electrolyte leakage
در نشریات گروه زیست شناسی-
In the past decade, there has been a surge in interest regarding the cultivation of medicinal plants. Controlled environment farming methods, particularly soilless techniques, have emerged as effective alternatives to enhance production and water efficiency sustainably. This study aims to assess the morpho-physiological and biochemical characteristics and antioxidant capacity of lemongrass cultivated in soilless conditions in comparison to traditional soil-based cultivation, as well as comparisons of various harvesting times (two harvests). Results revealed notable distinctions in various parameters between the two cultivation methods and harvest times. Chlorophyll a, b, carotenoid, relative water content (RWC), plant height, leaf number, as well as fresh and dry weights exhibited higher values in soilless-grown plants, particularly during the second harvest. The biomass or dry matter generated in soilless cultivation exhibited a 25% increase during the initial harvest and a 27% augmentation in the second harvest in comparison to soil-based cultivation. Conversely, soil-grown plants displayed elevated levels of phenols, flavonoids, antioxidant activity, ion leakage and proline, especially during the second harvest compared to the first harvest, increased (25%, 26%, 12%, and 32%) respectively and the total chlorophyll in soilless cultivation compared to soil cultivation in the first and second harvest was observed to increase by 1.01 and 1.05 times, respectively. The highest content of essential oil (3.03%) was observed in soil cultivation and first harvest. This study contributes valuable insights into the optimization of lemongrass cultivation and time harvesting, emphasizing the advantages of soilless techniques in enhancing key morpho-physiological attributes and antioxidant potential.
Keywords: DPPH, Electrolyte Leakage, Flavonoid, Poaceae, Phenol -
شوری خاک اغلب مانع از بهره وری گیاهان در محیط های طبیعی و کشاورزی می شود. همزیستی قارچ مایکوریزا آربسکولار به عنوان یک کود بیولوژیک می تواند باعث تحمل به شوری گیاهان گردد. این مطالعه به منظور بررسی تاثیر تلقیح قارچ مایکوریزا بر کاهش اثرات نامطلوب تنش شوری در بنفشه ایرانی اجرا گردید. ارزیابی اثر متقابل همزیستی قارچ مایکوریزا در سه سطح (بدون همزیستی، Glomus mosseae و Glomus intraradices) و تیمار تنش شوری در چهار سطح (شاهد، 50، 100 و 200 میلی مولار) بر پاسخ های رشدی و فیزیولوژیکی بنفشه ایرانی به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. در مقایسه با گیاهان غیرمایکوریزایی، گیاهان مایکوریزایی در حضور سطوح مختلف شوری دارای زیست توده اندام هوایی و ریشه، کاروتنوئید و کلونیزاسیون بالاتری بودند. بیشترین میزان کلروفیل کل (70/1 میلی گرم بر گرم وزن تر)، فعالیت آنتی اکسیدانی (56/66 میلی گرم در گرم وزن تر)، فلاونوئید (05/244 میلی گرم بر گرم وزن تر)، فنل (46/28 میلی گرم بر گرم وزن تر) و آنزیم آسکوربات پراکسیداز (16/103 واحد) از تیمار تلقیح شده با قارچ گونه G. mosseae در غلظت شوری 200 میلی مولار حاصل شد. کمترین میزان نشت یونی در تیمار با قارچ گونه . mosseae .Gدر شرایط بدون شوری (04/18 درصد) بدست آمد. نتایج پژوهش نشان داد تلقیح گیاهان میزبان با قارچ های میکوریزا به ویژه گونه G. mosseae بر رشد و فیزیولوژی گیاه تاثیر گذار بود و اثر مثبت تلقیح گیاهان با قارچ، در شرایط تنش شوری گیاهان قابل توجه بود.
کلید واژگان: آنتی اکسیدان، رنگیزه های فتوسنتزی، نشت الکترولیت، همزیستیSoil salinity often hinders the productivity of plants in natural and agricultural environments. The symbiosis of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) as a biological fertilizer can increase the salinity tolerance of plants. This study was conducted in order to investigate the effect of inoculation with mycorrhizal fungi on reducing the adverse effects of salinity stress in Iranian violets. Evaluation of the interaction effect of AMF symbiosis at three levels (without symbiosis, Glomus mosseae and Glomus intraradices) and salinity stress treatment at four levels (control, 50, 100 and 200 mM) on the growth and physiological responses of Iranian violets as a factorial layout based on a complete randomized design with three repetitions were performed. Inoculation plants had higher shoot and root biomass, carotenoid and colonization in the presence of different salinity levels. The highest amounts of total chlorophyll (1.70 mg/g fresh weight), antioxidant activity (66.56 mg/g fresh weight), flavonoid (244.05 mg/g fresh weight), phenol (28.46 mg/g of fresh weight), and ascorbate peroxidase activity (103.16 units) were observed in the treatment inoculated with G. mosseae fungus at 200 mM salinity concentration. The lowest amount of electrolyte leakage was obtained in the treatment with G. mosseae fungus in the condition without salt (18.04%). The results of the research showed that the inoculation of host plants with mycorrhizal fungi, especially G. mosseae species, had an effect on plant growth and physiology, and the positive effect of inoculating plants with fungi was significant in the conditions of plant salinity stress.
Keywords: Antioxidants, Electrolyte Leakage, Inoculation, Photosynthetic Pigments -
مس به عنوان یک عنصر ریزمغذی برای سنتز آنزیم ها و پروتئین ها ضروری می باشد. اما، غلظت های بالا و سمی مس می تواند مسیرهای فتوسنتزی و متابولیکی را در گیاهان مهار کند و در نهایت منجر به کاهش زیست توده و تاخیر در گلدهی و میوه دهی شود. سدیم نیتروپروساید، یک ترکیب رهاکننده نیتریک اکسید است که نقش مهمی در رشد و نمو گیاهی از شروع جوانه زنی تا پیری اندام ها، انتقال پیام، تنظیم سیستم های دفاعی آنتی اکسیدانی و کاهش سمیت ناشی از فلزات سنگین دارد. در پژوهش حاضر، تاثیر توام غلظت های مختلف سولفات مس (600 و1200 میکرومولار) و سدیم نیتروپروساید (150 میکرومولار) درکشت هیدروپونیک بر برخی از فعالیت های فیزیولوژیکی و نیز مورفولوژی گیاه بامیه رقم کلمسون مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش ها در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار در هر تیمار انجام پذیرفت. براساس نتایج حاصل از این پژوهش غلظت بالای مس موجب کاهش محتوای رنگیزه فتوسنتزی، عناصر غذایی ضروری، پارامترهای رشد و افزایش میزان مالون دی آلدئید، پراکسید هیدروژن، نشت یونی، محتوای پروتئین، پرولین، قندهای محلول، فعالیت آنزیم های پاداکساینده و محتوای مس در ریشه و برگ گیاه بامیه در مقایسه با گیاه شاهد شد. در مقابل، محلول پاشی سدیم نیتروپروساید باعث افزایش کلروفیل کل، جذب عناصر ضروری شامل منیزیم، آهن، روی و فعالیت آنزیم های پاداکساینده و کاهش غلطت مس، محتوای مالون دی آلدئید، پراکسید هیدروژن و نشت یونی در گیاه شد. با توجه به نتایج حاصل، کاربرد سدیم نیتروپروساید توانست اثرات منفی ناشی از تنش سولفات مس را به طور معنی داری تعدیل نماید و تحمل گیاه بامیه را در شرایط تنش مس افزایش دهد.
کلید واژگان: آنزیم های پاداکساینده، تنش اکسیداتیو، سدیم نیتروپروساید، نشت یونیCopper, as a micronutrient, is essential for the synthesis of enzymes and proteins. However, excessive copper concentrations can be highly toxic and inhibit the photosynthetic and metabolic pathways in plants, ultimately leading to reduced biomass, delayed flowering and fruiting. Sodium nitroprusside (SNP) (as a nitric oxide donor compound) plays a significant role in plant growth and development, from germination to organ senescence, signal transduction, regulation of antioxidant defense systems, and reduction of heavy metal toxicity. In the present study, the combined effects of two levels of copper sulfate (600 and 1200 µM) and sodium nitroprusside (150 µM) were investigated on some physiological and morphological activities of okra (Abelmoschus esculentus L. cv. Clemsonspineless) is grown hydroponically. The experiments were conducted in a complete randomized design with three replications. Based on our results, the high copper concentration resulted in a reduction in chlorophyll content, essential nutrients, growth parameters and an increase in malondialdehyde, hydrogen peroxide, electrolyte leakage, total protein, proline, soluble sugars, peroxidase enzyme activity and copper content in both the roots and leaves of okra compared to the control plants. Conversely, SNP foliar spray led to an increase in total chlorophyll, uptake of essential elements, peroxidase enzyme activity and a decrease in copper concentration, malondialdehyde and hydrogen peroxide content, as well as ion leakage in okra plants. Therefore, it seems that the application of SNP was able to mitigate the negative effects of copper sulfate stress significantly and enhance the tolerance of okra plants to copper stress conditions.
Keywords: Oxidative Stress, Antioxidant Enzymes, Sodium Nitroprusside, Electrolyte Leakage -
به منظور ارزیابی تحمل لاین های جمعیت Oregon Wolfe Barley جو نسبت به شوری و تاثیر همزیستی با قارچ میکوریز آربسکولار بر آن، پژوهشی بر روی 12 لاین، در گلخانه دانشگاه زنجان اجرا شد. همزیستی در دو سطح (تلقیح یا عدم تلقیح با Funneliformis mosseae) و تنش شوری در دو سطح (NaCl صفر و 150 میلی مولار) اعمال شد. وزن تر اندام هوایی، محتوای نسبی آب برگ، غلظت Na+ و K+ اندام های هوایی اندازه گیری شده و بیان دو ژن ترانسپورتر مهم HvNHX2 و HvHKT1;5 در ریشه گیاهان مورد بررسی قرار گرفت. بر اثر شوری، وزن تر اندام هوایی و محتوای نسبی آب برگ کاهش و نسبت Na+/K+ افزایش داشتند. همچنین، صفات مطالعه شده به شکل معنی داری تحت تاثیر همزیستی قرار گرفتند. آنالیز بیان ژن نشان داد تاثیر شوری و همزیستی بر بیان ژن HvNHX2 در لاین ها مشابه نیست. ژن HvHKT1;5 نیز بر اثر شوری افزایش بیان داشت که میزان افزایش در لاین ها متفاوت بود؛ همچنین در تیمار شوری، میزان این افزایش در گیاهان تلقیح شده با میکوریز کمتر از گیاهان تلقیح نشده بود. در مجموع، نتایج نشان داد بین لاین های مطالعه شده از نظر توانایی تنظیم تعادل یونیNa+-K+ تفاوت وجود داشت. همزیستی با قارچ میکوریز با وجود کاهش نسبت Na+/K+ نمی تواند تاثیر شوری بر لاین های جو را جبران کند که این امر می تواند ناشی از شدت تنش شوری اعمال شده، مکانیسم های تحمل شوری لاین ها و یا گونه قارچ باشد. علاوه براین، ارتباط بین بیان ژن HvHKT1;5 و نسبت Na+/K+ می تواند نشان دهنده نقش این ژن در کاهش انتقال Na+ به برگ ها و کمک به حفظ تعادل یونی اندام های هوایی گیاه جو باشد.
کلید واژگان: قارچ میکوریز آربسکولار، محتوای نسبی آب برگ، نسبت Na+، K+، وزن تر اندام هواییCopper, as a micronutrient, is essential for the synthesis of enzymes and proteins. However, excessive copper concentrations can be highly toxic and inhibit the photosynthetic and metabolic pathways in plants, ultimately leading to reduced biomass, delayed flowering and fruiting. Sodium nitroprusside (SNP) (as a nitric oxide donor compound) plays a significant role in plant growth and development, from germination to organ senescence, signal transduction, regulation of antioxidant defense systems, and reduction of heavy metal toxicity. In the present study, the combined effects of two levels of copper sulfate (600 and 1200 µM) and sodium nitroprusside (150 µM) were investigated on some physiological and morphological activities of okra (Abelmoschus esculentus L. cv. Clemsonspineless) is grown hydroponically. The experiments were conducted in a complete randomized design with three replications. Based on our results, the high copper concentration resulted in a reduction in chlorophyll content, essential nutrients, growth parameters and an increase in malondialdehyde, hydrogen peroxide, electrolyte leakage, total protein, proline, soluble sugars, peroxidase enzyme activity and copper content in both the roots and leaves of okra compared to the control plants. Conversely, SNP foliar spray led to an increase in total chlorophyll, uptake of essential elements, peroxidase enzyme activity and a decrease in copper concentration, malondialdehyde and hydrogen peroxide content, as well as ion leakage in okra plants. Therefore, it seems that the application of SNP was able to mitigate the negative effects of copper sulfate stress significantly and enhance the tolerance of okra plants to copper stress conditions.
Keywords: Oxidative Stress, Antioxidant Enzymes, Sodium Nitroprusside, Electrolyte Leakage -
مقدمهتنش شوری یکی از مهم ترین تنش ها در مناطق خشک محسوب می شود و بر 20 درصد از زمین های قابل کشت در سراسر جهان تاثیر می گذارد و به دلیل تغییر اقلیم و فعالیت های انسانی به طور مداوم در حال افزایش است.روش هاجهت بررسی اثر تنش شوری بر بعضی صفات فیزیولوژیکی ارقام مختلف گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار درگلخانه دانشگاه پیام نور مرکز سبزوار انجام شد. در این آزمایش 15 رقم گندم در سه سطح شوری (0، 5 و 10 دسی زیمنس بر متر) مقایسه شد. وزن خشک ریشه و ساقه، محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیت، کلروفیلa،b و کل، میزان قند های محلول و اسید آمینه پرولین در ارقام مختلف اندازه گیری شد.نتایجنتایج نشان داد افزایش شوری موجب کاهش وزن خشک ریشه و ساقه و کاهش غلظت کلروفیل شد. در شرایط تنش شوری کمترین مقدار محتوی نسبی آب برگ متعلق به رقم گاسگوژن با70/15درصد بود و بیشترین مقدار آن به رقم بم با میانگین 34/62 درصد اختصاص داشت. ارقام میهن و بم بیشترین میزان کلروفیل aو bرا داشتند. بیشترین میزان محتوای نسبی آب، اسید آمینه پرولین و قند های محلول در ارقام پیشتاز، بم و میهن مشاهده شد. نتایج تجزیه کلاستر نشان داد که ارقام میهن و بم بیشترین و ارقام روشن، گاسگوژن، بهار و چمران کمترین تحمل به تنش شوری، را داشتند.کلید واژگان: اسید آمینه، قند محلول، نشت الکترولیت، وزن خشک ساقه، هدایت الکتریکیIntroductionSalinity stress is considered one of the most important stresses in arid regions and affects 20% of arable land around the world and is continuously increasing due to climate change and human activities. Frequent and continuous droughts in Iran and drought stress and subsequent water and soil salinity make the production of more crops in arid and semi-arid regions face increasing restrictions and this causes a decrease in quantitative and qualitative yield of plants in these areas have been.MethodsTo investigate the effect of salinity stress on some physiological traits of different wheat cultivars, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in greenhouse of Payame Noor University of Sabzevar. In this experiment, 15 wheat cultivars were compared at three levels of salinity (0, 5 and 10 dSm). Root and stem dry weight, leaf relative water content, electrolyte leakage, chlorophyll a, b and total, soluble sugars and amino proline content were measured in different cultivars.ResultsThe results showed that salinity increased the dry weight of root and stem and decreased the chlorophyll concentration. In salt stress condition, the lowest amount of leaf relative water belonged to Gasgozien cultivar with 15.61% and the highest amount was Bam with 62.34%The Mihan and Bam cultivars had the highest levels of chlorophyll a and b. The highest content of relative water content, proline amino acid and soluble sugars was observed in Pishtaz, Bam and Mihan cultivars.Keywords: Amino Acid, Soluble Sugar, Electrolyte Leakage, Stem Dry Weight, Electrical Conductivity
-
به منظور ارزیابی تلقیح قارچ مایکوریزا و باکتری های محرک رشد (جنس سودوموناس) بر میزان تحمل گاوزبان اروپایی
(Borago officinalis L.) به سمیت کادمیوم آزمایشی در گلخانه پژوهشی دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج در سال 1399 به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و 16 تیمار به اجرا در آمد. عامل اول شامل کاربرد کود زیستی در چهار سطح (شاهد، کاربرد قارچ مایکوریزا، کاربرد باکتری محرک رشد و کاربرد توام قارچ و باکتری) و سطوح مختلف غلظت کادمیوم در چهار سطح (صفر، 25، 50 و 75 میلی گرم کادمیوم در هر کیلوگرم خاک) بود. صفات مورد بررسی شامل درصد کلونیزاسیون ریشه، محتوای کادمیوم گیاه، برخی خصوصیات فیزیولوژیک و وزن خشک اندام هوایی گاوزبان اروپایی بود. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کادمیوم نشت الکترولیت، محتوای پرولین و محتوای کادمیوم در اندام هوایی افزایش یافت. استفاده از قارچ مایکوریزا و باکتری نسبت به عدم کاربردشان مثبت ارزیابی شد، به طوری که در هر چهار سطح کادمیوم در صفات مورد بررسی، بیشترین میزان پرولین، کلروفیل و محتوای نسبی آب و همچنین کمترین نشت الکترولیت و غلظت کادمیوم اندام هوایی، از تیمار تلفیقی این دو کود زیستی به دست آمد. کاربرد کود زیستی سبب افزایش وزن خشک قسمت های هوایی گیاهان تلقیح شده نسبت به شاهد شد. نتایج نشان داد که در شرایط وجود 25 و 50 میلی گرم کادمیوم بر کیلوگرم در خاک کاربرد تلفیقی کودهای زیستی موجب کاهش 21 و 17 درصدی انتقال کادمیوم از ریشه به اندام هوایی گاوزبان شد. لذا استفاده از کودهای زیستی در مناطق آلوده به کادمیوم توصیه می شود.کلید واژگان: پرولین، فلزات سنگین، کود زیستی، گیاه دارویی، نشت الکترولیتIn order to evaluate the inoculation of mycorrhizal and growth-promoting bacteria (Pseudomonas genus) on the tolerance of European borage to cadmium toxicity, a factorial experiment was performed in the form of a completely randomized design with 3 replications in the research greenhouse of the Agriculture Faculty of Yasouj University in 2019. The experimental factors include the application of biological fertilizer at 4 levels (control, application of mycorrhiza, application of growth-stimulating bacteria and combined application of mycorrhiza and bacteria) and 4 levels of cadmium concentration (0, 25, 50 and 75 mg cadmium per kg soil). The investigated traits were included root colonization percentage, plant cadmium content, some physiological characteristics and shoot dry weight of European borage. The results showed that with the increase in cadmium concentration, electrolyte leakage, proline content and cadmium content of aerial organs increased. The use of mycorrhiza and bacteria was evaluated positively compared to their non-use, so that in all four levels of cadmium, the highest proline, chlorophyll and relative water content, as well as the lowest electrolyte leakage and shoot cadmium concentration, were obtained from the combined two biofertilizers. Application of biofertilizer increased the dry weight of the aerial parts of inoculated plants compared to the control. The results showed that in the presence of 25 and 50 mg/kg of cadmium, the combined application of bio-fertilizers reduced 21% and 17% of cadmium transfer from roots to shoots of borage. Therefore, it is recommended to use biological fertilizers in areas contaminated with cadmium.
Keywords: Bio-Fertilizer, Electrolyte Leakage, Heavy Metal, Medicinal Plant, Proline -
Abiotic stress from drought inhibits plant growth and decreases yields. Salicylic acid (SA) is classified as a compound that effectively reduces crop susceptibility and environmental stress by mitigating the harmful effects of many stressors. Numerous levels of SA protect several plant species from environmental stresses by initiating different processes involved in the stress tolerance mechanism. Fruit productivity and quality under dry stress conditions were examined by evaluating the effects of the application mode and various concentrations of SA. The split factorial experiment based on a completely randomized block design with four replicates in the Jiroft University Research Greenhouse was carried out. In this study, drought stress is the main factor at three levels (control, moderate and severe stress). Factorial treatment included interaction at two levels of (SA application method as foliar spray and soil drench) and (SA concentration include control, 1 and 1.5 mM SA). The results showed that relative water content (RWC), electrolyte leakage, titratable acidity (TA), average fruit weight, fruit yield, and the number of fruits per plant were affected by the interaction of drought stress, SA concentration and consumption method. Strawberry fruit production per plant was highest with 315.20 g from non-stress treatment with 1.5 mMof SA. Under severe drought stress, the maximum fruit production per plant of 201.80 g with 1.5 mM of SA was obtained, which increased the strawberry fruit productivity with an ascending concentration of SA. In strawberry plants, drought stress manifests in elevated levels of antioxidant enzyme activities, including catalase (CAT) and peroxidase (POD) in the leaves. Interestingly, moderate and high drought stress led to improvements in certain fruit quality indices such as vitamin C content, compared to those not subjected to stress. Another significant finding was that the application of SA increased the activities of CAT and POD enzymes, while also elevating the concentrations of chlorophyll and proline considerably. Finally, it is recommended to use 1.5 mM of SA as a foliar spray under drought stress conditions on greenhouse strawberries.
Keywords: Electrolyte leakage, Foliar spray, Fruit weight, Relative water content -
بررسی تاثیر کیتوزان بر بیان ژن ZmPIP گیاه کلزا (.Brassica napus L) تحت تنش شوریهدف از این مطالعه بررسی تاثیر کیتوزان روی بیان ژن ZmPIP، پارامترهای رشدی و ویژگی های فیزیولوژیکی گیاه کلزا تحت تنش شوری بود که در آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام شد. بدین منظورگیاهچه های کلزا تحت تیمار های شوری (0، 50، 100و 150 میلی مولار)، سطوح مختلف کیتوزان (0، 5 و 10 میلی گرم در لیتر) قرار گرفتند. بیان ژن ZmPIP با استفاده از روش Real Time PCR، درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن تر و خشک ریشه و بخش هوایی، محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیت ها و میزان عناصر سدیم و پتاسیم مورد بررسی قرار گرفت.در تنش شوری، تیمار با کیتوزان باعث افزایش بیان ژن ZmPIP شده بطوری که بیشترین میزان بیان ژن در غلظت 50 و 100 میلی مولار شوری همراه با 5 میلی گرم در لیتر کیتوزان دیده شد. درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن تر و خشک ریشه و بخش هوایی، محتوای نسبی آب برگ و میزان عنصر پتاسیم در گیاهان تحت تیمار شوری بخصوص در غلظتهای 100 و 150 میلی مولار همراه با کیتوزان نسبت به تیمار شوری در همان غلظت افزایش یافته و نشت الکترولیت و محتوای نسبی اب و میزان سدیم کاهش یافت. احتمال می رود کیتوزان از طریق حفظ محتوای نسبی آب برگ، افزایش پتاسیم و رشد بخش هوایی و ریشه شرایط زیست گیاه را تحت تنش شوری بهبود بخشیده و اثرات منفی تنش در گیاه کلزا را کاهش داده و باعث افزایش مقاومت گیاه شود.کلید واژگان: : بیان ژن، جوانه زنی، کلزا، محتوای آب، نشت الکترولیتThe effect of chitosan on the expression of ZmPIP gene of rapeseed (Brassica napus L.) Under salinity stressThe aim of this study was to investigate the effect of chitosan on ZmPIP gene expression, growth parameters and physiological characteristics of rapeseed under salinity stress which was performed in a factorial experiment based on a completely randomized design with 3 replications. For this purpose, rapeseed seedlings was treated with different concentrations of salinity (0, 50, 100, 150 mM) and chitosan (0, 5, 10 mg/L). ZmPIP gene expression was evaluated using Real Time PCR, germination percentage and speed, length, fresh and dry weight of root and shoot, relative leaf water content, electrolyte leakage and sodium and potassium contents. In salinity stress, treatment with chitosan increased the expression of ZmPIP gene so that the highest gene expression was at 50 and 100 mM salinity with 5 mg / l chitosan. In treared plants with salinity increased percentage and germination rate, fresh and dry length and weight of root and shoot, relative leaf water content and potassium content especially at concentrations of 100 and 150 mM with chitosan compared to salinity at the same concentration and electrolyte leakage and relative water content and sodium content reduced. It is likely that chitosan has increased plant tolerance under salinity stress by maintaining the relative leaf water content, increasing potassium and growth of shoot and root and reduce the negative effects of stress on rapeseed and increase plant resistanceKeywords: Electrolyte leakage, Gene expression, Germination, Rapeseed, Water content
-
امروزه تنش شوری امنیت غذایی و پایداری تولیدات کشاورزی را تهدید می کند. پاسخ گیاهان به تنش شوری نیز همواره یکی از موضوعات مهم مطالعات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی بوده است. به منظور ارزیابی لاین های موتانت از نظر صفات زراعی، فیزیولوژیک و آنزیمی تحت تنش شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار با استفاده از خاک شالیزار و تنظیم شوری آن در گلدان اجرا شد. در این آزمایش از چهار لاین موتانت (MLST1، MLTH1، MLTH2 و MLTH3) به همراه دو شاهد متحمل (دیلمانی و نونابوکرا) و دو شاهد حساس (IR29 و سپیدرود) استفاده شده و در سه سطح شوری (صفر، چهار و هشت دسی زیمنس بر متر) برخی صفات زراعی، فیزیولوژیک و آنزیمی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج، بیشترین میزان پرولین در سطح شوری چهار دسی زیمنس بر متر در موتانت MLTH2 حاصل گردید که نسبت به شرایط عدم تنش شوری بیش از 3/1 برابر افزایش نشان داد. از طرفی کمترین میزان صفت مذکور نیز در شرایط عدم تنش شوری در موتانت MLTH1 به دست آمد. بیشترین و کمترین میزان مالون دی آلدهید به ترتیب در سطح شوری چهار دسی زیمنس بر متر و عدم تنش شوری مربوط به ژنوتیپ MLTH3 بود. بر اساس نتایج، بیشترین میزان فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز به ترتیب مربوط به موتانت MLTH2 در شوری چهار دسی زیمنس بر متر و کمترین آن مربوط به موتانت MLST1 در شوری هشت دسی زیمنس بر متر بود. در شرایط عدم تنش شوری بیشترین میزان عملکرد شلتوک در رقم شاهد حساس به شوری سپیدرود حاصل گردید. در مقایسه، پس از اعمال تنش شوری کمترین کاهش عملکرد در موتانت MLTH2 به دست آمد. در مجموع و بر اساس نتایج صفات بیوشیمیایی و عملکرد، ژنوتیپ MLTH2 به عنوان بهترین لاین متحمل به شوری شناسایی و برای مطالعات تکمیلی آینده پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: برنج، پرولین، شوری، کلروفیل، نشت الکترولیتSince, salinity stress threatens food security and sustainable agriculture production, the response of plants to salinity stress has always been one of the most important subjects of physiological and biochemical studies. In order to evaluate the mutant lines in terms of agronomic, physiological and enzymatic traits under salt stress, a factorial experiment was carried out based of a randomized complete block design in three replications using paddy soil and adjusting its salinity in pots. The treatments included four mutant lines (MLST1, MLTH1, MLTH2 and MLTH3) along with two tolerant controls (Deilamani and Nonabukra) and two sensitive controls (IR29 and Sepidrood) at three salinity levels (zero, 4 and 8 dS/m). Results indicated that the highest amount of proline was obtained at a salinity level of 4 dS/m in the MLTH2 mutant, which showed an increase of more than 1.3 times compared to the conditions of no salinity stress. Obtained. The highest and lowest amounts of malondialdehyde (MDA) were respectively at the salinity level of 4 dS/m and no salinity stress related to the MLTH3 genotype. According to the results, the highest level of superoxide dismutase (SOD) enzyme activity was related to the MLTH2 mutant at 4 dS/m salinity and the lowest was related to the MLST1 mutant at 8 dS/m salinity. In the absence of salinity stress, the highest paddy yield was recorded in the salt sensitive cultivar of Sepidroud. By comparison, after applying salinity stress, the lowest yield reduction was obtained in the MLTH2 mutant. In general, based on the biochemical and yield evaluation, the MLTH2 genotype was identified as the best salt tolerant line, which will be to recommend for further research
Keywords: Chlorophyll, Electrolyte leakage, Proline, Rice, Salinity -
شناسایی ژنوتیپ های مقاوم به تنش خشکی در هندوانه و ارزیابی پاسخ آن ها با توجه به محدود بودن منابع آبی در کشور یک اولویت تحقیقاتی محسوب می شود. به منظور ارزیابی پاسخ فیزیولوژیک و زراعی توده های هندوانه محلی علی آباد، سیستانی و تربت به تنش خشکی، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی دارای سه رژیم آبیاری 100، 70 و 40 درصد نیاز آبی که به ترتیب به عنوان تیمارهای عدم تنش، تنش خفیف و تنش شدید تقسیم بندی شدند، در بهار و تابستان 1397 در منطقه جیرفت اجرا شد. بیشترین مقدار عملکرد در سطوح 100 و 70 درصد نیاز آبی بود و کمترین آن در سطح 40 درصد نیاز آبی مشاهده شد. در تیمار عدم تنش و رژیم آبیاری 70 درصد بین توده ها از لحاظ عملکرد، محتوای رطوبت نسبی و مقدار پرولین تفاوت معنی داری وجود نداشت. با افزایش تنش و اعمال رژیم آبیاری 40 درصد نیاز آبی، توده سیستانی عملکرد فیزیولوژیک و زراعی بهتری از خود نشان داد. با افزایش مقدار تنش محتوای پرولین و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی سوپر اکسید دسموتاز و کاتالاز در تمامی توده ها افزایش یافت که این مقدار افزایش در هندوانه سیستانی بیشتر از توده های دیگر بود. با توجه به نتایج این مطالعه می توان اظهار داشت که توده سیستانی با حفظ عملکرد فیزیولوژیکی و زراعی در شرایط تنش نسبت به دیگر هندوانه ها مقاومت بهتری نشان داد. استفاده از توده های محلی و متحمل هندوانه در برنامه های اصلاحی و مدیریت بهینه آبیاری می تواند به کشاورزان در رویارویی با کمبود آب کمک کند.کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، پرولین، توده های محلی مقاوم، عملکرد، نشت یونیIn view of limitation of water resources in Iran, screening drought-tolerant watermelon genotypes and evaluate their response to drought stress conditions has been a research priority in country. In order to study the physiologic an agronomic response of indigenous accessions of Aliabad, Sistani and Torbat to water stress, a field study was carried out as a randomized complete block design with split plot arrangement of treatments under three water regimes, 100, 70 and 40% of required water, representing non-stress, mild stress and severe stress treatments, respectively, at Jiroft region in the spring and summer of 2017 growing seasons. The highest fruit weight and yield were at 100 and 70% required water whereas the lowest was achieved at 40% treatment. There were no remarkable differences among accessions under non-stress and 70% required water treatments while Sistani accession showed a better physiological and agronomic yield in response to increase water stress level to 40% required water. The increase of water stress led to an increase of proline concentration and activity of antioxidant enzymes of superoxide dismutase and catalase in all accessions, as this increase was higher in Sistani in comparison to other accessions. Based on the results obtained from this research, it could be state that Sistani accession with maintaining its physiological and agronomic yield showed a better tolerant under adverse condition in compared to other accessions. The utilization of indigenous and tolerant watermelon genotypes in breeding programs and irrigation managements might help in overcoming water shortage.Keywords: Electrolyte leakage, Enzymatic antioxidants, Proline, Tolerant indigenous accessions, Yield
-
به منظور بررسی اثر اسید هیومیک بر خصوصیات فیزیولوژیکی، فعالیت آنتی اکسیدانی و عملکرد فیسالیس (Physalis peruviana L.) تحت شرایط کم آبیاری، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار در سال 1400 اجرا شد. تیمار های آزمایشی شامل سه سطح آبیاری (100، 80 و 60 درصد نیاز آبی گیاه) و سه سطح اسید هیومیک (صفر، 5/1 و 3 کیلوگرم در هکتار) بود. نتایج نشان داد که تنش کم آبیاری به طور معنی داری عملکرد میوه را کاهش داد. کاربرد خاکی اسید هیومیک به طور معنی داری محتوای نسبی آب برگ، ظرفیت آنتی اکسیدانی و عملکرد گیاه را تحت شرایط آبیاری نرمال و کم آبیاری افزایش و میزان نشت یونی برگ را کاهش داد. بیشترین مقدار فنل کل (mg gFW-1 1/18)، فلاونویید کل (mg gFW-1 47/0)، فعالیت آنتی اکسیدانی (06/90 درصد)، پرولین (mg gFW-1 91/5) و فعالیت آنزیم های کاتالاز (μmol H2O2 g-1 FW min-1 81/0) و پراکسیداز (units g-1 FW min-1 92/1) با کاربرد خاکی 3 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک تحت شرایط کم آبیاری 60 درصد نیاز آبی گیاه فیسالیس به دست آمد. حداکثر عملکرد میوه (kg ha-13/4793) در گیاهان تیمار شده با هیومیک اسید 3 کیلوگرم در هکتار در شرایط آبیاری 100 درصد مشاهده شد. با توجه به نتایج، کاربرد اسید هیومیک 3 کیلوگرم در هکتار جهت بهبود ظرفیت آنتی اکسیدانی و عملکرد میوه فیسالیس تحت شرایط آبیاری نرمال و کم آبیاری پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، تنش کم آبی، پرولین، ترکیبات فنلی، نشت یونیIn order to investigate the effect of humic acid on the physiological characteristics, antioxidant activity and yield of Cape gooseberry (Physalis peruviana L.) under deficit irrigation conditions, a split plot experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted in 2021. Treatments consisted of the arrangement of three levels of irrigation (starting irrigation at 100, 80 and 60% ETc (crop evapotranspiration)) and three levels of humic acid (0, 1.5 and 3 kg ha-1). The results showed that deficit irrigation significantly reduced fruit yield. The soil application of humic acid significantly increased leaf relative water content, antioxidant capacity, fruit yield, and decreased leaf electrolyte leakage under normal and deficit irrigation. The highest value of total phenol (18.1 mg gFW-1), flavonoid (0.47 mg gFW-1), antioxidant activity (90.06 %), proline (5.91 mg gFW-1) and catalase (0.81 μmol H2O2 g-1 FW min-1) and peroxidase (1.92 units g-1 FW min-1) enzymes activity were obtained with 3 kg ha-1 soil application of humic acid under deficit irrigation 60% ETc. The maximum fruit yield (4793.3 kg ha-1) was observed in plants treated with 3 kg ha-1 humic acid under 100% ETc irrigation. According to these results, the application of 3 kg ha-1 humic acid is suggested to improve the antioxidant capacity and fruit yield of Cape gooseberry under normal and deficit irrigation conditions.
Keywords: Antioxidant enzymes, Electrolyte leakage, Proline, Phenolic compound, Water deficit -
کاربرد خاکی کودهای دامی و مواد جاذب رطوبت نظیر زئولیت طبیعی به عنوان روش ساده و ارزان برای حفظ رطوبت خاک در نواحی خشک و خاک های سبک مطرح است. برای بررسی تاثیر اصلاح کننده های خاک بر ویژگی های فیزیولوژیکی انگور بیدانه سفید در شرایط تنش خشکی آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در تاکستان دانشگاه ملایر، همدان، ایران طی سال های 1401 و 1402 انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل دو سطح آبیاری (7 روز و 21 روز یکبار) و چهار سطح اصلاح کننده ها (شاهد، 12 کیلوگرم زئولیت، 15 کیلوگرم کود گوسفندی، ترکیب 12 کیلوگرم زئولیت و 15 کیلوگرم کود گوسفندی) بود. نتایج نشان داد کاهش آبیاری به کاهش محتوای کلروفیل، محتوای نسبی آب و پتانسیل آب نیمروز و همچنین، به افزایش نشت الکترولیت و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی منجر شد. کاربرد کود حیوانی و زئولیت در هر دو شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی، به علت توانایی آن دو در جذب و نگهداری آب در خاک تمامی شاخص های مورد بررسی را تعدیل نمود. نتایج این تحقیق نشان داد با کاربرد خاکی زئولیت، به تنهایی یا در ترکیب با کود حیوانی، می توان با حفظ بهتر رطوبت در خاک های سبک اثرات منفی تنش خشکی بر تاک انگور را کاهش داد.
کلید واژگان: پتانسیل آب برگ، فعالیت آنتی اکسیدانی، محتوای کلروفیل، محتوای نسبی آب، نشت الکترولیتSoil application of farmyard manures and moisture-absorbing materials such as natural zeolite is considered a simple and cheap way to conserve soil moisture in arid areas and light soils. To study the effect of two soil amendments on the physiological properties of “Bidaneh Sefid” grapevines under drought stress, an experiment was conducted in factorial based on a randomized block design in the research vineyard of Malayer University, Hamadan, Iran during the 2022 and 2023 growing seasons. The treatments included two levels of irrigation cycle (7 and 21 d intervals) and four levels of soil amendments (control, 12 kg zeolite vine-1, 15 kg sheep manure vine-1, a combination of 12 kg zeolite + 15 kg sheep manure vine-1). Results showed that the drought stress led to a decrease in chlorophyll content, leaf relative water content, and leaf water potential. Drought stress also led to an increase in electrolyte leakage and the activity of antioxidant enzymes. Application of farmyard manure and zeolite moderated all the investigated indicators, due to their ability to absorb and retain water in the soil. The results of the study showed that it is possible to mitigate the adverse effects of drought stress on grapevine by retaining the moisture of light soils by the application of natural zeolite, alone or in combination with farmyard manure.
Keywords: Leaf Water Potential, Antioxidant Activity, Chlorophyll Content, Relative Water Content, Electrolyte Leakage -
خشکی به عنوان مهم ترین تنش محیطی، رشد و نمو گیاهان را به شدت مختل و تولید و عملکرد را بیش از هر عامل محیطی دیگری محدود می کند. بررسی تاثیر تنش خشکی بر برخی ویژگی های رویشی و فیزیولوژیک گیاه ممکن است ابزاری برای درک تحمل به خشکی فراهم کند. به منظور بررسی تحمل به تنش خشکی 20 رقم انگور ایرانی و خارجی، پژوهشی گلدانی با سه تکرار شامل 15 رقم انگور ایرانی رشه، بیدانه سفید، بیدانه قرمز، یاقوتی، فخری، خلیلی سفید، قزل اوزوم، عسگری، گزندایی، گچی امجگی، تبرزه قرمز، تبرزه سفید، لعل، حسینی و شیرازی و پنج رقم خارجی بلک سیدلس، فلیم سیدلس، پرلت، روبی سیدلس و ترکمن چهار اجرا شد. ارقام انگور ایرانی و خارجی یکساله ریشه دار تحت دو تیمار 90 (شاهد) و 50 (تنش خشکی) درصد نیاز آبی قرار گرفتند. بر اساس تجزیه واریانس داده ها، پس از سه ماه اعمال تنش خشکی، برهمکنش اثر تیمارهای تنش خشکی و رقم برای ویژگی های تعداد برگ، سطح برگ، طول شاخه سال جاری، طول میانگره، طول ریشه، حجم ریشه، وزن تر ریشه و نشت یونی معنی دار بود ولی برای ویژگی های قطر ساقه، وزن خشک ریشه و محتوای نسبی آب معنی دار نبود. به طور کلی، با وجود افزایش میزان کلروفیل a،b ، کل و کاروتنویید در برخی از ارقام، این ویژگی ها به ترتیب به میزان 43/29، 47/20، 47/27 و 15/22 درصد در شرایط تنش خشکی، کاهش پیدا کردند. ویژگی های فیزیولوژیک مانند فتوسنتز، تعرق، هدایت روزنه ای و دی اکسید کربن زیر روزنه ای نیز به صورت معنی داری تحت تاثیر تنش خشکی قرار گرفتند و تنش خشکی 50 درصد نیاز آبی باعث کاهش 11/39، 36/42، 98/54 و 33/30 درصدی آن ها گردید. ارقام رشه، خلیلی سفید، یاقوتی و لعل تحمل خوبی در مواجه با شرایط تنش خشکی از خود نشان دادند ولی ارقام فخری، شیرازی، بیدانه سفید، گزندایی و گچی امجگی به تنش خشکی حساس بودند.
کلید واژگان: تنش خشکی، کلروفیل، محتوای نسبی آب، نشت یونی، ویژگی های فیزیولوژیکDrought stress, as the most important environmental stress, severely disrupts plant growth and limits production and yield more than any other environmental factor. Investigation of the role of drought stress conditions on plant morphological, physiological and photosynthesis characteristics may provide a tool to understand the basic drought resistance. To investigate the drought tolerance of Iranian and foreign grapevines (Vitis vinifera L.) cultivars, A pot experiment was conducted with 5 replications, and 20 Iranian and foreign rooted grape cultivars exposure with two treatments of 90 (control) and 50 (drought stress) water requirement. Iranian grape cultivars included Rashe, Bidane Sefid, Bidane Ghermez, Yaghoti, Fakhri, Khalili Sefid, Ghezel Ouzom, Asgari, Gazandai, Gachi Amjagi, Tabraze Ghermez, Tabraze Sefid, Laal, Hosseini and Shirazi and foreign cultivars including Black Seedless, Flame Seedless, Perlette, Ruby Seedless and Torkaman 4. Based on results, after three months of drought stress, the interaction of drought stress and cultivar was significant for leaf number, leaf area, current branch length, internode length, root length, root volume, root fresh weight and electrolyte leakage and not significant for stem diameter, root dry weight and relative water content. In general, despite the increase in chlorophyll a, b, total and carotenoids in some cultivars, these physiological characteristics decreased by 29.43, 20.47, 27.47 and 22.15%, respectively under drought stress. Photosynthetic traits such as photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and intercellular CO2 concentration were also significantly affected by drought stress and reduced by 39.11, 42.36, 54.98 and 30.33% in drought conditions. Rashe, Khalili Sefid, Yaghoti and Laal cultivars showed good resistance to drought stress conditions, whereas Fakhri, Shirazi, Bidane Sefid, Gazandai and Gachi Amjagi cultivars were sensitive to drought stress.
Keywords: Cholorophyll, Drought stress, Electrolyte leakage, Physiological traits, Relative Water Content -
به منظور بررسی تاثیر نانوذرات (نانواکسید آهن و سیلیکون) و کودهای بیولوژیک (آزوسپریلیوم لیپوفروم و سودوموناس پوتیدا) بر اجزای فلورسانس کلروفیل و برخی صفت های فیزیولوژیک تریتیکاله در سطوح مختلف آبیاری، آزمایشی به شکل فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. فاکتورهای بررسی شده، سه سطح آبیاری (آبیاری کامل به عنوان شاهد، قطع آبیاری در 50 درصد مراحل چکمه ای شدن (آبستنی) و سنبله دهی به ترتیب به عنوان محدودیت شدید و ملایم آبی)، کاربرد کودهای زیستی (آزوسپریلیوم لیپوفروم و سودوموناس پوتیدا) در چهار سطح و محلول پاشی نانوذرات (نانواکسید آهن و سیلیکون) در چهار سطح بودند. کاربرد توام باکتری های محرک رشد و محلول پاشی نانوذرات در شرایط آبیاری کامل، شاخص کلروفیل (23/50 درصد)، محتوای نسبی آب (97/43 درصد)، هدایت روزنه ای (78/36 درصد)، عملکرد کوانتومی (38/47 درصد)، فلورسانس حداکثر (84/34 درصد)، فلورسانس متغیر (49/98 درصد) و عملکرد دانه (28/43 درصد) را در مقایسه با قطع آبیاری در مرحله آبستنی و به کارنبردن کودهای بیولوژیک و نانوذرات افزایش داد. کاربرد توام نانوذرات و باکتری های محرک رشد، شاخص کلروفیل، محتوای نسبی آب، هدایت روزنه ای، عملکرد کوانتومی، فلورسانس حداکثر، فلورسانس متغیر و عملکرد دانه در هر دو سطح آبیاری کامل و محدودیت شدید آبی را افزایش داد، ولی نشت الکترولیت و فلورسانس حداقل را کاهش بخشید؛ همچنین در شرایط محدودیت شدید آبی یا قطع آبیاری در مرحله آبستنی، کاربرد توام نانوذرات و باکتری های محرک رشد شاخص کلروفیل (74/7 درصد)، محتوای نسبی آب (99/10 درصد)، هدایت روزنه ای (46/22 درصد)، عملکرد کوانتومی (2/15 درصد)، فلورسانس حداکثر (54/26 درصد)، فلورسانس متغیر (61/75 درصد) و عملکرد دانه (59/28 درصد) را نسبت به شرایط به کارنبردن نانوذرات و کودهای بیولوژیک در همین سطح از سطوح آبیاری افزایش داد. به طورکلی، کاربرد توام کودهای بیولوژیک و نانوذرات به واسطه بهبود صفت های فیزیولوژیک گیاه، عملکرد دانه بهتری را در سطوح مختلف آبیاری نشان داد.کلید واژگان: سودوموناس، عملکرد کوانتومی، محتوای نسبی آب، نانوسیلیکون، نشت الکترولیتrlmIn order to investigate the effects of nanoparticles) nano Fe-Si oxide) and biofertilizers (Azospirillum lipoferum and Pseudomonas putida) on chlorophyll fluorescence components and some physiological traits of triticale at different levels of irrigation, an experimental as the factorial study was conducted based on randomized complete block design with three replications. The studied factors included three levels of irrigation (full irrigation as control, irrigation withholding at 50% of booting and heading stages as severe, and moderate water limitation, respectively), application of biofertilizers (Azospirillum lipoferum and Pseudomonas putida) in four levels, and nanoparticles foliar application (nano iron oxide and nano silicon oxide) at four levels. Both applications of plant growth-promoting rhizobacteria and nanoparticle foliar application under full irrigation increased chlorophyll index (50.23%), relative water content (43.97%), stomatal conductance (36.78%), quantum yield (47.38%), maximum fluorescence (34.84%), variable fluorescence (98.49%), and grain yield (43.28%) in comparison to no application of biofertilizers and nanoparticles under irrigation withholding at booting stage. Both applications of plant growth-promoting rhizobacteria and nanoparticles increased the chlorophyll index, relative water content, stomatal conductance, quantum yield, maximum fluorescence, variable fluorescence and grain yield in both levels of full irrigation and severe water limitation, but decreased electrolyte leakage and minimum fluorescence. In addition, severe water limitation or irrigation withholding at the booting stage increased chlorophyll index (7.74%), relative water content (10.99%), stomatal conductance (22.46%), quantum yield (15.2%), maximum fluorescence (26.54%), variable fluorescence (75.61%) and grain yield (28.59%) in comparison to no application of biofertilizers and nanoparticles at the same irrigation level. Generally, the application of biofertilizers and nanoparticles showed a better performance at different irrigation levels due to the improvement of physiological traits.IntroductionTriticale is a human-made crop, being a hybrid by cross-fertilization of wheat (Triticum spp.) and rye (Secale spp.). In general, triticale combines the high yield potential of wheat with the biotic and abiotic stress tolerance of rye, making it more suitable for production in marginal areas (acidic, saline, or soils with heavy metal toxicity) (Cantale et al. 2016). In arid and semi-arid regions, drought stress as the main factor and salinity stress as a secondary factor decrease plant growth and yield. Water limitation can damage pigments and plastids, and educe chlorophyll index, stomatal conductance, quantum yield, and relative water content. Several strategies have been developed in order to decrease the toxic effects caused by environmental stresses on plant growth. Among them, the use of bio-fertilizers such as plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) and also nanoparticles such as nano iron-silicon oxide plays a very important role in yield improvement. Inoculation of plants with native suitable microorganisms may decrease the deleterious effects of environmental stresses and increase stress resistance of plants by various mechanisms, including synthesis of phytohormones such as auxins, cytokinin and gibberellins, solubilization of minerals like phosphorus, production of siderophores and increase in nutrient uptake. There is little information on the effects of nanoparticles and biofertilizers on chlorophyll fluorescence components and some physiological traits of triticale at different irrigation levels. Therefore, the objective of the present study was to evaluate the effect of nanoparticles (nano Fe-Si oxide) and biofertilizers (Azospirillum lipoferum and Pseudomonas putida) on chlorophyll fluorescence components and some physiological traits of triticale at different levels of irrigation.
Materials and MethodsAn experiment as factorial was conducted based on a randomized complete block design with three replications at the research farm of the Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili in 2021. The experimental factors included irrigation in three levels (full irrigation as control, irrigation withholding at 50% of booting and heading stages as severe, and moderate water limitation, respectively (BBCH 43 and 55 respectively), the application of biofertilizers in four levels (no application as control, application of Azospirillum, Pseudomonas, both application Azospirillum + Pseudomonas) and nanoparticles foliar application at four levels (foliar application with water as control, nano iron oxide foliar application (1 g.L-1), nano silicon oxide (50 mg.L-1), both application nano iron-silicon oxide). Psedomunas and Azospirillum were isolated from the rhizospheres of wheat by the Research Institute of Soil and Water, Tehran, Iran. For inoculation, seeds were coated with gum Arabic as an adhesive and rolled into the suspension of bacteria until uniformly coated. The strains and cell densities of microorganisms used as PGPR in this experiment were 1×108 colony forming units (CFU). In each plot, there were 5 rows with 2 m long. In each experimental plot, two beside rows and 0.5 m from the beginning and end of planting lines were removed as margin, and measurements were done on 0.2 m2 for grain yield. The used nano silicon-iron oxide had an average particle size of less than 30 nm and the special surface of particles was more than 30 m2.g-1. They were the product of Nanomaterial US Research which was provided by Pishgaman Nanomaterials Company of Iran. Nano silicon oxide and nano silicon oxide powder were added to deionized water and placed on ultrasonic equipment (100 W and 40 kHz) on a shaker for better solution. Foliar application of nano silicon and nano iron oxide was done in two stages of period growth BBCH 21 and 30. Chlorophyll Index was calculated by a chlorophyll meter (SPAD-502; Konica Minolta Sensing, Inc., Japan). RWC and EL were measured according to the method of Kostopoulou et al. (2010) and Farooq and Azam (2006), respectively. Quantum yield was measured on flag leaves by the uppermost fool expanded leaf using a fluorometer (chlorophyll fluorometer; Optic Science-OS-30 U.S.A.). Analysis of variance and mean comparisons were performed using software package SAS v9.12. The main effects and interactions were compared by LSD (least significant difference) test at the 0.05 probability level, using the SAS version 9.1.
Results and DiscussionThe results showed that both applications of plant growth-promoting rhizobacteria and nanoparticle foliar application under full irrigation increased chlorophyll index (50.23%), relative water content (43.97%), stomatal conductance (36.78%), quantum yield (47.38%), maximum fluorescence (34.84%), variable fluorescence (98.49%), and grain yield (43.28%) in comparison to no application of biofertilizers and nanoparticles under irrigation withholding at booting stage. Both applications of plant growth-promoting rhizobacteria and nanoparticles increased chlorophyll index, relative water content, stomatal conductance, quantum yield, maximum fluorescence, variable fluorescence, and grain yield at both levels of full irrigation and severe water limitation, but decreased electrolyte leakage and minimum fluorescence. In addition, severe water limitation or irrigation withholding at the booting stage increased chlorophyll index (7.74%), relative water content (10.99%), stomatal conductance (22.46%), quantum yield (15.2%), maximum fluorescence (26.54%), variable fluorescence (75.61%), and grain yield (28.59%) in comparison to no application of biofertilizers and nanoparticles at the same level from irrigation levels.
ConclusionBased on the results of the study, the application of biofertilizers and nanoparticles showed a better performance at different irrigation levels due to the improvement of physiological traits. In other words, the effects of the simultaneous application of PGPR and nanoparticle inoculation are more positive than the single application of PGPB and nanoparticles. Therefore, one of the suitable methods to improve plants' resistance to environmental stress is the application of PGPB and nanoparticles, which play a very important role in yield and growth improvement.Keywords: Pseudomonas, Quantum yield, Relative water content, Nano silicon, Electrolyte leakage -
به منظور بررسی میزان تحمل به سرما در سه رقم کیوی تجاری (هایوارد، طلایی و توسرخ) آزمایشی به صورت فاکتوریل سه عاملی در قالب بلوک های تصادفی با سه تکرار از اوایل بهمن سال 1397 تا اواخر فروردین سال 1398 انجام شد. فاکتور اول در این آزمایش رقم کیوی در سه سطح شامل ارقام هایوارد، طلایی و توسرخ، فاکتور دوم اعمال تیمار سرما در 3 سطح (4، 6- و 16- درجه سانتی گراد) و فاکتور سوم در سه مرحله فنولوژیکی ارقام کیوی اعمال شد که شامل مراحل: رکود جوانه ها، متورم شدن جوانه ها و میوه های تلقیح شده بود. صفات ارزیابی شده شامل: عناصر سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم، نشت یونی و پرولین بود. نتایج این پژوهش نشان داد که میزان کلسیم، منیزیم، شاخص نشت یونی و پرولین نمونه ها در میوه های تلقیح شده دارای بیشترین میزان بود و در زمان رکود و متورم شدن جوانه ها تفاوت معنی داری از نظر آماری با هم نداشتند. بر اساس نتایج حاضر، بیشترین میزان کلسیم و پرولین تحت دمای 6- درجه سانتی گراد بدست آمد. همچنین بر اساس نتایج این آزمایش بیشترین میزان پرولین و کمترین میزان نشت یونی مربوط به رقم طلایی بود. از آنجایی که افزایش نشت یونی نشانه حساسیت بیشتر به سرما است لذا می توان نتیجه گرفت که رقم طلایی مقاومت بیشتری به سرما دارد.
کلید واژگان: پرولین، فنولوژیکی، میوه ه بندی، نشت یونیTo evaluate the chilling tolerance of three commercial kiwifruit cultivars (Hayward, Golden and Red) this study was carried out as a factorial experiment using randomized block design with three replications from January to May, 2019. The first factor was kiwifruit cultivars that included three cultivars of Hayward, Golden and Red; the second factor was 3 levels of chilling [including: b1) 4 ºC, b2) -6 ºC and b2) -16 ºC] and the third factor was three phonological stages of kiwifruit cultivars including: dormancy of buds, swelling of buds and fruit-set stages. The evaluated traits included Na, K, Ca, Mg, electrolyte leakage and proline. The results revealed that Ca, Mg, electrolyte leakage index and proline content of fruit-set stage were the highest and in the dormant buds and the swelling bud stage, the difference were not statistically significant. According to the results, the highest amounts of Ca and proline content were obtained at -6 ° C. The results also showed that the highest proline content and the lowest electrolyte leakage were related to Golden cultivar. Since increasing the electrolyte leakage shows the sensitivity to cold stress, so it can be concluded that Golden cultivar was more resistant to cold than the other examined cultivars.
Keywords: Fruit-set, Electrolyte leakage, Phenological, Proline -
توسعه روزافزون استفاده از نانوذرات نقره در کشاورزی و صنعت موجب توجه به اثرات منفی ناشی از تجمع آن ها در طبیعت شده است. در این پژوهش اثر اسید سیتریک و سولفید هیدروژن بر پاسخ های مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه لوبیا سبز تحت تنش نانوذرات نقره مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد تنش نانو نقره باعث کاهش معنی داری در سطح برگ، ارتفاع بوته، وزن خشک برگ و غلاف شد و از طرفی میزان فلاونویید کل، آنتوسیانین و فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز و گلوتاتیون- اس ترانسفراز را افزایش داد. تنش نانونقره محتوای مالون دی آلدهید و نشت الکترولیت را به شدت افزایش داد که نشان گر آسیب اکسیداتیو و تخریب غشاء سلولی است، در حالی که این مقادیر در گیاهان تیمار شده با اسید سیتریک و سولفید هیدروژن کمتر بودند. همچنین بالاترین شاخص های رشدی به ترتیب در گیاهان شاهد، گیاهان تیمار شده با القاگرها و گیاهان تحت تنش مشاهده شد که بیانگر نقش موثر القاگرها در تخفیف تنش می باشد. نتایج نشان داد اسید سیتریک و سولفید هیدروژن با کاهش تجمع گونه های اکسیژن آزاد و جلوگیری از پراکسیداسیون لیپیدها موجب تعدیل خسارت های ناشی از تنش نانونقره درگیاه لوبیا سبز شده و سبب افزایش میزان رشد و نمو گیاهان تحت تنش شدند. یافته های این پژوهش می تواند برای کاهش خسارت گیاهان در مناطق آلوده با نانوذرات مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: بیوماس، پراکسیداسیون لیپید، فلز سنگین، نشت الکترولیتIncreasing use of silver nanoparticles in agriculture and industry attracted more attention to the negative effects of their accumulation in environment. In this study, the effect of citric acid and hydrogen sulfide treatment on the morphological and physiological responses of green bean plants under silver nanoparticles stress was investigated. The results showed that nanosilver stress significantly reduced leaf area, plant height, leaf and pod dry weights and made a significant increase in total flavonoids and anthocyanins content and superoxide dismutase and glutathione-S transferase activities. Nanosilver stress increased malondialdehyde content and electrolyte leakage indicating a high oxidative and cell membrane damage, whereas these values were lower in plants treated with citric acid and hydrogen sulfide. Furthermore, the highest growth indices were observed in control plants, plants treated with inducers and plants under stress, respectively, which indicates the effective role of inducers in stress relief. These results showed that citric acid and hydrogen sulfide mitigated the damage caused by nanosilver stress in green bean plants by reducing free oxygen species accumulation and preventing lipid peroxidation leading to increased growth rate in stressed plants. These findings can be used to reduce crop damages in regions contaminated with nanoparticles.
Keywords: Biomass, electrolyte leakage, heavy metal stress, lipid peroxidation -
To understand the agrophysiological barley associated with flag leaf temperature and canopy light interception under salinity and zinc foliar application (ZnFA), a field experiment was conducted in a strip-plot design with three replications in Isfahan, Iran. Saline irrigation water in three levels [2 (low), 10 (moderate) and 18 (high) dS m-1] were applied as vertical factors. Three barley genotypes [‘Morocco’ (salt-sensitive), ‘Nosrat’ (semi-salt-tolerant) and ‘Khatam’ (salt-tolerant)] were arranged within the vertical factors. The horizontal factors were four ZnFA [Nano-ZnO, Zn-EDTA, simultaneous applications of (Nano-ZnO + Zn-EDTA), and water (control)]. With increasing salinity, light interception (LI), maximal efficiency of PSII (Fv/Fm), chlorophyll content (SPAD), relative water content (RWC), number of spike (NS), kernel number per spike (KNS), thousand-kernel weight (TKW), and grain yield (GY) decreased, but electrolyte leakage (EL), flag leaf temperature (FLT) and proline increased. Nano-ZnO had the highest EL and the lowest FLT, RWC, NS and KNS. Zn-EDTA application provided the highest LI, RWC, TKW and GY, and the lowest proline. Minus zinc application (check) had minimum LI, Fv/Fm, SPAD and GY. The tolerant genotype had maximum LI, proline, SPAD, RWC, KNS and GY, and minimum FLT, EL, NS and TKW. Overall, it was concluded that Zn-EDTA can be as a proper tool for increasing barley yield under salinity stress conditions. Likewise, this study has highlighted the close relationships existing between GY with, TKW (r= 0.89**), KNS (r= 0.46**), RWC (0.45**), NS (r= 0.36**), FLT (r= -0.32**), EL (r= -0.21**), and SPAD (r= 0.20**). These findings indicated that these physiological traits could be key factors, tools for screening, and provide useful information about stress tolerance mechanisms, which could be useful to plant breeders for selecting and developing salt-tolerant genotypes.
Keywords: Canopy temperature, Electrolyte leakage, Light interception, Proline -
Antioxidant enzymes synthesis in plant is an essential process for increasing the plant's tolerance to abiotic stress. Plant cells and their organs are protected by antioxidant enzymes with removing reactive oxygen species (ROS). To investigate the effect of plant density and organic fertilizers on the antioxidant enzymes activity including superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), polyphenol oxidase (PPO), ascorbate peroxidase (APX) and electrolyte leakage (EL) of Bakhtiari savory (Satureja bachtiarica Bunge.), a field experiment was carried out at dryland farming conditions in Research station of Forests and Rangelands of Homand, Damavand, during 2018 and 2019. The results indicated that organic substrates and plant density significantly changed antioxidant enzyme activities (P≤0.05). Under these conditions, cattle manure reduced the antioxidant enzymes of APX, SOD, PPO, and EL. High plant density resulted in less SOD, POD, APX, CAT, and EL compared to low plant density. Compared to control (non- organic fertilizer), cattle manure decreased the activity of SOD, CAT, PPO and EL by 8, 14, 8, and 28%, respectively, in second year-plants. High plant density decreased the activity of SOD, POD, APX, and CAT by 12, 25, 14, and 23%, respectively. The present study can suggest the use of cattle manure and high plant density to reach the optimal growth under dryland farming conditions through controlling antioxidant enzymes production.
Keywords: Bakhtiari savory, Electrolyte leakage, Catalase, superoxide dismutase, Cattle manure Introduction -
به منظور بررسی تاثیر قارچ های مایکوریزا در شرایط تنش شوری بر خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه جعفری مکزیکی (Tagetes minuta L.) آزمایشی گلدانی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 2 عامل و در 3 تکرار انجام شد. فاکتور اول کاربرد دو نوع قارچ میکوریزا در سه سطح (عدم تلقیح، Rhizophagus intradices وFunnetiformis mosseae) و فاکتور دوم شوری آب آبیاری در 4 سطح (0، 40، 80 و 120 میلی مولار به ترتیب معادل 0، 5/3، 7 و 5/10 دسی زیمنس بر متر کلرید سدیم) بود. تیمار شوری در گیاهان در مرحله هشت برگی و سه روز در هفته اعمال شد. نتایج نشان داد اعمال تنش شوری منجر به کاهش محتوای نسبی آب و کلروفیل برگ شد. با افزایش سظح تنش میزان نشت الکترولیت، کربوهیدرات کل و پرولین برگ افزایش یافت. در مقابل استفاده از قارچ های مایکوریزا منجر به بهبود صفات اندازه گیری شده تحت شرایط تنش شوری گشت. طبق نتایج بدست آمده مقدار پرولین، کربوهیدرات کل و نشت الکترولیت با کاربرد قارچ مایکوریزا در شرایط تنش کاهش یافت که ناشی از تاثیر مثبت کاربرد این قارچ ها در متعادل کردن شرایط رشدی برای گیاه تحت تنش شوری بود. همچنین بیشترین مقدار محتوای نسبی آب برگ و کلروفیل a، b و کلروفیل کل در تیمار عدم اعمال تنش شوری و کاربرد قارچ مایکوریزا گونه اینترارادیکس مشاهده شد. با توجه به نتایج این تحقیق می توان بیان کرد که اعمال تنش شوری در غلظت 120 میلی مولار منجر به کاهش شدید صفات مورد بررسی شد. این در حالی است که کاربرد قارچ های مایکوریزا در این سطح نتوانست اثرات منفی تنش شوری را بهبود بخشد. استفاده از قارچ مایکوریزا گونه اینترارادیکس نسبت به موسه آ تاثیر بیشتری در بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی جعفری مکزیکی در شرایط تنش شوری در غلظت پایین داشت.
کلید واژگان: نشت الکترولیت، محتوای کلروفیل برگ، پرولین، کلونیزاسیونIn order to investigate the effect of mycorrhizal fungi under salinity stress conditions on physiological and biochemical properties of Mexican marigold (Tagetes minuta L.), a pot factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with two factors and three replications. The first factor was the application of two types of mycorrhizal fungi at three levels (non-inoculation, Rhizophagus intradices, and Funnetiformis mosseae) and the second factor was irrigation with salinity water at 4 levels (0, 40, 80, and 120 mM equal to 0, 3.5, 7, and 10.5 ds/m sodium chloride, respectively). The salinity treatment was applied in the plants at the eight-leaf stage and on three days a week. Results showed that application of salinity stress reduced the relative water content and chlorophyll of leaves. With increasing salinity concentration, the amount of electrolyte leakage, total carbohydrate, and proline increased in leafs. In contrast, the use of mycorrhizal fungi resulted in improved traits measured under salt stress conditions. The amount of proline, total carbohydrate, and electrolyte leakage decreased with the use of mycorrhizal fungi under stress conditions due to the positive effect of these fungi on balancing growth conditions in the plant under salt stress. Also, the highest amount of relative water content and chlorophyll a, b, and total chlorophyll of leaves were observed under non salinity stress treatment and application of R. intradices. According to the results of this research, it can be concluded that the application of salinity stress at 120 mM resulted in a significant reduction in the studied traits. Besides, the application of mycorrhiza fungi at this level of salinity could not improve the negative effects of salt stress. The use of R. intradices compared to the F. mosseae had a greater effect on the improvement of physiological and biochemical characteristics of Mexican marigold under salinity stress conditions at low salt concentration.
Keywords: Chlorophyll, Colonization, Electrolyte leakage, Proline -
هدف
در این مطالعه تاثیر محلول پاشی سطوح مختلف پوترسین بر صفات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و میزان اسانس گیاه جعفری مکزیکی (Tagetes minuta L.) تحت تنش خشکی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها:
آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و در شرایط گلخانه ای اجرا شد. فاکتور اول تنش خشکی در سه سطح (75، 50 و 25 درصد ظرفیت زراعی) و فاکتور دوم محلول پاشی پوترسین در چهار سطح (0، 5/0، 1 و 2 میلی مولار) بود. تعداد 4 نشا در هر گلدان کاشته شد. اعمال تنش در موقعی که ارتفاع گیاهان بهحدود 25 سانتی متر رسید انجام شد. محلول پاشی پوترسین یک هفته قبل از گلدهی و با فاصله زمانی هر 7 روز یک بار تا مرحله 80 درصد گلدهی انجام شد.
نتایجنتایج نشان داد محلول پاشی 2 میلی مولار پوترسین از سایر غلظت ها موثرتر واقع شد و توانست اثرات مضر تنش خشکی را تا حد زیادی در این گیاه کاهش دهد. با افزایش خشکی همچنین فعالیت آنتی اکسیدانتی، فنل کل، پرولین و نشت الکترولیت افزایش یافت و در مقابل از محتوای نسبی آب برگ، رنگیزههای فتوسنتزی و پروتئین محلول کاسته شد. خشکی همچنین باعث افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانتی گایاکول پراکسیداز (GPX) و پلی فنل اکسیداز (PPO) و میزان مالون دیآلدیید در این گیاه شد. با افزایش تنش خشکی تا سطح 50 درصد ظرفیت زراعی و محلول پاشی 1 میلی مولار پوترسین میزان اسانس جعفری مکزیکی افزایش یافت، در صورتیکه در شرایط تنش شدید (25 درصد ظرفیت زراعی) از میزان آن کاسته شد. پوترسین از طریق القا مقاومت به خشکی باعث کاهش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانتی و میزان مالون دی آلدیید شد.
نتیجه گیری:
استفاده از پوترسین موجب القا مقاومت به تنش خشکی در گیاه جعفری مکزیکی شد و به کارگیری غلطت 2 میلی مولار آن می تواند موثر و قابل توصیه می باشد.
کلید واژگان: آنزیمهای آنتی اکسیدانتی، پرولین، کربوهیدرات محلول، نشت الکترولیتAimThis study was investigated, the effect of foliar application of different levels of putrescine on physiological, biochemical traits, and essential oil content of Mexican marigold (Tagetes minuta L.) under drought stress.
Material and MethodsThe experiment was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications in greenhouse conditions. The first factor was drought stress at three levels (75, 50, and 25% of field capacity) and the second factor was putrescine foliar application at four levels (0, 0.5, 1, and 2 mM). Four seedlings were planted in each pot. Stress was applied when the plants reached a height of about 25 cm. Putrescine was sprayed one week before flowering and every 7 days until the 80% flowering stage.
ResultsThe results showed that 2 mM foliar application of putrescine was more effective than other concentrations and was able to greatly reduce the harmful effects of drought stress on this plant. With the increasing drought, antioxidant activity, total phenol, proline, and electrolyte leakage also increased, and in contrast, the relative content of leaf water, photosynthetic pigments, and soluble protein decreased. Drought also increased the activity of the antioxidant enzymes guaiacol peroxidase (GPX) and polyphenol oxidase (PPO) and the amount of malondialdehyde in this plant. With increasing drought stress up to 50% of field capacity and foliar application of 1 mM putrescine, the essential oil content of Mexican marigold increased, while under severe stress (25% of field capacity) is decreased. Putrescine decreased by inducing drought resistance. The activity of antioxidant enzymes and the amount of malondialdehyde.
ConclusionThe use of putrescine induced resistance to drought stress in Mexican marigold, and the use of a concentration of 2 mM can be effective and recommended.
Keywords: Antioxidant enzymes, Electrolyte leakage, Proline, Soluble carbohydrate
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.