تأثیر تلقیح سویه‌های مختلف باکتری افزایش‌دهنده رشد گیاهی بر برخی از متابولیت ها، عملکرد و خاصیت آنتی‌اکسیدانی اسانس شوید (Anethum graveolens) تحت شرایط تنش کم‌آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 استاد گروه زراعت واصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران.

3 دانشیار موسسه تحقیقات آب‌و خاک، تهران، ایران

4 استادگروه به نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران.

چکیده

مقدمه
این مطالعه به‌منظور بررسی اثر سویه­ های مختلف باکترهای افزایش‌دهنده رشد گیاهی بر محتوای متابولیت­های سازگاری و رنگیزه­ های فتوسنتزی تحت تنش کم‌آبی در دو سال زراعی 92 و 93 در شرایط مزرعه­ ای به‌صورت آزمایش کرت‌های خردشده بر پایه طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد.
مواد و روش ­ها
عوامل موردمطالعه طرح عبارت بودند از تنش کم‌آبی در سه سطح آبیاری پس از 40، 80 و 120 میلی‌متر تبخیر از تشتک کلاس A به‌عنوان عامل اصلی و سویه­های مختلف باکتری در 8 سطح به همراه شاهد به‌عنوان عامل فرعی.
نتایج و بحث
نتایج حاصل نشان داد کاربرد سویه ­های مختلف باکتری و اعمال تنش بر میزان کربوهیدرات­ محلول برگ و پرولین مؤثر بودند. بیشترین مقدار کربوهیدرات­ محلول و پرولین با تلقیح بذر با باکتری پسودوموناس 169 در تیمار آبیاری پس از 120 میلی­متر تبخیر از تشتک کلاس ‌A حاصل شد. بیشترین خاصیت آنتی‌اکسیدانی با 89 میکروگرم در میلی‌لیتر در تیمار آزوسپریلیوم آف و آبیاری پس از 120 میلی‌متر تبخیر از تشتک و کمترین آن با 15.3 میکروگرم در میلی‌لیتر در تیمار عدم کاربرد سویه باکتریایی و آبیاری پس از 40 میلی‌متر تبخیر از تشتک به دست آمد. همچنین، بیشترین عملکرد اسانس کل با 4 گرم در تیمار هرباسیلوس و آبیاری پس از 120 میلی‌متر تبخیر از تشتک و کمترین آن با 0.85 گرم در تیمار پسودوموناس 168 و آبیاری پس از 40 میلی‌متر تبخیر از تشتک به دست آمد. در این بررسی، شرایط تنش کم‌آبی ملایم و شدید و استفاده از سویه ­های مختلف باکتری­ها باعث افزایش معنی­دار تولید پرولین و کربوهیدرات‌های محلولنسبت به شاهد گردید. این امر توانست باعث افزایش عملکرد اسانس بوته در شرایط تنش ملایم و متوسط در مقایسه با شاهد شود.
نتیجه­ گیری
استفاده از سویه ­های مناسب باکتری همچون ازتوباکتر 5 و آزوسپیریلیوم 21 می­تواند در شرایط تنش کم‌آبی متوسط و استفاده از ازتوباکتر 5 و پسودوموناس 169 در شرایط تنش کم‌آبی شدید تولید اسانس، گیاه دارویی را افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها


Abedi, T., Pakniyat, H., 2010. Antioxidantenzyme changes in response to drought stress in ten cultivars of oilseed rape (Brassica napus L.). Czech Journal of Genetics and Plant Breeding. 46 (1), 27–34.

Akhondi, M., Safarnejad, A., Lahoti, M., 2006. Effect of drought stress on proline accumulation and changes in elements in Yazdi, Nikshahri and Ranjer alfalfa (Medicago sativa L.). Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources. 10(1), 165-174. [In Persian with English Summary].

Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M. 1998. Crop Evapotranspiration – Guidelines for Computing Crop Water Requirements, FAO Irrigation and Drainage Paper 56, FAO. ISBN 92-5-104219-5

Azcon, R., Ambrosano, E., Goss, M.J., 2005. Effect of two AMF life strategies on the tripartite symbiosis with brady Rhizobium japonicum and soybean. Mycorrhiza. 16(3), 167-173.

Ebrahimi, A., Naghavi, M.R., Sabokdast, M., 2010. Evaluation and comparison of different species of native atmospheres the amount of chlorophyll, carotenoids, proteins and enzymes. Iranian Journal of Crop Science. 41(1), 57-65. [In Persian with English Summery].

Egamberdiyeva, D., 2007. The effect of plant growth promoting bacteria on growth and nutrient uptake of maize in two different soils. Applied Soil Ecology. 36, 184-189.

Egamberdiyevaa, D., Hoflich, G., 2003. Influence of growth-promoting bacteria on the growth of wheat in differentsoils and temperatures. Soil, Biology, Biochemistry. 35, 973–978.

El-Mekawy, M., 2013. Response of Achiella santolia to fertilizers under different irrigation intervals. Asian Journal of Crop Science. 5, 155-164.

El-Sayed, H. 1992. Proline metabolism during water stress in sweet pepper (Capsicum annumL.) plant. Phyton (Horn, Austria). 32, 255-261.

Ezade, Z., Esnaashare, M., Ahmadvand, G., 2009. The impact drought stress on yield, proline, soluble sugar, chiorophyll, relative water content and the amount of essential oil of peppermint. Journal of Horticultureal Science and Thechnology. 10(3), 347-358.

Good, A.G., Zaplachiniski, S.T., 1994. The effects of drought on free amino acid accumdulation and protein synthesis in Brassica napus. Physiologia Plantarum. 90, 9-14.

Haghirossadat, F., Bernard, F., Kalantar, M.,  Sheikhha, M.H., Hokmollahi, F., Azimzadeh, M., Hoori, M., 2010. Bunium persicum (Black Caraway) of Yazd province: Chemical assessment and evaluation of its antioxidant effects. Journal of Shahid Sadoughi University of Medical Sciences. 18(3):284-291. [In Persian with English Summery].

Heidari, M., Karami, A.V., 2013. Examine the effects of stress and strains of mycorrhiza on yield, yield components, chlorophyll and biochemical composition of sunflower. Environmental Stresses in Crop Sciences. 6(1), 17-26. [In Persian with English Summery].

Irrigoyen, J.H., Emerich, D.W., Sanchez Diaz, M., 1992. Water stress induced changes inconcentration of prolin and total soluble sugours in nodulated alfaalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum. 84, 55-63.

Jafarzadeh, L., Omidi, H., Jafari, N., 2010. The effect of drought stress on vegetative grouth, essential oil and proline content of Calendula officinalis L., 4th International Conference of Biology, Iran. 1261-1262. [In Persian].

Jaleel, C.A., 2009. Non-enzymatic antioxidant changes in Withania somnifera with varying drought stress levels. American-Eurasian Journal of Scientific Research. 4(2), 64-67.

Jalili-Marandi‚ R., 2011. Physiology environmental stresses and mechanisms of resistance in garden plants. Urmia University Jahad Press. 636 pp. [In Persian].

Jeyaramraja, P.R., Meenakshi, S.N., Kumar, R.S., Joshi, S.D., Ramasubramanian, B., 2005. Water deficit induced oxidative damage in tea (Camelia sinensis) plants. Plant Physiology. 162, 413-419.

Kazemi Nasab, A., Yarnia, M., Lebaschy, M.H., Mirshekari, B., Rejali, F., 2015. The response of drought stressed lemon balm (Melissa officinalis L.) to vermicompost and PGPR. Biological Forum. 7(1), 1336-1344.

Lal, P., Chhipa, B.R., Kumar, A., 1993. Salt Affected Soil and Crop Production: A Modern Synthesis. Agro Botanical Publishers, India, 375 p.

Lichtenthaler, H.K., Wellburn, A.R., 1985. Determination of total carotenoids and chlorophyll a and b of leaf in different solvents. Proceedings and Transactions of the Liverpool Biological Society. 11, 591-592.

Lum, M.S., Hanafi, M.M., Rafii, Y.M., Akmar, A.S.N., 2014. Effect of drought stress on growth, proline and antioxidant enzyme activities of upland rice. The Journal of Animal & Plant Sciences. 24(5), 1487-1493.

Mandal, A., Patra, A.K., Singh, D., Swarup, A., Ebhin Masto, R., 2007. Effect of long-term applicationof manure and fertilizer on biological and biochemical activities in soil during crop development stages. Bioresource Technology. 98, 3585–3592.

Mendez, A.M., Castillo, D. del Pozo, A., Matus, I., Morcuende, R., 2011. Differences in stem soluble carbohydrate contents among recombinant chormosome substitution linses (RCSLs) of barly under drought in a Mediterranean type Enviroment. Agronomy Research. (Special Issue).9, 433-438.

Misra, A., Srivastava, N.K., 2000. Influence of water stress on Japanese mint. Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants. 7, 51-58.

Nolte, K.D., Hason, A.D., Gage, P.A., 1979. Proline accumulation and methylation to proline betative in citrus implication for genetic engering of stress resistance. Journal of American Horticultural Science. 122, 8-13.

Pessarkli, M., 1999. Hand Book of Plant and Crop Stress. Marcel Dekker Inc. 697 Pages.

Pirzad, A., Alyari, H., Shakiba, M.R., Zehtab-Salmasi, S., Mohammadi, A., 2006. Essential oil content and composition of german chamomile (Matricaria chamomilla L.) at different irrigation regimes. Journal of Agronomy. 5(3), 451-455. [In Persian with English Summery].

Saeedipour, S., 2011. Effect of drought at the post –anthesis stage on remobilization of carbon reservers in two wheat cultivars differing in senescence properties. International Journal of Plant Physiology & Biochemistry. 3(2), 15-24.

Sajid, M., Zahir, N., Zahir, A., Naveed, M., Arshad, M., Shahzad, S.M., 2008. Variation in growth and ion up take of maize dut to inoculation with plant growth promoting rhizobacterium under stress. Soil and Environment. 25(2), 78-84.

Salam, M.A., 1995. Studies of drought resistance in Sorghum bicolor L. Muench. Leaf water parameters in different growth stages. Die Bodenkultur. 46, 107-176.

Salama, Z.A., El Baz, F.K., Gaafar, A.A., Fathy Zaki, M., 2015. Antioxidant activities of phenolics, flavonoids and vitamin C in two cultivars of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) in responses to organic and bio-organic fertilizers. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences. 14, 91-99.

Schutz, M., Fangmeir, E., 2001. Growth and yield response of spring wheat (Tirticum aestivum l.CV. minaret) to elevated CO2 and water limitation. Environmental Pollution. 114, 184 -194.

Selvaraj, T., Chellappan, P., 2006. Arbuscular mycorrhizae: A diverse personality. Eurpean Journal of Agriculture. 7, 349-358.

Sharma, D.K., 2003. Biofertilizers for Sustainable Agriculture. Agrobios. P: 407.

Subbaro, G., Nam, N.H., Chauhan, Y.S., Johansen, C., 2000. Osmotic adjustment, water relation and carbohydrate remobilization in pigeonpea under water deficits. Journal of Plant Physiology. 157, 651-659.

Tabatabai, J. 2009. Principles of mineral nutrition of plants. Teacher Press, Tabriz. 314 pp. [In Persian].

Taie, H., Salama, Z., Radwan, S., 2010. Potential activity of basil plants as a source of antioxidants and anticancer agents as affected by organic and bio-organic fertilization. notulae botanicae. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 38, 121-128.

Tavakoli, M., Aghajani, Z., 2016. The effects of drought stress on the components of the essential oil of Hyssopus officinalis L. and determining the antioxidative properties of its water extracts. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences. 6(2), 31-36.

Vessey, J.K., Sharma A.K., 2003. Plant Growth. Biofertilizer for Sustainable Agriculture. Agrobios (India). 218 pp.

Wijebandara, D.M.D.I., Dasog, G.S., Patti, P.L., Manjuna, P., 2009. Response ofrice to nutrients and biofertilizers under conventional rice intensification methods ofcultivation in tungabhadra command of Karnataka. Karnataka Journal of AgriculturalScience. 22(4), 741-750.

Wise,R.R., Naylor, A.W., 1989. Chilling enchanced photo- oxidation the pexoiedative destruation of lipids during chilling injury to photosynthesis and ultrasrature. Plant Physiology. 83, 278-282

Wu, S.C., Caob, Z.H., Lib, Z.G., Cheunga, K.C., Wong, M.H., 2005. Effects of biofertilizer containing N-fix, P, and K solubilizers and AM fungi on maize growth: A greenhouse trial. Geoderma. 125, 155–166.