تأثیر اسید سالیسیلیک و ال-آرژنین بر صفات مورفوفیزیولوژیک و عناصر برگی گیاه پریوش تحت تنش خشکی

علوم باغبانی

مقاله 6، دوره 33، شماره 3، آذر 1398، صفحه 417-432   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v33i3.73631

نویسندگان

محترم عباسپور اسفدن¹؛ سپیده کلاته جاری^{* 2}؛ فواد فاتحی³

¹آزاد اسلامی-واحد علوم و تحقیقات تهران

²دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

³دانشگاه پیام نور، تهران

چکیده

پریوش (Catharanthus roseus) گیاهی زیبا و رونده از خانواده خرزهره­ئیان و دارای کاربردهای زینتی و دارویی است. این گیاه همانند سایر گونه‌های فضای سبز تحت تأثیر آثار سوء ناشی از تنش خشکی قرار می­گیرد، اما در این راستا استفاده از محرک­های رشد گیاهی می­تواند برای گیاه تحت تنش مفید باشد. بنابراین تحقیق حاضر به منظور تأثیر اسید سالیسیلیک و ال-آرژنین بر صفات مورفو-فیزیولوژیکی گیاه پریوش تحت تنش خشکی انجام شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل با دو عامل شامل محلول­پاشی در 5 سطح (شاهد، ال-آرژنین 5/1 و 3 میلی­مولار، اسید سالیسیلیک 100 و 200 میلی­گرم در لیتر) و تنش خشکی در سه سطح (100، 70 و 40 درصد ظرفیت زراعی) در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 3 تکرار انجام شد. صفات مورد بررسی شامل کارایی مصرف آب، نسبت وزن ریشه به شاخساره، تعداد گل، قطر گل، محتوای کلروفیل برگ، فعالیت آنزیم­های پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز برگ و عناصر پرمصرف (نیتروژن، فسفر و پتاسیم) برگ بود. کارایی مصرف آب در تیمارهای تحت تأثیر تنش 70 درصد ظرفیت زراعی بیشتر از سایر تیمارها بدست آمد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که برهمکنش محلول­پاشی و تنش خشکی بر نسبت وزن ریشه به شاخساره، فعالیت آنزیم پراکسیداز، مقدار فسفر و نیتروژن برگ معنی­دار شد. نسبت وزن ریشه به شاخساره در تیمارهای عدم محلول­پاشی (شاهد) × 40 درصد ظرفیت زراعی و ال-آرژنین 5/1 میلی­مولار × 40 درصد ظرفیت زراعی بیشتر از سایر تیمارها گزارش شد. فعالیت آنزیم پراکسیداز در تیمار برهمکنش عدم محلول­پاشی و 100 درصد ظرفیت زراعی کمتر از سایر تیمارهای آزمایشی بود. بیشترین مقدار فسفر و نیتروژن در تمامی سطوح محلول­پاشی در 100 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد. حداقل مقدار عناصر پرمصرف در تیمارهای حاوی 40 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد. قطر و تعداد گل در تیمارهای 100 درصد و 70 درصد ظرفیت زراعی بیشتر از 40 درصد ظرفیت زراعی به‌دست آمد و در بین تیمارهای محلول­پاشی میانگین قطر گل و کلروفیل کل در تیمار ال-آرژنین 3 میلی­مولار بیشتر بود. بیشترین و کمترین فعالیت آنریم سوپر اکسید دیسموتاز به­ترتیب در تیمار 40 درصد ظرفیت زراعی و 100 درصد ظرفیت زراعی مشاهده شد و در بین تیمارهای محلول­پاشی، فعالیت این آنزیم در تیمارهای ال-آرژنین 3 میلی­مولار و اسید سالیسیلیک 100 میلی­گرم در لیتر بیشتر از سایر تیمارها بود. بنابراین با هدف مصرف بهینه آب و محلول­پاشی، در تیمار 70 درصد ظرفیت زراعی و استفاده از ال-آرژنین 3 میلی­مولار یا اسید سالیسیلیک 100 میلی­گرم در لیتر موجب افزایش عناصر فسفر و ازت گردید. همچنین در مجموع تیمارهای ال-آرژنین 3 میلی­مولار یا اسید سالیسیلیک 100 میلی­گرم در لیتر موجب افزایش تعداد و قطر گل پریوش شدند.

کلیدواژه‌ها

اسید سالیسلیک؛ ال-آرژنین؛ پریوش؛ تنش خشکی

مراجع

1- Álvarez S., and Sanchez-Blanco M.J. 2015. Comparison of individual and combined effects of salinity and deficit irrigation on physiological, nutritional and ornamental aspects of tolerance in Callistemon laevis plants. Journal of Plant Physiology 185: 65-74.

2- Anosheh H.P., Emam Y., Ashraf M., and Foolad M.R. 2012. Exogenous application of salicylic acid and chlormequat chloride alleviates negative effects of drought stress in wheat. Advanced Studies in Biology 4(11): 501-520.

3- Arif T. 2015. Salicylic acid as a peeling agent: a comprehensive review. Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology 8: 455.

4- Arnon D.I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology 24(1): 1.

5- Ashraf M.H.P.J.C., and Harris P.J.C. 2013. Photosynthesis under stressful environments: an overview. Photosynthetica 51(2): 163-190.

6- Asrar A.A., Abdel-Fattah G.M., and Elhindi K.M. 2012. Improving growth, flower yield, and water relations of snapdragon (Antirhinum majus L.) plants grown under well-watered and water-stress conditions using arbuscular mycorrhizal fungi. Photosynthetica 50(2): 305-316.

7- Bailey-Serres J., and Mittler R. 2006. The roles of reactive oxygen species in plant cells. Plant Physiology 141: 311.

8- Basha D.M.R.A., and El-Aila H.I. 2015. Response of foliar spraying with amino acids and integrated use of nitrogen fertilizer on Radish (Raphanus sativus L.) plant. International Journal of ChemTech Research 8(11): 135-140.

9- Bremner J.M., and Mulvaney C.S. 1982. Nitrogen—Total. p. 595-624. In A.L. Page, R.H. Miller and D.R. Keeny (Eds.) Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties. 2nd ed. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison. .

10- Carrow R.N. 1996. Drought resistance aspects of turfgrasses in the southeast: Root-shoot responses. Crop Science 36(3): 687-694.

11- Chakraborty U., and Pradhan D. 2011. High temperature-induced oxidative stress in Lens culinaris, role of antioxidants and amelioration of stress by chemical pre-treatments. Journal of Plant Interactions 6(1): 43-52.

12- Chandra A., and Dubey A. 2010. Effect of ploidy levels on the activities of Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthetase, superoxide dismutase and peroxidase in Cenchrus species grown under drought stress. Plant Physiology and Biochemistry 48(1): 27-34.

13- Chapman H.D., and Pratt P.F. 1962. Methods of analysis for soils, plants and waters. Soil Science 93(1): 68.

14- Dinkeloo K., Boyd S., and Pilot G. 2018. Update on amino acid transporter functions and on possible amino acid sensing mechanisms in plants. Seminars in cell & developmental biology 74:105-113.

15- El-Tayeb M.A. 2005. Response of barley grains to the interactive e. ect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regulation 45(3): 215-224.

16- Eraslan F., Inal A., Pilbeam D.J., and Gunes A .2008. Interactive effects of salicylic acid and silicon on oxidative damage and antioxidant activity in spinach (Spinacia oleracea L. cv. Matador) grown under boron toxicity and salinity. Plant Growth Regulation 55(3): 207.

17- Fazel F., Gheysari M., Mohammadian M., and Etemadi. 2015. Effect of Maximum Allowable Depletion on Irrigation Use and Plant Parameters of Grass under Subsurface Drip Irrigation Management. Sciences and engineering of Irrigation 1(40): 155-165.

18- Gazimonas M., Banchshafiee B., Hajsaiedhadi M.R., and Darzi M.T. 2013. The effects of vermicompost and nitrogen on quantity and quality of Matricaria chamomilla. Medicinal and Aromatic Plant Research 29(2): 269-280.

19- Giannopolitis C.N., and Ries S.K. 1977. Superoxide dismutases: I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology 59(2): 309-314.

20- Gu J., Yin X., Stomph T.J., Wang H., and Struik P.C. 2012. Physiological basis of genetic variation in leaf photosynthesis among rice (Oryza sativa L.) introgression lines under drought and well-watered conditions. Journal of Experimental Botany 63(14): 5137-5153.

21- Gunes A., Inal A., Alpaslan M., Eraslan F., Bagci E. G., and Cicek N. 2007. Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize (Zea mays L.) grown under salinity. Journal of Plant Physiology 164(6): 728-736.

22- Hatamzadeh A., Molaahmad Nalousi A., Ghasemnezhad M., and Biglouei M.H. 2015. The potential of nitric oxide for reducing oxidative damage induced by drought stress in two turfgrass species, creeping bentgrass and tall fescue. Grass and Forage Science 70(3): 538-548.

23- Hildebrandt T.M., Nesi A.N., Araújo W.L., and Braun H.P. 2015. Amino acid catabolism in plants. Molecular Plant 8(11): 1563-1579.

24- Hsiao T.C., and Xu L.K. 2000. Sensitivity of growth of roots versus leaves to drought stress: biophysical analysis and relation to water transport. Journal of Experimental Botany 51: 1595-1616.

25- Hussain K., Nawaz K., Majeed A., Khan F., Lin F., Ghani A., Raza G., Afghan S., Zia-ul-Hussnain S., and Ali K. 2010. Alleviation of salinity effects by exogenous applications of salicylic acid in pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.) seedlings. African Journal of Biotechnology 9: 8602-8607.

26- Hussain M., Malik M.A., Farooq M., Ashraf M.Y., and Cheema M.A. 2008. Improving drought tolerance by exogenous application of glycinebetaine and salicylic acid in sunflower. Journal of Agronomy and Crop Science 194(3): 193-199.

27- Jaleel C.A., Gopi R., Manivannan P., Gomathinayagam M., Murali P.V., and Panneerselvam R. 2008. Soil applied propiconazole alleviates the impact of salinity on Catharanthus roseus by improving antioxidant status. Pesticide Biochemistry and Physiology 90(2): 135-139.

28- Kadayifci A., Tuylu G.İ., Ucar Y., and Cakmak B. 2005. Crop water use of onion (Allium cepa L.) in Turkey. Agricultural Water Management 72(1): 59-68.

29- Karimi N., Sadraddini S.A.A., Nazemi A., Farsadizadeh D., Hossienzadeh Dalir A., and Dehghani F. 2009. Effects of deficit irrigation on yield and growth of greenhouse cucumber. Soil and Sciences Journal 20(1): 15-25. (In Persian)

30- Korkmaz A., Uzunlu M., and Demirkiran A.R. 2007. Treatment with acetyl salicylic acid protects muskmelon seedlings against drought stress. Acta Physiologiae Plantarum 29(6): 503-508.

31- Kumar S., Imtiyaz M., Kumar A., and Singh R. 2007. Response of onion (Allium cepa L.) to different levels of irrigation water. Agricultural Water Management 89(1-2): 161-166.

32- Lotfi R., Pessarakli M., Gharavi-Kouchebagh P and Khoshvaghti H. 2015. Physiological responses of Brassica napus to fulvic acid under drought stress: Chlorophyll a fluorescence and antioxidant enzyme activity. The Crop Journal 3(5): 434-439.

33- Mardani H., Baiat H., and Azizi M. 2011. The foliar application of salysilic acid on morphological and physiological properties of Catharanthus roseus L. under drought stress. Horticulture Journal 25(3): 320-336. (In Persian)

34- Merewitz E.B., Gianfagna T., and Huang B. 2010. Effects of SAG12-ipt and HSP18. 2-ipt expression on cytokinin production, root growth, and leaf senescence in creeping bentgrass exposed to drought stress. Journal of the American Society for Horticultural Science 135(3): 230-239.

35- Miura K., and Tada Y. 2014. Regulation of water, salinity, and cold stress responses by salicylic acid. Frontiers in Plant Science 5: 4.

36- Nayak B.S., and Pereira L.M.P. 2006. Catharanthus roseus flower extract has wound-healing activity in Sprague Dawley rats. BMC Complementary and Alternative Medicine 6(1): 41.

37- Nemeth M., Janda T., Horvath E., Paldi E., and Szalai G. 2002. Exogenous salicylic acid increases polyamine content but may decrease drought tolerance in maize. Plant Science 162(4): 569-574.

38- Ngom B., Mamati E., Goudiaby M.F., Kimatu J., Sarr I., Diouf D., and Kane N.A. 2018. Methylation analysis revealed salicylic acid affects pearl millet defense through external cytosine DNA demethylation. Journal of Plant Interactions 13(1): 288-293.

39- Olsen S.R., Sommers L.E., and Page A.L. 1982. Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties of Phosphorus. ASA Monograph 9: 403-430.

40- Omidbeigi R. 2007. Production and processing of medicinal plants. 2nd ed.. Astane Ghodse Razavi, Mashhad, P347. (In Persian)

41- Pan Y., Wu L.J., and Yu Z.L. 2006. Effect of salt and drought stress on antioxidant enzymes activities and SOD isoenzymes of liquorice (Glycyrrhiza uralensis Fisch). Plant Growth Regulation 49(2-3): 157-165.

42- Polle A. 1997. Eiblmeier M., Sheppard L, Murray M. Responses of antioxidative enzymes to elevated CO2 in leaves of Beech (Fagus Sylvatica L.) seedlings grown under a range of nutrient regimes. Plant Cell Environ, 20: 1317–21.

43- Porcel R., and Ruiz-Lozano J.M. 2004. Arbuscular mycorrhizal influence on leaf water potential, solute accumulation, and oxidative stress in soybean plants subjected to drought stress. Journal of Experimental Botany 55(403): 1743-1750.

44- Rahimi A., Jahanbin S., Salehi A., and Farajee H. 2016. Changes in content of chlorophyll, carotenoids, phosphorus and relative water content of medicinal plant of Borage (Borago officinalis L.) under the influence of mycorrhizal fungi and drought stress. Journal of Biological Sciences 17: 28-34.

45- Revilla P., Fernandez V., Álvarez-Iglesias L., Medina E. T., and Cavero J. 2016. Leaf physico-chemical and physiological properties of maize (Zea mays L.) populations from different origins. Plant Physiology and Biochemistry 107: 319-325.

46- Sotiropoulos T.E., Dimassi K.N., and Therios I.N. 2005. Effects of L-arginine and L-cysteine on growth, and chlorophyll and mineral contents of shoots of the apple rootstock EM 26 cultured in vitro. Biologia Plantarum 49(3): 443-445.

47- Toscano S., Scuderi D., Giuffrida F., and Romano D. 2014. Responses of Mediterranean ornamental shrubs to drought stress and recovery. Scientia Horticulturae 178: 145-153.

48- Wang W.B., Kim Y.H., Lee H.S., Kim K.Y., Deng X.P., and Kwak S.S. 2009. Analysis of antioxidant enzyme activity during germination of alfalfa under salt and drought stresses. Plant Physiology and Biochemistry 47(7): 570-577.

49- Wills R., and Li Y. 2016. Use of arginine to inhibit browning on fresh cut apple and lettuce. Postharvest Biology and Technology 113: 66-68.

50- Zhang A., Jiang M., Zhang J., Ding H., Xu S., Hu X., and Tan M. 2007. Nitric oxide induced by hydrogen peroxide mediates abscisic acid‐induced activation of the mitogen‐activated protein kinase cascade involved in antioxidant defense in maize leaves. New Phytologist 175(1): 36-50.