تأثیر لیزر نور قرمز و تنش کم‌آبی بر گیاه دارویی - زینتی خرگوشک

فصلنامه گیاه و زیست فناوری ایران

دوره 18، شماره 1، تیر 1402، صفحه 14-34   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

رضا نوروزی اصفهانی^{* 1}؛ شهاب خاقانی²؛ امیر عزیزی³؛ مسعود گماریان⁴؛ فروغ مرتضایی نژاد⁵

¹دکتری تخصصی، گروه معماری منظر و علوم گیاهی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

²دانشیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

³استادیار، گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه اراک، اراک، ایران

⁴استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک، اراک، ایران

⁵دانشیار، گروه باغبانی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خوراسگان (اصفهان)، اصفهان، ایران

چکیده

اخیراً پیش‌تیمار دانه‌ها با لیزر هلیوم – نئون به‌عنوان یکی از ایمن‌ترین شیوه‌های تقویت جوانه‌زنی دانه، رشد دانه و افزایش مقاومت گیاهان به تنش‌ها، علاقه جامعه علمی را به خود جلب کرده است. به علت حساس بودن فیتوکروم ها به نور قرمز، با پرتودهی نور لیزر He-Ne به بذر گیاه در طول‌موج nm 8/632، می‌توان فعالیت آنزیم‌های مرتبط با رشد و گلدهی را افزایش داد. در این مطالعه، اثر لیزر بر خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه دارویی خرگوشک (Verbascum Songaricum.) در شرایط نرمال و تحت تنش آبی بررسی گردید. ابتدا اثر لیزر هلیوم – نئون با مدت‌زمان‌های (صفر و 30 دقیقه) و تنش کم‌آبی در دو سطح آبیاری معمول و تنش کم‌آبی (آبیاری در زمان پنجاه‌درصد ظرفیت زراعی خاک) بر جوانه‌زنی بذر در یک آزمایش به‌صورت کرت های‌خردشده در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار در شرایط مزرعه تحقیقاتی دانشگاه آزاد واحد اصفهان ارزیابی شد و بهترین ارتفاع ساقه گیاه، طول ریشه، تعداد گل ساقه اصلی را در اثر متقابل لیزر و تنش کم‌آبی به ترتیب25/294 سانتی متر، 90/38 سانتی متر، 471 عدد و بیشترین مقدار سوپراکسیددیسموتاز، کاتالاز، پرولین به ترتیب 12/58، 43/0، 74/117 میلی گرم نشان داد. لیزر هلیوم – نئون با یک الگوی وابسته به مدت‌زمان تابش، جوانه‌زنی بذر، گلدهی گیاه خرگوشک و رشد بذر را در هر شرایط با تنش کم‌آبی بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها

آنتوسیانین؛ جوانه‌زنی؛ خرگوشک؛ کاتالاز

مراجع

1. احمدی، ا.، مرتضایی نژاد، ف. و ا، گلپرور. 1395. بررسی اثر تیمار نور لیزر و تیمار اسید جیبرلیک بر میزان جوانه‌زنی بذر گیاه دارویی مریم‌گلی مزرعه روی Salvia nemarosa. دومین همایش ملی کشاورزی، منابع طبیعی و محیط‌زیست با رویکرد توسعه پایدار: 8-16.
2. ابراهیمی زاده ابریشمی، ا. و م، عباسی. 1388. بهینه‌سازی اثر نور لیزر در افزایش میزان جوانه‌زنی بذر گندم. فصلنامه پژوهش‌های گیاهی، 4(1): 61-54.
3. عزیزی، م.، رضوی، ف.، خیاط، م.، لکزیان، ع. و ح، نعمتی. 1395. بررسی تاثیر سطوح مختلف آبیاری بر خصوصیات مورفولوژیکی و میزان اسانس گورال بابونه آلمانی. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 24 (39) :93-82.
4. میرشکاری، ب. و ر، صیامی. 1394. بهبود جوانه‌زنی، رشد اولیه و شاخصه‌ای دارویی بارهنگ با پیش تیمار فیزیکی بذر. مجله بوم‌شناسی گیاهان زراعی، 11(3) : 55-47.
5. حسین زاده ثابتی، ا.، نوری، ا.، خوش‌خلق، ن.، رامشینی، ح. و م، انصاری.1392. بررسی تأثیر اشعه لیزر بر صفات مرتبط باتحمل به شوری در مرحله گیاهچه ای برنج (Oryza sativa L.)، مجله تنش‌های محیطی در علوم زراعی، 5 (2): 179-161.
6. Aebi, H. 1984. Methods of Enzymatic Analysis 3. Verlag chemie Academic Press Inc. Weinheim, Germany. 273-277p.
7. Ahmed, S. Nawata, E., Hosokawa, M., Domae, Y. and T, Sakuratani. 2002. Alterations in photosynthesis and some antioxidant enzymatic activity of mungbean subjected to waterlogging. Plant Scieceو 163: 117.127.
8. Arnon, A. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23:112-121.
9. Anghel, S., Stanescu, C.S., Giosanu, D., Flenacu, M. and I, Iorga Siman. 2000. Laser effects on the growth and photosynthesis process in mustard plants (Sinapis Alba). Proceedings of the spieو 44: 667-673.
10. Asghar, T, Jamil Y, Iqbal, M. and Z, Abbas. Laser light and magnetic field stimulation effect on biochemical, enzymes activities and chlorophyll contents in soybean seeds and seedlings during early growth stages. Journal Photochem Photobiol Biology, 165: 283–90.
11. Ashrafijou, M., Sadat Noori., S, IzadiDarbandi, and S, Saghafi. 2010. Effect of salinity and radiation on proline accumulation in seeds of canola (Brassica napus L.). Plant, Soil and Environment. 56: 312-317.
12. Bayoumi, T., Eid, M. and M, Metwali. 2008. Application of physiological and biochemical indices as a screening technique for drought tolerance in wheat genotypes, African Journal of Biotechnology, 7:33-41.
13. Bibi, U., Shafique, H., Jamil, Y., Haq, Z., Mujahid, T., Ullah Khan, A., Iqbal, M., and M, Abbas. 2017. Low power continuous wave-laser seed irradiation effect on (Moringa oleifera) germination, seedling growth and biochemical attributes. Journal of Photochemistry and Photobiology, doi: 10.1016/j.jphotobiol.2017.04.001.
14. Chen, Y., Jia, J. and M, Yue. 2010. Effect of CO₂ laser radiation on physiological tolerance of wheat seedlings expose to chilling stress. Photochem Photobiology, 86:600–605.
15. Condon, A., Langridge, A., Tester, A. and T, Schnurbusch. 2008. Different mechanisms of adaptation to cyclic water stress in two south australian bread wheat cultivars. Journal of Experimental Botany, 59: 3327-3346.
16. Hernandez, A., Dominiquez, P., Cruz, O., Ivanov, R., Carballo, C. and B, Zepeda. 2010. Laser in agriculture. international-agrophysics, 24:407– 422.
17. Hernandez, A., Carballo,C., Artola, A. and A, Michtchenko. 2008. Laser irradiation effects on maize seed field performance. Seed Science. Technology, 34: 193-197.
18. Hernández-García, c., Pérez-Hernández, J., Popmintchev, T., Murnane, M., Kapteyn, A., Jaron-Becker, A, Becker, A. and L. Plaja. 2013. Zeptosecond high harmonic keV x-ray waveformsdriven by midinfrared laser pulses. Physical review letters, 11(3): 033-002.
19. Jafarzadeh, E., Omidi, H. and A, Bostani. 2014. The study of drought stress and Bio fertilizer of nitrogen on some biochemical traits of Marigold medicinal plant (Calendula officinalis L.). Iranian Journal of Biology, 27: 2. 180-193.
20. Jiang, Z., Zhang, H., Qin, R., Zou, J., Wang, J., Shi, Q. and D, Liu. 2014. Effects of lead on the morphology and structure of the nucleolus in the root tip meristematic cells of (Allium cepa L.) International Journal of Molecular Sciences, 15: 8 -13406-13423.
21. Jaleel, C.A., Gopi, R. and R, Panneerselvam. 2008. Growth and photosynthetic pigments responses of two varieties of Catharanthus roseus to triadimefon treatment, Comptes. Rendus. Biology, 331: 272–277.
22. Kumar, R., Shamet, G., Alam, N. and C, Jana .2016. Influence of growing medium and seed size on germination and seedling growth of (Pinus gerardiana) Wall. Compost Science & Utilization, 24:98–104.
23. Mssacci, A., Nabiev, S.M., Pietrosanti, L., Nematov, S., Chernikova, T., Thor, K. and J, ,Leipner. 2008. Response of photosynthetic apparatus of cotton (Gossypium hirsutum) to the onest of droughstress under field conditions studied by gas-exchange analysis and chlorophyll fluorescence imaging. Plant Physiology and Biochemistry, 46: 189-195.
24. Muthusamy,A., Kudwa, P., Prabhu, v., Mahato, k., Babu, v., Rao, R., Gopinath, R. and K, Satyamoorthy. 2012. Influence of Helium‐Neon laser irradiation on seed germination In vitro and physico‐biochemical characters in seedlings of Brinjal (Solanum melongena ). Photochemistry and Photobiology, 88: 1227-1235.
25. Norouzi Esfahani, R. and S, Khaghani. 2023. Ornamental Plants in Landscape. Islamic Azad University Press, 379p.
26. Norouzi Esfahani, R, Khaghani, S, Mortezainejad, F, Gomarian, M. and A, Azizi. 2023. Evaluation of foliar spraying of salicylic acid and water deficit stress on verbascum medicinal plant. biannual journal of plant production technology,10: 220.210.
27. Osman, Y., El-Tobgy, K. and E, El-Sherbini. 2009. Effect laser radiation treatments on growth, yield and chemical constituents of fennel and coriander plants. Journal of Applied Sciences Research, 5:244–252.
28. Perveen, R., Ali, Q., Ashraf, M., Al-Qurainy, F., Jamil, Y. and M, Ahmad. 2010. Effects of different doses of low power continuous wave He-Ne laser radiation on some seed thermodynamic and germination parameters, and potential enzymes involved in seed germination of sunflower (Helianthus annuus). Photochemistry and Photobiology, 86:5-1050-1055.
29. Podleśny, J., Stochmal, A., Podlesna, A. and L, Misiak. 2012. Effect of laser light treatment on some biochemical and physiological processes in seeds and seedlings of white lupine and faba bean. Plant Growth Regulation, 67: 227 - 233-7.
30. Rahmani, M., Habibi, A., Shirani Rad, J., Daneshian, A., Valad Abadi, M. and A, Mashhadiakbar Bojar. 2010. Effect of Super Absorbent Polymer on Performance, Antioxidant Enzymes Activity Superoxide dismutase and catalase and stability of cytoplasmic membrane in medicinal plant under water stress. Mustard as Medicinal Plant, 6: 22. 19-38.
31. Safi, Z., Saeedi, K. and M, LoriGuwini. 2015. Evaluation of Total Phenolic Compounds and Antioxidant Activity of Flower Herbarium Ecotypes of (Verbascum songaricum). Journal of Shahrekord University of Medical Sciences, 17:61-7070.
32. Sharif, F, Danish, M. and A, Ali. 2016. Salinity tolerance of earthworms and effects of salinity and vermi amendments on growth of Sorghum bicolor. Archives of Agronomy and Soil Science, 62:1169-1181.
33. Sheikhi, J. and A, Raunghi. 2012. The effect of salinity and the application of vermicompost on the concentration of nutrients and the yield of spinach (Virofili) in a calcareous soil. Science and Technology of Greenhouse Crops, 4:13- 81-92.
34. Shen, S. K., Wu, F., Yang, G, Wang, Y. H. and S, He. 2016. Seed germination and seedling emergence of (Euryodendron excelsum) HT Chang: implications for species conservation and restoration. Plant Species Biology, 3:31-233-239.
35. Summart, J., Thanonkeo, P., Panichajakul, S., Prathepha, P. and M, Manse.2010. Effect of salt stress on growth, inorganic ion and proline accumulation in Thai aromatic rice Kaho Dawk Mail. Callus Culture, 9: 2- 145- 152.
36. Tanaka, A. and R, Tanaka.2006. Chlorophyll metabolism. Biology, 9- 248-255.
37. Thatoi, P., Kerry, R., Gouda, S., Das, G., Pramanik, K. and H, Thatoi.2016. Photo-mediated green synthesis of silver and zinc oxide nanoparticles using aqueous extracts of two mangrove plant species, (Heritiera fomes) and (Sonneratia apetala) and investigation of their biomedical applications. Journal of Photochemistry and Photobiology, 163:311–8.
38. Tian, J., Jin, L., H, Li., J, Shen., B, Wang., C, Lu. and X, Zhao. 2009. Effect on isoflavone of soybean seedlings by 532 nm laser irradiation. The 25nd Annual Conference Saratov Fall Meeting, 14: 754-756.
39. Toker, C. and M, Cagirgan. 2003. Assessment of response to drought stress of chickpea (Cicer arietinum ) lines under rainfed conditions, Tr. Journal of Agriculture and Forestry, 22: 615-621.
40. Vasilevski, G.2003. Perspectives of application of biophysical methods in sustainable agriculture. Bulg. Journal Plant Physiology. 29:3-179-186.
41. Wu, J., Gao, X. and S, Zhang.2007. Effect of laser pretreatment on germination and membrane lipid peroxidation of Chinese pine seeds under drought stress. Frontiers of Physics in China, 2:3-314-317.