بررسی مقاومت زمستانه در نعناع فلفلی ( .Mentha piperita L) با استفاده از شاخص نشت الکترولیت‌ها

آب و خاک

مقاله 11، دوره 30، شماره 1 - شماره پیاپی 45، اردیبهشت 1395، صفحه 222-235   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i1.37317

نویسندگان

احمد نظامی^{* 1}؛ مریم جانعلی زاده قزوینی²؛ طیبه خیرخواه²؛ مرتضی گلدانی²؛ کمال حاج محمدنیا قالی باف²

¹گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

به منظور ارزیابی تحمل به سرمای نعناع فلفلی آزمایشی بصورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در شرایط کنترل شده انجام شد. برای این منظور نمونه‌هایی از استولون و ریزوم گیاه بصورت ماهانه (از آذر 1389 تا فروردین 1390) از مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد برداشت‌ شده و پس از انتقال به آزمایشگاه، در فریزر ترموگرادیان در معرض دماهای پایین (از صفر تا 20- درجه سانتی‌گراد با فواصل 4 درجه سانتی‌گراد) قرار گرفتند. برای تعیین پایداری غشای پلاسمایی، درصد نشت الکترولیت‌ها اندازه‌گیری شد و سپس دمای 50 درصد کشندگی گیاهان بر اساس درصد نشت الکترولیت‌ها (LT50el) محاسبه شد. نتایج نشان داد که با کاهش دما درصد نشت الکترولیت‌ها از هر دو اندام افزایش یافت، بطوری‌که درصد نشت مواد در دمای 20- درجه سانتی‌گراد 50 درصد بیشتر از تیمار شاهد (دمای صفر درجه سانتی‌گراد) بود. بیشترین درصد نشت الکترولیت‌ها در استولون در دمای 20- درجه سانتی‌گراد در ماه فروردین و کمترین آن در همین اندام در دمای 4- درجه سانتی‌گراد و در آذر ماه ثبت شد. گستره LT50el برای استولون‌ها بسته به تاریخ نمونه برداری بین 4/8- تا 5/14- درجه سانتی‌گراد و در ریزوم‌ها بین 8/8- تا 9/13- درجه سانتی‌گراد متغیر بود. بر اساس شاخص‌های درصد نشت الکترولیت‌ها و LT50el، به نظر می‌رسد که نعناع فلفلی توانایی تحمل به یخ‌زدگی تا دمای 14- درجه سانتی‌گراد را طی ماه‌های سرد سال دارد.

کلیدواژه‌ها

استولون؛ خوسرمایی؛ دمای پنجاه درصد کشندگی؛ ریزوم؛ یخ‌زدگی

مراجع

1- Anderson J.A., Michael P., and Taliaferro C.M. 1988. Cold hardiness of Midiron and Tifgreen. Horticultural Science, 23:748-750.

2- Arbaoui M., Balko C., and Link W. 2008. Study of faba bean (Vicia faba L.) winter hardiness and development of screening methods. Field Crops Research, 106: 60–67.

3- Ashworth E.N. 1992. Formation and spread of ice in plant tissues. Horticultural Review, 13: 215–255.

4- Bupesh G., Amutha C., Nandagopal S., Ganeshumar A., Sureshkumar P., and Murali K.S. 2007. Antibacterial activity of Mentha piperita L. (Peppermint) from leaf extracts – a medicinal plant. Acta Agriculturae Slovenica, 89 (1): 73 – 79.

5- Campos P.S., Quartin V., Ramalho J.C., and Nunes M.A. 2003. Electrolyte leakage and lipid degradation account for cold sensitivity in leaves of Coffea sp. plants. Journal of Plant physiology, 160: 283-292.

6- Eugenia M., Nunes S., and Ray Smith G. 2003. Electrolyte leakage assay capable of quantifying freezing resistance in rose clover. Crop Science, 43: 1349–1357.

7- Foster S. 1996. Peppermint: Mentha piperita. American Botanical Council - Botanical Series, 306:3–8.

8- Gardiner P. 2000. Peppermint (Mentha piperta). Longwood Herbal Task Force; Available at: http://www.longwoodherbal.org/ peppermint/peppermint.pdf

9- Gusta L.V., O'Connor B.J., Gao Y.P., and Jana S. 2000. A re-evaluation of controlled freeze-tests and controlled environment hardening conditions to estimate the winter survival potential of hardy winter wheats. Canadian Journal of Plant Science, 80: 241-246.

10- Han B., and Bischof J.C. 2004. Direct cell injury associated with eutectic crystallization during freezing. Cryobiology, 48:8-21.

11- Izadi- Darbandi E., Nezami A., Abbasian A., and Heidari M., 2012. Evaluation of freezing stress tolerance in Wild Oat (Avena ludoviciana L.) by electrolytes leakage test. Journal of Environmental Stresses in Crop Sciences, 5 (1): 81-94. (in Persian with English abstract)

12- Kalberer S.R., Wisniewski M., and Arora R. 2006. Deacclimation and reacclimation of cold-hardy plants: current understanding and emerging concepts. Plant Science, 171: 3-16.

13- Leinonen I., Repo T., and Ha¨nninen H. 1997. Changing environmental effects on frost hardiness of Scots pine during dehardening. Annual of Botany, 79: 133–138.

14- Levitt J. 1980. Responses of plants to environmental stresses. Vol 1, Chilling, freezing and high temperature stresses. 2nd ed. Academic Press, New York.

15- Li R., Qu R., Brunean A.H., and Livingston D.P. 2010. Selection for freezing tolerance in St. Augustine grass through somaclonal variation and germplasm evaluation. Plant Breeding, 129: 417-421.

16- Li W., Wang R., Li M., Li L., Wang C., Welti, R., and Wang X. 2008. Differential degradation of extraplastidic and plastidic lipids during freezing and post-freezing recovery in Arabidopsis thaliana. The Journal of Biological Chemistry, 283: 461–468.

17- Linden L. 2002. Measuring cold hardiness in woody plants. Academic dissertation. University of Helsinki Finland.

18- Linden L., Palonen P., and Linden M. 2000. Relating freeze-induced electrolyte leakage measurements to lethal temperature in red raspberry. Journal of American Society Horticultural Science, 125(4):429–435.

19- McNabb K., and Takahashi E. 2000. Freeze damage to loblolly pine seedlings as indicated by conductivity measurements and out planting survival. Auburn University Southern Forest Nursery Management Cooperative. Research Report 00-4.

20- Mirzai-Asl A., Yazdi-Samadi B. Zali A. and Sadeghian-Motahhar Y. 2002. Measuring cold resistance in wheat by laboratory tests. Iranian Journal of Sciences and Technology in Agriculture and Natural Resources, 6:177-186. (in Persian with English abstract)

21- Moshiri F., Bagheri A., and Safarnejad A. 2006. The effect of cold acclimation on freezing tolerance of three chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars. Iranian Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 12:153-160. (in Persian with English abstract)

22- Nayyar H., Bains T.S., and Kumar S. 2005. Chilling stressed chickpea seedling: effect of cold acclimation, calcium and abscisic acid on cryoprotective solutes and oxidative damage. Environmental and Experimental Botany, 54:275-285.

23- Nezami A., Azizi G., Siahmarghooee A., and Mohamadabadi A. A. 2010. Effects of freezing stress on electrolyte leakage of fennel (Foeniculum vulgare). Iranian Journal of Field Crops Research, 8: 587-593. (in Persian with English abstract)

24- Pietsch G.M., Anderson N.O., and Li P.H., 2009. Cold tolerance and short day acclimation in perennial Gaura coccinea and G. drummondii. Scientica Horticulture, 120: 418–425.

25- Rezwan-Bidokhti Sh., Nezami A., Kafi M., and Khazaie H.R. 2011. Evaluation of freezing stress effect on quantity of electrolyte leakage in Shallot (Alliumm altissimum Regel.) as a medicinal and industrial plant under controlled conditions. Iranian Journal of Agroecology, 3 (3), 371-382. (in Persian with English abstract)

26- Singh R., Shushni A.M., and Belkheir A. 2011. Antibacterial and antioxidant activities of Mentha piperita L. Arabian Journal of Chemistry, 1: 1 - 5.

27- Sulc R.M., Albrecht K.A., Palta J.P. and Duke S.H., 1991. Leakage of intercellular substance from alfalfa roots at various subfreezing temperatures. Crop Science, 331:1575-1578.

28- Uemura M., and Steponkus P.L. 1997. Effect of cold acclimation on the lipid composition of the inner and outer membrane of the chloroplast envelope isolated from rye leaves. Plant Physiology, 114: 1493-1500.

29- Valmorbida J., and Boaro C.S.F. 2007. Growth and development of Mentha piperita L. in nutrient solution as affected by rates of potassium. Brazilian Archives of Biology and Technology, 50 (3): 379 - 84.

30- Wongsheree T., Ketsa S., and van Doorn W.G. 2008. The relationship between chilling injury and membrane damage in lemon basil (Ocimum×citriodourum) leaves. Postharvest Biology and Technology, 51:91-96.

31- Yoshida S. 1986. Reverse changes in plasma membrane properties upon de-acclimation of mulberry trees (Morus bombysis Koidz). Plant Cell Physiology, 27: 83–89.

32- Zhang X., Ervin E.H., and Labranche A.J. 2006. Metabolic defense responses of seeded bermudagrass during acclimation to freezing stress. Crop Science, 46:2598–2605.