تأثیر سلنیوم و نانوذره آهن بر رشد و عملکرد شعمدانی عطری تحت تنش شوری کلریدسدیم

علوم باغبانی

مقاله 15، دوره 36، شماره 1 - شماره پیاپی 53، خرداد 1401، صفحه 213-228   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhs.2021.69767.1041

نویسندگان

لمیا وجودی مهربانی^{* 1}؛ یعقوب انوری قشلاق²؛ علیرضا مطلبی آذر³

¹گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، ایران

²گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه شهید مدنی اذربایجان، ایران

³گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

به­منظور بررسی تأثیر محلول­پاشی با نانوذره آهن و سلنیوم بر روی گیاه شعمدانی عطری تحت تنش شوری، دو آزمایش جداگانه بصورت فاکتوریل بر مبنای طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. در آزمایش اول تاثیر محلول­پاشی با نانوذره آهن (صفر، 5/1 و 3 میلی­گرم در لیتر) و در آزمایش دوم تاثیر محلول­پاشی با سلنیوم (صفر، 5/1 و 3 میلی­گرم در لیتر) بر رشد و برخی صفات فیزیولوژیک شعمدانی عطری تحت تنش شوری (صفر، 50 و 100 میلی‌مولار کلریدسدیم) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش اول نشان داد وزن­خشک بخش هوایی گیاه، فعالیت کاتالاز، محتوای آهن، سدیم، پراکسید هیدروژن و درصد اسانس شعمدانی تحت تاثیر اثرات مستقل تنش شوری و محلول­پاشی با نانوذره آهن قرار گرفت. نسبت پتاسیم به سدیم، محتوای فلاونوئید، پتاسیم، مالون دی­آلدئید، پرولین و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز تحت تاثیر تنش شوری قرار گرفت. بالاترین عملکرد گیاه، محتوای آهن، نسبت پتاسیم به سدیم و فعالیت سوپراکسید دیسموتاز در تیمار بدون تنش شوری مشاهده شد. بالاترین محتوای سدیم، پرولین، مالون دی­آلدئید، پراکسید هیدروژن در تنش شوری 100 میلی­مولار کلرید سدیم مشاهده شد. تیمار بدون تنش شوری و 50 میلی­مولار کلریدسدیم موجب افزایش درصد اسانس شعمدانی شد. تیمارهای محلول­پاشی با هر دو سطح نانوذره آهن موجب افزایش محتوای کاتالاز، عملکرد، محتوای فنل و درصد اسانس شد. در آزمایش دوم عملکرد گیاه، محتوای پرولین و فلاونوئید تحت تاثیر تنش شوری قرار گرفت. محتوای کاتالاز، مالون دی­آلدئید، فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و پراکسید هیدروژن تحت تأثیر اثرات مستقل تنش شوری و محلول­پاشی با سلنیوم قرار گرفت. تیمار بدون تنش شوری موجب افزایش عملکرد گیاه، فعالیت سوپراکسید دیسموتاز و پتاسیم گیاه شد. با افزایش تنش شوری به 100 میلی­مولار محتوای پرولین، مالون دی­آلدئید و پراکسید هیدروژن در گیاه افزایش یافت. بیشترین فعالیت کاتالاز در تیمارهای بدون تنش شوری و تنش شوری 50 میلی­مولار کلریدسدیم مشاهده شد. محتوای سلنیوم، سدیم و نسبت پتاسیم به سدیم تحت تاثیر اثرات متقابل تنش شوری و محلول­پاشی با سلنیوم قرار گرفت. محلول­پاشی با 5/1 و 3 میلی­گرم در لیتر سلنیوم موجب افزایش محتوای کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، فنل کل و محتوای پتاسیم شعمدانی شد. نتایج حاصل از تجزیه GC/MS نشان داد که β-citronellol (5/24 -5/12 درصد) و  Citronelly acetate (39/18 – 56/1 درصد) جزء غالب اسانس شعمدانی عطری در تیمار تنش شوری 50 میلی­مولار کلریدسدیم با محلول­پاشی 5/1 میلی­گرم در لیتر سلنیوم و Citronelly formate (2/25 -75/10 درصد) جزء قالب اسانس در تیمار شاهد بود. در کل چنین می­توان نتیجه­گیری نمود که تنش شوری موجب کاهش صفات رشدی و فیزیولوژیک شعمدانی عطری شد. محلول­پاشی با سلنیوم و نانوذره آهن نقش مهمی در بهبود صفات فیزیولوژیک گیاه داشت.

کلیدواژه‌ها

آنزیم؛ اسانس؛ پرولین؛ شعمدانی عطری؛ محتوای فنل کل

مراجع

1. Amaranathareddy , Lokesh U., Venkatesh B., and Sudhakar C. 2015. Pb-stress induced oxidative stress caused alterations in antioxidant efficacy in two ground nut (Arachis hypogaea L.) cultivars. Agricultural Sciences 6: 1283-1297.
2. Askary , Talebi S.M., Amini F., and Dousti Balout Bangan A. 2017. Effects of iron nanoparticles on (Mentha piperita L.) under salinity stress. Biologija 63(1): 65–75.
3. AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. Association of Official Agricultural Chemists, Washington, DC.
4. Berwal K., and Ram C. 2019. Superoxide dismutase: a stable biochemical marker for abiotic stress tolerance in higher pants. Abiotic and Biotic Stress in Plants. doi: 10.5772/intechopen.82079.
5. Charles J., Joly R.J., and Simon J.E. 1990. Effect of osmotic stress on the essential oil content and composition of peppermint. Phytochemistry 29: 2837–2840.
6. Doimo , Mackay D.C., Rintoul GB., Darcy R.B., and Fletcher R. 1999. Citronellol: geraniol ratios and temperature in geranium (Pelargonium hybrid). The Journal of Horticultural Science and Biotechnology 74(4): https://doi.org/10.1080/14620316.1999.11511147.
7. Dudareva , Picheresky E., and Gershenzon J. 2004. Biochemistry of plant volatiles. Plant Physiology 134: 1893-1902.
8. DzamicM., Sokovic M.D., Ristic M.S., Grujic S.M., Mileski K.S., and Marin P.D. 2014. Chemical composition, antifungal and antioxidant activity of Pelargonium graveolensessential oil. Journal of Applied Pharmaceutical Sciences 4(03):001–005
9. Fedina , Georgieva K., Velitchkova M., and Grigorova I. 2006. Effect of pretreatment of barley seedlings with different salts on the level of UV-B induced and UV-B absorbing compounds. Environmental and Experimental Botany 56: 225-230.
10. Ghannadi, Bagherinejad M.R., Abedi D., Jalali M., Absalan B., and Sadeghi N. 2012. Antibacterial activity and composition of essential oils from Pelargonium graveolens L. Her and Vitex agnus-castus L. Iranian Journal of Microbiology 4: 171-176. (In Persian with English abstract)
11. GiannopolitisN., and Ries S.K. 1977. Superoxide dismutase II. Purification and quantitives relationship with water soluble protein in seedling. Plant Physiology 50: 315-318.
12. HareD., Cress W.A., and Van staden J. 1999. Prolin synthesis and degradation. A model system for elucidating stress-related signal transduction. Journal of Experimental Botany 50: 413-434.
13. HassanpouraghdamB., Vojodi Mehrabani L., and TZortzakis N. 2019. Foliar application of Nano-Zinc and Iron effects physiological attributes of ROS marines officinal is and quietness NaCl salinity depression. Journal of soil science and plant Nutrition http//doi.org/1001007/s4/29-019-00111-1.
14. Hassanvand, RezaeiNejad A.H., and Fanouvakis D. 2019. Morphological and physiological components mediating the silicon-induced enhancement of geranium essential oil yield under saline conditions. Industrial Crops and Products 134: 19-25.
15. HeathL., and Packer L. 1968. Photo peroxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics 125: 189-198.
16. HernandezH., Gutierrez T.Q., Pliego G.C., Ortiz H.O., Fuentes A.D., Fuente M.C., Reyna V., and Maldonodo A.J. 2019. Impact of selenium and copper nanoparticles on yield, antioxidant system, and fruit quality of tomato plants. Plants 8: 355. doi:10.3390/plants8100355.
17. Khademi Astaneh R., Bolandnazar S., Zaare Nahandi F., and Oustan S. 2018. Effect of selenium application on phenylalanine ammonia-lyase (PAL) activity, phenol leakage and total phenolic content in garlic (Allium sativum) under NaCl stress. Information processing in Agriculture 5(3): 339-344.
18. KimH., Tsao R., Yang R., and Cui S.W. 2006. Phenolic acid profiles and antioxidant activities of wheat bran extracts and the effect of hydrolysis conditions. Food Chemistry 95: 466–473.
19. Liu, Feng Z., Zhang S., Zhang J., Xiao Q., and Wang Y. 2006. Preparation and testing of cementing nano-subnano composites of slower controlled release of fertilizers. Scientia Agricultura Sinica Journal 39: 1598-1604.
20. Luhova, Lebeda A., Hederorva D., and Pec P. 2003. Activities of oxidase, peroxidase and catalase in seedlings of Pisum sativum L. under different light conditions. Plant Soil Enviornment 49(4). 151-157.
21. Marschner 1995. Mineral nutrient of higher plants. 2nd Edition. London: Academic Press Limited, Harcourt Brace and Company Publishers.
22. MillerW., Huang J., Welkie G.W., and Pushmik J.C. 1995. Function of iron in plants with special emphasis on chloroplast and photosynthetic activity. In: Abadia J (Ed.), Iron nutrition in soil and plants. Kluwer Academic publishers. Dordecht, Pp: 19-28.
23. MozafariA., Ghdakchi asl A., and Chaderi N. 2018. Grape response to salinity stress and role of iron nanoparticle and potassium silicate to mitigate salt induced damage under in vitro conditions. Physiology and molecular Biology of Plants 24(1): 25-35.
24. Munns, and Tester M. 2008. Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology 59: 651–681.
25. NarnolisaK., Singh Jadaun J., and Singh S.P. 2019.The phytochemical composition, biological effects and biotechnological approaches to the production of high-value essential oil from Geranium. Essential Oil Research. 327-352. doi: 10.1007/978-3-030-16546-8_12.
26. Pirzad, and Barin C. 2018. Iron and Zinc interaction on leaf nutrients and essential oil of Pimpinella anisum L. Iranian Journal of Plant Physiology 8(4): 2507-2515. (In Persian with English abstract)
27. Rady, Sadak M.S., El-Bassiouny H.M.S., and Abd El-Monem A.A. 2011. Alleviation the adverse effects of salinity stress in sunflower cultivars using nicotinamide and α-tocopherol. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 5(10): 342-355.
28. RezaeiNejadV., Izadi Z., Sepahvand K., Mumivaad H., and Mousavi-fard S. 2020. Changes in total phenol and some enzymatic and non-enzymatic antioxidant activates of rose-scented geranium (Pelargonium graveolens) in response of exogenous ascorbic-acid and iron nutrition. Journal of Ornamental Plant 10(1): 27-36.
29. Sadeghi, Jamalpoor S., and Shirzadi M.H. 2014. Variability in essential oil of Teucrium polium L. of different latitudinal populations. Industrial Crops and Products 54: 130–134.
30. Said-Al Ahl H.A.H., and Mohmoud A.A. 2010. Effect of zinc and / or iron foliar application on growth and essential oil of sweet basil (Ocimum basilicum) under salt stress. Ozean Journal of Applied Sciences 3(1): 97-111.
31. Shekari, Abbasi A., and Mustafavi S.H. 2017. Effect of silicon and selenium on enzymatic changes and productivity of dill in saline condition. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences 16(4): 367-374
32. Subramanyam, Du Laing G., and Van Damme E.J.M. 2019. Sodium selenate treatment using a combination of seed priming and foliar spray alleviates salinity Stress in rice. Frontiers in Plant Science 10 doi:10.3389/fpls.2019.00116.
33. Turkan, and Demiral T. 2009. Recent developments in understanding salinity tolerance. Environmental and Experimental Botany 67: 2-9
34. Valizadeh Kamran R., Vojodi Mehrabani L., and Pessarakli M. 2017. Effects of foliar application of FeSO₄ and NaCl salinity on vegetative growth, antioxidant enzymes activity, and malondialdehyde content of Tanacetum balsamita Communications in Soil Science and Plant Analysis 48(16): 1852-1859.
35. Vojodi Mehrabani L., Hassanpouraghdam M.B., and Shamsi-Khotab T. 2018. The effects of common and nano-zinc foliar application on the alleviation of salinity stress in (Rosmarinus officinalis). Acta Scientiarum PolonorumHortorum Cultus 17(6): 65-73.
36. Vojodi Mehrabani L. 2019. The effects of methanol and ethanol foliar application under salinity stress on some physiological characteristics of (Pelargonium graveolens). Journal of Plant Physiology and Breeding 9(1): 67-79.
37. Wannoussa, Masy T., Lambert S.D., Heinrichs B., Tasseroul L., Al-Ahmad A., Weekers F., Thonar P., and Hiligsmann, S. 2015. Effect of iron nanoparticles synthesized by a Sol-Gel process on Rhodococcus erythropolis T902.1 for biphenyl degradation. Journal Water Resource Prot 7: 264–77.
38. XueL., Hartikainen H., and Piironen V. 2001. Antioxidative and growth-promoting effects of selenium on senescing lettuce. Plant and Soil 237: 55-61.