types of organic fertilizers on growth and yield of basil. National Conference on Passive Defense in Agriculture. Qeshm
[4]. Asghari, M., Eradatmand Asli, D., Yosefirad, M. and Ghandian, M. (2013). The effect of pyridoxine and its duration application on bioactive compounds and biochemical activities of Germinated wheat. Ann. Biol. Res. 4 (3): 31-36.
[5]. Behbodi, S., Ahmadi, J., Shanjat, A. and Haddad, R. (2010). Study protein profiles of wheat during germination under abiotic non-stress conditions. M.Sc. thesis, Imam Khomeini International University.
[6].Bradford, M. )1976(. A rapid and sensitive method for the quantitation of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Annu. Rev. Biochem. 72: 248-254.
[7].Cacmak, I. and Horst, W. (1991). Effect of aluminum on lipid peroxidation, superoxide dismutase, catalase and peroxidase activities in root tip soybean. Plant Physiol. 83: 463- 468.
[8].Ebrahimi, A. Naqvi, M, R. and Sabokdast, M. (2010). Comparison of different species of barely landraces in terms of chlorophyll, carotenoids, protein and enzyme. Iranian Journal of Crop Science, 41(1): 57-65. (in Farsi).
[9]. Ebrahimi, M., Zamani, Gh.R. and Alizadeh, Z. (2017). Study on the effects of water deficit on physiological and yield-related traits of pot marigold (Calendula officinalis L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 33(3): 492-508, (in Farsi).
[10]. Farooq, M. Basra, S. M. A. and Ahmad, N.)2007(. Improving the performance of transplanted rice by seed priming. Plant growth Regulatores, 51:129-137.
[11]. Ghasempour, H.R. and Kianian, J. (2001). Effect of drought stress on free proline, total protein, soluble sugar and protein, plant profiles resurrection grass Sporobolus elongates with high Drought tolerance. Journal of Science, 1(2): 75-81. (in Farsi)
[12]. Ismailiyan, Y., Throat, M., Amiri, V. and Heidari, M. (2014). Effect of organic and chemical fertilizers on yield, yield components and quality of sunflower seeds under drought stress conditions. Journal of Aboukhak Knowledge, 3 (24): 189-175.
[13]. Izadkhah Shishvan, M., Tajbakhsh Shishvan, M., Jalilian,J., and Pasban-Islam,B. (2009). Evaluation of the effect of seedlings and seedlings on quantitative and qualitative characteristics of Allium cepa genotypes Journal of plant production, 39(4): 15-30.
[14]. Jabeen, N. and Ahmad, R. (2013). The activity of antioxidant enzymes in response to salt stress in safflower (Carthamus tinctorius L.) and sunflower (Helianthus annuus L.) seedlings raised from seed treated with chitosan. Journal of the Science of Food and Agriculture. 93(7): 1699-1705.
[15]. Kiani, S.P., Maury, P., Sarrafi, A. and Grieu, P.)2008(. QTL analysis of chlorophyll fluorescence parameters in sunflower (Helianthus annuus L.) under wel-watered and water- stressed conditions. Plant Sci. 175: 565-573.
[16]. Lalinia, A.A., Marefatzadeh Khamenh, M., Galostian, M., Majnoon Hoseini, N. and Esmailzade Bahabadi, S. (2012). Echophysiological impact of water stress on growth and development of mungbean. International Journal of Agronomy and Plant Production. 3: 599-607.
[17]. Maleki Farehai, S., Mazaheri, M.,Chichi, R., Tavakol Afshari, R. and Savaghebi, G. (2010). Effect of seed vigour on stress tolerance of barely (Hordeum vulgare) seed at germination stage. Seed Science and Technology. 38: 494-507.
[18]. Minibayeva, F., Dmitrieva, S., Ponomareva, A. and Ryabovol, V. (2012). Oxidative stressinduced autophagy in plants: the role of mitochondria. Plant Physiology and Biochemistry. 59: 11-19.
[19]. Mokhtar, M., Arshad, M., Ahmad, M., Pomerantz, R.J., Wigdahl, B. and Parveen, Z. (2008). Antiviral potentials of medicinal plants. Virus Res. 131: 111-120.
[20]. Pandey, HC., Baig, MJ., Chandra, A. and Bhatt, RK. (2010). Drought stress induced changes in lipid peroxidation and antioxidant system in genus Avena. Journal of Environmental Biology. 31: 435-440
[21]. Pasban Eslam, B. (2011). Evaluation of physiological indices for improving water deficit tolerance in spring safflower. Journal of Agricultural Science and Technology. 13: 327- 338.
[22]. Prasad, T.N., Sudhakar, P., Sreenivasulu, Y., Latha, Munaswamy, P., Raja V, Reddy R, Sreep rasad, TS., Sajanlal, P. and Pradeep, T. (2012). Effect of Nano scales zinc oxid on the germination, growth and yield of peanut. Journal of Plant Nutrition. 35: 905-927.
[23]. Shabban, S. H., A., Manal, F. M. and Afifi, M. H. (2009). Humic acid foliar application to minimize soil applied fertilization of surface irrigated wheat. Agriculture Sciences. 5(2): 207- 210.
[24]. Soltani, A. (2007). Review in application of statistical method in agriculture researches. Mashhad Jahade-e-Daneshgahi Publication. P 73. (in Farsi)
[25]. Soltani, E. and Soltani, A. (2015). Meta-analysis of seed priming effects on seed germination, seedling emergence and crop yield: Iranian studies. International Journal of Plant Production. 9(3): 413-432.
[26]. Wiersma, J. V. (2005). High rates of Fe-EDDHA and seed iron concentration suggest partial solutions to iron deficiency in soybean. Agron. J. 97: 924–934.
[27]. Wood, A. J. (2005). Eco-physiological adaptions to limited water environments. In: Ajenks M and Hasegawa PM (Eds.), Plant Abiotic Stress. Blackwell Publisher, New York, pp. 10-41.
[28]. Xia, F., Chen, L., Sun, Y. and Mao, P. (2015). Relationships between ultrastructure of embryo cells and biochemical variations during ageing of oat (Avena sativa L.) seeds with different moisture content. Acta Physiologiae Plantarum. 37(89): 1-11.
[29]. Yao, Z., Liu, L., Gao, F. and Rampitschi, C. (2012). Development and seed aging mediated regulation of antioxidative genes and differential expression of proteins during pre and postgerminative phases in pea. Journal of Plant Physiology. 169: 1477-1488.
[30]. Zhu, H., Han, J.J., Xiao, Q. and Jin, Y. (2008). Uptake, translocation and accumulation of manufactured iron oxide nanoparticles by pumpkin plants. Journal of Environmental Monitoring. 10: 713-717.
[28]. Xia, F., Chen, L., Sun, Y. and Mao, P. (2015). Relationships between ultrastructure of embryo cells and biochemical variations during ageing of oat (Avena sativa L.) seeds with different moisture content. Acta Physiologiae Plantarum, 37(89): 1-11.
[29]. Yao, Z., Liu, L., Gao, F. and Rampitschi, C. (2012). Development and seed aging mediated regulation of antioxidative genes and differential expression of proteins during pre and postgerminative phases in pea. Journal of Plant Physiology, 169: 1477-1488.
[30]. Zhu, H., Han, J.J., Xiao, Q. and Jin, Y. (2008). Uptake, translocation and accumulation of manufactured iron oxide nanoparticles by pumpkin plants. Journal of Environmental Monitoring, 10: 713-717.