تأثیر مصرف آسکوربات و جیبرلین بر مکانیسم‌های غیرآنزیمی گیاه دارویی مرزه (.Satureja hortensis L) در شرایط تنش شوری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران ایران.

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد زراعت دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر و عضو باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهرری.

چکیده

مقدمه             

مرزه تابستانه (Satureja hortensis L.)  یکی از گونه­ های معطر خانواده نعناعیان است. تا کنون 30 گونه با نام مرزه شناخته شده­ اند که مرزه تابستانه و زمستانه متداولترین گونه ­های زراعی می­باشند.  گونه ­های Satureja  بومی نواحی گرم بوده و ممکن است یک یا چند­ساله باشند (Hadian et al., 2008; Rechinger, 1982) . شوری خاک از جمله مهمترین تنش­های محیطی است که بر رشد و عملکرد گیاه اثر می­گذارد (Allakhverdiev et al., 2000). انطباق گیاهان با تنش­های  محیطی  و از جمله شوری از طریق تجمع ترکیبات و متابولیت­هایی نظیر کربوهیدرات­ها و پرولین صورت می­گیرد (Sanito di Toppy and Gabbrielli, 1999). آسکوربیک اسید از جمله ترکیبات آنتی اکسیدانی قدرتمندی است که از طریق کاهش رادیکال­های آزاد اکسیژن از اثرات مخرب آن­ها می­کاهد (Fecht Christoffers et al., 2003). جیبرلین­ها از فرآورده­ های طبیعی گیاهی تولید شده ­اند که عمدتا در گیاهان به ­کار می­روند. امروزه 4 گونه از جیبرلین­ها شناخته شده­اند که معروفترین آن­ها اسید جیبرلیک است و اثرات مثبتی در ساخت متابولیت­های مرتبط با افزایش تحمل به شوری دارد (Hedden and Proebsting, 1999).
مواد و روش­ها            

به‌منظور بررسی اثر تنش شوری و برهم‌کنش آن با آسکوربات و جیبرلین بر روی صفات فیزیولوژیکی گیاه دارویی مرزه  (.Satureja hortensis L)، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در سال 1392 در دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهرری اجرا شد. تیمارها عبارت بودند از: تنش شوری در چهار سطح (صفر، 25، 50 و 75 میلی مولار)، آسکوربات در دو سطح (صفر و 4 میلی مولار) و جیبرلین در دو سطح (صفر و 2 میلی مولار). گیاهان شاهد با آب مقطر محلول­ پاشی­ گردیدند و در تیمار­های تنش شوری نیز گیاهان هفته­ ای دوبار و به مدت 3 هفته تحت آبیاری قرار گرفتند. میزان پرولین با استفاده از روش بیتس (Bates et al., 1973)، پروتئین با روش برادفورد (Bradford, 1976) و قند­های محلول و نامحلول توسط روش کوچرت (Kochert, 1978) تعیین گردیدند. تجزیه­های آماری با استفاده از نرم­افزار SAS و  مقایسه میانگین­ ها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام پذیرفت.
نتایج               

نتایج تحقیق نشان داد که به استثناء اثر آسکوربات بر میزان کربوهیدرات­های محلول اندام هوایی، اثر اصلی عوامل آزمایشی بر سایر سازوکارهای غیر­آنزیمی مقاومت به تنش شوری در مرزه معنی­ دار بود. بنابراین در شرایط تنش شوری شدید، بیشترین کاهش در صفات فیزیولوژیکی پروتئین اندام هوایی و ریشه (93.304 و 71.147 میلی­ گرم در لیتر) و کربوهیدرات نامحلول اندام هوایی و ریشه (27.11 و 25.8 میلی­ گرم در لیتر) و بالاترین افزایش در محتوی پرولین اندام هوایی و ریشه (46.27 و 52.16 میلی­ گرم در لیتر) و کربوهیدرات­های محلول اندام هوایی و ریشه (49.18 و 32.16 میلی­ گرم در لیتر) ایجاد شد، تا از اثرات مضر تنش شوری بکاهند. نتایج تحقیق آشکار نمود که تنها اثر متقابل سه گانه عوامل آزمایشی بر قند محلول اندام هوایی و قند نامحلول و پروتئین ریشه و اندام هوایی معنی­ دار بود. بنابراین قند محلول اندام هوایی و پرولین ریشه و اندام هوایی در شرایط شوری 75 میلی­ مولار و محلول­ پاشی آسکوربات و جیبرلین نسبت به شاهد به ترتیب 23.8، 92.1 و 73.3 برابر افزایش یافت. همچنین می­توان نتیجه گرفت، قند محلول اندام هوایی، مهمترین مکانیزم غیرآنزیمی تحمل به شوری در مرزه  به­ ویژه درشرایط مصرف آسکوربات و  جیبرلین می­باشد. برخی از گزارش­ها تایید نمودند که آسکوربات محتوی پرولین را در نخود (Alqrainy, 2007) و بامیه (Baghizadeh et al., 2009) افزایش داد که با نتایج این تحقیق منطبق است. هدا (Hoda et al., 2010) مشخص نمودند که جیبرلین، کربوهیدرات­های محلول و نامحلول را در ریشه و اندام هوایی افزایش داد که از این نظر به­ عنوان مناسبترین و سریعترین سازوکار مقابله با تنش در مرکبات تلقی می­ گردد.

کلیدواژه‌ها


Akbari, N., Barani, M., Ahmadi, H., 2008. Effect of Gibberelic Acid (GA3) on Agronomic thaits of Green Gram (Vigna radiata L. wilczek) irrigated with different levels of saline water. World Applied Science Journal. 5(2), 199-203.

Alian, A., Altman, A., Heuer, B., 2000. Genotypic difference in salinity and water stress tolerance of fresh market tomato cultivars. Plant Science. 152, 59-65.

Allakhverdiev, S.L., Sakamoto, A., Nishiyama, Y., Inaba, M., Murata, N., 2000.Ionic and osmotic effects of Nacl-induced in activation of photo system І and ІІ in Synechococcus sp. Journal of Plant Physiology. 123, 1047-56.

Alqrainy, F., 2007. Responses of bean and pea to vitamin C under salinity stress. Journal of Agriculture and Biological Science. 3(6), 714-722.

Asada, K., 1999. The water–water cycle in chloroplasts: scavenging of active oxygens and dissipation of excess photons. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 50, 601–639.

Baghizadeh, A., Ghorbanli, M., Rezaei, H.M., Mozafri, H., 2009. Evaluation of Interaction effect of drought stress with ascorbate and salicylic acid on some of physiological and Biochemical parameters in okra (Hibiscus esculentus L.). Journal of Biological sciences. 4 (4), 380-387.

Bates, L., Waldern, R.P., Teare, I.D., 1973. Rapid determination of free Proline for water stress Studies. Plant and Soil, pp. 205-207.

Beltagi, M.S., 2008. Exogenous ascorbic acid (Vitamin C) induced anabolic changes for salt tolerance in chick pea (Cicer arietinum L.) plants. African Journal of Plant Science. 2(10), 118-123.

Bradford, M.M., 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Annal Biochemistry, 72, 248-254.

Buhnert, H.J., Nelson, D.E., Jensen, R.G., 1995. Adaptations to environmental stresses. The Plant Cell. 7(7), 1099-1111.

Dolatabadian, A., Sanavy, S.A.M.M., Chashmi, N.A., 2008. The effects of foliar application of ascorbic acid (vitamin C) on antioxidant enzymes activities, lipid peroxidation and proline accumulation of Canola (Brassica napus L.) under conditions of salt stress. Journal of Agronomy and Crop Science. 194(3), 206-213.

Fecht Christoffers, M.M., Maier, P., Horst, W.J., 2003. Apoplastic peroxidases and ascorbate are involved in manganese toxicity and tolerance of Vigna unguiculata. Journal of Plant Physiology. 117, 237-244

Foyer, C.H., Lelandais, M., Kunert, K.J., 1994. Photooxidative stress in plants. Plant Physiology. 92, 696-717.

Hadian, J., 2008. Assessment of genetic diversity of savory native species fromIran. Horticultural Science thesis. Tehran University. 180pp. [In Persian with English Summary].

Hadian, J., Tabatabaei, S.M.F., Naghavi, M.R., Jamzad, Z., Ramak-Masoumi, R., 2008. Genetic diversity of Iranian accessions of Satureja hortensis L. based on horticultural traits and RAPD markers. Scientia Horticulture. 115, 196-202.

Hedden, P., Proebsting, W.M., 1999. Genetic analysis of gibberellin Biosynthes is,Plant Physiology. 119, 365-370.

Heidari, M., Mesri, F., 2008. Salinity effects on compatible solutes, antioxidants enzymes and ion content in three wheat cultivars. Pakistan Journal of Biological Sciences. 11(10), 1385-1389.

Hoda, M., Abd EL-Rahman, G.F., Abd EL-Raheem, M.E., 2010.Impact of gibberellic acid enhancing treatments on shortening time to budding of citrus nursery stocks. Journal of American Science. 6(12), 410- 422.

Inanloofar, M., Omidi, H., Pazoki, A.R., 2013. Morphological, agronomical changes and oil content in purslane (Portulaca oleracea L.) under drought stress and biological/ chemical fertilizer of nitrogen. Journal of Medicinal Plants. 12 (48), 170-184. [In Persian with English Summary].

Khosravinejad, F., Heydari,R., Farboodnia,T., 2009. Effect of salinity on organic solutes contents in barley. Pakistan Journal of Biological Sciences. 12(12), 158-162.

Kochert, G., 1978. Carbohydrate determinationby the phenol sulfuric acid method. In: Helebust.J.A.Craig J.s. (ed): Hand book of phycological Method 56-97. Cambridge Univ. Press. Cambridge.

Moghadam, S., Mehrafarin, A., Naghdi Badi, H., Pazoki, A.R., Ghavami, N., 2012., Evaluation of phytochemical yield of thyme (Thymus vulgaris L.) under foliar application of hydroalcohols. Journal of Medicinal Plants. 11(44), 130-139. [In Persian with English Summary].

Maghsoudi Moud, A., Maghsoudi, K., 2008. Salt stress effects on respiration and growth of germinated seed of different wheat (Triticum aestivum L.) cultivars. World Journal of Agricultural Sciences. 4(3), 351-358.

Molassiotis, A., Sotiropoulos, T., Tanou, G., Diamantidis, G., Therios, I., 2006. Boron induced oxidative damage and antioxidant and nucleolytic responses in shoot tips culture of the apple rootstock EM9 (Malus domestica Borkh). Environmental and Experimental Botany. 56, 54-62.

Mostafa, G,G., Abou Alhamd, M.F., 2011. Effect of Gibberellic acid and indole 3- acetic acid on improving growth and accumulation of phytochemical composition in Balanites aegyptiaca plants. American Journal of Plant Physiology. 6(1), 36-43.

Nasir Khan, M., Siddiqui, M.H., Mohammad, F., Masroor, M., Khan, A., Naeem, M., 2007. Salinity induced changes in growth, enzyme activities, photosynthesis, proline accumulation and yield in linseed genotypes. World Journal of Agricultural Sciences. 3, 685-695.

Nedjimi, B., Daoud, Y., Touati, M., 2006. Growth, water relations, proline and ion content of in vitrocultured Atriplex halimus subsp. schweinfurthii as affected by CaCl2. Communications in biometry and crop science. 1(2), 79-89.

Noctor, G., Foyer, CH., 1998. Ascorbate and glutathione: Keeping active oxygen under control. Annual Review of plant physiology and plant Molecular Biology. 49, 249-279.

Novak, J., Bahoo, L., Mitteregger, U., Franz, C., 2006. Composition of individual essential oil glands of savory (Satureja hortensis L., Lamiaceae) from Syria. Flavor and Fragrance Journal. 21(4), 731-734.

Rechinger, K.H., 1982. Satureja. In Flora desiranischen hoclandes and derumrahmenden gebirge. Akademische druku verlags antalt graz Austria. 150, 495–504.

Sanito di Toppy, L., Gabbrielli, R., 1999. Response to cadmium in higher plants. Environmental and Experimental Botany. 41, 105-130.

Shahsevand Hassani. H., 2000. The process of production new allopeloeid tritipyrum. 6th Iranian Crop Science Congress, Babolsar, pp: 22-24. [In Persian with English Summary].

Shalata., A., Neumann, P.M., 2001. Exogenous ascorbic acid (Vitamin C) increases resistance to salt stress and reduces lipid peroxidation. Journal of Experimental Botany. 52, 2207–2211.

Sheteawi, S.A., 2007. Improving growth and yield of salt-stressed soybean by exogenous application of jasmonic acid and ascobin. International Journal of Agriculture and Biology. 9(3), 473-478.

Singh, L., Pal, B., 1995. Effect of water salinity on yield and yield attributing characters of blond psyllium (Plantago ovata). Indian Journal of Agricultural Sciences. 65(7), 503-505.

Smirnoff, N., Wheeler, G.L., 2000. Ascorbic acid in plants: biosynthesis and function. CRC Critical Review in Plant Sciences. 19, 267-290.