تأثیر تنش کمبود آب بر روابط آب، فتوسنتز و تجمع اسمولایتها در گیاه دارویی نوروزک (.Salvia leriifolia Benth)

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 16، دوره 12، شماره 4 - شماره پیاپی 36، دی 1393، صفحه 813-821   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/gsc.v12i4.27178

نویسندگان

مجید دشتی^{* 1}؛ محمد کافی²؛ حسین توکلی¹؛ مهدی میرزا³

¹مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

²دانشگاه فردوسی مشهد

³موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

چکیده

به منظور مطالعه تأثیر تنش کمبود آب بر روابط آب و برخی خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه دارویی نوروزک (Salvia leriifolia Benth.)، یک آزمایش گلخانه ای در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد اجرا شد. تیمارهای آزمایش شامل آبیاری کامل (شاهد) در حداکثر ظرفیت نگهداری آب خاک (پتانسیل ماتریکی خاک 035/0- مگاپاسگال) ، تنش ملایم (138/0- مگاپاسگال)، تنش متوسط (516/0- مگاپاسگال) و تنش شدید (92/1- مگاپاسگال) بودند. نتایج نشان دادند محتوای نسبی آب برگ (LRWC) و شاخص پایداری غشاء (MSI) در تیمار شاهد به طور معنی داری کمتر از تنش ملایم بود با وجود این هر دو شاخص در تنش شدید به ترتیب به میزان 3/17 و 21 درصد نسبت به شاهد کاهش یافتند. با افزایش شدت تنش میزان قندهای محلول تفاوت معنی داری (05/0P≤) را نشان دادند اما این تفاوت تنها با تیمار شاهد معنی دار بود. LRWC همبستگی منفی و بسیار معنی داری (***99/0- r =) با محتوای پرولین برگها داشت لذا میزان پرولین برگ ها در پتانسیل 92/1- مگاپاسکال به بیش از دوبرابر شاهد افزایش یافت. نتایج نشان دادند با کاهش پتانسیل ماتریکی خاک به 92/1- مگاپاسکال، سرعت فتوسنتز خالص، سرعت تعرق و هدایت روزنه ای به ترتیب به میزان 52، 62 و 75 درصد کاهش و در مقابل کارآئی لحظه ای مصرف آب و کارآئی تبادل گاز به ترتیب به میزان 35 و 92 درصد افزایش نشان دادند. همبستگی بین هدایت روزنه ای و فتوسنتز خالص برگها، از یک مدل لجستیک (***975/0r2 =) تبعیت نمود.

کلیدواژه‌ها

تنش آب؛ شاخص پایداری غشا؛ پرولین؛ تبادلات گازی فتوسنتز

مراجع

1- باهر نیک، ز.، م. ب. رضایی، م. قربانلی، م. عسگری، و م. ک. عراقی. 1383. بررسی تغییرات متابولیسمی حاصل از تنش های خشکی در گیاه مرزه (Satureja hortensis L.). فصل‎نامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 3 (275- 263) .

2- ترحمى، گ. ، م. لاهوتى، و ف. عباسى. 1389. بررسی اثرات ناشی از تنش خشکی بر تغییرات قندهای محلول، میزان کلروفیل و پتاسیم در گیاه نوروزک (. .(Salvia leriifolia Benthفصل‎نامه علوم زیستی دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان. 9(2): 7- 1.

3- صفی خانی، ف.، ح. حیدری شریف آباد، س. ع. سیادت، الف. شریفی عاشورآبادی، س. م. سیدنژاد، و ب. عباس زاده. 1386. تأثیر تنش خشکی بر درصد و عملکرد اسانس و ویژگیهای فیزیولوژیک گیاه دارویی بادرشبو (Dracocephalum moldavica L.). فصلنامة تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 23(1): 99-88.

4- لایق خویدکی س.، م. لاهوتى، و ف. عباسى. 1389. بررسی مقایسه ای اثر تنش خشکی بر میزان تغییرات پرولین در گیاه نوروزک

( (Salvia leriifolia Benth. در محیط کشت خاک و این ویترو. فصل نامه علوم زیستی دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان. 12(1): 117- 105.

5- معصومی ع. 1389. اثر تنش خشکی بر پارامترهای مورفوفیزیولوژیک دو توده بومی کوشیا (Kochia scoparia) در شرایط مزرعه و گلخانه. پایان نامه دکتری رشته زراعت، گرایش فیزیولوژی گیاهان زراعی. دانشگاه فردوسی مشهد.

6- نیاکان م.، و م. قربانلى. 1384 .بررسى اثرتنش خشکى برروى میزان قندهاى محلول، پروتئین، پرولین، ترکیبات فنلى و فعالیت آنزیم نیترات ردوکتاز گیاه سویا رقم گرگان3 . نشریه علوم دانشگاه تربیت معلم. 5 : 549-537.

7- Ahmadi, A. A. 1998. Effect of post–anthesis water stress on yield regulating processes in wheat (Triticum aestivum L.). Ph.D. Thesis. University of London, Wye College, Wye, Ashford, U.K.

8- Anjum, S. A., L. C. Wang, M. Farooq, M. Hussain L. L. Xue, and C. M. Zou. 2011. Brassinolide application improves the drought tolerance in maize through modulation of enzymatic antioxidants and leaf gas exchange. Journal of Agronomy and Crop Science, 197 (3): 177-185.

9- Anyia, A.O. and H. Herzog. 2004. Water-use efficiency, leaf area and leaf gas exchange of cowpeas under mid-season drought. European Journal of Agronomy, 20: 327-339.

10- Bates, L.S. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant Soil, 39: 205–207.

11- Buysse, J. and R. Merckx. 1993. An improved colorimetric method to quantify sugar content of plant tissue. Journal of Experimental Botany, 44:1627–1629.

12- Collaku, A. and S. A. Harrison. 2002. Losses in wheat due to waterlogging, Crop Sciense, 42: 444–450.

13- Ehlert, B. and D. K. Hinvha. 2008. Chlorophyll fluorescence imaging accurately quantifies freezing damage and cold acclimation responses in Arabidopsis leaves, Plant methods, 2008 (4): 1-7.

14- Farooq, S. and F. Azam. 2006. The use of cell membrane stability (CMS) technique to screen for salt tolerant wheat varieties. Journal of Plant Physiology, 163: 629-637.

15- Grieu, P., C. Rubin, and A. Guckert. 1995. Effect of drought on photosynthesis in Trifolum repens: maintenance of photosystem II efficiency and of measured photosynthesis. Plant Physiology and Biochemistry, 33: 19–24.

16- Hosseinzadeh, H., H.R. Sadeghnia, M. Imenshahidi, and B. S. Fazly Bazzaz. 2009. Review of the pharmacological and toxicological effects of Salvia leriifolia. Iranian Journal of Basic Medical Sciences, 12(1):1-8.

17- Jalili, A., and Z. Jamzad. 1999. Red Data Book of Iran .Research Institute of Forest and Rangeland. No. 215.

18- Khalid, K.A., 2006. Influence of water stress on growth, essential oil, and chemical composition of herbs (Ocimum sp.). International Agrophysics, 20: 289-296.

19- Kirnak, H., C. Kaya, I. Tas, and D. Higgs. 2001. The influence of water deficit on vegetative growth, physiology, fruit yield and quality in eggplants. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 27(3–4), 34–46.

20- Marques, da Silva J., and M. Celeste Arrabac. 2004. Photosynthesis in the water-stressed C4 grass Setaria sphacelata is mainly limited by stomata with both rapidly and slowly imposed water deficits. Physiologia Plantarum, 121: 409–420.

21- Menconi, M, C. L. M. Sgherri, C. Pinzino, and F. Navari-Izzo. 1995. Activated oxygen production and detoxification in wheat plants subjected to a water deficit programme. Journal of Experimental Botany, 46: 1123-1130.

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

23- Pe´rez-Pe´rez, J.G., J. M. Robles, J. C. Tovar, and P. Botia. 2009. Response to drought and salt stress of lemon ‘Fino 49’ under field conditions: Water relations, osmotic adjustment and gas exchange. Scientia Horticulturae, 122:83–90.

24- Radacsi, P., K. Inotai, S. Sarosi, P. Czovek, J. Bernath, and E. Nemeth, E. 2010. Effect of water supply on the physiological characteristic and production of Basil (Ocimum basilicum L.). European Journal of Horticultural Science, 75: 193-197.

25- Rawyler, A., S. Arpagaus, and R. Braendle. 2002. Impact of oxygen stress and energy availability on membrane stability of plant cells. Annals of Botany, 90:499–507.

26- Rechinger, K. H. 1982 . Flora Iranica, No. 150 : Akademische Druk-U. Verlag sustalt Gratz. Page 439.

27- Rouhi, V., R. Samsonb, R. Lemeurb, and P. Van Dammea. 2007. Photosynthetic gas exchange characteristics in three different almond species during drought stress and subsequent recovery. Environmental and Experimental Botany, 59: 117–129.

28- Sairam, R. K., P. S. Deshmukh, and D. S. Shukla. 1997. Tolerance to drought and temperature stress in relation to increased antioxidant enzyme activity in wheat, Journal of Agronomy and Crop Science, 178 .171–177.

29- Siddique, M. R. B, A. Hamid, and M. S. Islam. 2001. Drought stress effects on water relations of wheat. Botanical Bulletin of Academia Sinica, 41: 35-39.

30- Smart, R. E., and G. E. Bingham. 1974. Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology, 53: 258-260.

31- Trouverie, J., C. The’venot, J. P. Rocher, B. Sotta, and J. L. Prioul. 2003, The role of abscisic acid in the response of a specific vacuolar invertase to water stress in the adult maize leaf, Journal of Experimental Botany,54: 2177–2186.

32- Wigley, T. M. L., and S. C. B. Raper. 2001. Interpretation of high projections for global mean warming. Science, 293:451-454.

33- Zhang, B., W. Liu, S. X. Chang, and A. O. Anyia. 2010. Water-deficit and high temperature affected water use efficiency and arabinoxylan concentration in spring wheat. Journal of Cereal Science, 52: 263-269.