تأثیر کاربرد اسید سالیسیلیک و سدیم نیتروپروساید بر ویژگی‌‌های فیزیولوژیک گیاه حنا (.Lowsonia inermis L) تحت تنش خشکی

پژوهشهای زراعی ایران

مقاله 2، دوره 23، شماره 1 - شماره پیاپی 77، فروردین 1404، صفحه 19-30   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jcesc.2024.87158.1312

نویسندگان

فرامرز چمنی؛ حسن فرح بخش^* ؛ مهدی ناصر علوی؛ امین پسندی پور

گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

جهت ارزیابی تأثیرپذیری برخی از صفات فیزیولوژیک و عملکرد گیاه دارویی حنا از محلول‌پاشی با اسید سالیسیلیک و سدیم نیتروپروساید تحت شرایط تنش آزمایشی به‌صورت کرت‌های خرد‌شده بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در شهرستان قلعه گنج استان کرمان در سال زراعی 1400 اجرا گردید. در این آزمایش، عامل اصلی شامل سه سطح آبیاری (50 درصد، 75 درصد و 95 درصد از ظرفیت زراعی) و عامل فرعی شامل محلول‌پاشی تنظیم‌کننده رشد (شاهد، اسید سالیسیلیک، سدیم نیتروپروساید، و ترکیب اسید سالیسیلیک و سدیم نیتروپروساید) بود. در این آزمایش، صفاتی از قبیل ارتفاع بوته، شاخص سطح برگ، محتوای پرولین، محتوای پروتئین، غلظت مالون دی‌آلدئید، فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز، فعالیت آنزیم کاتالاز، فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز، و در نهایت، عملکرد برگ گیاه حنا ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که تنش خشکی باعث کاهش صفاتی مانند ارتفاع بوته (37.04 درصد) و شاخص سطح برگ (50.14 درصد) گیاه حنا ‌شد. همچنین، تنش خشکی سبب افزایش صفاتی نظیر غلظت مالون دی‌آلدئید (45.94 درصد)، فعالیت آنزیم کاتالاز (57.14 درصد) و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (57.14 درصد) گردید. استفاده از ترکیب اسید سالیسیلیک و سدیم نیتروپروساید منجر به افزایش صفاتی نظیر شاخص سطح برگ (13.44 درصد)، فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز (13.63 درصد)، فعالیت آنزیم کاتالاز (18.75 درصد)، و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (25 درصد) شد. بیشترین عملکرد برگ در تیمار محلول‌پاشی ترکیب اسید سالیسیلیک و سدیم نیتروپروساید به‌میزان 2984.44 کیلوگرم در هکتار به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها

پرولین؛ سیستم دفاع آنتی‌‌اکسیدانی؛ شاخص سطح برگ؛ مالون دی‌آلدئید

مراجع

Ahmad, P., Latef, A. A. A., Hashem, A., Abd Allah, E. F., Gucel, S., & Tran, L. S. P. (2016). Nitric oxide mitigates salt stress by regulating levels of osmolytes and antioxidant enzymes in chickpea. Frontiers in Plant Science, 7(347), 1-11. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00347

Ahmed, A. F., Yu, H., Yang, X., & Jiang, W. (2014). Deficit irrigation affects growth, yield, vitamin C content, and irrigation water use efficiency of hot pepper grown in soilless culture. HortScience, 49(6), 722-728. https://doi.org/10.21273/hortsci.49.6.722

Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39(1), 205-207. https://doi.org/10.1007/BF00018060

Bhuyan, M. H. M. B., Hasanuzzaman, M., Parvin, K., Mohsin, S. M., Al Mahmud, J., Nahar, K., & Fujita, M. (2020). Nitric oxide and hydrogen sulfide: two intimate collaborators regulating plant defense against abiotic stress. Plant Growth Regulation, 90(3), 409-424. https://doi.org/10.1007/s10725-020-00594-4

Breda, N. J. J. (2003). Ground-based measurements of leaf area index: A review of methods, instruments and current controversies. Journal of Experimental Botany, 54, 2403-2417.

Caverzan, A., Casassola, A., & Patussi Brammer, S. (2016). Reactive oxygen species and antioxidant enzymes involved in plant tolerance to stress. Abiotic and Biotic Stress in Plants - Recent Advances and Future Perspectives, 20(5), 463-480. https://doi.org/10.5772/61368

Dhindsa, R. S., Plumb-dhindsa, P., & Thorpe, T. A. (1981). Leaf senescence: Correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany, 32(1), 93-101. https://doi.org/10.1093/jxb/32.1.93

Dokhanieh, A. Y., Aghdam, M. S., Fard, J. R., & Hassanpour, H. (2013). Postharvest salicylic acid treatment enhances antioxidant potential of cornelian cherry fruit. Scientia Horticulturae, 154, 31-36. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2013.01.025

Esim, N., Atici, O., & Mutlu, S. (2014). Effects of exogenous nitric oxide in wheat seedlings under chilling stress. Toxicology and Industrial Health, 30(3), 268-274. https://doi.org/10.1177/0748233712457444

Farahbakhsh, H., & Pasandi Pour, A. (2018). Physiological response of henna, medicinal-industrial plant, to application of salicylic acid under drought stress. Plant Process and Function, 6(19), 233-246. (in Persian with English abstract).

Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D., & Basra, S. M. A. (2009). Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development, 29(1), 185-212. https://doi.org/10.1051/agro:2008021

Farouk, S., & Al-Huqail, A. A. (2020). Sodium nitroprusside application regulates antioxidant capacity, improves phytopharmaceutical production and essential oil yield of marjoram herb under drought. Industrial Crops and Products, 158, 1-11. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.113034

Fayez, K. A., & Bazaid, S. A. (2014). Improving drought and salinity tolerance in barley by application of salicylic acid and potassium nitrate. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 13(1), 45-55. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2013.01.001

Hossain, Z., Nouri, M. Z., & Komatsu, S. (2012). Plant cell organelle proteomics in response to abiotic stress. Journal of Proteome Research, 11(1), 37-48. https://doi.org/10.1021/pr200863r

Hosseini, M. S., Samsampour, D., Ebrahimi, M., Abadía, J., & Khanahmadi, M. (2018). Effect of drought stress on growth parameters, osmolyte contents, antioxidant enzymes and glycyrrhizin synthesis in licorice (Glycyrrhiza glabra L.) grown in the field. Phytochemistry, 156, 124-134. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2018.08.018

Jabeen, Z., Fayyaz, H. A., Irshad, F., Hussain, N., Hassan, M. N., Li, J., Rehman, S., Haider, W., Yasmin, H., Mumtaz, S., Bukhari, S. A. H., Khalofah, A., Al-Qthanin, R. N., & Alsubeie, M. S. (2021). Sodium nitroprusside application improves morphological and physiological attributes of soybean (Glycine max L.) under salinity stress. Plos One, 16(4), 1-15. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0248207

Khalvandi, M., Siosemardeh, A., Roohi, E., & Keramati, S. (2021). Salicylic acid alleviated the effect of drought stress on photosynthetic characteristics and leaf protein pattern in winter wheat. Heliyon, 7(1), 1-11. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e05908

Khazaei, Z., & Estaji, A. (2020). Effect of foliar application of ascorbic acid on sweet pepper (Capsicum annuum) plants under drought stress. Acta Physiologiae Plantarum, 42(118), 1-12. https://doi.org/10.1007/s11738-020-03106-z

Klessig, D. F., Choi, H. W., & Dempsey, D. A. (2018). Systemic acquired resistance and salicylic acid: Past, present, and future. Molecular Plant-Microbe Interactions, 31(9), 871-888. https://doi.org/10.1094/MPMI-03-18-0067-CR

Kováčik, J., & Klejdus, B. (2012). Tissue and method specificities of phenylalanine ammonia-lyase assay. Journal of Plant Physiology, 169(13), 1317-1320. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2012.04.008

Kreuser, B. (2015). Effective use of plant growth regulators on golf putting greens. Green Section Record, 53(7), 1-10.

Kukreja, S., Nandwal, A. S., Kumar, N., Sharma, S. K., Sharma, S. K., Unvi, V., & Sharma, P. K. (2005). Plant water status, H₂O₂ scavenging enzymes, ethylene evolution and membrane integrity of Cicer arietinum roots as affected by salinity. Biologia Plantarum, 49(2), 305-308. https://doi.org/10.1007/s10535-005-5308-4

Liu, X., Chen, J., Wang, G. H., Wang, W. H., Shen, Z. J., Luo, M. R., Gao, G. F., Simon, M., Ghoto, K., & Zheng, H. L. (2016). Hydrogen sulfide alleviates zinc toxicity by reducing zinc uptake and regulating genes expression of antioxidative enzymes and metallothioneins in roots of the cadmium/zinc hyperaccumulator Solanum nigrum L. Plant and Soil, 400(2), 177-192. https://doi.org/10.1007/s11104-015-2719-7

Martín-Mex, R., Villanueva-Couoh, E., Herrera-Campos, T., & Larqué-Saavedra, A. (2005). Positive effect of salicylates on the flowering of African violet. Scientia Horticulturae, 103(4), 499-502. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2004.06.020

Mohasseli, V., & Sadeghi, S. (2019). Exogenously applied sodium nitroprusside improves physiological attributes and essential oil yield of two drought susceptible and resistant specie of Thymus under reduced irrigation. Industrial Crops and Products, 130, 130-136. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.12.058

Munsif, F., Shah, T., Arif, M., Jehangir, M., Afridi, M. Z., Ahmad, I., Jan, B. L., & Alansi, S. (2022). Combined effect of salicylic acid and potassium mitigates drought stress through the modulation of physio-biochemical attributes and key antioxidants in wheat. Saudi Journal of Biological Sciences, 29(6), 1-15. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2022.103294

Nakano, Y., & Asada, K. (1981). Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and Cell Physiology, 22(5), 867-880. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a076232

Pirasteh-Anosheh, H., & Emam, Y. (2018). Modulation of oxidative damage due to salt stress using salicylic acid in Hordeum vulgare. Archives of Agronomy and Soil Science, 64(9), 1268-1277. https://doi.org/10.1080/03650340.2018.1423556

Rady, M. M., Belal, H. E. E., Gadallah, F. M., & Semida, W. M. (2020). Selenium application in two methods promotes drought tolerance in Solanum lycopersicum plant by inducing the antioxidant defense system. Scientia Horticulturae, 266(10), 1-18. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109290

Rezayian, M., Ebrahimzadeh, H., & Niknam, V. (2020). Nitric oxide stimulates antioxidant system and osmotic adjustment in soybean under drought stress. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 20(3), 1122-1132. https://doi.org/10.1007/s42729-020-00198-x

Rouhani, L., Zamani, M. J., & Fotovat, R. (2015).Variation in stomatal size and density of barley genotypes under drought stress and normal conditions. Plant Research Journal (Iranian Biology Journal), 28(5), 986-993. (in Persian with English abstract).

Salarpour, F., & Farahbakhsh, H. (2016). Effects of salicylic acid on some physiological traits, yield and yield components of fennel (Foeniculum vulgare Mill.) under drought stress. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 32(2), 216-230. (in Persian with English abstract).

Singh, D. K., Luqman, S., & Mathur, A. K. (2015). Lawsonia inermis L. - A commercially important primaeval dying and medicinal plant with diverse pharmacological activity: A review. Industrial Crops and Products, 65, 269-286. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.11.025

Tadashi, H., & Theodore, C. H. (1999). Some characteristics of reduced leaf photosynthesis at midday in maize growing in the field. Field Crops Research, 62, 53–62.

Valentovič, P., Luxová, M., Kolarovič, L., & Gašparíková, O. (2006). Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and water relations in two maize cultivars. Plant, Soil and Environment, 52(4), 186-191. https://doi.org/10.17221/3364-pse

Wang, Y. Y., Wang, Y., Li, G. Z., & Hao, L. (2019). Salicylic acid-altering arabidopsis plant response to cadmium exposure: Underlying mechanisms affecting antioxidation and photosynthesis-related processes. Ecotoxicology and Environmental Safety, 169, 645-653. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2018.11.062

Yang, X., Lu, M., Wang, Y., Wang, Y., Liu, Z., & Chen, S. (2021). Response mechanism of plants to drought stress. Horticulturae, 7(3), 1-36. https://doi.org/10.3390/horticulturae7030050