فهرست مطالب

فیزیولوژی محیطی گیاهی - پیاپی 60 (زمستان 1399)

نشریه فیزیولوژی محیطی گیاهی
پیاپی 60 (زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/10
  • تعداد عناوین: 9
|
  • نسیم رنج کش، مرتضی سام دلیری*، پوریا مظلوم، امیرعباس موسوی، ولی الله رامئه صفحات 1-15

    برنج یکی از مهمترین محصولات غذایی است که غذای ثابت بیش از نیمی از جمعیت جهان را شامل می شود. هدف از این مطالعه بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی صفاتی نظیر ارتفاع گیاه، طول خوشه، تعداد پنجه موثر، تعداد کل دانه، تعداد دانه‎ پر، تعداد دانه پوک، وزن هزار دانه، عملکرد بیولوژیک، عملکرد اقتصادی، شاخص برداشت، شاخص کلروفیل، دوره رشد، فنول کل، ظرفیت آنتی‎اکسیدانی بر اساس 2،2-دی فنیل-1-پیکریل هیدرازیل (DPPH)، با 30 ژنوتیپ برنج در قالب طرح بلوک‎ کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی موسسه برنج آمل بود. نتایج نشان داد که ارقام آمل 1 و بیجار از ایران به ترتیب دارای فعالیت آنتی‎اکسیدانی و محتوای فنول کل بالاتری نسبت سایر نمونه‎های مرور شده در این تحقیق بودند. بالاترین تعداد دانه کل، پر و وزن هزار دانه در ژنوتیپ IR56 مشاهده شد. ژنوتیپ ها بر اساس صفات زراعی و با روش UPGMA به پنج خوشه تقسیم شدند. بیشترین میانگین عملکرد مربوط به خوشه چهارم و کمترین آن مربوط به خوشه پنجم بود. تجزیه و تحلیل مولفه اصلی، 01/79 درصد از تغییرات کل را توجیه کرد که صفات عملکرد اقتصادی، تعداد دانه کل و تعداد دانه پر بیشترین نقش را ایفا نمودند. دو جزء اصلی، 43 درصد اطلاعات مربوط به داده های خام از صفات مرتبط با عملکرد را ارایه دادند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که استفاده از صفاتی مانند عملکرد اقتصادی، تعداد دانه کل و تعداد دانه پر می تواند به عنوان یک استراتژی اصلاحی جهت نیل به ارقام برنج با عملکرد بالا به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، فنول کل، تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه خوشه ای، بای پلات
  • مصطفی حمیدی*، سعید نواب پور، ابوالفضل مازندرانی، احد یامچی، علی اصغر نصرالله نژاد صفحات 16-31

    گیاه استبرق (Calotropts procera L.) متعلق به خانواده Asclepiadaceae و مقاوم به سطوح نسبتا بالای خشکی و شوری است. اندام های این گیاه برای درمان بیماری های مختلف استفاده می شود. به منظور بررسی پایداری و سازگاری این گیاه در اقلیم های خشک و شور استان گلستان در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در سال های 1393 و 1394، بذرهای گیاه استبرق در سه منطقه گرگان، گنبدکاووس و آق قلا با درجه شوری و خشکی متفاوت در سه تاریخ (اول اسفند، اول فروردین و اول اردیبهشت) کشت شد. در طول فصل رشد، ارتفاع گیاه، تعداد، سطح و وزن خشک برگ، مقدار پرولین و کلروفیل اندازه گیری شد. بررسی داده ها از طریق تجزیه مرکب در قالب طرح بلوک کامل تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد اثر مکان برای ارتفاع بوته، سطح و وزن خشک برگ و میزان پرولین معنی دار و اثر سال، تنها برای ارتفاع بوته و تعداد برگ معنی دار شد. اثر تاریخ کاشت و نمونه برداری برای تمامی صفات معنی دار گردید. طبق نتایج، صفات مهمی همچون میزان پرولین، کلروفیل، وزن خشک، سطح برگ و ارتفاع گیاه به عنوان مهم ترین صفات برای بررسی سازگاری و تعیین مکان مورد نظر گیاه معرفی گردید و مناسب ترین مکان کشت در استان گلستان، منطقه گرگان بود. تغییر تاریخ کاشت منجر به تغییر در میزان سازگاری و پایداری گیاه شد. بدین ترتیب، بهترین تاریخ، کاشت در اردیبهشت ماه بود. با توجه به نتایج، گیاه توانایی تحمل شرایط خشک و شور استان را دارا بوده و بر این اساس می توان از استبرق به عنوان یک گیاه جایگزین در مناطق خشک و شور استان استفاده نمود.

    کلیدواژگان: استان گلستان، استبرق، پایداری و سازگاری، تنش خشکی، تنش شوری
  • شهربانو غفوری، مریم نیاکان*، عمران عالیشاه، محمدرضا زنگی صفحات 32-47

    مپی کوات کلرید (پیکس) به عنوان یک ابزار مهم مدیریتی برای کاهش آسیب تنش در گیاه پنبه در مرحله جوانه زنی می باشد. در این تحقیق، اثر سطوح مختلف خشکی و میزان مپی کوات کلراید (پیکس) بر شاخص های رشد و آنزیم های آنتی اکسیدانی و نیز میزان مالون دی آلدهید و پراکسید هیدروژن دانه رست دو رقم پنبه تحت شرایط آزمایشگاهی بررسی شد. این تحقیق در یک طرح کاملا تصادفی با استفاده از غلظت های 0 ، 5 و 10 گرم بر لیتر پیکس و نیز اعمال سطوح خشکی با کاربرد پلی اتیلن گلیکول6000 در مقادیر 0، 4- و 8- بار در ظروف پتری بر دو رقم ساحل (حساس به خشکی) و شایان (مقاومت به خشکی) گیاه پنبه انجام شد. شاخص های جوانه زنی و نیز پارامترهای فیزیولوژیکی دانه رست های تحت تیمار خشکی و پیکس پس از 4 روز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که استفاده از پیکس باعث افزایش درصد جوانه زنی ، طول ریشه چه، وزن خشک و تردانه رست و فعالیت آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز ارقام پنبه در شرایط تنش خشکی شد در حالیکه اعمال تنش خشکی به تنهایی موجب کاهش پارامترهای ذکر شده گشت. همچنین اعمال خشکی موجب افزایش شاخص های اکسیدانی یعنی مالون دی آلدهید و پراکسید هیدروژن در دانه رست های دو رقم ساحل و شایان شد در حالی که کاربرد پیکس شاخص های نامبرده را کاهش داد. به طورکلی نتایج این تحقیق نشان داد کاربرد پیکس سبب بهبود پاسخ های رشدی و سیستم آنتی اکسیدانی دو رقم پنبه گشت که در این بین پاسخ رقم شایان مناسب تر از رقم ساحل بود.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، پنبه، تنش، شاخص های مورفوفیزیولوژی، مپی کوات کلراید
  • احسان ثریا، غلامرضا گوهری*، علیرضا مطلبی آذر، سعیده علیزاده سالطه صفحات 48-60

    کشت بافت گیاهی یکی از مهم ترین تکنیک ها در راستای تولید صنعتی متابولیت های ثانویه می باشد. سلول های گیاهی یک منبع مناسب و مهم برای تولید انواع متابولیت های ثانویه با ارزش است. بادرنجبویه (Melissa officinalis L.) یکی از گیاهان دارویی مهم بوده و با داشتن  متابولیت های ثانویه متنوع در درمان و تسکین ناراحتی های قلبی، عصبی و گوارشی و بویژه تقویت حافظه و درمان آلزایمر کاربرد دارد. در پژوهش حاضر تاثیر غلظت های مختلف نانواکسید روی (0، 50، 100، 150 و 200 میلی گرم در لیتر) بر مراحل ضدعفونی و زنده مانی گیاهچه های بادرنجبویه بررسی گردید. همچنین به منظور بررسی اثر نانوذرات اکسید روی بر مراحل استقرار و پرآوری، گیاهچه های بادرنجبویه در محیط های کشت موراشیک اسکوگ حاوی نانوذرات اکسید روی در چهار غلظت مختلف (صفر، 25، 50 و 75 میلی گرم در لیتر) کشت شدند. بر اساس نتایج بدست آمده از این پژوهش کاربرد 200 میلی گرم در لیتر باعث کاهش معنی دار آلودگی های باکتریایی و قارچی شد و تعداد گیاهچه های سالم در مقایسه با سایر تیمار ها بیشتر بود. همچنین بر اساس نتایج آزمایش دوم، با افزایش غلظت نانو ذرات اکسید روی میزان رشد و پرآوری کاهش پیدا کرد. از میان غلظت های مختلف نانوذرات، غلظت های 25 میلی گرم بر لیتر نانو اکسید روی بیشترین تاثیر در افزایش معنی دار میزان کلروفیل و غلظت های 25 و50 میلی گرم بر لیتر بیشترین تاثیر را در افزایش کاروتنوییدها داشت. طبق نتایج بدست آمده در این تحقیق کاربرد نانوذرات اکسید روی با کمترین غلظت (25 میلی گرم بر لیتر) ، باعث افزایش جذب آب و املاح معدنی شده و در نهایت منجر به افزایش رشد و پرآوری گیاهچه های بادرنجبویه گردید.

    کلیدواژگان: آلودگی، بادرنجبویه، نانوذره، کلروفیل، عنصر روی
  • سحر مومنی، لیلا فهمیده*، عباسعلی امام جمعه، مهدی سلوکی، جواد ظهیری صفحات 61-78

    تنش خشکی در اکثر مناطق جهان مهم ترین عامل کاهش عملکرد گیاهان زراعی محسوب می شود. به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر برخی صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاه کنجد آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در این آزمایش اثر سطوح مختلف تنش خشکی (سطح آبیاری 5، 10، 15 و 25 درصد ظرفیت زراعی) بر میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی شامل: کاتالاز، پلی فنل اکسیداز، آسکوربات پراکسیداز، پراکسیداز، برخی رنگیزه های فتوسنتزی (کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوییدها)، برخی تعدیل کننده های اسمزی شامل پرولین و همچنین برخی صفات مورفولوژیکی(تعداد برگ، طول ریشه، ارتفاع ساقه، ارتفاع بوته، طول برگ، عرض برگ، وزن خشک ریشه، وزن تر ریشه، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، وزن تر بوته، وزن خشک بوته) بررسی شد. پس از کشت گیاه در گلدان، اعمال تنش خشکی (سطح آبیاری 5، 10، 15 و 25 درصد ظرفیت زراعی) در مرحله گیاهچه ای (چهار برگی) انجام گردید و سپس صفات مورد مطالعه اندازه گیری شد. نتایج تجزیه آماری نشان داد که تنش خشکی اثر معنی داری در سطح یک درصد بر کلیه صفات فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی داشت. با افزایش تنش خشکی (تا سطح  آبیاری 5 درصد ظرفیت زراعی) کاهش در صفات مورفولوژیکی و رنگیزه های فتوسنتزی نسبت به سطح شاهد بیشتر شد. با افزایش سطوح تنش خشکی افزایش طول ریشه در گیاه کنجد مشاهده شد، به طوری که بیشترین طول ریشه مربوط به سطح آبیاری 5 درصد ظرفیت زراعی و کمترین طول ریشه مربوط به سطح کنترل (سطح آبیاری 25 درصد ظرفیت مزرعه) بود. بیشترین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و پرولین در بیشترین تنش خشکی (سطح آبیاری 5 درصد ظرفیت زراعی) مشاهده گردید. لذا براساس نتایج حاصله پیشنهاد می شود که میزان رشد گیاه در مراحل رشدی و نموی مختلف اندازه گیری و تاثیر تنش در هر دوره مشخص گردد تا تفسیر مناسبی از تاثیر تنش بر روی گیاه بدست آید.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، تنظیم کننده های اسمزی، تنش غیر زیستی، رنگیزه های فتوسنتزی، کنجد
  • مرتضی ایرجی مارشک، محمد مقدم* صفحات 79-94

    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.

    کلیدواژگان: نشت الکترولیت، محتوای کلروفیل برگ، پرولین، کلونیزاسیون
  • آسیه امید حقی، ابراهیم خلیل وند بهروزیار*، فرهاد فرح وش، مهرداد یارنیا، عبدالله حسن زاده صفحات 95-106

    به منظور ارزیابی تاثیر تنش کمبود آب و محلول پاشی اسید سالیسیلیک و نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر برخی از صفات فیزیولوژیکی گیاه دارویی سرخارگل (Echinacea purpurea L.) آزمایشی به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1397-1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز به اجرا در آمد. عامل اصلی تنش کمبود آب در سه سطح آبیاری تا 50، 75 و 100 درصد ظرفیت زراعی و ترکیب تیماری محلول پاشی اسید سالیسیلیک و نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم هر کدام در دو سطح 02/0 و 04/0 درصد به عنوان عامل فرعی و محلول پاشی آب مقطر به عنوان تیمار عدم مصرف این ترکیبات در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که اثر تنش کمبود آب بر صفات محتوای رطوبت نسبی و میزان پرولین در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. بر همکنش تنش کمبود آب و محلول پاشی نانو دی اکسید تیتانیوم و اسید سالیسیلیک بر صفات محتوای کلروفیل b، کلروفیل کل و میزان پراکسید هیدروژن در سطح احتمال یک درصد معنی دار شد.اعمال تنش آبیاری تا 50 درصد رطوبت زراعی موجب افزایش 40 درصدی میزان پرولین و کاهش 10 درصدی محتوای رطوبت نسبی نسبت به آبیاری کامل (آبیاری تا 100 درصد ظرفیت زراعی) شد. محلول پاشی با 04/0 درصد اسید سالیسیلیک و 04/0 درصد نانو دی اکسید تیتانیوم تحت آبیاری تا 100 درصد رطوبت زراعی موجب کاهش میزان پراکسید هیدروژن نسبت به تیمار آبیاری تا 50 درصد ظرفیت زراعی و عدم محلول پاشی گردید. بیشترین میزان کلروفیل کل برگ در تیمار آبیاری تا100 درصد ظرفیت زراعی و محلول پاشی با 02/0 درصد اسید سالیسیلیک و 04/0 درصد نانو دی اکسید تیتانیوم به دست آمد که افزایش 52/79 درصدی نسبت به تیمار آبیاری تا 100 درصد ظرفیت زراعی و عدم محلول پاشی نشان داد.

    کلیدواژگان: پرولین، پراکسید هیدروژن، تنش کمبود آب، محتوای کلروفیل، محتوای نسبی آب برگ
  • رحیم ناصری*، امیر میرزایی، عباس سلیمانی فرد صفحات 107-124

    به منظور بررسی تاثیر باکتری های افزاینده رشد گیاه روی خصوصیات فیزیولوژیک ارقام جدید گندم دیم، آزمایشی مزرعه ای به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی چرداول در سال زراعی 99-1398 اجرا شد. تیمار های آزمایشی شامل ارقام مختلف گندم (سرداری، کریم، کوهدشت و ریژاو) و تیمار منابع مختلف کودی شامل: شاهد (عدم مصرف هیچ منبع کودی)، 50 درصد کود شیمیایی نیتروژن، باکتری آزوسپریلیوم+50 درصد کود شیمیایی نیتروژن، باکتری ازتوباکتر+50 درصد کود شیمیایی نیتروژن، باکتری آزوسپریلیوم+ ازتوباکتر+50 درصد کود شیمیایی نیتروژن، 100 درصد کود شیمیایی نیتروژن بودند. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که اثر برهمکنش رقم×منابع کودی بر فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدان و خصوصیات فیزیولوژیکی تاثیر معنی دار داشت. رقم ریژاو×باکتری آزوسپریلیوم+ ازتوباکتر+50 درصد کود شیمیایی نیتروژن موجب افزایش فعالیت های آسکوربات پراکسیداز ، گلوتاتیون پراکسیداز کاتالاز ، پراکسیداز، سوپر اکسید دسموتاز ، کاروتنوییدها ،کلروفیلa ، کلروفیل b ، محتوای آب نسبی ، موجب کاهش میزان مالون دی آلدیید و پراکسید هیدروژن گردید و رقم سرداری در شاهد (عدم مصرف کود زیستی و شیمیایی نیتروژن) دارای کمترین میزان فعالیت های آسکوربات پراکسیداز، پراکسیداز، سوپر اکسید دسموتاز و رنگیزه های فتوسنتزی بود. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده نشان داده شد که گندم رقم ریژاو×باکتری آزوسپریلیوم+ازتوباکتر+50 درصد کود شیمیایی نیتروژن به دلیل بالا بودن خصوصیات فیزیولوژیکی و در نهایت افزایش رشد گیاه در شرایط دیم می تواند توصیه گردد.

    کلیدواژگان: پراکسید هیدروژن، پرولین، رنگیزه های فتوسنتزی، سوپر اکسید دسموتاز، گلوتاتیون سنتتاز
  • مریم کریمی علویجه*، عبدالکریم زارعی صفحات 125-139

    تنش های محیطی همواره به عنوان یکی از عوامل مهم محدود کننده رشد و نمو و تولید مثل گیاهان می باشند. تنش سرمایی یکی از مهمترین نوع این تنش ها بوده که هر ساله خسارات زیادی محصولات مختلف گیاهی وارد می کند و بعنوان تهدیدی برای تولید پایدار محصولات گیاهی می باشد. به طی فصل پاییز، تغییرات مورفولوژی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و مولکولی، گیاهان را برای مقابله و تحمل دماهای پایین فصل زمستان آماده می کند. مطالعه سطح سلولی تنش، به منظور دستکاری های ژنتیکی برای کسب مقاومت به سرما در گیاهان ضروری است. در صورت بروز سرماهای زودرس پاییزه یا سرماهای دیررس بهاره صدمات مختلفی به گیاه وارد خواهد شد. کسب سازگاری در فصل پاییز برای تحمل شرایط زمستان ضروری است. روند کلی کسب سازگاری تقریبا در تمامی گیاهان مشابه بوده ولی با توجه به نوع گیاه و شرایط منطقه تفاوت هایی وجود دارد. اندام مختلف گیاه، درجات و صدمات متفاوتی را بعد از گذراندن تنش سرما نشان خواهند داد که با رعایت برخی اصول کشاورزی، خسارات احتمالی تا حد زیادی قابل کنترل خواهند بود. تقویت به موقع و جلوگیری از هر گونه تنش به گیاه صدمات ناشی از سرما را به حداقل خواهند رساند. مرور کلی مسیرهای ایجاد صدمات تنش سرما و مکانیسم مقابله گیاه می تواند برای جلوگیری از ایجاد خسارات تا حد ممکن مفید باشد.

    کلیدواژگان: تنش سرما، سازگاری، صدمه، گونه گیاهی، خوپذیری
|
  • Nasim Ranjkesh, Morteza Sam Darili *, Pouria Mazloum, Amirabbas Mousavi, Valiollah Rameeh Pages 1-15

    Rice is one of the most important food crop which is the staple food for more than half of the world population. The purpose of this study was to evaluate the physical and chemical properties such as plant height, panicle length, number of effective tillers, total number of grains, number of filled grains, number of unfilled grains, 1000-grain weight, biological yield, economic yield, harvest index, chlorophyll index, growth period, total Phenol (TP), antioxidant capacity based on 2,2-Diphenyl-1-Picryl Hydrazil (DPPH) with 30 rice genotypes in a randomized complete block design in the experimental field of Amol Rice Research Institute. Results showed that Amol 1 and Bijar rice varieties had significantly higher antioxidant activities and total phenolic than the other samples examined in this study, respectively. The highest total number of grains, number of filled grains and 1000-grain weight were observed in genotype IR56. The genotypes were grouped into five clusters based on agronomic traits using UPGMA method. The highest mean of yield was related to the fourth cluster and the lowest of this attribute was related to the fifth cluster. Principal components analysis (PCA) explained 79.01% of variation and economic yield, total number of grains, and number of filled grains played the main Experimental Field role. Two principal components accounted for 43% of the raw data of the yield-related traits. The results of this research indicated that use of economic yield, total number of grains, and number of filled grains could be applied as a breeding strategy to obtain high yield rice cultivars.

    Keywords: Antioxidant, Bi-plot, Cluster analysis, principal component analysis, Total phenol
  • Mostafa Hamidi *, Saeid Navabpour, Abolfazl Mazandarani, Ahad Yamchi, Ali Asghar Nasrolahnejad Pages 16-31

    Stabragh belongs to the Asclepiadaceae family and is resistant to high levels of drought and salinity. Its organs have been used for the treatment of various diseases. In order to study the adaptation and stability of this plant under drought and saline conditions in Golestan province, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, plant seeds were cultivated in Gorgan, Gonbad, and Aghghala under different degrees of salinity and drought in February, March and April during 2014 and 2015. Plant height, leaf number and area, leaf dry weight, and proline and chlorophyll contents were measured were significant on all traits. Important traits such as proline, chlorophyll, fresh weight, dry weight, and plant height were introduced as the most important traits during the growth season. Data analysis was done through combined analysis of randomized complete block design. Results showed that the effect of regions on plant height, leaf area and dry weight, and also proline content were significant. Also, the effect of year was significant only for height and number of leaves. Effects of planting date and sampling in the adaptation of stabragh to saline and drought environments. Gorgan was the most suitable area for cultivation. Variations in the cultivation dates led to changes in the plants’ level of adaptation and stability.  The best planting date was April. The findings suggest that the plant can tolerate dry and saline conditions of the region and we can consider it as an alternative plant in arid and saline areas of the province.

    Keywords: Adaptation, Calotropts procera, Drought stress, Golestan province, salinity stress, Stability
  • Shahrbano Ghafouri, Maryam Niakan *, Omran Alishah, Mohammad Reza Zangi Pages 32-47

    Mepiquat chloride (PIX) is an important management tool to reduce stress damage in cotton plants during germination. In this study, the effects of different drought levels and the amount of mepiquat chloride (PIX) were investigated on growth indices and antioxidant enzymes as well as the malondialdehyde and hydrogen peroxide contents of seedlings in two cotton cultivars under laboratory conditions. The study was laid in a completely randomized design using 0, 5, and 10 g/l Pix and also under different drought levels using 0, -4, and -8 bar polyethylene glycol 6000 in petri dishes on two cultivars of cotton plant, namely Sahel (drought sensitive) and Shayan (drought resistant). Germination indices as well as physiological parameters of seedlings were measured under drought and Pix treatment after 4 days. Results showed that the use of Pix increased the germination percentage, root length, dry and fresh weights of seedlings, and the activity of peroxidase and catalase enzymes of cotton cultivars under drought stress while drought stress alone reduced these parameters. Drought also increased oxidative indices such as malondialdehyde and hydrogen peroxide in seedlings of Sahel and Shayan cultivars while Pix application reduced these indices. In general, the results of this study showed that the use of Pix improved growth responses and antioxidant system of the two cotton cultivars and the response of cultivar Shayan was better than Sahel.

    Keywords: antioxidant enzyme, Cotton, Morphophysiological indices, mepiquat chloride, Stress
  • Ehsan Soraya, Gholamreza Gohari *, Alireza Motallebi Azar, Saeedeh Alizadeh Saleteh Pages 48-60

    Plant tissue culture is one of the most important techniques for the production of secondary metabolites. Plant cells are an important and appropriate source for the production of various valuable secondary metabolites. Melissa officinalis L. is an important medicinal plant with applications in treatment and alleviation of heart, nervous system, and gastrointestinal diseases, and particularly in memory enhancement and Alzheimer. This study investigated the effect of various concentrations of zinc oxide nanoparticles (0, 50, 100, 150, and 200 mg l-1) on disinfection stages, establishment, and proliferation of the lemon balm. Also, in order to study the effects of zinc oxide nanoparticles on establishment and proliferation of the lemon balm, explants were cultivated in murashige and skoog media containing zinc oxide nanoparticles at four different concentrations (0, 25, 50 and 75 mg L-1). Results showed that application of 200 mg l-1 zinc oxide nanoparticles significantly reduced fungal and bacterial infections and the number of healthy plantlets was more compared to the other treatments. Also, the second experiment showed that with an increase in the concentration of zinc oxide nanoparticles, the growth and proliferation decreased. Among different concentrations of zinc oxide nanoparticles, 25 mg L-1 had the maximum effect with significant increase in chlorophyll content while 25 and 50 mg L-1 zinc oxide nanoparticle concentrations had the maximum effect on increasing carotenoid contents. According to the findings,خطای ترجمه application of zinc oxide nanoparticles at low concentration (25 mg L-1) improved water and mineral uptake and eventually resulted in an improved growth and proliferation of Melissa officinalis L. plants

    Keywords: Nanoparticle, Contamination, Chlorophyll, Lemon Balm, Zinc
  • Sahar Momeni, Leila Fahmideh *, Abbasali Emamjomeh, Mahmud Solouki, Javad Zahiri Pages 61-78

    Drought stress is the most important factor in decreasing crop yield in most parts of the world. In order to investigate the effect of drought stress on some morphological and physiological traits of sesame plant, an experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications. In this experiment, the effects of different levels of drought stress (5%, 10%, 15%, and 25% field capacity) were investigated on the activity of antioxidant enzymes (catalase, polyphenol oxidase, ascorbate peroxidase, and peroxidase, some photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoid), some osmotic regulators including proline, and some morphological parameters (number of leaves, root length, stem height, plant height, leaf length, leaf width, dry weight of root, fresh weight of root, fresh weight of shoots, dry weight of shoots, fresh weight of plant, and dry weight of plant). After planting in pots, drought stress (5%, 10%, 15% and 25% of field capacity) was applied at seedling (four-leaf) stage and then the desired traits were measured. Statistical analyses showed that drought stress had a significant effect on all physiological and morphological features at 1% level. Morphological traits and photosynthetic pigments decreased with increasing drought stress (irrigation up to 5% of field capacity). Increasing drought stress levels increased root length in sesame. The highest root length (3.375 cm) was related to 5% of field capacity irrigation and the lowest root length (2.5 cm) was related to control (25% of field capacity irrigation). The highest levels of antioxidant enzymes and proline were also observed at the highest levels of drought stress (5% of field capacity irrigation). Based on the findings, the plant's growth measurements are recommended to be carried out at various developmental stages to find the effects of stress at each stage  so as to get an appropriate understanding of the effects of stress on the plant.

    Keywords: Antioxidant enzymes, abiotic stress, Osmotic regulators, Photosynthetic pigments, Sesamum Indicum
  • Morteza Iraji Mareshk, Mohammad Moghaddam * Pages 79-94

    In 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
  • Asiyeh Omid-Haghi, Ebrahim Khalilvand Behrouzyar *, Farhad Farahvash, Mehrdad Yarnia, Abdollah Hasanzadeh Pages 95-106

    In order to investigate the effect of drought stress and nano-TiO2 and salicylic acid foliar application on some physiological traits of Echinaceae purpurea under water, an experiment was conducted in split plot factorial based on RCBD in three replications at the Research Station of the Islamic Azad University, Tabriz Branch, during growing seasons of 2017-2018. The main factors were water deficit stress at three levels of 50, 75, and 100% filed capacity, thefactorial combination of nano-TiO2 (n-TiO2) foliar application at two levels (0.02 and 0.04%) and salicylic acid foliar application at two levels (0.02 and 0.04%), and also distilled water foliar application as control treatment. Findingsshowed a significant effect of water deficit stress on relative water content (RWC) and proline (p≤0.01). Also, interaction of the effects of water deficit stress and nano-TiO2 and salicylic acid foliar application on Chl. b, total Chl., and hydrogen peroxide contents was significant (p≤0.01). Application of water deficit stress treatment up to 50% FC increased proline content by 40% and reduced RWC by 10% compared to complete irrigation (100% FC). Furthermore, 0.04% n-TiO2 and 0.04% SA foliar application increased hydrogen peroxide content by 50% compared to complete irrigation group and the control. The maximum total Chl. Contents of leaves was obtained under 100% FC irrigation and and 0.04% n-TiO2 and 0.02% SA foliar application showing 79.52% increase compared to 100% FC irrigation and no foliar application.

    Keywords: Chlorophyll content, hydrogen peroxide, Proline, Relative water content, Water deficit stress
  • Rahim Naseri *, Amir Mirzaei, Abas Soleymanifard Pages 107-124

    In order to investigate the effect of growth-promoting bacteria on physiologic traitsof new dryland wheat cultivars, a factorial field experiment was carried out in a randomized complete block design with three replications on the farms of Sarablah Agricultural Research Center in the cropping season during 2019-2020. Experimental treatments included different wheat cultivars (Sardari, Karim, Koohdasht, and Rijaw) and different fertilizer sources including control (without fertilizer source), 50% N fertilizer, Azospirillum+50% N fertilizer, Azetobacter + 50% N fertilizer, Azospirillum + Azetobacter+50% N fertilizer, and 100% N fertilizer. The results of this experiment showed that the interaction effect of cultivar × fertilizer sources had a significant effect on the activity of some antioxidant enzymes and physiological properties. Rijaw cultivar × Azospirillum + Azetobacter+ 50% N fertilizer increased the activities of ascorbate peroxidase (80.9%), glutathione peroxidase (80%), catalase (71.7%), peroxidase (74.1%), superoxide dismutase (74%), carotenoids (72.1%), chlorophyll a (86.1%), chlorophyll b (88.2%), and relative water content (45.4%) while reduced the amount of Malondialdehyde (65.9%) and hydrogen peroxide (91.8%). Moreover, Sardari cultivar × control treatment (without fertilizer sources) had the lowest activities of ascorbate peroxidase, peroxidase, superoxide dismutase, and photosynthetic pigments. Therefore, according to the results of the study, wheat cultivar Rijaw × Azospirillum + Azetobacter+ 50% N fertilizer may be recommended for cultivation in dryland conditions considering the improved physiological characteristics and ultimately increased plant growth.

    Keywords: Glutathione synthetase, hydrogen peroxide, Photosynthetic pigments, Proline, superoxide dismutase
  • Maryam Karimi Alavijeh *, Abdolkarim Zarei Pages 125-139

    Environmental stresses are among the main factors limiting growth and reproduction of the plants. Cold stress is one of the most important environmental stresses which incurs serious losses to different plant products and is considered as a threat to sustainable plant production. A set of morphological, physiological, biochemical, and molecular changes that occur during the autumn acclimates plant species to the low winter temperatures. Investigation of cold tolerance mechanisms at the cellular levels is a vital step in genetic manipulations for the purpose of improving plants’ resistance against cold. The occurrence of sudden low temperatures either in early autumns or late springs incurs various damages to plants. Cold acclimation during the autumn is necessary for plants to tolerate the low temperatures in winter. Although the overall adaptive process through which plants become tolerant to the low temperature is similar, this phenomenon varies slightly according to the plant species and climate condition. Moreover, when experiencing cold stress, different plant organs show various degrees of injuries, which can be minimized following proper agricultural practices through plant reinforcement. In fact, in time strengthening of the plant and avoiding any stress source can minimize the cold stress damages to the plant. An overview of the causes of cold stress injuries and plant response mechanisms can be helpful in reducing a part of low temperature detrimental effects.

    Keywords: Acclimation, Adaptation, Cold stress, Injury, Plant species