برهمکنش اثرات شوری و سالیسیلیک‌اسید بر جوانه‌زنی، رشد و برخی از ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک ژنوتیپ‌های نخود (Cicer arietinum L.)

پژوهش‌های حبوبات ایران

مقاله 5، دوره 7، شماره 2، بهمن 1395، صفحه 78-94   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.v7i2.44059

نویسندگان

علی گنجعلی^* ؛ پروانه ابریشم چی؛ مریم شوریابی

فردوسی مشهد

چکیده

تحقیقات نشان‌داده است که سالیسیلیک‌اسید می‌تواند تحمل گیاهان به تنش‌های محیطی از جمله شوری را بهبود بخشد. مطالعه حاضر با هدف بررسی تأثیر سالیسیلیک‌اسید بر صفات مربوط به جوانه‌زنی، رشد و برخی از خصوصیات فیزیولوژیکی دو ژنوتیپ نخود (MCC414 و MCC789) در مواجهه با تنش شوری در مراحل گیاهچه‌ای و گلدهی انجام شد. این آزمایش در مرحله جوانه‌زنی در پنج‌سطح شوری شامل صفر، 3، 5، 10 و dsm-1‌12و سه غلظت صفر، 5/0 و یک میلی‌مولار سالیسیلیک‌اسید و در مرحله گیاهچه‌ای و گلدهی شامل سه‌سطح شوری صفر، 4 و dsm-18 و تیمار سالیسیلیک‌اسید با غلظت‌های صفر و 5/0 میلی‌مولار به‌صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه‌تکرار انجام شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌داد که در هر دو ژنوتیپ با افزایش سطح تنش شوری، سرعت جوانه‌زنی کاهش یافت. کاربرد سالیسیلیک‌اسید (5/0‌میلی‌مولار) در ژنوتیپ MCC789 در سطح تنش شوری 3 و dsm-112 به‌ترتیب، سرعت و درصد جوانه‌زنی را بهبود بخشید. همچنین در سطح تنش شوری dsm-110 استفاده از سالیسیلیک‌اسید (یک و 5/0‌میلی‌مولار) سرعت جوانه‌زنی را در ژنوتیپ MCC414 افزایش داد. در این ژنوتیپ در شوری dsm-112 سالیسیلیک‌اسید (یک میلی‌مولار) سبب افزایش طول ریشه‌چه و ساقه‌چه شد و در ژنوتیپ MCC789، استفاده از سالیسیلیک‌اسید (5/0‌میلی‌مولار) در سطح تنش شوری dsm-13، طول ساقه‌چه را افزایش داد. در مرحلة گیاهچه‌ای کاهش وزن خشک ریشه و ساقه در سطوح مختلف تنش شوری مشاهده شد. در سطح شوری dsm-14، کاربرد خارجی سالیسیلیک‌اسید در ژنوتیپ MCC789 و MCC414 به‌ترتیب وزن خشک ساقه و مجموع طول ریشه‌ها را افزایش داد. در مرحلة گلدهی، در هر دو ژنوتیپ تنش شوری موجب کاهش شاخص کلروفیل، شاخص پایداری غشاء، میزان تعرق و کارایی فتوسیستم‌II و افزایش مقاومت روزنه‌ای شد. سالیسیلیک‌اسید در تنش شوری dsm-18، شاخص کلروفیل را در ژنوتیپ MCC789 و در ژنوتیپ MCC414 شاخص پایداری غشاء را افزایش داد. در هر دو ژنوتیپ سالیسیلیک‌اسید در تنش شوری dsm-1‌8، سبب کاهش مقاومت روزنه‌ای و افزایش کارایی فتوسیستم‌II شد. این نتایج می‌تواند گویای اثر تعدیل‌کنندة سالیسیلیک‌اسید بر جوانه‌زنی و فرآیند‌های فیزیولوژیک گیاه نخود تحت تنش شوری باشد. با توجه به نتایج، احتمالاً ژنوتیپ MCC789 نسبت به ژنوتیپ MCC414 از حساسیت بیشتری به تنش شوری برخوردار است.

واژه‌های کلیدی: تنش شوری، سالیسیلیک‌اسید، شاخص پایداری غشاء، کارایی فتوسیستم‌ΙΙ ، نخود

کلیدواژه‌ها

تنش شوری؛ سالیسیلیک‌اسید؛ شاخص پایداری غشاء؛ کارایی فتوسیستم‌ΙΙ؛ نخود

مراجع

1. Ahmed, S., Nawata, E., Hosokawa, M., Domae, Y., and Sakuratani, T. 2002. Alterations in photosynthesis and some antioxidant enzymatic activities of mungbean subjected to waterlogging. Plant Science 163: 117-123.

2. Allakhverdiev, S.I., Sakamoto, A., Nishiyama, Y., Inaba, M., and Murata, N. 2000. Ionic and osmotic effects of NaCl-induced inactivation of photosystems I and II in Synechococcus sp. Plant Physiology 123: 1047-1056.

3. Allen, R.D. 1995. Dissection of oxidative stress tolerance using transgenic plants. Plant Physiology 57: 1049-1054.

4. Asish Kumar Paridaa, A., and Anath Bandhu Das, A. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety 60: 324-349

5. Chookhampaeng, S. 2011. The Effect of salt stress on growth, chlorophyll content proline content and antioxidative enzymes of pepper (Capsicum annuum L.) seedling. European Journal of Scientific Research 49: 103-109.

6. De, F., and Kar, R.K. 1994. Seed germination and seedling growth of mung bean (Vigna radiate) under water stress induced by PEG-6000. Seed Science and Technology 23: 301-304.

7. Delany, T.P., Uknes, S., Vernooij, B., Friedrich, L., Weymann, K., Negrotto, D., Gaffney, T., Gut-Rella, M., Kessmann, H., Ward, E., and Ryals, J. 1994 . A central role of salicylic acid in plant disease resistance. Science 266: 1247-1250.

8. Demir, I., and Mavi, K. 2008. Effect of salt and osmotic stresses on the germination of pepper seeds of different maturation stages. Brazilian Archives of Biology and Technology 51: 897-902.

9. Du, Y.C., Nose, A., Wasano, K., and Ushida, Y. 1981. Responses to water stress of enzyme activities and metabolite levels in relation to sucrose and starch synthesis, the Calvin cycle and the C4 pathway in sugarcane (Saccharum sp). Australian Journal of Plant Physiology 25: 253-260.

10. El-Tayeb, M.A. 2005. Response of barley grains to the interactive effect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regulation 45: 215-224.

11. Erik, T.N., and David, M.O. 1996 . The Physiology of Plants Under Stress, Abiotic Factors . Copyright by John Wiley, sons. Inc

12. FAO 2005. Salt affected soils from sea water intrusion: strategies for rehabilitation and management. Report of the Regional Workshop. Bangkok, Thailand, 62 pp.

13. Farooq, M., Aziz, T., Basra, S.M.A., Cheema, M.A., and Rahman, H. 2008. Chilling tolerance in hybrid maize induced by priming whit salicylic acid. Agronomy Crop Science 194: 161-168.

14. Gutie´rrez-Coronado, M.A., Trejo-Lopez, C., and Larque´-Saavedra. 1998. Effects of salicylic acid on growth of roots and shoots in soybean. Plant Physiology and Biochemistry 36: 653-665.

15. Hanan, E.D. 2007. Influence of salicylic acid on stress tolerance during seed germination of Triticum aestivum and Hordeum vulgare. Biological Research 1: 40-48.

16. Hayat, S., Ali, B., and Ahmad, A. 2007. Salicylic acid: biosynthesis, metabolism and physiological role in plants. Department of Botany, Aligarh Muslim University, Aligarh, INDIA 46: 1-14.

17. Hernandez, J.A., Olmos, E., Corpas, F.J., Sevilla, F., and Del Rio, L. 1995. Salt-induced oxidative stress in chloroplasts of pea plants. Plant Science 105: 151-167.

18. Hussain, M., Farooq, M., Jabran, K., and Wahid, A. 2009. Foliar application of Glycine-betaine and Salicylic acid improves growth, yield and water productivity of hybrid Sunflower planted by different sowing methods. Australian Journal of Basic & Applied Science 196(2): 136-145.

19. Kalaji, M.H., and Guo, P. 2008. Chlorophyll fluorescence: a useful tool in barley plant breedingprograms. In: A. Sanchez and S.J. Gutierrez (Eds.). Photochemistry Research Progress. Nova Publishers, NY, USA: 439-463.

20. Welfare, K., Yeo, A.R., and Flowers, T.J. 2002. Effects of salinity and ozone, individually and in combination, on the growth and ion contents of two chickpea (Cicer arietinum L.) varieties. Environmental Pollution 120: 397-40.

21. Khan, N.A. 2003. NaCl inhibited chlorophyll synthesis and associated changes in ethylene evolution and antioxidative enzyme activities in wheat. Plant Biology 47: 437-440.

22. Khodary, S.E.A. 2004. Effect of Salicylic acid on the growth, photosynthesis and carbohydrate metabolism in salt stressed msaize plants. International Journal of Agriculture and Biology 6: 5-8.

23. Kim, S.T., Kim, S.G., Hwang, D.H., Kang, S.Y., Koo, S.C., Cho, M.J., and Kang, K.Y. 2004. Expression of a salt-induced protein (SALT) in suspension-cultured cells and leaves of rice following exposure to fungal elicitor and phytohormones. Plant Cell Report 23: 256-262.

24. Koyro, H.W. 2003. Study of potential cash crop halophytes in a quick check system task. Vegetable Science 38: 5-17.

25. Levitt, J. 1980. Responses of Plants to Environmental Stresses (Physiological Ecology): Chilling, Freezing, and High Temperature Stresses .Academic Press, New York.

26. Liu, D., Jiang, W., and Gao, X. 2003. Effect of cadmium on root growth, cell division and nucleolic in root tipe cells of garlic. Biological Plant 47(1): 79-83.

27. Molazem, D., Qurbanov, E.M., and Dunyamaliyev, S.A. 2010. Role of proline, Na and chlorophyll content in salt tolerance of corn (Zea mays L.). American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Science 9(3): 319-324.

28. Najafian, S.M., and Khoshkliui, V. 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 accwnulation. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 3(23): 2620-2626.

29. Nemeth, M., Janda, T., Horvath, E., Paldi, E., and Szalai, G. 2002. Exogenous salicylic acid increase polyamine content but may decrease drought tolerance in maize. Plant Science 162 :569-574.

30. Pancheva, T.V., Popova, L.P., and Uzunova, A.M. 1996. Effect of salicylic acid on growth and photosynthesis in barley plants. Journal of Plant Physiology 149: 57-63.

31. Parida, A.K., and Das, A.B. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety 60: 324-349.

32. Popova, L.P., Maslenkova, L.T., Yordanova, R.Y., Ivanova, A.P., Krantev, A.P., Szalai, G., and Janda, T. 2009. Exogenous treatment with salicylic acid attenuates cadmium toxicity in pea seedlings. Plant Physiology and Biochemistry 47: 224-231.

33. Popova, L., Ananieva, V., Hristova, V., Christov, K., Geovgieva, K., Alexieva, V., and Stoinova, Z. 2003. Salicylic acid and methyl jasmonate induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress. Bulgarian Journal of Plant Physiology (Special issue): 133-152.

34. Rehman, S., Harris, P.J.C., Bourne, W.F., and Wikin, J. 1996. The effect of sodium chloride on germination and the potassium and calcium contents of Acacia seeds. Seed Science and Technology 25: 45-57.

35. Rock, C.D. 2000. Pathways to abscisic acid-regulated gene expression. New Phytologist 148: 357-396.

36. Sairam, R.K., Veerabhadra Rao, K., and Srivastava, G.C. 2002. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Science 163: 1037-1046.

37. Sairam, R., and Saxena, K. 2000. Oxidative stress and antioxidant in wheat genotypes: possible mechanism of water stress tolerance. Journal of Agronomy and Crop Science 184(1): 55-61.

38. 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.

39. Sevengor, S., Yasar, F., Kusvuran, S., and Ellialtioglu, S. 2011. The effect of salt stress on growth, chlorophyll content, lipid peroxidation and antioxidative enzymes of pumpkin seedling. African Journal of Agricultural Research 21: 4920-4924.

40. Shabala, S., Babourina, O., and Newman, I. 2000. Ionspecific mechanisms of osmoregulation in bean mesophyll cells. Journal of Experimental Botany 51: 1243-1253.

41. Shakirova, F.M., Sakhabutdinova, A.R., Bezrukova, M.V., Fatkhutdinova, R.A., and Fatkhutdinova, D.R. 2003. Changes in the hormonal status of wheat seedlings induced by salicylic acid and salinity. Plant Science 164: 317-322.

42. Singh, A.K., and Dubey, R.S. 1995. Changes in chlorophyll a and b contents and activities of photosystems I and II in rice seedlings induced by NaCl. Photosynthetica 31: 489.

43. Szepesi, Á., Csiszar, J., Bajkan, Sz., Gemes, K., Horvath F., Erdei, L., Deer, A., Simon, L.M., and Tari, I. 2005. Role of salicylic aicd pre-treatment on the acclimation of tomato plants to salt- and osmotic stress. Acta Biologica Szegediensis 49: 123-125.

44. Ungar, I.A. 1995. Seed germination and seed-bank ecology of halophytes. In: J. Kigel and G. Galili (Eds). Seed Development and Germination, Marcel and Dekker Inc., 1995.

45. Wahid, A., Perveen, M., Gelani, S., and Basra, S.M.A. 2007. Pretreatment of seed with H2O2 improves salt tolerance of wheat seedlings by alleviation of oxidative damage and expression of stress proteins. Journal of Plant Physiology 164: 283-294.

46. Waseem, M., Athar, H.U.R., and Ashraf, M. 2006. Effect of salicylic acid applied through rooting medium on drought tolerance. Pakistan Journal of Botany 4(38): 1127-1136.

47. Zekri, M., and Parsons, L.R. 1990. Response of split-root sour orange seedlings to NaCl and polyethylene glycol stresses. Journal of Experimental Botany 41(222): 35-40.