ارزیابی اثر پوترسین بر برخی شاخص‌های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی نهال‌های استبرق (Calotropis procera Ait) تحت شرایط خشکی

فیزیولوژی محیطی گیاهی

مقاله 1، دوره 12، شماره 45، فروردین 1396، صفحه 1-13   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

مجتبی دولت کردستانی^{* 1}؛ منصور تقوایی²؛ سعید برخوری¹

¹گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

²گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

با توجه به اهمیت درختچه استبرق در احیای مناطق خشک و بیابانی و قرار­گیری کشور ایران در مناطق کم باران و خشک تاکنون پژوهش­های کافی برای شناخت ویژگی­های مورفوفیزیولوژیک درختچه استبرق در شرایط تنش خشکی و تعیین جایگاه پوترسین در کاهش اثرات مخرب خشکی انجام نشده است. به همین منظور پژوهشی با هدف اثر پوترسین بر برخی ویژگی­های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی نهال­های استبرق در شرایط تنش خشکی، به‌صورت طرح کرت­های خرد شده در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه هرمزگان انجام شد. فاکتور اصلی شامل پنج سطح (1 (شاهد)، 3، 6، 9 و 12 روز دور آبیاری) و تیمار پوترسین به صورت محلول­پاشی برگی 3 نوبت به فاصله 20 روز یکبار در پنج سطح (0، 5/0، 1، 5/1 و 2 میلی­مولار) در پلات­های فرعی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دور آبیاری تا 12 روز سبب کاهش سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه و محتوای کلروفیل شد. همچنین افزایش دور آبیاری تا 12 روز سبب افزایش محتوای پرولین و فعالیت آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز گردید. افزایش در غلظت پوترسین به طور معنی­داری سبب افزایش سطح برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، محتوای کلروفیل، محتوای پرولین و فعالیت آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز در برگ­ها گردید. بهترین تیمار پوترسین جهت کاهش اثرات مخرب خشکی در غلظت 2 میلی مولار مشاهده شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده استفاده از پوترسین جهت استقرار این گیاه در شرایط خشکی قابل توصیه می ­باشد.

کلیدواژه‌ها

آنتی‌اکسیدان؛ پرولین؛ پلی‌آمین؛ خشکی؛ کلروفیل

مراجع

Adamipour, N., Salehi, H. and Khosh-Khui, M. (2016). Morpho-physiological alteration in common bermudagrass [Cynodon dactylon (L.) Pers.] subjected to limited irrigation and light condition. Advances in Horticultural Science. 3: 141-149.

Amini, S., Ghobadi, C. and Yamchi, A. (2015). Proline accumulation and osmotic stress: an overview of P5CS gene in plants. Journal of Plant Molecular Breeding. 3: 44-55.

Amraee Tabar, S., Ershdi, A. and Robati, T. (2016). The effect of putrescine and spermine on drought tolerance of almond and peach. Journal of Crops Improvement. 18: 203-218. (In Persian).

Arnon, D.L. (1994). Copper enzymes in isolated chloroplasts, polyphenol oxidase in (Beta vulgaris). Plant Physiology. 24: 1-15.

Banon, S., Fernandez, J.A. Franco, J.A. Torrecillas, A. Alarcon, J.J. and Sanchez-Blanco. M.J. (2004). Effects of water stress and night temperature preconditioning on water relation and anatomical change of Lotus creticus Plants. Scientia Horticulturae. 101: 333-342.

Barker, D.J., Sullivan, C.Y. and Moser, L.E. (1993). Water deficit effects on osmotic potential cell wall elasticity, and proline in five forage grasses. Agronomy Journal. 85: 270-275.

Bates, L.S., Waldern, R.P. and Teave, I.D. (1973). Rapid determination of free proline for water stress standies. Plant Soil.39: 205-107.

Beauchamp, C. and Fridovich, I. (1971). Superoxide dismutases: improved assays and an assay predictable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry. 44: 276–287.

Bouchereau, A., Aziz, A. Larher, F. and Martin-Tanguy, J. (1999). Polyamines and environmental challenges: recent development. Plant Sciences. 140: 103-125.

Bybordi, A. (2012). Study effect of salinity on some physiologic and morphologic properties of two grape cultivars. Life Science Journal. 9(4): 1092-1101.

Chance, B. and Maehly, A.C. (1995). Assay of catalase and peroxidase. In: S.P. Culowic and N.O. Kaplan (eds). Methods in enzymology Vol. 2. Academic Press. Inc. New York. U.S.A. 764-765.

Cohen, A.S., Popovic, R.B. and Zalik, S. (2004). Effects of polyamines on chlorophyll and protein content, photochemical activity, and chloroplast ultrastructure of barley leaf discs during senescence. Plant Physiology. 64: 717-720.

Dhindsa, R.S., Plumb-Dhindsa, P. and Thorpe, T.A. (1981). Leaf senescence: correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Environmental and Experimental Botany. 32: 93-101.

El-Keblawy, A. and Hassan, N. (2006). Salinity, temperature and light affects see of Haloxylon salicornium: a common plant in sandy habitats Arabian Desert. International Symposium in Drylands Ecology and Human Security, Dubi, United Arab Emirates, 15-32.

Enjavi, F., Taghvaei, M. Sadeghei, H. and Hassanli, H. (2015). Effects of superabsorbent polymer on early vigor and wate use efficiency of (Calotropis procera L.) seedlings under drought stress. Iranian Journal of Range and Desert Research. 22(2): 216-230. (In Persian)

Fageria, N.K., Baligar, V.C. and Clark, R.B. (2006). Physiology of Crop Production. Food Products Press. Binghamton, NY. 345p.

Gong, Y., Toivonen, P.M. Lau, O.L. and Wiersma, A.P. (2001). Antioxidant system level in "Braeburn" apple is related in its browning disorder. Botanical Bulletin of Academia Sinica. 42: 259-264.

Gutterman, Y. (1995). Seed germination of desert plants, adaptations of desert organisms. Springer, Berlin, 256 p.

Hajiboland, R. and Ebrahimi, N. (2011). Growth, photosynthesis and phenolics metabolism in tobacco plants under salinity and application of polyamines. Journal of Plant Biology. 8: 13-26.

Hussein, M.M., EL-Gereadly, H.M. and EL-Desuki, M. (2006). Role of putrescine in resistance to salinity of pea plants (Pisum sativum L.). Applied Science Research. 2: 598-604.

Jiang, Y. and Huang, N. (2001). Drought and heat sress injury to two cool-season turfgrasses in relation to antioxidant metabolism and lipid peroxidation. Crop Science. 41: 436-442.

Kamiab, F., Talaie, A.R. Khezri, M. and Javanshah, A. (2013). Exogenous application of free polyamines enhance salt tolerance of pistachio (Pistacia vera L.) seedlings. Plant Growth Regulators. 72: 257-268.

Kianmehr, A.S. and Mehdizadeh, R. (2014). Phylogenic Study of Proline Dehydrogenase Producing Pseudomonas putida Bacterium and Bioinformatics Analysis of Isolated Enzyme. Journal of Cellular and Molecular Researches. 27: 285-295. (In Persian)

Kusano, T., Berberich, T. Tateda, C. and Takahashi, Y. (2008). Polyamines: essential factors for growth and survival. Planta. 228: 367-381.

Liu, J.H., Kitashiba, H. Wang, J. Ban, Y. and Moriguchi, T. (2007). Polyamines and their ability to provide environmental stress tolerance to plants. Plant Biotechnology. 24: 117-126.

Lotfi, N., Vahdati, K. Kholdebarin, B. and Amiri, R. (2010). Soluble sugars and proline accumulation play a role as effective indices for drought tolerance screening in Persian walnut (Juglans regia L.) during germination. Fruits. 65: 97-112.

Mahros, K.M., Badawy, E.M. Mahgoub, M.H. and Habib, A.M. (2011). Effect of Putrescine and Uniconazole Treatments on Flower Characters and Photosynthetic Pigments of Chrysanthemum indicum L. Plant Journal of American Science. 7(3): 399-408.

Micheal, A.M. and Ojha, T.P. (1987). Principles of Agricultural Engineering. Vol. II, Jain Brothers Publisher, New Delhi, 320 p.

Nakano, Y. and Asada, K. (1981). Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant Cell Physiology. 22: 867–880.

Noohpishe, Z. and Kalantari, Kh.M. (2011). The interaction effects of spermidine application and salinity stress in pepper plants. Iranian Journal of Biology. 24(6): 848-857.

Parvin, P. and Khezri, M. (2015). Effect of foliar application of putrescine to enhance drought tolerance of Persian walnut (Juglans regia L.) seedlings. Iranian Journal of Horticultural Science. 46: 99-109. (In Persian)

Riaz, A., Younis, A. Hameed, M. and Kiran, S. (2010). Morphological and biochemical responses of turfgrasses to water deficit conditions. Pakistan Journal of Botany. 42: 3441-3448.

Saini, R.S., Sharme, K.D. Dhankhar, O.P. and Kaushik, R.A. (2001). Laboratory manual of analytical techniques in horticulture. India: Agrobios. 10: 49–50.

Smith, M.A. and Wood, E.J. (1992). Molecular and Cell Biochemistry. Biosynthesis. Chapman and Hall, Pubs. London, UK. pp. 128-134.

Zarafshar, M., Akbarinia, M. Askari, H. Hosseini, S.M. Rahaie, M. Struve, D. and Striker, G.G. (2014). Morphological, physiological and biochemical responses to soil water deficit in seedlings of three populations of wild pear tree (Pyrus boisseriana). Biotechnology, Agronomy, Society and Environment. 18: 353-366.