اثر اسید جاسمونیک و اسید سالیسیلیک بر آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، فنیل‌آلانین‌آمونیالیاز و ترکیبات فنلی در استویا

علوم باغبانی

مقاله 15، دوره 33، شماره 4، اسفند 1398، صفحه 769-780   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v33i4.81571

نویسندگان

سیده فاطمه رسولی^* ؛ منوچهر قلی پور؛ کامبیز جهان بین؛ حمیدرضا اصغری

دانشگاه صنعتی شاهرود

چکیده

اسید سالیسیلیک و جاسمونات­ها به عنوان ترکیبات پیام­رسان کلیدی در فرآیند القا که منجر به تجمع متابولیت­های ثانویه می­شود بسیار مورد توجه می­باشند. محلول­پاشی با این ترکیبات باعث القا تنش کاذب و برانگیخته شدن پاسخ­های دفاعی در گیاه شده و بدنبال آن تولید متابولیت ثانویه افزایش می­یابد. این آزمایش به منظور بررسی اثر محلول­پاشی با اسید جاسمونیک و سالیسیلیک بر پراکسید هیدروژن، هدایت الکتریکی، فعالیت آنزیم­های GPX، GST، فنیل­آلانین­آمونیالیاز (PAL)، غلظت فنل کل، فلاونویید و آنتوسیانین در استویا در شرایط مزرعه­ای انجام شد. آزمایش حاضر در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با 12 تیمار و سه تکرار انجام شد. تیمار­های آزمایشی شامل محلول­پاشی با اسید جاسمونیک، اسید سالیسیلیک و ترکیب تیماری از هر دوی آنها بود. محلول­پاشی با اسید سالیسیلیک و جاسمونیک غلظت پراکسید هیدروژن را در بیشتر تیمارها نسبت به شاهد افزایش داد؛ بیشترین غلظت پراکسید هیدروژن در تیمار 20 میکرومولار اسید جاسمونیک - 1 میلی­مولار اسید سالیسیلیک با غلظت 46/5 میکرومول در بافت تر مشاهده شد؛ گیاه در پاسخ به محلول­پاشی با اسید جاسمونیک و سالیسیلیک فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانی GPX و GST را در اغلب تیمارها افزایش داد؛ بیشترین میزان فعالیت آنزیم GPX در تیمار­های 5 میکرومولار اسید جاسمونیک و تیمار ترکیبی 20 میکرومولار اسید جاسمونیک - 1 میلی­مولار اسید سالیسیلیک با میانگین144/0 و بیشترین میزان فعالیت آنزیمGST در تیمارهای 5 میکرومولار اسید جاسمونیک - 5 /0 میلی­مولار اسید سالیسیلیک و 1 میلی­مولار اسید سالیسیلیک با میانگین 35/0 میکرومول بر دقیقه بر گرم بافت تر مشاهده شد؛ به دنبال افزایش فعالیت سیستم آنتی­اکسیدانی میزان هدایت الکتریکی در بیشتر تیمارها (10 تیمار) کمتر از شاهد بود؛ کمترین میزان هدایت الکتریکی در تیمار 20 میکرومولار اسید جاسمونیک - 1 میلی­مولار اسید سالیسیلیک با میانگین 40 درصد مشاهده شد. محلول­پاشی با اسید جاسمونیک و سالیسیلیک فعالیت آنزیم PAL را در تیمارهای ترکیبی بیشتر افزایش داد. بیشترین میزان فعالیت آنزیم PAL در تیمار 50 میکرومولار اسید جاسمونیک - 1 میلی­مولار اسید سالیسیلیک مشاهده شد. بیشترین میزان غلظت فنل کل و فلاونویید در تیمار 20 میکرومولار اسید جاسمونیک - 1 میلی­مولار اسید سالیسیلیک مشاهده شد. محلول­پاشی با اسید جاسمونیک و سالیسیلیک غلظت آنتوسیانین را در تمام تیمارهای ترکیبی افزایش داد. محلول­پاشی با اسید جاسمونیک و سالیسیلیک توانست غلظت ترکیبات فلاونوییدی را به عنوان یکی از ترکیبات مهم استویا افزایش دهد. نکته قابل توجه آن است که در بیشتر صفات، تیمارهای ترکیبی اسید جاسمونیک و سالیسیلیک تأثیر بیشتری در افزایش فعالیت آنزیم PAL، غلظت فنل کل، فلاونویید و آنتوسیانین داشتند.

کلیدواژه‌ها

پراکسید هیدروژن؛ فلاونویید؛ GPX؛ GST

مراجع

1-Ashok Kumar F., Yadav S., Singh D., Dhyani P., and Ahuja S. 2011. A review on the improvement of stevia [Stevia rebaudiana (Bertoni)]. Plant Science Journal, 91: 1-27.

2-Bagal U.R., Leebens mack J.H., Walter Lorenz W., and Dean J.F.D. 2012. The phenylalanine ammonia lyase (PAL) gene family shows a gymnosperm specific line age. BMC Genoms, 13: (3) 1471-2164.

3-Bi H.H., Zeng R.S., Su L.M., An M., and Luo S.M., 2007. Rice allelopathy induced by methyl jasmonate and methyl salicylate. Journal of Chemical Ecology - Springer, 33(5): 1089-1103 -

4- Carlberg I., and Mannervik B. 1985. Glutathione reductase. Methode Enzymol, 113: 484-490.

5- Chance B., and Maehly A.C. 1955. Assay of catalases and peroxidases. Methods Enzymol, 11: 764-755.

6-Carmanol F., Sinet P.M., Rapin J., and Jerome H. 1981. Glutathione S-transferase of humen red blood cells assay, values in normal subjects and in two pathological circumstances: iperbillirubinemia and impaired renal function. Clinica chimica Acta Journal, 117 (3): 209-217.

7- Chan Z., and Tian S. 2006. Induction of H2O2 metabolizing enzyme and total protein synthesis by antagonistic yeast and salicylic acid in harvested sweet cherry. Postharvest Biology, Technology, 39: 314-320.

8-Chen J., Cheng Z., and Zhong S. 2007. Effect of exogenous salicylic acid on growth and H2O2- metabolizing enzymes in rice seedlings lead stress. Journal of Environment Science, 19: 44-49.

9-Divya P., Puthusseri B., and Neelwarne B. 2013. The effect of plant regulators on the concentration of carotenoids and phenolic compound in foliage of Coriander. Food ScienceTechnology, 56: 101-110

10 -Dong J., Wan G., and Liang Z. 2010. Accumulation of salicylic acid-induced phenolic compounds and raised activities of secondary metabolic and antioxidative enzymes in Salvia miltiorrhiza cell culture. Journal of Biotechnology, 148: 99-104

11-Goyal R., Samsher K., and Goyal S.K. 2010. Stevia (Stevia rebaudiana) a bio-sweetener: a review. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 61 (1): 1-10.

12-Gupta P., Sharma S., and Saxena S. 2015. Biomass yield and steviol glycoside production in callus and suspension culture of Stevia rebaudiana treated with proline and polyethylene glycol. Applied Biochemistry and Biotechnology- Springer; 176(3): 863-74.

13- Haji_Mehdipour H., Khanavi M., Shkrchy M., Abadi Z., and Pirali-Hamadani M. 2008. The investigation of best method for phenolic compound extraction in Echinacea purpurea. Journal of Medicinal Plant, 8: 145-152.

14. Heredia J.B., and Cisneros-Zevallos L. 2009. The effect of exogenous ethylene and methyl jasmonate on PAL activity, phenolic profiles and antioxidant capacity of carrots (Daucus carota) under different wounding intensities. Post Biology Technology, 51(2): 242-249.

15- Jana S., and Choudhuri M.A. 1981. Glycolate metabolism of three submerged aquatic angiosperms during aging. Aquatic Botany, 12: 342-354.

16- Kar M., and Mishra D. 1976. Catalase, peroxidase, and polyphenol‌oxidase activities during rice leaf senescence. Plant Physiology, 57: 315-319.

17-Kovacik J., and Bklejdus B. 2012. Tissue and method specificities of phenylalanine ammonia-lyase assay. Plant Physiology Journal, 169: 1317-1320

18-Krizek D.T., Britz S.J., and Mirecki R.M. 1998. Inhibitory effects of ambient levels of solar UV-A and UV-B radiation on growth of cv. new red fire lettuce. Physiology Plantarum, 103: 1-7.

19-Kumari G. J., Reddy A.M., Naik S. T., Kumar S.G., Prasanthi J., Sriranganayakulu G., Reddy P.C., and Sudhakar C. 2006. Jasmonic acid induced changes in protein pattern, antioxidative enzyme activities and peroxidase enzymes in peanut seedlings. Biologia Plantarum, 50: 219-226

20- Marrs K.A. 1996. The functions and regulation of glutathione s-transferase in plants. Plant Physiology, Plant Molecular Biology, 47:127–58

21-Mendoza D., Cuaspud O., Ariasa J.P., Ruiz O., and Arias M. 2018. Effect of salicylic acid and methyl jasmonate in the production of phenolic compounds in plant cell suspension cultures of Thevetia peruviana. Biotechnology Reports, (19): 1-19

20-Mikkelsen M. D., Petersen B. L., Glawischnig E., Jensen A. B., Andreasson E., and Halkier B. A. 2003. Modulation of CYP79 genes and glucosinolate profiles in Arabidopsis by defense signaling pathways. Plant Physiology Journal, 131(1): 298-308.

23- Mita S., Murano N., Akaike M., and Nakamura K. 1997. Mutants of Arabidopsis thaliana with pleiotropic effects on the expression of the gene for beta-amylase and on the accumulation of anthocyanin those are inducible by sugars. Plant Journal, 11:841-851.

24- Moons A. 2005. Regulatory and functional interactions of plant growth regulators and plant glutathione S-transferases (GSTs). Plant Hormones; 72: 155-202.

25- Popova L., Ananieva E., Hristova V., Christov K., Georgieva K., Alexieva V., and Stoinova Z.H. 2003. Salicylic acid and methyl jasmonte induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress Bulg. Journal of Plant Physiology, 13: 133-152.

26- Rao M.V., Paliyath G., Ormord D.P., and Watkins C.B. 1997. Influence of salicylic acid on H2O2 production, oxidative stress and H2O2 metabolizing enzymes Salicylic acid-mediated oxidative damage requires H2O2. Plant Physiology, 115: 137-149.

27-Rasouli F., Gholipuor M., Jahanbin K., and Asghari H.R. 2018. Effect of salicylic acid and jasmonic acid on induction of oxidative stress, increasing resistance and yield of Echinacea purpurea L. Crop Plant Production, 11(2): 109-122. (In Persian)

28-Samadi S., Ghasemnezhad A., and Alizadeh M. 2014. Investigation on phenylalanine ammonia-lyase activity of artichoke (Cynara scolymus L.) affected by methyl jasmonate and salicylic acid in in-vitro conditions. Journal of Plant Production Research, 21: 135-148.

29- Sangtarash M.H., Qaderi M.M., Chinnappa C.C., and Reid D.M. 2009b. Carotenoid differential sensitivity of canola (Brassica napus) seedlings to ultraviolet-B radiation, water stress and abscisic acid. Environmental and Experimental Botany, 66 (2): 212-219

30- Suzuki A., Miller G., Morales J., Shulaev V., Torres M.A., and Mittler R. 2011. Respiratory burs toxi dases: theeng in esof ROS signaling. Curr Opin. Plant Biology, 14, 691–699

31-Taiz L., and Ziger A. 2006. Plant Physiology. 13, pp: 619-6230

32-Wasternack C., and Hause B. 2013. Jasmonates: Biosynthesis, perception, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. An update to the 2007 review in Annals of Botany. Annals of Botany, 2013; 111: 1021±1058

33- Yan B., Dai Q., Liu X., Huang S.h., and Wang Z. 1996. Flooding induce membrane damage, lipid oxidation and activated oxygen generation in Corn leaves. Plant and Soil Journal, 179:261-268.

34- Zhao J.L., Davis C., and Verpoorte R. 2005. Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites. Biotechnology Advances Journal – Elsevier, 23: 283–333.