دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات14
تعداد شماره‌ها676
تعداد مقالات7,030
تعداد مشاهده مقاله10,463,104
تعداد دریافت فایل اصل مقاله9,605,505
فاطمی نیا, سیده فائزه, دهستانی کلاگر, علی, سیفی, اسماعیل, مهربان جوبنی, پویان, اسدی کنگرشاهی, علی. (1405). اثر القاگرها بر صفات رشدی و فتوسنتزی پایه نارنج تحت تنش غرقاب. , 33(1), 125-142. doi: 10.22069/jopp.2024.22906.3199
سیده فائزه فاطمی نیا; علی دهستانی کلاگر; اسماعیل سیفی; پویان مهربان جوبنی; علی اسدی کنگرشاهی. "اثر القاگرها بر صفات رشدی و فتوسنتزی پایه نارنج تحت تنش غرقاب". , 33, 1, 1405, 125-142. doi: 10.22069/jopp.2024.22906.3199
فاطمی نیا, سیده فائزه, دهستانی کلاگر, علی, سیفی, اسماعیل, مهربان جوبنی, پویان, اسدی کنگرشاهی, علی. (1405). 'اثر القاگرها بر صفات رشدی و فتوسنتزی پایه نارنج تحت تنش غرقاب', , 33(1), pp. 125-142. doi: 10.22069/jopp.2024.22906.3199
فاطمی نیا, سیده فائزه, دهستانی کلاگر, علی, سیفی, اسماعیل, مهربان جوبنی, پویان, اسدی کنگرشاهی, علی. اثر القاگرها بر صفات رشدی و فتوسنتزی پایه نارنج تحت تنش غرقاب. , 1405; 33(1): 125-142. doi: 10.22069/jopp.2024.22906.3199

اثر القاگرها بر صفات رشدی و فتوسنتزی پایه نارنج تحت تنش غرقاب

پژوهش‌های تولید گیاهی
مقاله 6، دوره 33، شماره 1، فروردین 1405، صفحه 125-142    اصل مقاله (783.66 K)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jopp.2024.22906.3199
نویسندگان
سیده فائزه فاطمی نیا1؛ علی دهستانی کلاگر* 2؛ اسماعیل سیفی3؛ پویان مهربان جوبنی4؛ علی اسدی کنگرشاهی5
1دانشجوی دکترا، گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،
2نویسنده مسئول، دانشیار، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
3استاد، گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
4استادیار، گروه علوم پایه، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
5دانشیار، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران ، ساری، ایران
چکیده
سابقه و هدف: تنش غرقاب یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده رشد در گیاهان است که به‌طور عمده سبب کمبود اکسیژن شده و موجب اختلال در فرآیند فیزیولوژیکی، اختلال در تنفس هوازی و در نهایت کاهش عملکرد گیاه می‌شود. با توجه به ماهیت اکسایشی تنش غرقاب که ناشی از تولید رادیکال‌های آزاد در گیاه است. در این مطالعه برای مقابله با این تنش، از برخی ترکیبات با خاصیت انتی اکسیدانی به عنوان راهکاری برای کنترل اثرات زیان‌بخش تنش استفاده شد.

مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی طراحی و در سه تکرار در سال 1400 در پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری طبرستان مازندران اجرا شد. فاکتور اول تیمار آبی در دو سطح (تنش غرقاب و ظرفیت مزرعه) و فاکتور دوم سه القاگر هر کدام در دو غلظت بود. القاگرها عبارت بودند از ملاتونین (50 و 100 میکرومولار)، گاما آمینوبوتریک اسید (گابا) (5 و 10 میلی‌مولار) و فسفیت پتاسیم (2 و 3 گرم بر لیتر) که جهت کاهش اثرات تنش غرقاب استفاده شدند. همچنین برای گیاهان شاهد از آب مقطر استفاده شد. تنش غرقاب به مدت چهار هفته بر گیاهان اعمال شد و القاگرها به‌طور هفتگی محلول‌پاشی شدند و در پایان صفات رشدی، بیوشیمیایی و فتوسنتزی نارنج بررسی شدند.

یافته‌ها: نتایج حاصل نشان داد که تنش غرقاب سبب کاهش معنی‌دار وزن تر و خشک ریشه و برگ نسبت به گیاهان شاهد شد. درحالی‌که کاربرد گابا 10 میلی‌مولار سبب افزایش وزن تر و خشک برگ و وزن تر ریشه به ترتیب 15%، 6% و 23% نسبت به گیاهان شاهد گردید. وزن خشک ریشه در هر دو غلظت گابا در ظرفیت زراعی افزایش معنی‌داری پیدا کرد و در شاهد غرقاب، نسبت به شاهد ظرفیت زراعی 47 درصد کاهش یافت. در این پژوهش، کمترین میزان قطر طوقه (98/2 میلی‌متر) در شاهد غرقاب و بیشترین قطر در تیمار فسفیت پتاسیم 2 گرم بر لیتر تحت تنش مشاهده شد. تحت تنش غرقاب، افزایش معنی‌دار اختلاف فشار بخار آب برگ در ملاتونین 100 (51/68 پاسکال بر کیلوپاسکال)، ملاتونین 50 میکرومولار (89/65 پاسکال بر کیلوپاسکال) و گابا 10 میلی‌مولار (23/64 پاسکال بر کیلوپاسکال) مشاهده شد. این افزایش همراه با کاهش معنی‌دار میزان رسانایی روزنه در این تیمارها بود. میزان جذب دی‌اکسید کربن در ظرفیت زراعی تحت تیمار فسفیت پتاسیم 3 گرم بر لیتر و گابا 10 میلی‌مولار (به ترتیب 74/3 و 88/3 میکرومول ‌دی‌اکسید کربن بر متر مربع بر ثانیه) بیشترین میزان بودند، درحالی‌که در شاهد غرقاب به پایین‌ترین میزان رسید. بالاترین کارایی مصرف آب تحت تنش غرقاب در ملاتونین 100 میکرومولار و گابا 10 میلی‌مولار (به ترتیب 37/2 و 26/2 میکرومول ‌دی‌اکسید کربن بر میلی‌مول بخار آب) و همچنین بالاترین کارایی فتوسیستم در ظرفیت زراعی در گابا 10 میلی‌مولار و ملاتونین 100 میکرومولار حاصل شد.

نتیجه‌گیری: در این پژوهش، تنش غرقاب سبب کاهش معنی‌دار زیست‌توده گیاه و از طرف دیگر القاگر گابا 10 سبب بهبود این صفات شد. به نظر می‌رسد کاربرد القاگرها توانسته است، با تغییر رفتار روزنه و بهبود ظرفیت فتوسنتزی به گیاه تحت تنش کمک کند. از طرفی بهبود کارایی مصرف آب روزنه منجر به جلوگیری از اتلاف آب شده است که می‌تواند در افزایش تحمل گیاه تحت تنش موثر باشد.
کلیدواژه‌ها
تنش اکسیداتیو؛ ظرفیت زراعی؛ فسفیت پتاسیم؛ گاما آمینوبوتریک اسید؛ ملاتونین
مراجع
  1. Food and Agriculture Organization. (2019). Statistics division (FAOSTAT). https://www.fao.org/statistics/en
  2. Yang, J., Zhang, C., Wang, Z., Sun, S., Zhan, R., Zhao, Y., & Li, M. (2019). Melatonin-mediated sugar accumulation and growth inhibition in apple plants involves down-regulation of fructokinase 2 expression and activity. Frontiers in Plant Science, 10, https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00150
  3. Arbona, V., Hossain, Z., Lopez-Climent, M., Pérez-Clemente, R. M., & Gómez-Cadenas, A. (2008). Antioxidant enzymatic activity is linked to waterlogging stress tolerance in citrus. Physiologia Plantarum, 132(4), 452–466. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2008.01046.x
  4. Bailey-Serres, J., Fukao, T., Gibbs, D. J., Holdsworth, M. J., Lee, S. C., Licausi, F., Perata, P., Voesenek, L., & van Dongen, J. T. (2012). Making sense of low oxygen sensing. Trends in Plant Science, 17(3), 129–138. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2011.12.016
  5. Hossain, Z., López-Climent, M. , Arbona, V., Pérez-Clemente, R. M., & Gómez-Cadenas, A. (2009). Modulation of the antioxidant system in citrus under waterlogging and subsequent drainage. Journal of Plant Physiology, 166(13), 1391–1404. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2009.02.018
  6. Arbona, V., & Gómez-Cadenas, A. (2008). Hormonal modulation of citrus responses to flooding. Journal of Plant Growth Regulation, 27(3), 241–250. https://doi.org/10.1007/s00344-008-9059-x
  7. Posso, D. A., Borella, J., Reissig, G. N., & Bacarin, M. A. (2018). Root flooding-induced changes in the dynamic dissipation of the photosynthetic energy of common bean plants. Acta Physiologiae Plantarum, 40(12), 21–22. https://doi.org/10.1007/s11738-018-2785-1
  8. Rodriguez-Gamir, J., Ancillo, G., Gonzalez-Mas, M., Primo-Millo, E., Iglesias, D., & Forner-Giner, M. (2011). Root signaling and modulation of stomatal closure in flooded citrus seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 49, 636–645. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2011.01.021
  9. Martínez-Alcántara, B., Jover, S., Quinones, A., Forner-Giner, M. Á., Rodríguez-Gamir, J., Legaz, F., & Iglesias, D. J. (2012). Flooding affects uptake and distribution of carbon and nitrogen in citrus seedlings. Journal of Plant Physiology, 169(12), 1150–1157. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2012.04.008
  10. Linkemer, G., Board, J. E., & Musgrave, M. (1998). Waterlogging effects on growth and yield components in late-planted soybean. Crop Science, 38(6), 1576–1584. https://doi.org/10.2135/cropsci1998.0011183X003800060034x
  11. López, A., García, J. , Escames, G., Venegas, C., Ortiz, F., & López, L. C. (2009). Melatonin protects the mitochondria from oxidative damage reducing oxygen consumption, membrane potential, and superoxide anion production. Journal of Pineal Research, 46(2), 188–198. https://doi.org/10.1111/j.1600-079X.2008.00647.x
  12. Zheng, X., Zhou, J., Tan, D., Wang, N., Wang, L., Shan, D., & Kong, J. (2017). Melatonin improves waterlogging tolerance of Malus baccata Borkh. seedlings by maintaining aerobic respiration, photosynthesis and ROS migration. Frontiers in Plant Science, 5(8), 483. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00483
  13. Shi, S. Q., Shi, Z., Jiang, Z. P., Qi, L. W., Sun, X. M., Li, C. X., Liu, J. F., Xiao, W. F., & Zhang, S. G. (2010). Effects of exogenous GABA on gene expression of Caragana intermedia roots under NaCl stress: Regulatory roles for H2O2 and ethylene production. Plant, Cell & Environment, 33(2), 149–166. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.2009.02066.x
  14. Salvatierra, A., Toro, G., Mateluna, P., Opazo, I., Ortiz, M., & Pimentel, P. (2020). Keep calm and survive: Adaptation strategies to energy crisis in fruit trees under root hypoxia. Plants, 9(9), https://doi.org/10.3390/plants9091108
  15. Gomez-Merino, F. C., & Trejo-Tellez, L. (2015). Biostimulant activity of phosphite in horticulture. Scientia Horticulturae, 196, 82–90. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.09.021
  16. Mohammadi, M. A., Cheng, Y., Aslam, M., Jakada, B. H., Wai, M. H., Ye, K., & Qin, Y. (2021). ROS and oxidative response systems in plants under biotic and abiotic stresses: Revisiting the crucial role of phosphite triggered plant defense response. Frontiers in Microbiology, 12, https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.631318
  17. Bowman, K. D., McCollum, G., & Albrecht, U. (2021). SuperSour: A new strategy for breeding superior citrus rootstocks. Frontiers in Plant Science, 12, 741009. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.741009
  18. Partiya, R., Fotouhi Ghazvini, R., Fifaei, R., & Ghasemnezhad, M. (2018). Response of different citrus genotypes to continuous flooding conditions. International Journal of Horticultural Science and Technology, 5(2), 253–263. https://doi.org/10.22059/ijhst.2018.253274.237
  19. Arbona, V., Zandalinas, S. I., Manzi, M., González-Guzmán, M., Rodriguez, P. L., & Gómez-Cadenas, A. (2017). Depletion of abscisic acid levels in roots of flooded Carrizo citrange (Poncirus trifoliata L. Raf.× Citrus sinensis L. Osb.) plants is a stress-specific response associated to the differential expression of PYR/PYL/RCAR receptors. Plant Molecular Biology, 93, 623-640.
  20. Mayer, A. M., Harel, E., & Ben-Shaul, R. (1966). Assay of catechol oxidase—a critical comparison of methods. Phytochemistry, 5, 783–789. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00)86438-X
  21. Pang, Y. X., Sharmin, N., Wu, T., & Pang, C. H. (2023). An investigation on plant cell walls during biomass pyrolysis: A histochemical perspective on engineering applications. Applied Energy, 343, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.121055
  22. Trought, M. C. T., & Drew, M. C. (1980). Development of waterlogging damage in wheat seedlings (Triticum aestivum L): I. Shoot and root growth in relation to changes in the concentrations of dissolved gases and solutes in the soil solution. Plant and Soil, 54, 77–94. https://doi.org/10.1007/BF02182001
  23. Mahmood, U., Hussain, S., Hussain, S., Ali, B., Ashraf, U., Zamir, S., Asir, S., Alzahrani, F. , & Hano, C. (2021). Morpho-physio-biochemical and molecular responses of maize hybrids to salinity and waterlogging during stress and recovery phase. Plants, 10(7), 1345. https://doi.org/10.3390/plants10071345
  24. Dat, J., Folzer, H., Parent, C., Badot, P. M., & Capelli, N. (2006). Hypoxia stress: Current understanding and perspectives. Floriculture, Ornamental and Plant Biotechnology: Advances and Topical Issues, 3, 664–674.
  25. Wu, Q. S., Zou, Y. N., & Huang, Y. M. (2013). The arbuscular mycorrhizal fungus Diversispora spurca ameliorates effects of waterlogging on growth, root system architecture and antioxidant enzyme activities of citrus seedlings. Fungal Ecology, 6(1), 37– https://doi.org/10.1016/j.funeco.2012.10.006
  26. Kage, H., Kochler, M., & Stützel, H. (2004). Root growth and dry matter partitioning of cauliflower under drought stress conditions: Measurement and simulation. European Journal of Agronomy, 20(4), 379–394. https://doi.org/10.1016/j.eja.2003.09.008
  27. Bashir, R., Riaz, H. N., Anwar, S., Parveen, N., Khalilzadeh, R., Hussain, I., & Mahmood, S. (2021). Morpho-physiological changes in carrots by foliar γ-aminobutyric acid under drought stress. Brazilian Journal of Botany, 44, 57–68. https://doi.org/10.1007/s40415-020-00676-7
  28. Pérez-Jiménez, M., & Pérez-Tornero, O. (2021). Short-term waterlogging in citrus rootstocks. Plants, 10(12), https://doi.org/10.3390/plants10122772
  29. Nikinmaa, E., Hölttä, T., Hari, P., Kolari, P., Mäkelä, A., Sevanto, S., & Vesala, T. (2013). Assimilate transport in phloem sets conditions for leaf gas exchange. Plant, Cell & Environment, 36(3), 655–669. https://doi.org/10.1111/pce.12012
  30. Wei, J., Li, D. X., Zhang, J. R., Shan, C., Rengel, Z., Song, Z. B., & Chen, Q. (2018). Phytomelatonin receptor PMTR1-mediated signaling regulates stomatal closure in Arabidopsis thaliana. Journal of Pineal Research. https://doi.org/10.1111/jpi.12514
  31. Messina, C. D., Sinclair, T. R., Hammer, G. L., Curan, D., Thompson, J., Oler, Z., Gho, C., & Cooper, M. (2015). Limited‐transpiration trait may increase maize drought tolerance in the US Corn Belt. Agronomy Journal, 107(6), 1978–1986. https://doi.org/10.2134/agronj15.0005
  32. Zhu, X., Cao, Q., Sun, L., Yang, X., Yang, W., & Zhang, H. (2018). Stomatal conductance and morphology of arbuscular mycorrhizal wheat plants response to elevated CO2 and NaCl stress. Frontiers in Plant Science, 9, 410525. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01363
  33. Shomali, A., Aliniaeifard, S., Didaran, F., Lotfi, M., Mohammadian, M., Seif, M., Strobel, W. R., Sierka, E., & Kalaji, H. M. (2021). Synergistic effects of melatonin and gamma-aminobutyric acid on protection of photosynthesis system in response to multiple abiotic stressors. Cells, 10(7), 1631. https://doi.org/10.3390/cells10071631
  34. Barickman, T. C., Simpson, C. R., & Sams, C. E. (2019). Waterlogging causes early modification in the physiological performance, carotenoids, chlorophylls, proline, and soluble sugars of cucumber plants. Plants, 8(6), https://doi.org/10.3390/plants8060160
  35. Pérez-Jiménez, M., Pérez-Tornero, O. 2021. Short-term waterlogging in citrus rootstocks. Plants. 10(12):2772. https://doi.org/10.3390/plants10122772.
  36. Joshi, R., Singla-Pareek, S. L., & Pareek, A. (2018). Engineering abiotic stress response in plants for biomass production. Journal of Biological Chemistry, 293(14), 5035–5043. https://doi.org/10.1074/jbc.R117.809723
  37. Martinez-Cuenca, M., Quinones, A., Primo-Millo, E., & Forner-Giner, M. (2015). Flooding impairs Fe uptake and distribution in citrus due to the strong down-regulation of genes involved in strategy I responses to Fe deficiency in roots. PLOS ONE, 10, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0123644
  38. Salah, A., Zhan, M., Cao, C., Han, Y., Ling, L., Liu, Z., Li, P., Ye, M., & Jiang, Y. (2019). γ-Aminobutyric acid promotes chloroplast ultrastructure, antioxidant capacity, and growth of waterlogged maize seedlings. Scientific Reports, 9, 17160. https://doi.org/10.1038/s41598-019-53517-y
  39. Hassannejad, S., & Porheidar Ghafarbi, S. (2018). Assessment of some chlorophyll a fluorescence parameters of different corn cultivars in response to clodinafop-propargyl herbicide and salicylic acid. Journal of Plant Physiology and Breeding, 8(1), 47–57.
  40. Murchie, E. H., & Lawson, T. (2013). Chlorophyll fluorescence analysis: A guide to good practice and understanding some new applications. Journal of Experimental Botany, 64(13), 3983–3998. https://doi.org/10.1093/jxb/ert208
  41. Otero, A., Goñi, C., & Syvertsen, J. P. (2015). Flooding and soil temperature affect water relations and photosynthesis of citrus rootstock leaves. Acta Horticulturae, 1065, 1399–1406. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2015.1065.170
  42. Smethurst, C. F., Garnett, T., & Shabala, S. (2005). Nutritional and chlorophyll fluorescence responses of lucerne (Medicago sativa) to waterlogging and subsequent recovery. Plant and Soil, 270, 31–45. https://doi.org/10.1007/s11104-004-1022-9
  43. Seifikalhor, M., Aliniaeifard, S., Bernard, F., Seif, M., Latifi, M., Hassani, B., Didaran, F., Bosacchi, M., Rezadoost, H., & Li, T. (2020). γ-Aminobutyric acid confers cadmium tolerance in maize plants by concerted regulation of polyamine metabolism and antioxidant defense systems. Scientific Reports, 10(1), 1–18. https://doi.org/10.1038/s41598-020-74307-0
  44. Boeckx, T., Webster, R., Winters, A. L., Webb, K. J., Gay, A., & Kingston-Smith, A. H. (2015). Polyphenol oxidase-mediated protection against oxidative stress is not associated with enhanced photosynthetic efficiency. Annals of Botany, 116(4), 529– https://doi.org/10.1093/aob/mcv111
  45. Boeckx, L., Winters, K. J., Webb, A. H., & Kingston-Smith, A. H. (2015). Polyphenol oxidase in leaves: Is there any significance to the chloroplastic localization? Journal of Experimental Botany, 12, 3571–357
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 371
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 59


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب