فهرست مطالب
فصلنامه فرآیند و کارکرد گیاهی
سال چهاردهم شماره 1 (پیاپی 66، فروردین و اردیبهشت 1404)
- تاریخ انتشار: 1404/01/12
- تعداد عناوین: 20
-
-
صفحات 1-20
آزمایش در دو سال متوالی (1395 و 1396) در دانشکده کشاورزی دانشگاه گیلان اجرا شد. در هر دو سال، کشت در لوله های پلی اتیلنی انجام شد. در سال اول، آزمایش با 16 ژنوتیپ برنج (هوازی، آپلند و غرقابی) و شرایط بهینه آبیاری در سه تکرار در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. با توجه به نتایج تجزیه خوشه ای چهار رقم شامل وندانا، ندا و طارم محلی و یک ژنوتیپ آپلند (IR83141-11) برای آزمایش سال دوم انتخاب شدند. آزمایش سال دوم به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. عوامل شامل ژنوتیپ های منتخب برنج و وضعیت آب خاک (آبیاری بهینه و تنش خشکی) بودند. برای توصیف روند ماده خشک ریشه و شاخساره و نسبت ریشه به شاخساره از مدل های بتا و نمایی استفاده شد. بر اساس پارامترهای به دست آمده از مدل ها، پاسخ ارقام برنج به تنش خشکی به صورت کاهش ماده خشک شاخساره و ریشه و کاهش سرعت رشد شاخساره و ریشه بود. تفاوت در ماده خشک شاخساره در دو شرایط آبیاری در رقم طارم محلی بیشتر (2/16 گرم در بوته) و در ژنوتیپ آپلند (IR83141-11) کمتر (7/6 گرم در بوته) از سایر ژنوتیپ ها بود. شاخساره بیشتر از ریشه تحت تاثیر تنش خشکی قرار گرفت و کاهش نشان داد. تفاوت در ماده خشک ریشه در دو شرایط آبیاری در رقم طارم محلی بیشتر (1 گرم در بوته) و در ژنوتیپ آپلند کمتر (09/0 گرم در بوته) از سایر ژنوتیپ ها بود. تنش خشکی باعث تسریع سه روزه در رسیدن به حداکثر سرعت رشد و شش روزه در زمان وقوع حداکثر تجمع ماده خشک در رقم وندانا شد. در اثر تنش خشکی زمان رسیدن به بیشینه ماده خشک ریشه در ارقام ندا و وندانا (با اختلاف 6/4 و 13/0 روز) کاهش و در ژنوتیپ آپلند و رقم طارم محلی (با اختلاف 5/2 و 5/6 روز) افزایش داشتند. ارقام ندا تسریع پنج روزه و طارم محلی تاخیر هفت روزه در رسیدن به حداکثر ماده خشک ریشه داشتند. نسبت ریشه به شاخساره در ژنوتیپ های هوازی و آپلند، خصوصا در مراحل اولیه رشد بیشتر از ژنوتیپ های غرقابی بود که این موضوع نشان دهنده ساختار ریشه گسترده تر در این ژنوتیپ ها است. غیر از رقم طارم محلی، در بقیه ژنوتیپ ها وزن خشک ریشه در عمق های پایین تر خاک نسبت به شرایط آبیاری کامل بیشتر بود. ژنوتیپ های وندانا، آپلند و ندا که در این آزمایش از نظر صفات ریشه ای نظیر حجم، ماده خشک، عمق نفوذ ریشه و انعطاف پذیری در شرایط تنش خشکی، برتر بودند، برای مطالعات تکمیلی توصیه می شوند.
کلیدواژگان: برنج، تجزیه خوشه ای، رگرسیون غیرخطی و عمق نفوذ ریشه -
صفحات 21-34
گیاه کلزا یک گیاه روغنی ارزشمند متعلق به خانواده گیاهی براسیکاسه است، و با توجه به اینکه امروزه شوری خاک یکی از مهمترین مسائل محدود کننده کشاورزی است، بنابراین بررسی اثر سالیسیلیک اسید (به عنوان یک محرک زیستی و عامل بهبود سیستم دفاع آنتی اکسیدانی) بر گیاهان تحت تنش شوری، به منظور کاهش اثرات منفی ناشی از تنش شوری، ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق اثرات متقابل NaCl و سالیسیلیک اسید (SA) بر سیستم دفاع آنتی اکسیدانی و توزیع برخی عناصر در گیاه کلزا رقم هایولا مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور گیاهچه های 21 روزه تحت غلظت های صفر، 50 و100 میلی مولارNaCl و غلظت های صفر و 500 میکرومولار SA به مدت دو هفته قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد که میزان فعالیت آنزیم های آنتی اکسیداتیو سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز، و همچنین مقدار H2O2در تیمارهای شوری در حضورSA کمتراز مقادیر آنها در تیمارهای شوری بدون حضور SA بود، که نشان از کاهش سطح تنش در حضور SA دارد. چرا که افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیداتیو نشان دهنده افزایش سطح تنش و افزایش مقدار پراکسید هیدروژن شاخص صدمات غشایی در شرایط تنش هستند. در تیمارهای شوری، درحضور SA غلظت سدیم ریشه افزایش یافت که می تواند به دلیل تجمع سدیم در ریشه و عدم انتقال آن به اندام هوایی باشد که نوعی راه کار مقابله با تنش است و نیز افزایش غلظت پتاسیم ریشه در تیمارهای شوری در حضور SA مشاهده شد و از آنجایی که پتاسیم نقش مهمی در تنظیم پتانسیل اسمزی سلول ها دارد، این افزایش می تواند نشان از اثر مثبت SA در کاهش اثرات مخرب تنش شوری باشد. در کل، داده ها نشان می دهد که حضور SA باعث افزایش مقاومت این رقم کلزا نسبت به شوری شده است، همچنین به کارگیریSA در غلظت 500 میکرومولار می تواند اثرات منفی شوری برروی گیاه کلزا رقم هایولا را محدود کند.
کلیدواژگان: تنش شوری، سالیسیلیک اسید، کلزا -
صفحات 35-48
افزایش اندازه و بهبود کیفیت میوه توت فرنگی به دلیل اهمیت زیاد و ارزش غذایی بالا همواره مورد توجه است. این پژوهش بر پایه طرح کاملا تصادفی با 9 تیمار و 4 تکرار در مرحله شروع گلدهی اجرا شد. تیمارها شامل اسید بوریک 50 و 100 میلی گرم بر لیتر و ویتامین ث 150 و 300 میلی گرم بر لیتر و ترکیب توام آن ها بود. صفاتی مانند محتوای فنول کل، محتوای آنتوسیانین، سطح برگ، شاخص کلروفیل، وزن میوه اولیه، وزن میوه ثانویه، تعداد فندقه میوه اولیه، تعداد فندقه میوه ثانویه، عملکرد، مواد جامد محلول، pH، اسیدهای آلی و ویتامین ث بررسی شدند. نتایج نشان داد استفاده از غلظت های مختلف بور و ویتامین ث و ترکیب این دو سبب بهبود عملکرد رویشی و زایشی توت فرنگی شده است. تیمار اثرات متقابل ویتامین ث و اسید بوریک نتایج بهتری نسبت به کاربرد به تنهایی عنصر بور و ویتامین ث داشته و فعالیت آنتی اکسیدانی، مواد جامد محلول و میزان ویتامین ث افزایش دادند. به طورکلی ترکیب توام بور 100 میلی گرم در لیتر و ویتامین ث 150 و 300 میلی گرم در لیتر بهتر از کاربرد تنهایی آن ها، سبب بهبود ویژگی های کمی و کیفی میوه توت فرنگی شدند.
کلیدواژگان: توت فرنگی، شاخص کلروفیل، عملکرد، ویتامین ث -
صفحات 49-60
گیاه انسولین (Chamaecostus cuspidatus Nak) به علت داشتن طیف گسترده ای از فعالیت های زیستی از جمله خواص ضد دیابت، ضدسرطان و ضدالتهابی یک گیاه دارویی مهم است. این تحقیق به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی به بررسی اثر غلظت های مختلف تنظیم کننده های رشد NAA و BA بر جداکشت گره در دو آزمایش جداگانه بر ریزازدیادی گیاه می پردازد. غلظت های هورمونی در آزمایش اول شامل تیمارهای BA (صفر، 2، 4 و 6 میلی گرم در لیتر) با NAA (صفر، 3/0 و 6/0 میلی گرم در لیتر) بود که نتایج آزمایش اول منجر به طراحی آزمایش دوم با غلظت های بهینه شد. آزمایش دوم شامل BA (صفر، 1، 2 میلی گرم در لیتر) با NAA (صفر، 2/1، 4/2 میلی گرم در لیتر) در محیط کشت MS بود. نتایج آزمایش اول نشان داد بیشترین درصد شاخه زایی، تعداد برگ، ارتفاع اندام هوایی، وزن تر اندام هوایی، درصد ریشه زایی، وزن تر ریشه، قطر ریشه و رنگیزه های فتوسنتزی مربوط به تیمار 6/0 میلی گرم در لیتر NAA و کمترین مقدار مربوط به شاهد است. نتایج آزمایش دوم نشان داد که محیط کشت حاوی 4/2 میلی گرم در لیتر NAA به همراه 1 میلی گرم در لیتر BA بیشترین تاثیر را بر رشد گیاهچه و رشد اندام هوایی دارد. بیشترین طول ریشه (33/20 سانتی متر) در محیط تحت تیمار با 2/1 NAA به همراه صفر و 1 میلی گرم در لیتر BA و 4/2 میلی گرم NAA به همراه 1 و 2 میلی گرم در لیتر BA حاصل شد. همچنین شاخص کلروفیل رابطه مستقیم با رشد اندام هوایی را نشان داد به طوری که با افزایش رشد گیاهچه (1 میلی گرم در لیتر BA با 4/2 میلی گرم در لیتر NAA) میزان کلروفیل ها نیز افزایش یافت. پژوهش حاضر نشان داد گیاه برای افزایش رشد اندام هوایی به مقدار کمی از هورمون BA (1 میلی گرم در لیتر) نیاز دارد. از سوی دیگر، افزایش مقدار NAA از 2/1 میلی گرم در لیتر به 4/2 میلی گرم در لیتر اختلاف معنی داری در رشد ریشه نداشت و در غلظت 4/2 میلی گرم در لیتر گیاه کالوس زایی را نشان داد.
کلیدواژگان: تنظیم کننده رشد گیاه، ریزازدیادی، کشت بافت گیاهی، گیاه دارویی، BA، NAA -
صفحات 61-78
شمعدانی معطر گیاهی زینتی است که اسانس آن در صنایع عطرسازی، بهداشتی و آرایشی، غذایی و داروسازی کاربرد فراوانی دارد. به منظور بررسی کاهش اثرات نامطلوب تنش کم آبی در گیاه شمعدانی معطر با محلول پاشی پرولین و گلوتامین، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تجاری واقع در شهرستان گرمسار در سال 1403-1402 انجام شد. آزمایش به صورت گلدانی با اعمال سه سطح تنش کم آبی (30، 70 و 100 درصد ظرفیت زراعی) و محلول پاشی با پرولین و گلوتامین (هر کدام با دو سطح 50 و 100 میلی گرم در لیتر) و اثر متقابل آنها، انجام شد. اعمال تنش کم آبی پس از استقرار گیاهان و در مرحله شش تا هشت برگی صورت گرفت. محلول پاشی با سطوح مختلف پرولین و گلوتامین در دو مرحله انجام شد. در نهایت نمونه برداری و ارزیابی صفات، حدود دو هفته پس از آخرین محلول پاشی صورت گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین وزن تر و خشک اندام هوایی (42/71 و 12/9 گرم)، آنتوسیانین گلبرگ و کلروفیل کل برگ (2761/3 و 4217/16 میلی گرم در گرم وزن تر) و کمترین نشت یونی غشاء سلول (27/54 درصد) در تیمار گلوتامین 100 میلی گرم در لیتر در ظرفیت زراعی 100 درصد بود. بیشترین وزن تر و خشک ریشه (35/16 و 67/3 گرم)، طول بلندترین ریشه (28/45 سانتی متر)، فعالیت آنزیم های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و پراکسیداز (به ترتیب با 23/8، 28/3 و 42/17 واحد آنزیم در گرم وزن تر) و کمترین میزان پرولین (35/2 میلی گرم در گرم وزن تر) در تیمار پرولین 100 میلی گرم در لیتر در ظرفیت زراعی 100 درصد به دست آمد. بیشترین ماندگاری گل شمعدانی معطر روی بوته (14 روز) در تیمار گلوتامین 100 میلی گرم در لیتر در ظرفیت زراعی 100 درصد و کمترین (هشت روز) در تیمار شاهد در ظرفیت زراعی 30 درصد، بود. در مجموع پرولین و گلوتامین با تنظیم فشار اسمزی، مهار رادیکال های آزاد اکسیژن و جلوگیری از تخریب پروتئین ها و فسفولیپیدهای غشایی سبب کاهش اثرات منفی تنش کم آبی در گیاهان محلول پاشی شده نسبت به شاهد در ظرفیت زراعی 70 و 30 درصد، شد. لذا، می توان محلول پاشی پرولین و گلوتامین در شرایط تنش کم آبی را برای بهبود رشد، کیفیت و گلدهی گیاه شمعدانی معطر توصیه نمود.
کلیدواژگان: پراکسیداز، پرولین، سوپراکسید دیسموتاز، شمعدانی معطر، کاتالاز، گلوتامین -
صفحات 79-112
به منظور بررسی تاثیر تعدیل کننده های تنش (ورمی کمپوست، قارچ میکوریز آربوسکولار و محلول پاشی پوترسین و نانواکسید روی) بر اجزای فلورسانس کلروفیل و برخی صفات فیزیولوژیک جو تحت تنش شوری، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1401 اجرا شد. تیمارهای مورد بررسی شامل شوری در سه سطح (عدم اعمال شوری به عنوان شاهد، شوری 40 و 80 میلی مولار با نمک کلرید سدیم)، تیمار کودهای زیستی در چهار سطح (عدم کاربرد به عنوان شاهد، کاربرد ورمی کمپوست 50 گرم در هر کیلوگرم خاک، قارچ میکوریز آربوسکولار 20 گرم در هر مترمربع خاک، تیمار همزمان ورمی کمپوست و میکوریزا)، محلول پاشی پوترسین و نانواکسید روی در چهار سطح (محلول پاشی با آب به عنوان شاهد، محلول پاشی 8/0 میلی مولار پوترسین، محلول پاشی4/0 گرم در لیتر نانواکسید روی، محلول پاشی توام پوترسین و نانواکسید روی) بودند. نتایج نشان داد که در مراحل ظهور برگ پرچم و سنبله دهی در بالاترین سطح شوری، تیمار همزمان تعدیل کننده های تنش (ورمی کمپوست، قارچ میکوریز آربوسکولار، پوترسین و نانواکسید روی)، شاخص سبزینگی برگ (به ترتیب 8/34 و 5/29 درصد)، شاخص نیتروژن (به ترتیب 28 و6 /21 درصد)، هدایت روزنه ای (به ترتیب 94/58 و 9/77 درصد)، محتوای نسبی آب (به ترتیب 4/45 و 1/46 درصد)، عملکرد کوانتومی (به ترتیب 3/16 و 110 درصد)، فلورسانس حداکثر (به ترتیب 6/38 و 4/41 درصد)، فلورسانس متغیر (به ترتیب 2/61 و 3/196 درصد) را، نسبت به عدم کاربرد تعدیل کننده های تنش در همین سطح از شوری افزایش داد. همچنین در بالاترین سطح شوری، تیمار همزمان تعدیل کننده های تنش، عملکرد دانه را 2/34 درصد نسبت به عدم کاربرد تعدیل کننده های تنش در همین سطح از سطوح شوری افزایش داد. بر اساس نتایج این بررسی، تیمار همزمان تعدیل کننده های تنش (ورمی کمپوست، قارچ میکوریز آربوسکولار، محلول پاشی پوترسین و نانواکسید روی)، به واسطه بهبود اجزای فلورسانس کلروفیل و برخی صفات فیزیولوژیک نظیر شاخص کلروفیل، عملکرد کوانتومی و هدایت روزنه ایی قادر بودند بخشی از کاهش عملکرد جو در شرایط شوری را، جبران نمایند.
کلیدواژگان: شاخص سبزینگی برگ، محتوای نسبی آب، قارچ میکوریز آربوسکولار، ورمی کمپوست، هدایت روزنه ای -
صفحات 113-126
تحولات صنعتی و رشد جمعیت در سرتاسر جهان موجب آلودگی خاک و افزایش فلزات سنگین خاک شده و ارائه راهکارهایی جهت کاهش جذب فلزات سنگین توسط گیاهان امری ضروری است. بدین منظور آزمایشی در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج به مدت دو سال (98-1397) بر روی اسفناج (Spinacia oleracea L.) انجام شد که تا پس از دو سال اثر بیوچار روی خاک و گیاهان مشخص شود. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای پژوهش شامل بیوچار در دو سطح (صفر و 5 درصد حجمی/حجمی) و کادمیوم در چهار سطح (صفر، 10، 20، 30 میلی گرم بر لیتر) بود. نتایج نشان داد که بیشترین وزن خشک اندام هوایی (54/3 گرم در بوته) در اثرات متقابل بیوچار و عدم مصرف کادمیوم مشاهده شد. عملکرد گیاه در تیمارهای دارای کادمیوم کاهش یافت و به طور کلی بیوچار عملکرد اسفناج را نسبت به شاهد افزایش داد و به عنوان یک اصلاح کننده خاک انتخاب مناسبی جهت افزایش رشد اسفناج بود. بیوچار فعالیت آنزیم کاتالاز را 5/62 درصد، فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز را 60/32 درصد و آنزیم سوپراکسید دیسموتاز را 86/58 درصد نسبت به شاهد کاهش داد. همچنین تیمار کادمیوم 30 میلی گرم بر لیتر فعالیت آنزیم کاتالاز را 5/87 درصد، فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز را 07/41 درصد و آنزیم سوپراکسید دیسموتاز را 46/87 درصد نسبت به شاهد افزایش داد. بنابراین کاربرد بیوچار در کاهش اثرات ناشی از تنش کادمیوم قابل توصیه است.
کلیدواژگان: آلودگی خاک، اصلاح کننده خاک، فعالیت های آنزیمی، فلزات سنگین -
صفحات 127-144
آویشن باغی (Thymus vulgaris L.) گیاهی معطر و از خانواده نعناعیان که دارای خواص ارزشمند دارویی و تغذیه ای است. تنش خشکی به عنوان یکی از مهم ترین تنش های غیرزیستی می تواند تاثیرات نامطلوبی بر رشد و عملکرد گیاهان دارویی داشته باشد. به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر برخی صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه دارویی آویشن باغی آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار سطح تنش خشکی (%100، %75، %50 و %25 ظرفیت مزرعه) با سه تکرار در سال 1400 در گلخانه دانشگاه هرمزگان اجرا شد. نتایج حاصل نشان داد که تنش خشکی (%25 ظرفیت مزرعه) سبب کاهش معنی دار در طول برگ (% 64)، عرض برگ (% 33)، ارتفاع بوته (% 51/13)، طول ریشه (% 49/4)، وزن تر (% 04/4) و خشک اندام هوایی (% 5/7)، وزن خشک ریشه (% 7/9)، محتوای رطوبت نسبی (% 23/54)، کلروفیل a(% 45/31)، کلروفیل b (% 29/31)، کلروفیل کل (% 38/31) و کاروتنوئیدها (% 35/22) شد. بیشترین مقدار نشت یونی (% 56/34)، پرولین (% 12/53)، کاتالاز (% 47/68)، پلی فنل اکسیداز (% 52/51)، مالون دی آلدهید (% 84/55)، فلاونوئید (% 23/59) و آنتوسیانین (% 29/61) در تیمار تنش خشکی (%25 ظرفیت مزرعه) مشاهده شد. گیاه دارویی آویشن در مقابله با تنش خشکی با استفاده از مکانیسم های دفاعی مختلف واکنش نشان می دهد. این مکانیسم ها شامل کاهش برخی از ویژگی های مورفولوژیکی برای صرفه جویی در مصرف انرژی، تجمع سریع مواد آلی تنظیم کننده اسمزی برای حفظ تعادل آبی سلول ها و افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی برای مقابله با استرس اکسیداتیو هستند. با این واکنش ها، آویشن می تواند با عملکرد بالاتر، عناصر غذایی مورد نیاز خود را جذب کرده و به رشد خود ادامه دهد. هدف اصلی این تحقیق ارزیابی تحمل آویشن باغی به تنش خشکی و تعیین مناسب ترین شرایط (%75 و %50 ظرفیت مزرعه) برای کشت این گیاه در استان هرمزگان بود. با توجه به اینکه آویشن باغی در این استان به طور گسترده کشت نشده است، بررسی واکنش این گیاه به شرایط تنش خشکی می تواند اطلاعات مفیدی برای توسعه کشت این گیاه در مناطق مشابه فراهم کند.
کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی، آویشن باغی، پارامتر های بیوشیمیایی، تنش خشکی -
صفحات 145-160
در این پژوهش، اثر کاربرد برگی گاما آمینو بوتیریک اسید (گابا؛ صفر، 5/1 و 3 میلی مولار) بر محتوای آبسیزیک اسید، قندهای محلول، پلی آمین ها، فعالیت برخی آنزیم های آنتی اکسیدان و شاخص پایداری غشاء برگ دو رقم انگور (خلیلی و پرلت) تحت دو تیمار دمایی (ºC2 و ºC24) به صورت فاکتوریل (2×3) در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه بررسی شد. تاک ها در مرحله 15 برگی با غلظت های مختلف گابا محلول پاشی شدند. بعد از 24 ساعت، نیمی از تاک های تیمارشده با گابا به همراه گیاهان شاهد به مدت 12 ساعت تحت دمای ºC2 (شرایط تنش سرما) قرار گرفتند و بقیه تاک ها (تیمارشده با گابا و شاهد) در دمای ºC24 (شرایط عادی) نگهدای و بعد 12 ساعت نمونه برداری شدند. کاربرد گابا در شرایط تنش سرما سبب حفظ کلروفیل و کاهش نشت یونی، مالون دی آلدئید و پراکسید هیدروژن و افزایش پروتئین، پرولین و آبسیزیک اسید نسبت به گیاهان شاهد در هر دو رقم شد. مقدار ساکارز، فروکتوز و گلوکز برگ در رقم خلیلی تیمار شده در مقایسه با رقم پرلت تحت تنش سرما بیشتر بود. همچنین کاربرد گابا منجر به افزایش مقدار پلی آمین های پوتریسین، اسپرمین و اسپرمیدین در دمای ºC2 شد. تحت تنش سرما، فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز در غلظت 3 میلی مولار و آسکوربات پراکسیداز در غلظت 5/1 میلی مولار گابا بیشترین فعالیت آنزیمی را نسبت به گیاهان شاهد نشان دادند. گابا از طریق افزایش آبسیزیک اسید، قندهای محلول و سیستم آنتی اکسیدانی، باعث حفظ پایداری غشاء و تحمل به سرمای تاک ها شد. تاثیر گابا بر تحمل به سرمای رقم خلیلی بیشتر از رقم پرلت بود.
کلیدواژگان: آبسیزیک اسید، پلی آمین ها، گلوکز، کاتالاز، نشت یونی -
صفحات 161-178
با توجه به نقش سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات در تنظیم فرایندهای متابولیکی مهم و پتانسیل آنها در افزایش تولید ترکیبات زیستی مهم، تاثیر تیمار این دو هورمون بر صفات مختلف بومادران معمولی مورد بررسی قرار گرفت. نشاءهای حاصل از بذور تحت شرایط گلخانه در یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار کشت شدند. سالیسیلیک اسید با غلظت 1 و 2 میلی مولار و متیل جاسمونات با غلظت 5/0 و 1 میلی مولار به طور مجزا و ترکیبی، سه دفعه با فاصله 15 روز یکبار بر روی برگ ها محلول پاشی شدند. بعد از اعمال آخرین تیمار، غلظت فنول ها و فلاونوئیدها، ظرفیت آنتی اکسیدانی و رنگدانه های فتوسنتزی، بیان ژن های کلیدی درگیر در بیوسنتز فنیل پروپانوئیدها یعنی فنیل آلانین آمونیالیاز (PAL) و کالکون سنتاز (CHS) و در نهایت عملکرد اسانس در گیاهان تیمار و شاهد مقایسه شدند. تجزیه واریانس گویای تاثیر معنی دار این دو هورمون بر صفات موردبررسی بود. به جزء تاثیر منفی متیل جاسمونات بر زیست توده (وزن خشک و ارتفاع) و کلروفیل و همچنین تاثیر منفی سالیسیلیک اسید بر کارتنوئیدها، تاثیر این دو هورمون بر سایر صفات مثبت بود. جالب اینکه در تیمار ترکیبی، اثر هم افزائی متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید بر اغلب صفات بوته های بومادران مشاهده شد. اثر تیمار ترکیبی سالیسیلیک اسید و متیل جاسمونات بر صفات مختلف تا حدودی متفاوت بود؛ با این حال، بیشترین عملکرد اسانس و بیان ژن هایPAL و CHS با تیمار 1 میلی مولار متیل جاسمونات و 2 میلی مولار سالیسیلیک اسید بدست آمد. در کل، تاثیر متیل جاسمونات و سالیسیلیک اسید بر بومادران وابسته به نوع صفت بود. با توجه به عملکرد اسانس، غلظت فنول ها و فلاونوئیدها و بیان ژن هایPAL و CHS، تیمار 1 میلی مولار متیل جاسمونات و 2 میلی مولار سالیسیلیک اسید برای تقویت رشد بومادران معمولی توصیه می شود.
کلیدواژگان: بیان ژن، گیاهان دارویی، متابولیت های ثانویه، هورمون -
صفحات 179-196
گلابی اروپایی (Pyrus communis L.) متعلق به خانواده Rosaceae و زیر طایفهMaleae است. به منظور توسعه دانش تکوین درباره این گونه، مراحل تکوین بساک و دانه گرده رقم Bartlett آن با روش های رایج بافت شناسی مانند تثبیت در FAA، آبگیری، قالب گیری با پارافین، برش گیری با میکروتوم و رنگ آمیزی دوگانه هماتوکسیلین - ائوزین بررسی شد. یافته ها نشان داد بساک ها دو خانه (بی تکا) و چهار کیسه گرده ای (تتراسپورانژ) است. الگوی نمو دیواره بساک از تیپ پایه (basic) پیروی می کند. سیتوکینز میکروسپورها از نوع همزمان و آرایش میکروسپورهای تتراد چهار وجهی (تتراهدرال) است. تاپتوم یک لایه ای، از نوع ترشحی و سلول های آن دو هسته ای است. دانه های گرده بالغ دو سلولی، tricolpate و تزئینات اگزین از نوع striate است. شکوفایی بساک درون گشا بوده و از طریق شکاف های طولی صورت می گیرد و دانه های گرده به صورت تکی monad آزاد می شوند. برای بررسی تاثیر دما بر جوانه زنی دانه های گرده از سه رقم Bartlett، نطنزی و درگزی استفاده شد. افزایش دما سرعت جوانه زنی دانه های گرده را در هر سه رقم تسریع می کند. در دمای C°5، درصد جوانه زنی در تمامی ارقام به طور کلی پایین تر بود. در هر سه رقم، جوانه زنی دانه های گرده در زمان های صفر و 1 ساعت صفر بود. با افزایش زمان به ویژه زمان های 2 و 4 ساعت درصد جوانه زنی افزایش چشم گیری یافت، با این حال از زمان 4 ساعت به بعد درصد جوانه زنی در هر سه رقم مورد مطالعه افزایش ناچیزی نشان داد. دانه های گرده در دمای C°5، جوانه زنی کمتری نسبت به سایر دماها داشتند. این نتایج نشان می دهد که دمای C°5 برای جوانه زنی دانه های گرده این ارقام مناسب نیست و دمای C °25 برای همه ارقام دمای بهینه جوانه زنی است.
کلیدواژگان: بساک، تکوین، جوانه زنی، دانه گرده، گلابی (Pyrus Communis L.) -
صفحات 197-208
هلو (Prunus persica L.) از خانواده گلسرخیان (Rosaceae) و از مهم ترین میوه های مناطق معتدله محسوب می شود. کیفیت میوه از عوامل مهم در گسترش و بازاریابی این محصول به شمار می رود. کاربرد برخی مواد شیمیایی و هورمونی نقش بسزایی در افزایش ماندگاری و کیفیت میوه ها دارند. به منظور بررسی زمان کاربرد پوتریسین روی حفظ کیفیت میوه هلو انجیری، این تحقیق به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با تیمار پوتریسین در دو زمان مختلف با سه تکرار روی رقم هلوی انجیری انجام شد. تیمار های شیمیایی در سه سطح (صفر، 10، 15 میلی مولار) و به صورت محلول پاشی 14 و 28 روز قبل از برداشت میوه ها صورت گرفت. بعد از اعمال تیمارها میوه ها در مرحله بلوغ تجاری برداشت و به آزمایشگاه منتقل شدند و پارامتر های کیفی میوه نظیر مواد جامد محلول کل، اسیدیته، ویتامین ث، سفتی بافت میوه، pH عصاره میوه، فنل، فلاونوئید و آنتی اکسیدان کل در حین برداشت مورد ارزیابی قرار گرفت. میانگین داده ها نشان داد که با افزایش غلظت پوتریسین تا مقدار 10 میلی مولار مقدار اسیدیته قابل تیتراسیون نسبت به شاهد افزایش یافت، در حالی که با افزایش بیشتر پوتریسین تا 15 میلی مولار مقدار اسیدیته قابل تیتر تفاوت معنی داری نسبت به شاهد نشان نداد. به طوری که با افزایش غلظت پوتریسین در زمان 14 روز قبل از برداشت، درصد مواد جامد محلول (TSS) نسبت به شاهد افزایش یافت. بیشترین مقدار مواد جامدحل شده بعد از تیمار شاهد در زمان 28 روز قبل از برداشت، مربوط به تیمار پوتریسین 15 میلی مولار است. با افزایش غلظت پوتریسین تا 10 میلی مولار مقدارpH نسبت به شاهد ابتدا کاهش و سپس در مقدار 15 میلی مولار افزایش یافت. مقدار آنتی اکسیدان کل نشان داد که هیچ کدام از غلظت ها و زمان های مورد استفاده، تاثیر معنی داری بر این خصوصیت نداشت. در زمان 14 روز قبل از برداشت با افزایش غلظت پوتریسین مقدار فلاونوئید افزایش و در زمان 28 روز قبل از برداشت با افزایش پوتریسین مقدار فلاونوئید کاهش یافت. بیشترین میزان سفتی مربوط به 14 روز قبل از برداشت است.
کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، برداشت، ترکیبات فنولی، کیفیت، مواد جامد محلول -
صفحات 209-224
مشکل اصلی پس از برداشت خرمالو نرم شدن شدید و بروز بیماری در میوه ها در زمان نگهداری است. بکارگیری ترکیبات غیر شیمیایی با هدف افزایش ماندگاری و حفظ کیفیت میوه خرمالو یکی از مهمترین موارد در صنعت میوه خرمالو است. با توجه به اثرات مفید کلروژنیک اسید در حفظ کیفیت و افزایش عمر انبارمانی، در این پژوهش تاثیر تیمار کلروژنیک اسید بر ویژگی های کیفی و خواص بیوشیمیایی میوه خرمالو بررسی شد. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو فاکتور کلروژنیک اسید در چهار سطح صفر، 25، 50 و 100 میکرو مولار و فاکتور دوم زمان انبارمانی (15، 30 و 45) روز بود که میوه های تیمار شده در دمای یک درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 90-85 درصد به مدت 45 روز نگهداری شدند. نتایج نشان داد که کلروژنیک اسید 50 و 100 میکرومولار غلظت بهینه برای افزایش عمرانباری میوه هستند. بیشترین میزان سفتی، فنول کل، فلاونوئید کل و تانن های محلول، آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (25 یونیت بر میلی گرم وزن تر) و ویتامین ث (2/24 میلی گرم در 100 گرم وزن تر) در تیمار کلروژنیک اسید 50 و 100 میکرومولار مشاهده شد که اختلاف معنی داری نسبت به شاهد داشتند. تیمارهای کلروژنیک اسید 50 و 100 میکرومولار (5/64 درصد) نسبت به شاهد موجب جلوگیری از کاهش اسید آسکوربیک میوه خرمالو در پایان دوره انبارمانی شدند. تیمار میوه ها با کلروژنیک اسید 100 میکرومولار به طور معنی داری ظرفیت آنتی اکسیدانی کل را نسبت به شاهد افزایش داد. با توجه به اثرات مثبت تیمار کلروژنیک اسید بر حفظ کیفیت و افزایش ماندگاری میوه خرمالو در طی 45 روز انبارمانی چنین به نظر می رسد که کاربرد کلروژنیک اسید 50 میکرو مولار در مقیاس وسیع به عنوان راهکار مناسب جهت افزایش کیفیت میوه خرمالو قابل توصیه باشد.
کلیدواژگان: آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز، تانن های محلول، خرمالو، کلروژنیک اسید، ظرفیت آنتی اکسیدانی -
صفحات 225-240
جلبک سبز و تک سلولی Dunaliella در مطالعات فیزیولوژی اهمیت بسیار زیادی دارد. از دلایل انتخاب این جلبک در پژوهش های زیستی می توان به مقاومت آن در برابر تنش های شوری و فقدان دیواره سلولی اشاره نمود. بسیاری از ریزجلبک ها منبع های غنی از چربی هستند که از برخی از اسیدهای چرب آن ها می توان برای تولید بیودیزل که به نسبت آلودگی کمتر از سوخت های فسیلی دارند، استفاده می شود. در این تحقیق اثر 10، 25، 50، 75، 100 و 120 میکرومولار اتانول آمین بر میزان رشد، کلروفیل، بتاکاروتن، لیپید و همچنین نیمرخ اسید های چرب اشباع و غیر اشباع دو جلبکD. salina و D. bardawil مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد اتانول آمین در غلظت های پایین تاثیری بر روی بر روی رشد و میزان کلروفیل نداشت و در غلظت های بالا باعث ممانعت رشد و سنتز کلروفیل شد. به طور کلی در هردو جلبک اتانول آمین تاثیری بر میزان لیپید نداشت و فقط غلظت 50 میکرو مولار در جلبک D. bardawil باعث افزایش میزان لیپید شد. به نظر می رسد در غلظت های بالای اتانول آمین، احتمالا مواد اولیه و انرژی بجای مصرف شدن در فرایند تقسیم سلولی و سنتز کلروفیل بیشتر به سمت مقابله با غلظت بالای اتانول آمین و در غلظت 50 میکرومولار در جلبک D. bardawil به سمت تولید چربی رفته است. همچنین، اتانول آمین در در غلظت های بالا در هردو جلبک و باعث کاهش رشد شد. جلبک D. bardawil تحت تیمار غلظت های پایین اتانول آمین، بتاکاروتن بیشتری سنتز کرد. در دو غلظت مورد استفاده 25 و 50 میکرومولار به همراه شاهد در طول یک هفته دوره آزمایش، میزان لیپید در جلبک D. salina حدود D. bardawil دو برابر جلبک بود. از طرفی میزان بتاکاوتن در جلبک D. bardawil بیشتر ازD. salina بود. کمتر بودن بتاکاروتن و بیشتر بودن لیپید درD. salina و بیشتر بودن بتاکاروتن و کمتر بودن لیپید در D. bardawil می تواند احتمالا حاکی از رابطه احتمالی بین تولید لیپید و بتاکاروتن باشد. در تیمار با اتانول آمین، تغییرات زیادی در نیمرخ اسید چرب اشباع و غیر اشباع در مشاهده نشد. ولی D. bardawil در افزایش اسید چرب اشباع هپتادکانوئیک اسید و اسید چرب غیر اشباع اولئیک اسید مشاهده شد.
کلیدواژگان: دونه لیه لا سالینا، دونه لیه لا بارداویل، اتانول آمین، لیپید -
صفحات 241-254
کادمیوم از جمله فلزات سنگین سمی است که به عنوان خطر بالقوه برای انسان و دیگر جانداران به شمار می آید و نیازمند توجه بیشتر جهت جلوگیری از ورود این فلز به زنجیره غذایی است. در سال های اخیر همراه با توسعه فناوری نانو، از این فناوری در جهت پیش برد اهداف زیست محیطی استفاده شده است. به منظور مطالعه اثرات نانوذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم بر نهال های انگور رقم سلطانی سفید تحت تنش کادمیوم، آزمایشی به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. فاکتور اول کاربرد کادمیوم در سه سطح (صفر، 50 و 100 میلی گرم در کیلوگرم خاک) و فاکتور دوم شامل محلول پاشی نانوذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم در سه سطح (صفر، 50 و 100 میلی گرم در لیتر) بود. نتایج حاصل نشان داد که تنش کادمیوم باعث کاهش در شاخص های رشدی و رنگیزه های فتوسنتزی و افزایش در میزان پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدهید و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی (سوپراکسید دیسموتاز و گایاکول پراکسیداز) شد. محلول پاشی نانوذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم سبب بهبود پارامترهای رشدی، رنگیزه های فتوسنتزی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی و از طرف دیگر کاهش مالون دی آلدهید و پراکسید هیدروژن تحت تنش کادمیوم در نهال های انگور شد. براساس نتایج این پژوهش به نظر می رسد محلول پاشی نانوذرات اکسید روی و دی اکسید تیتانیوم (به خصوص در غلظت 100 میلی گرم در لیتر) می تواند سبب افزایش پارامترهای رشدی، رنگیزه های فتوسنتزی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی نهال های انگور سلطانی سفید تحت سمیت کادمیوم شده و باعث افزایش تحمل گیاه به اثرات مضر این فلز سمی شود.
کلیدواژگان: نگور سلطانی، تحمل، کادمیوم، نانوذره، تیتانیوم، روی -
صفحات 255-276
این پژوهش با هدف بررسی تاثیر کاربرد تنظیم کننده رشد گیاهی بر جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه های کینوا رقم تی نی کاکا تحت تنش کادمیوم، به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی در چهار تکرار در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1401 اجرا گردید. تیمارهای آزمایشی شامل اسید سالیسیلیک در چهار سطح (صفر، 5/1، 5/2 و 5/3 میلی مولار) و غلظت های کادمیوم در چهار سطح (صفر، 200، 300 و 400 میلی گرم در لیتر) بودند. صفات درصد جوانه زنی، میانگین مدت جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، متوسط جوانه زنی روزانه، ضریب تغییرات زمان جوانه زنی، شاخص عدم قطعیت فرایند جوانه زنی، شاخص همزمانی جوانه زنی، زمان تا 75 درصد جوانه زنی و فعالیت آنتی اکسیدان های آنزیمی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برهمکنش دو عامل تقریبا بر همه صفات معنی دار شد به طوری که کاربرد 400 میلی گرم در لیتر کادمیوم در شرایط بدون کاربرد اسید سالیسیلیک، درصد جوانه زنی را حدود 67/27 درصد، ضریب تغییرات زمان جوانه زنی حدود 42/11 درصد، سرعت جوانه زنی را 7/13 درصد، شاخص همزمانی جوانه زنی را 64/17 درصد، درصد جوانه زنی روزانه را حدود 32/34 درصد، وزن خشک گیاهچه را 48/35 درصد و طول گیاهچه های کینوا در حدود 76/59 درصد نسبت به تیمار شاهد کاهش داد. اگر چه تنش کادمیوم خصوصیات جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه های کینوا را کاهش داد اما در شرایط تنش کادمیوم کاربرد غلظت 5/2 میلی مولار اسید سالیسیلیک موجب افزایش 17/13 درصدی درصد جوانه زنی، 28/52 درصدی سرعت جوانه زنی، 81/6 تا 73/35 درصدی شاخص Z، 33/99 درصدی وزن خشک و 68/79 تا 63/91 درصدی طول گیاهچه های کینوا نسیت به تیمار شاهد شد. همچنین کاهش 90/42 درصدی میانگین مدت زمان جوانه زنی، کاهش 42/11 درصدی میانگین ضریب تغییرات زمان جوانه زنی، 28/6 تا 93/38 درصدی میزان شاخصU توسط تیمار غلظت 5/2 میلی مولار اسید سالیسیلیک گزارش شد. کاربرد اسید سالیسیلیک در غلظت 5/2 میلی مولار در سطوح مختلف تنش کادمیوم از راه افزایش توان بذر و گیاهچه و افزایش فعالیت آنزیم های اکسیدانی از تاثیر منفی تنش کادمیوم می کاهد و موجب بهبود ویژگی های جوانه زنی و رشد گیاهچه ها می شود.
کلیدواژگان: ضریب تغییرات زمان جوانه زنی، عدم قطعیت، آنتی اکسیدان های آنزیمی، وزن خشک گیاهچه -
صفحات 277-294
به منظور بررسی اثر پرایمینگ بر شاخص های جوانه زنی و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت در گیاهچه همیشه بهار تحت تنش شوری آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح شوری (صفر، 50، 100 و 150 میلی مولار) و چهار سطح پرایمینگ (شاهد (آب مقطر)، پرایمینگ با اسید سالیسیلیک (100 میلی گرم در لیتر)، جیبرلین (20 میلی گرم در لیتر) و کیتوزان (8/0 درصد وزنی- حجمی که در اسید استیک یک درصد حل شده بود) بود. نتایج نشان داد که درصد جوانه زنی، طول گیاهچه، ضریب آلومتری و شاخص وزنی بنیه گیاهچه به ترتیب در حدود 21، 37، 17 و 43 درصد نسبت به شاهد شوری کاهش نشان داد، ولی پرایمینگ بذر با اسید سالیسیلیک، جیبرلین به ویژه کیتوزان این صفات را بهبود بخشید. کمترین سرعت جوانه زنی روزانه در پرایمینگ با اسید سالیسیلیک و جیبرلین به خصوص پرایمینگ با کیتوزان و میانگین مدت جوانه زنی در پرایمینگ با کیتوزان و بدون شوری حاصل شد. سرعت جوانه زنی و شاخص طولی بنیه گیاهچه در پرایمینگ با کیتوزان و بدون شوری به ترتیب 75 و 73 درصد نسبت به شاهد و شوری 150 میلی مولار افزایش نشان دادند. فعالیت آنزیم کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز در پرایمینگ با کیتوزان به ترتیب در حدود 18 و 15 درصد نسبت به شاهد (آب مقطر) افزایش نشان دادند، این افزایش برای تیمار اسید سالیسیلیک در کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز در حدود 4 درصد بود. همچنین، فعالیت آنزیم پراکسیداز در پرایمینگ با کیتوزان و شوری 150 میلی مولار حدود 32 درصد نسبت به شاهد (آب مقطر) و شوری 50 میلی مولار بیشتر بود. نتایج نشان داد که تیمار بذر با اسید سالیسیلیک، جیبرلین و به ویژه کیتوزان با تحریک آنزیم های آنتی اکسیدانتی و خنثی سازی رادیکال های آزاد می تواند اثرات مضر شوری بر برخی صفات در گیاهچه همیشه بهار را کاهش داده و رشد گیاهچه را بهبود بخشد. بنابراین، از آنجا که بذرهای همیشه بهار ضعیف هستند و قدرت جوانه زنی کمی دارند، کاربرد کیتوزان 8/0 درصد گزینه مناسبی برای بهبود جوانه زنی و رشد گیاهچه این گیاه است.
کلیدواژگان: اسید سالیسیلیک، پرایمینگ، جیبرلین، کیتوزان، همیشه بهار -
صفحات 295-318
سمیت فلز سنگین نیکل در گیاهان، موجب القا تنش اکسیداتیو و تولید رادیکال های پرانرژی (ROS) مانند سوپراکسید (O2-)، پراکسید هیدروژن (H2O2) و هیدروکسیل (OH-) می شود. اگر میزان تجمع ROS از توانایی سیستم آنتی اکسیدانی بیشتر گردد، سلول دچار آسیب شده و گیاه حساس گوجه فرنگی دچار کاهش رشد می شود. کاربرد نانوذرات تیتانیوم از طریق افزایش توان آنتی اکسیدانی و بهبود رشد گیاه موجب افزایش مقاومت به تنش نیکل می شود. در این پژوهش اثر مقایسه ای و متقابل 50 میلی گرم بر لیتر از دو نوع نانوذرات سبز (GNP؛ با استفاده از عصاره گیاهی پونه) و سنتزی (SNP) دی اکسید تیتانیوم با اندازه 10 تا 30 نانومتر بر بهبود رشد و مقاومت گوجه فرنگی رقم ارلی اوربانا تحت تنش 150 میکرومولار سولفات نیکل II در محیط گلخانه بصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی مطالعه گردید. نتایج نشان داد که کاربرد جداگانه دو نانوذره سبز (GNP) و سنتزی تیتانیوم (SNP)، اثر معنی دار بر بهبود وزن تر ساقه (38/16 گرم) و رشد طولی ریشه (04/30 سانتی متر)، نشت یونی (31/2%)، MDA (084/0 نانومولار)، تجمع پتاسیم ریشه (69/1%) در شرایط تنش نیکل داشت. اما کاربرد متقابل نانوذرات سبز با نوع سنتزی موجب بهبود بیشتر صفات سنجش شده مانند تغذیه منیزیمی ساقه (34/7%)، آهن ساقه (79/2%)، تجمع نیکل ساقه (028/0%)، فعالیت آنزیم کاتالاز (29/8 واحد آنزیمی) و سطح برگ (6/11 سانتی متر مربع) تحت تیمار سمیت 150 میکرومولار نیکل گردید و توانست آثار سمی تنش نیکل را به خوبی تخفیف دهد. بنابراین در برخی صفات دیگر مانند بهبود تجمع H2O2 ساقه (6/4 میکرومولار)، کاربرد جداگانه نانوذرات سبز تحت تنش نیکل، اثر بهتری نسبت به نانوذرات سنتزی تیتانیوم داشت. بهرحال کاربرد نانوذرات سبز تیتانیوم بصورت جداگانه یا توام موجب افزایش بیشتر مقاومت گیاهان تحت تنش نیکل گردید و یک روش پیشنهادی سازگار با محیط زیست است.
کلیدواژگان: تنش نیکل، دی اکسید تیتانیوم، شاخص های اکسیداتیو، گوجه فرنگی، نانوذرات سبز -
صفحات 319-330
ملاتونین به عنوان یک هورمون رشدی می تواند موجب القای رشد و تولید متابولیت های اولیه و ثانویه در ریزجلبک ها گردد. ریزجلبک های سبز از جمله کلرلا وولگاریس (Chlorella vulgaris) به عنوان منابع تجدید پذیر زیست توده و متابولیت های ثانویه به شمار می آیند. در این پژوهش اثرات این هورمون بر پارامترهای رشدی و بیوشیمیایی ریزجلبک کلرلا وولگاریس مورد مطالعه قرار گرفت. بدین منظور، ریزجلبک ها تحت غلظت های صفر، 1/0، 1، 10، 100 و 500 میکرومولار ملاتونین کشت شدند و پس از 21 روز به منظور اندازه گیری و سنجش پارامترها برداشت شدند. نتایج نشان داد بالاترین میزان بهره وری زیست توده، تعداد سلول ریزجلبک و رنگ دانه های کلروفیل تحت غلظت 10 میکرومولار و کمترین مقدار این پارامترها در غلظت 500 میکرومولار ملاتونین مشاهده گردید. همچنین بیشترین میزان رنگ دانه های کاروتنوئیدی، ترکیبات فنلی، ظرفیت آنتی اکسیدانی و فعالیت آنزیم فنیل آمونیالیاز تحت غلظت 500 میکرومولار بدست آمد. با توجه به داده های فوق می توان پیشنهاد کرد که از یک سو ملاتونین در غلظت های بهینه با نقش تنظیم کنندگی خود موجب تحریک رشد و تولید رنگ دانه های کلروفیل می شود و از سوی دیگر در غلظت بالا با افزایش فعالیت آنزیم فنیل آمونیالیاز محتوای ترکیبات فنلی و رنگیزه های کاروتنوئیدی را افزایش می دهد. افزایش در این ترکیبات درنهایت منجر به بهبود ظرفیت آنتی اکسیدانی ریزجلبک می گردد.
کلیدواژگان: ترکیبات فنلی، زیست توده، کاروتنوئید، ملاتونین -
صفحات 331-349
تنش آبی و درصد کم مواد غذایی خاک در اقلیم های خشک از عوامل محدود کننده رشد محصولات کشاورزی به شمار می روند. تغذیه متناسب گیاهان در کاهش اثرهای منفی تنش خشکی، مفید است. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با تیمار تنش خشکی (در سه سطح (85، 70 و 55 درصد ظرفیت زراعی مزرعه)) و تیمارهای در برگیرنده گلایسین بتائین و اسید هیومیک (در شش سطح (عدم کاربرد، 2 میلی مولار گلایسین بتائین، 4 میلی مولار گلایسین بتائین، 4 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک ،6 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک و گلایسین بتائین 2 میلی مولار + 4 کیلوگرم در هکتار اسید هیومیک) در سه تکرار بود. با توجه به نتایج، هر دو تیمار خشکی و اسید آمینه در افزایش کربوهیدرات محلول نقش داشت. به طوریکه بیشترین مقدار کربوهیدارت محلول در تیمار گلایسین بتائین 2 + اسید هیومیک 4 و در شدیدترین تنش خشکی به کار رفته (55%) به میزان 21/1 میلی گرم/گرم مشاهده شد. افزایش شدت تنش خشکی منجر به افزایش مقادیر ویتامین سی و اسید پیرویک شد. به عبارتی پیازهایی که آب کمتر دربافت کرده بودند تند تر بودند. هر دو اسید آمینه در همه غلظت های استفاده شده در افزایش ویتامین سی و اسید پیرویک اثر داشت با افزایش سطح تنش، مقدار تولید فنول کل نیز افزایش یافت به صورتی که در تیمار 55 درصد آبیاری، میزان فنول کل شاهد نسبت به شرایط بدون تنش، 5 درصد افزایش تولید نشان داد. با افزایش تنش خشکی میزان نیتروژن و فسفر گیاه کم شد. همچنین کمترین مقدار کلسیم در تیمار شاهد و کاربرد توام اسید آمینه گلایسین 2 میلی مولار و اسید هیومیک 4 کیلوگرم در هکتار حاصل شد. به طور کلی هر دو تیمار اسید هیومیک و گلایسین بتائین در کاهش خسارت ناشی از تنش موثر بوده و اعمال همزمان هر دو ماده در غلظت مناسب در افزایش عناصر غذایی، میزان پرولین و افزایش فعالیت
آنتی اکسیدانی در شرایط تنش خشکی اثرگذار بود.کلیدواژگان: اسید پیروویک، پرولین، کاتالاز، فعالیت آنتی اکسیدانی، نیتروژن
-
Pages 1-20
The experiment was conducted in two consecutive years (2015 and 2016) at the Faculty of Agriculture of Guilan University, Rasht, Iran. Cultivation was done in polyethylene pipes in both years. In the first year, the experiment was conducted with 16 (aerobic, upland and lowland) rice genotypes under optimal irrigation conditions, using a completely randomized design with three replicates. Based on cluster analysis results four cultivars Vandana, Neda, Tarom Mahalli, and one upland (IR83141-11) genotype were selected for the second year experiment. The second-year experiment was a factorial design conducted with complete randomization and three replications. The factors were included four rice genotypes and soil water conditions (full irrigation and drought stress). The results indicated that drought stress reduced both the dry matter and growth rates of shoots and roots in rice cultivars. The difference in shoot dry matter between the two irrigation conditions was greater in the Tarom Mahalli (16.2 g.plant-1) compared to the upland genotype (6.7 g.plant-1) and other genotypes. The shoot was more affected by drought stress than the root. The difference in root dry matter between the two irrigation conditions was greater in the Tarom mahalli (1 g.plant-1) and upland genotype (0.09 g.plant-1) and other genotypes. The root dry matter variation between the two irrigation conditions was greatest in the Tarom Mahalli (1 g.plant-1) and lowest in the upland (0.09 g.plant-1). Drought conditions led to a shorter timeframe for the Vandana cultivar to reach maximum growth rate and achieve maximum dry matter accumulation, with growth rate accelerating by three days and accumulation occurring six days earlier. Due to drought stress, the time to reach maximum root dry matter decreased in Neda and Vandana cultivars (with a difference of 4.65 and 0.13 days) and increased in upland genotype and Tarom Mahalli cultivar (2.5 and 6.5 days). Drought stress caused a five-day acceleration and a seven-day delay in reaching the maximum accumulation of root dry matter in Neda and Tarom Mahalli cultivars, respectively. Aerobic and upland genotypes displayed a greater root-to-shoot ratio compared to lowland genotypes, particularly during the initial growth stages, suggesting a more extensive root system in these genotypes. Except for the Tarom Mahalli, drought stress increased root dry weight in other genotypes at most soil depths compared to full irrigation. These traits play a crucial role in breeding programs, particularly those focused on drought tolerance, in order to develop resilient cultivars that can withstand challenging conditions. In this experiment, it is suggested that further research could be conducted on the Vandana, upland, and Neda genotypes due to their superior root traits.
Keywords: Cluster Analysis, Nonlinear Regression, Rice, Root Penetration Depth -
Pages 21-34
Rapeseed is a valuable oil plant belonging to the Brassicaceae plant family, and considering that today soil salinity is one of the most important limiting issues in agriculture. Therefore, investigating the effect of salicylic acid (as a biological stimulant and agent to improve the antioxidant defense system) on plants under salinity stress conditions in order to reduce the negative effects of salinity stress seems necessary. In this research, the mutual effects of NaCl and salicylic acid on the antioxidant defense system and the distribution of some elements in rapeseed plants of Hyola variety were investigated. For this purpose, 21-day-old seedlings were subjected to concentrations of 0, 50, and 100 mM NaCl and SA with concentrations of 0 and 500 μM SA for 2 weeks. The obtained results showed that the activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase and catalase, as well as the amount of H2O2 in saline treatments in the presence of SA were lower than their values in saline treatments without the presence of SA, which shows a reduction in the level of tension in the presence of SA. Because the decrease in the activity of antioxidant enzymes indicates the decrease in the level of stress and the decrease in the amount of hydrogen peroxide is an indicator of the reduction of membrane damage in stress conditions. Also, an increase in root sodium concentration in salinity treatments was seen in the presence of SA, which could be due to the accumulation of sodium Na in the root and its lack of transfer to the aerial parts, which is a way to deal with stress, and an increase in potassium concentration in roots in saline treatments. , was observed in the presence of SA and since potassium plays an important role in regulating the osmotic potential of cells, this increase can indicate the positive effect of SA in reducing the destructive effects of salt stress. In general, the data show that the presence of SA has increased the resistance of this canola cultivar to salinity, also, the results prove that the application of SA at a concentration of 500 μM can limit the negative effects of salinity on the rapeseed Hyola plant.
Keywords: Salinity Stress, Salicylic Acid, Rapeseed -
Pages 35-48
Strawberry is a very tasty fruit with high nutritional value, so it is important to increase the size of the fruit and its quality. The aim of this study was to investigate the effect of boron and vitamin C on the yield and quality of strawberry fruit. The research was carried out as a completely randomized design experiment with 9 treatments and 4 replications at the beginning of flowering. The treatments include boron (50 and 100 mg/L) and vitamin C (150 and 300 mg/L) and their combination. Traits such as leaf area, chlorophyll index, weight of primary fruit, weight of secondary fruit, number of achenes of primary fruit, number of hazelnuts of secondary fruit, yield, soluble solids, pH, organic acids and vitamin C were investigated. The results showed that the use of different concentrations of boron and vitamin C and the combination of these two causes the improvement of leaf surface, chlorophyll index, primary fruit weight, secondary fruit weight, primary fruit hazelnut number, secondary fruit hazelnut number, yield, soluble solids, pH, organic acids and vitamin C of strawberry fruit. Combination treatments of 100 mg/L of boron and 300 mg/L of vitamin C and combination treatment of 100 mg/L of boron and 150 mg/L of vitamin C, combination of 50 mg/L of boron and 300 mg/L of vitamin C, and combination treatment of 50 mg/L of boron and 150 mg/L of vitamin C showed better results in the examined traits. According to the results obtained from the present research, the combination of boron and vitamin C improved the quantitative and qualitative characteristics of strawberry fruit better than their use alone.
Keywords: Chlorophyll Index, Strawberry, Vitamin C, Yield -
Pages 49-60
The anti-diabetic medicinal plant of Chamaecostus cuspidatus Nak is an important medicinal plant due to having an extensive range of bioactivities, including anti-diabetes, anti-cancer and anti-inflammatory. This research investigates the effects of different concentrations of growth regulators, namely NAA and BA, on nodal explants in two separate experiments on plant micropropagation. This experiment was conducted using a factorial in a completely randomized design (CRD). The Hormonal concentrations in the first experiment include treatments of BA (0, 2, 4 and 6 mg/L-1) with NAA (0, 0.3 and 0.6 mg/L). The results of the first experiment led to the design of the second experiment with optimal concentrations. The second experiment included BA (0, 1, 2 mg/L-1) with NAA (0, 1.2, 2.4 mg/L-1) in MS culture medium. The results of the first experiment showed that the highest Percentage of shoot induction, number of leaves, plant height, shoot fresh weight, Percentage of root induction, root fresh weight, root diameter and photosynthetic pigments among different treatments related to zero BA treatment with 0.6 mg/L NAA and The lowest value corresponds to the control. The results of the second experiment showed that the culture medium containing 2.4 mg/L of NAA along with 1 mg/L of BA had the greatest effect on seedling growth and shoot growth. The highest root length (20.33 cm) was obtained in the medium under treatment with 1.2 mg/L of NAA with zero and 1 mg/L BA and 2.4 mg/L of NAA with 1 and 2 mg/L BA. Additionally, the index of chlorophylls showed a direct relationship with the growth of aerial organs and proper propagation, so that the amount of chlorophylls increased with the growth of the plant (1 mg/L BA with 2.4 mg/L NAA). The present study demonstrated that the plant requires a small amount of the hormone BA (1 mg/L) for enhanced shoot growth. On the other hand, increasing the amount of NAA from 1.2 mg/L to 2.4 mg/L did not show a significant difference in root growth, and at a concentration of 2.4 mg/L, the plant exhibited callus formation.
Keywords: BA, Medicinal Plant, Micropropagation, NAA, Plant Growth Regulator, Plant Tissue Culture -
Pages 61-78
Aromatic geranium is an ornamental plant whose essential oil is widely used in perfumery, health and cosmetic, food and pharmaceutical industries. In order to investigate the reduction of the adverse effects of low water stress in Aromatic Geranium (Pelargonium graveolens) plants by proline and glutamine foliar application, a factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with 3 replications in a commercial greenhouse located in Garmsar city in 1402-1403. The experiment was done in pots with 3 levels of low water stress (30, 70 and 100% of field capacity) and spraying with proline and glutamine (each with two levels of 50 and 100 mg/liter) and their interaction. Low water stress was applied after the plant’s establishment and in the 6 to 8 leaf stage. Foliar spraying with proline and glutamine at different levels was done in two stages. Finally, sampling and evaluation of traits was done about two weeks after the last spraying. The results showed that the highest fresh and dry weight of shoots (71.42 and 9.12 g), petals anthocyanin and total leaf chlorophyll (3.2761 and 16.4217 mg/g FW) and the lowest ionic leakage of the cell membrane (54.27%) were in glutamine 100 mg/L at 100% FC treatment. The highest root fresh and dry weight (16.35 and 3.67 g), the longest root length (45.28 cm), catalase, superoxide dismutase and peroxidase enzyme activity (8.23, 3.28 and 17.42 U E/g FW) and lowest proline amount was obtained in proline 100 mg/liter at 100% FC treatment. The longest shelf life of aromatic geranium flower on plant was (14 days) in glutamine 100 mg/liter at 100% FC treatment and the lowest (8 days) in control treatment at 30% FC. In total, proline and glutamine with regulating osmotic pressure, inhibiting oxygen free radicals, and preventing membrane proteins and phospholipid degradation, caused a reduction low water stress negative effects in foliar-sprayed plants compared to the control in 70 and 30% FC. Therefore, it is possible to recommend proline and glutamine foliar application under low water stress conditions to improve aromatic geranium (Pelargonium graveolens) growth, quality and flowering.
Keywords: Catalase, Glutamine, Pelargonium Graveolens, Peroxidase, Proline, Superoxide Dismutase -
Pages 79-112
In order to evaluate the effects of stress modulators (vermicompost, arbuscular mycorrhiza fungi and foliar application of putresin and nano zinc oxide) on fluorescence chlorophyll components and some physiological traits of barley under salinity stress conditions, an experimental as factorial was conducted based on randomized complete block design with three replications at the research greenhouse, faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabil in 2022. The experimental treatments were included salinity in three levels (no salinity as control, salinity of 40 and 80 mM) by NaCl, bio fertilizers in four levels (no application as control, application of vermicompost 50 g/kg of soil, arbuscular mycorrhiza fungi 20 g/m2 of soil, both application of vermicompost and mycorrhiza), foliar application of putrescine and nano zinc oxide in four levels (foliar application with water as control, foliar application 0.4 g.L-1 nano zinc oxide, 0.8 mM putrescine, foliar application of nano zinc oxide and putrescine). The results showed that in stages of flag leaf emergence and heading under the highest salinity level, simultaneous treatment of stress modulators (vermicompost, arbuscular mycorrhizal fungi, putrescine and zinc oxide) increased chlorophyll index (34.8 and 29.5% respectively), nitrogen index (28 and 21.6% respectively), stomatal conductivity (58.94 and 77.9% respectively), relative water content (45.4 and 46.1% respectively), quantum yield (16.3 and 110% respectively), maximum fluorescence (38.6 and 41.48% respectively), variable fluorescence (61.2 and 196.3% respectively) in comparison with no application of stress modulators at the same level from salinity levels. Also, at the highest salinity level, simultaneous treatment of stress modulators increased 34.2% grain yield in comparison with no application of stress modulators at the same level from salinity levels. Based on the results of this study, simultaneous treatment of stress modifiers (vermicompost, arbuscular mycorrhizal fungi, and foliar spraying of putresin and nanooxydroi) was able to compensate a part of the reduction of barley yield under salinity conditions due to improving fluorescence chlorophyll components and some physiological traits such as chlorophyll indices, quantum yield and stomatal conductivity.
Keywords: Arbuscular Mycorrhizal Fungi, Chlorophyll Index, Relative Water Content, Stomatal Conductivity, Vermicompost -
Pages 113-126
Industrial developments and population growth all over the world have caused soil pollution and the increase of heavy metals in the soil, and it is necessary to provide solutions to reduce the absorption of heavy metals by plants. For this purpose, an experiment was conducted on spinach (Spinacia oleracea L.) in the research greenhouse of the Faculty of Agriculture and Natural Resources, Islamic Azad University, Karaj Branch, for 2 years (2018-2019) to determine the effect of biochar on soil and plants after two years. The experiment was conducted as a factorial in the form of a completely randomized design in three replications. The research treatments included biochar at two levels (0 and 5% volume/volume) and cadmium at four levels (0, 10, 20, 30 mg/l). The results showed that the highest dry weight of shoot (3.54 g/plant) was observed in the mutual effects of biochar and no cadmium use. Plant yield decreased in treatments with cadmium, and in general, biochar increased spinach yield compared to the control, and as a soil amendment, it was a good choice to increase spinach growth. Biochar reduced catalase enzyme activity by 62.5%, ascorbate peroxidase enzyme activity by 32.60% and superoxide dismutase enzyme activity by 58.86% compared to the control. Also, 30 mg/l cadmium treatment increased catalase enzyme activity by 87.5%, ascorbate peroxidase enzyme activity by 41.07%, and superoxide dismutase enzyme activity by 87.46% compared to the control. Therefore, the use of biochar in reducing the effects of cadmium stress is recommended.
Keywords: Soil Pollution, Soil Amendment, Enzyme Activities, Heavy Metals -
Pages 127-144
Thymus vulgaris L. is an aromatic plant belonging to the Lamiaceae family, known for its valuable medicinal and nutritional properties. Drought stress, as one of the most significant abiotic stresses, can have adverse effects on the growth and performance of medicinal plants. To investigate the effect of drought stress on some morphological, physiological, and biochemical traits of thyme, an experiment was conducted in a completely randomized design with four levels of drought stress (100%, 75%, 50%, and 25% of field capacity) with three replications in 2021 in the greenhouse of Hormozgan University. The results showed that drought stress (25% of field capacity) significantly reduced leaf length (64%), leaf width (33%), plant height (51.13%), root length (49.4%), fresh weight of aerial parts (4.04%) and dry weight of aerial parts (7.5%), dry weight of roots (9.7%), relative water content (54.23%), chlorophyll a (31.45%), chlorophyll b (31.29%), total chlorophyll (31.38%), and carotenoids (22.35%). The highest levels of electrolyte leakage (34.56%), proline (53.12%), catalase (68.47%), polyphenol oxidase (51.52%), malondialdehyde (55.84%), flavonoids (59.23%), and anthocyanins (61.29%) were observed in the 25% field capacity drought stress treatment. The medicinal plant thyme responds to drought stress by employing various defense mechanisms. These mechanisms include reducing certain morphological characteristics to conserve energy, rapidly accumulating osmotic regulatory organic compounds to maintain cellular water balance, and increasing antioxidant enzyme activities to combat oxidative stress. Through these responses, thyme can continue to grow and absorb the necessary nutrients with higher efficiency. The primary objective of this research was to evaluate the drought tolerance of thyme and determine the most suitable conditions (75% and 50% of field capacity) for cultivating this plant in Hormozgan Province. Given that thyme is not widely cultivated in this region, examining the plant's response to drought stress could provide valuable information for expanding its cultivation in similar areas.
Keywords: Antioxidant Enzymes, Biochemical Parameters, Drought Stress, Thymus Vulgaris -
Pages 145-160
In this research, the effect of foliar application of gamma-amino-butyric acid (GABA; 0, 1.5 and 3 mM) on abscisic acid, soluble sugars, polyamines, the activity of some antioxidant enzymes, and membrane stability index of two grape cultivars (Khalili and Perlette) was investigated under greenhouse condition with two temperature treatments (2ºC and 24ºC) factorially (2×3) based on a completely randomized design with three replications. The vines were sprayed with different concentrations of GABA at the 15-leaf stage. After 24 hours, half of the vines treated with GABA along with the control plants were exposed to 2ºC (cold stress condition) for 12 hours and the rest vines (treated with GABA and control) were kept at 24ºC (non-stress condition) and sampled after 12 hours. The application of GABA under cold stress conditions caused a preservation of chlorophyll and a decrease of ion leakage, malondialdehyde and hydrogen peroxide and increase of protein, proline and abscisic acid content compared to control plants in both cultivars. The amount of sucrose, fructose and glucose in the leaves was higher in the treated Khalili cultivar compared to the Perlette cultivar under cold stress. Also, under cold stress, GABA spray led to an increase in the amount of polyamines of putrescin, spermine and spermidine. Under cold stress, the activities of superoxide dismutase and catalase enzymes at a concentration of 3 mM and ascorbate-peroxidase at a concentration of 1.5 mM of GABA showed the highest value compared to the control plants. GABA treatment maintained membrane stability and increased cold tolerance of vines by increasing in abscisic acid content, soluble sugars and antioxidant system, The effect of GABA on the cold tolerance of Khalili cultivar was greater than that of Perlette cultivar.
Keywords: Abscisic Acid, Polyamines, Glucose, Catalase, Ion Leakage -
Pages 161-178
Considering the role of salicylic acid and methyl jasmonate in regulating important metabolic processes and their potential in increasing the production of important biological compounds, the effect of the use of these two hormones was investigated on various traits of common yarrow. The seed-derived transplants were grown under greenhouse conditions in a factorial experiment in a completely randomized design with three replications. Salicylic acid with a concentration of 1 and 2 mM and methyl jasmonate with a concentration of 0.5 and 1 mM were sprayed on the leaves separately and in combination three times with an interval of 15 days. The content of phenols, flavonoids, antioxidant capacity, photosynthetic pigments, the expression of key genes involved in the biosynthesis of phenyl-propanoids, including phenylalanine ammonialyase (PAL) and chalcone synthase (CHS) genes, and also essential oil yield were compared in the treated and control plants. Variance analysis showed the significant effect of two hormones on the examined traits. Except for the negative effect of methyl jasmonate on biomass (dry weight and height) and chlorophyll, and also the negative effect of salicylic acid on carotenoids, the impact of these two hormones was positive on other traits. Interestingly, in the combined treatment, the synergistic effect of methyl jasmonate and salicylic acid was observed on most traits in yarrow plants. The effect of the combined treatment of salicylic acid and methyl jasmonate was somewhat different in the studied traits, however, the highest yield of essential oil and the expression of PAL and CHS genes were obtained in the treatment of 1 mM methyl jasmonate and 2 mM salicylic acid. In general, the effect of methyl jasmonate and salicylic acid on yarrow was dependent on the trait type. Considering the performance of the essential oil, the content of phenols and flavonoids, and the expression of PAL and CHS genes, the treatment of 1 mM methyl jasmonate and 2 mM salicylic acid is recommended to enhance the growth of yarrow.
Keywords: Gene Expression, Medicinal Plants, Secondary Metabolites, Hormones -
Pages 179-196
European pear (Pyrus communis L.) belonged to Rosaceae family and Maleae subfamily. To expand our knowledge about this species, the developmental stages of anthers and pollen grains of the Bartlett cultivar were investigated with common histological methods such as fixation in FAA, dehydration, embedding in paraffin, sectioning with a microtome, and hematoxylin-eosin staining. The findings showed that the anthers are bitheca and tetrasporangiate. The developmental pattern of the anther wall follows the basic type. Cytokinesis of microspores is simultaneous, and the arrangement of microspores is tetrahedral. The tapetum is of glandular type with a single layer, and the tapetal cells are binucleate. Mature pollen grains are two-celled, tricolpate, and exine sculpturing is striate. The anthesis of the anther is introse and takes place through longitudinal slits, and the pollen grains are released as monad. To investigate the effect of temperature on the germination of pollen grains, three cultivars Bartlett, Natanzi and Dargazi were used. An increase in temperature accelerates the germination rate of pollen grains in all three cultivars. At 5°C, the germination percentage was generally lower in all cultivars. In all three cultivars, pollen grain germination was zero at both 0 and 1 hour. As time passed, particularly at 2 and 4 hours, the percentage of germination increased significantly. However, after 4 hours, the germination rate in all three cultivars showed only a slight increase. Pollen grains at 5°C exhibited lower germination compared to other temperatures. These results indicate that 5°C is not a suitable temperature for pollen germination in these cultivars, while 25°C appears to be the optimal germination temperature for all cultivars.
Keywords: Anther, Development, Germination, Pollen Grain, Pear (Pyrus Communis L.) -
Pages 197-208
Peach (Prunus persica L.) belongs to the Rosaceae family and is considered one of the most important fruits in temperate regions. Fruit quality is one of the important factors in the development and marketing of this product. The use of some chemicals and hormones play a significant role in increasing the shelf life and quality of fruits. To investigate the impact of putrescine application timing on maintaining the quality of fig peach fruit, this research was conducted in a factorial design using a randomized complete block design. Putrescine treatments were administered at two different times, each with three replications, on the fig peach variety. Chemical treatments were applied at three levels (0, 10, 15 mM) through foliar spraying 14 and 28 days before harvesting the fruits. Following the application of treatments, the fruits were harvested at the stage of commercial maturity, transported to the laboratory, and evaluated for various quality parameters, including total soluble solids, acidity, vitamin C, firmness of the fruit tissue, pH of the fruit extract, phenol, flavonoid, and total antioxidant levels during harvest. The average data indicated that increasing the concentration of putrescine up to 10 mM resulted in a higher titratable acidity compared to the control. However, with a further increase in putrescine up to 15 mM, the titratable acidity did not show a significant difference compared to the control. Moreover, increasing the concentration of putrescine 14 days before harvest led to an increase in the percentage of total soluble solids compared to the control. The highest amount of dissolved solids, following the control treatment, was observed with the 15 mM putrescine treatment 28 days before harvesting. The total antioxidant levels showed that none of the concentrations and timings used had a significant effect on this characteristic. At time B1, the amount of flavonoids increased with the rise in putrescine concentration, while at the time 28 days before harvest, the amount of flavonoids decreased with increasing putrescine concentration. The highest level of hardness was observed 14 days before harvest.
Keywords: Antioxidant, Compound Phenolic, Harvest, Quality, TSS -
Pages 209-224
The main postharvest problems of persimmon are severe softening and disease incidence on the fruits during storage. Developing postharvest protocols, incorporating nonchemical compounds with the aim of extending persimmon fruit shelf life and maintaining quality, is one of the major issues regarding the persimmon fruit industry. Given the documented benefits of chlorogenic acid in maintaining fruit quality and extending shelf life, this study investigates its effects on the quality attributes and antioxidant properties of persimmons. This study was performed as a factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with three replications. The first factor was chlorogenic acid concentrations of 0, 25, 50, and 100 µM treatments, and the second factor was storage time (15, 30 and 45 days), then treatments fuits were stored at 1 °C and 85-90% relative humidity for 45 days. Results indicated that concentrations of 50 and 100 µM chlorogenic acid yielded optimal outcomes in extending persimmon shelf life. Significant enhancements in firmness, total phenol content, total flavonoid content, soluble tannin, phenylalanine ammonia lyase (25 U/mgFW) and ascorbic acid (24.2 mg/100 gFW) were observed in fruits treated with 50 and 100 µM chlorogenic acid, chlorogenic acid 50 and 100 µM prevented the decrease of ascorbic acid (64.5%) compared to control. Moreover, treatment with 100 mM chlorogenic acid markedly increased total antioxidant capacity compared to the control. In conclusion, the application of chlorogenic acid 50 µM emerges as a recommended strategy for mitigating losses, preserving quality, and extending the shelf life of persimmon fruits during postharvest handling.
Keywords: Chlorogenic Acid, Phenylalanine Ammonia-Lyase Enzyme, Persimmon Fruits, Soluble Tannin, Total Antioxidant Capacity -
Pages 225-240
Unicellular green alga Dunaliella is very important in physiological studies due to its resistance to salinity stress and its lack of cell walls. Many microalgae are rich in sources of lipids and fatty acids, which can be used to produce biodiesel, which is less polluting than fossil fuel. The effect of 10, 25, 50, 75, 100, and 120 micromolar ethanolamine concentrations was examined on the growth rate, chlorophyll, and beta-carotene content of two algae D. salina and D. bardawil, as well as the saturated and unsaturated fatty acids profile. The results showed that low concentrations of ethanolamine did not affect the growth rate and chlorophyll content whereas high concentrations inhibited growth rate and chlorophyll synthesis. In general, both algae were not affected by ethanolamine, only lipid content in D. bardawil increased at 50 micromolar ethanolamine. It seems, that in high concentrations of ethanolamine treatment, the suberates, and the energy instead of being used in cell division and chlorophyll synthesis, probably deviated in response to high concentrations of ethanolamine or lipid synthesis. In two applied ethanolamine concentrations (25 and 50 micromolar) and control during one-week experiments, D. salina had two times higher lipid content than D. bardawil. Moreover, D. bardawil showed higher beta-carotene content than D. salina. The lower beta-carotene and higher lipid content in D. salina and higher beta-carotene and lower lipid content in D. bardawil revealed the probable relationship between lipid production and beta-carotene content. Under the treatment of ethanolamine, no big changes in the saturated and unsaturated fatty acid profiles were observed in D. salina. An increase in heptadecanoic acid as a saturated fatty acid and oleic acid as unsaturated fatty acid in D. bardawil was detected.
Keywords: Dunaliella Salina, Dunaliella Bardawil, Ethanolamine, Lipid -
Pages 241-254
Among the toxic heavy metals is cadmium, which is considered as a potential risk for humans and other organisms and requires more attention to prevent this metals to entering the food chain. In recent years, along with the development of nanotechnology, it has been used to advance environmental goals. In order to study the effect of zinc oxide- and titanium dioxide-nanoparticles on white grape (cv. Sultana) seedlings under Cd stress, a factorial experiment was conducted based a completely randomized design with three replicates. The first factor was cadmium stress at three levels (0, 50 and 100 mg/kg soil) and the second factor was the spraying of the nanoparticles of zinc oxide and titanium dioxide at 3 levels (0, 50 and 100 mg L-1). The results showed that cadmium stress significantly reduced the growth parameters and photosynthesis pigments, and increased H2O2 and malondialdehyde (MDA) contents and antioxidant enzymes activity of guaiacol peroxidase (GPX) and super oxide dismutase (SOD). Foliar application of zinc oxide- and titanium dioxide-nanoparticles improved morphological characteristics, photosynthetic pigments and enzymatic antioxidants but reduced MDA and H2O2 contents under cadmium stress. Based on the results of this research, it seems that foliar spraying the nanoparticles of zinc oxide and titanium dioxide (especially at the concentration of 100 mg L-1), can improves the growth, photosynthetic pigments and antioxidant enzymes activity under cadmium stress, and increases plant tolerance to harmful effect of this toxic metal in grape cv. Sultana.
Keywords: Cadmium, Grape Cv. Soltani, Nanoparticle, Zinc, Titanium, Tolerance -
Pages 255-276
This research was aimed at evaluating the effects of salicylic acid (SA) on seed germination and growth of quinoa (Chenopodium quinoa willd.) seedlings under cadmium (Cd) stress. Factorially in the form of a completely randomized design in four replications in the Seed Science and Technology Laboratory of Mohaghegh Ardabili University in the year 2022. The experimental treatments included SA at four levels (0, 1.5, 2.5, and 3.5 mM) and Cd at four levels (0, 200, 300, and 400 mg/liter). Characteristics of germination percentage (GP), average germination duration (AGD), germination speed (GS), average daily germination (ADG), coefficient of variation of germination time (CVT), index of uncertainty of germination process (UGP), index of germination simultaneity (IGS), time to 75% germination (TG), and Anti-Enzymatic oxidants were evaluated. The results showed that the interaction of two factors was significant on almost all traits, so that with the application of 400 mg/liter of Cd in the conditions without the application of SA, the percentage of germination was about 27.67%, the coefficient of variation of germination time was about 42 11.0%, germination speed was 13.7%, germination synchronicity index 17.64%, daily germination percentage 34.32%, seedling dry weight 35.48% and quinoa seedling length 59.76% compared to the control treatment decreased. Although cadmium stress reduced the characteristics of seed germination and the growth of quinoa seedlings, under cadmium stress, the application of a 2.5 mM concentration of salicylic acid increased the germination percentage by 13.17% and the germination rate by 52.28%, 6.81 to 73. 35.0% Z index, 99.33% dry weight, and 79.68 to 91.63% length of quinoa seedlings were observed. Also, 42.90% decrease in average germination time, 11.42% decrease in average germination time coefficient, and 6.28 to 38.93% U index were reported by treatment with 2.5 mM concentration of salicylic acid. . The use of salicylic acid at a concentration of 2.5 mM in different levels of cadmium stress reduces the negative effect of cadmium stress by increasing the strength of seeds and seedlings, increasing the activity of antioxidant enzymes, and improving the characteristics of germination and seedling growth.
Keywords: Coefficient Of Variation Of Germination Time, Uncertainty, Enzymatic Antioxidants, Seedling Dry Weight -
Pages 277-294
In order to investigate the effect of priming on germination indicators and antioxidant enzyme activity in Marigold under salinity stress, a factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with 3 replications. Treatments were accelerated at four salinity levels (0, 50, 100, and 150 mM) and four priming levels (control (distilled water), priming with salicylic acid (100 mg/L), gibberellin (20 mg/L) and chitosan (0.8% weight volume, all of which had been dissolved in 1% acetic acid). The results showed that the germination percentage (GP), seedling length (SL), Allometric Coefficient (CA) and Seedling weight vigor index (SWVI) decreased by 21, 37, 17 and 43% respectively compared to the salinity control, but priming with salicylic acid, gibberellin especially chitosan improved these traits. The lowest Daily Germination Speed (DGS) in priming with salicylic acid and gibberellin, especially priming with chitosan, and Mean Germination Time (MGT) were obtained in priming with chitosan and without salinity. The Germination rate (GR) and Seedling length vigor index (SLVI) in chitosan treatment and non-salinity compared to the control and 150 mM salinity showed an increase respectively about 75% and 73%. The catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) enzymes activity in priming with chitosan compared to the control (distilled water) showed an increase respectively of about 18% and 15%. Also, peroxidase (POX) enzyme activity in priming with chitosan and salinity of 150 mM was about 32% higher than the control (distilled water) and salinity of 50 mM. The results showed that seed treatment with salicylic acid, gibberellin, especially chitosan by stimulating antioxidant enzymes and neutralizing free radicals can reduce the harmful effects of salinity stress on some traits in Marigold seedling and improve seedling growth. Therefore, since pot marigold seeds are generally weak and have low germination power, the application of 0.8% chitosan is a suitable option for improving germination and seedling growth of this plant.
Keywords: Chitosan, Gibberellin, Priming, Marigold, Salicylic Acid -
Pages 295-318
The toxicity of the heavy metal nickel in plants causes oxidative stress and the production of energetic radicals (ROS) such as superoxide (O2-), hydrogen peroxide (H2O2) and hydroxyl (OH-). If the amount of ROS accumulation exceeds the ability of the antioxidant system, the cell will be damaged and the sensitive tomato plant will suffer a reduction in growth. The application of titanium nanoparticles increases the resistance to nickel stress by increasing the antioxidant power and improving plant growth. In this research, the comparative and reciprocal effect of 50 mg/liter of two types of green nanoparticles (GNP; using oregano plant extract) and synthetic (SNP) titanium dioxide with a size of 10 to 30 nm on improving the growth and resistance of tomato. Early Urbana cultivar was studied under the stress of 150 µM nickel-II sulfate in the greenhouse environment as a factorial experiment in the form of a completely randomized design. The results showed that the separate application of two green nanoparticles (GNP) and synthetic titanium (SNP) had a significant effect on the improvement of stem fresh weight (16.38 g/plant) and root length growth (30.04 cm), ion leakage (31 2.2%), MDA (0.084 nM), root potassium accumulation (1.69%) under nickel stress conditions. However, the cross-application of green nanoparticles with the synthetic type led to further improvement of measured traits such as stem magnesium nutrition (7.34%), stem iron (2.79%), stem nickel accumulation (0.028%), catalase enzyme activity (29. 8 enzyme U) and leaf surface (11.6 cm2) were treated with 150µM nickel toxicity and was able to reduce the toxic effects of nickel stress well. Therefore, in some other traits such as the improvement of stem H2O2 accumulation (4.6 µM), the separate application of green nanoparticles under nickel stress had a better effect than synthetic titanium nanoparticles. However, the application of green titanium nanoparticles individually or together increased the resistance of plants under nickel stress and is a proposed method compatible with the environment.
Keywords: Nickel, Nanoparticles, Oxidative Parameters, Tomato, Titanium -
Pages 319-330
Melatonin is one of the growth hormones that can induce growth and primary and secondary metabolites in microalgae. Green microalgae, including Chlorella vulgaris can be considered renewable sources of biomass and secondary metabolites. This research was studied to investigate the effects of this hormone on the growth and biochemical parameters of Chlorella vulgaris microalgae. For this purpose, microalgae were cultured under concentrations of 0, 0.1, 1, 10, 100 and 500 µM melatonin. After 21 days, microalgae were used to measure parameters. The results showed that the maximum productivity of biomass, cell number, and chlorophyll pigments were observed under the concentration of 10 µM and the lowest value of these parameters was observed at the concentration of 500 µM melatonin. Also, the maximum amount astaxanthin and lutein pigments, phenolic compounds and antioxidant capacity were obtained under the concentration of 500 μM. According to the above data, it can be suggested that melatonin, by producing reactive oxygen species and its regulatory role, induces growth parameters and chlorophyll pigments in optimal concentrations, and on the other hand, by increasing PAL enzyme activity, the content of phenolic compounds and increases carotenoid pigments. The increase in these compounds ultimately leads to the improvement of the antioxidant capacity of microalgae.
Keywords: Biomass, Carotenoids, Phenolic Compounds, Melatonin -
Pages 331-349
Water stress and low percentage of soil nutrients in arid climates are considered limiting factors for the growth of agricultural products. Proportionate feeding of plants is useful in reducing the negative effects of drought stress. The experiment was factorial in the form of a completely randomized design with drought stress treatment (85, 70 and 55% FC) and treatments including glycine betaine and humic acid at 6 levels (no application, 2 mM glycine betaine, 4 mM glycine betaine, 4 kg/ha of humic acid, 6 kg/ha of humic acid and 2 mM glycine betaine + 4 kg/ha of humic acid) with 3 replications. According to the results, both drought and amino acid treatments played a role in increasing soluble carbohydrates. Thus, the highest amount of soluble carbohydrates was observed in the treatment of glycine betaine 2 + humic acid 4 and in the most severe drought stress (55%) at the rate of 1.21 mg/g. The increase in the severity of drought stress led to an increase in the amounts of vitamin C and pyruvic acid. In other words, onions with less water were spicier. Both amino acids in all the concentrations used had the effect of increasing vitamin C and pyruvic acid. With the increase in the level of stress, total phenol production also increased. So that in 55% FC, total phenol of the control showed a 5% increase in production compared to the condition without stress. With the increase of drought stress, the amount of N and P in the plant decreased. Also, the lowest Ca was obtained in the control treatment and the combined application of 2 mM glycine amino acid and 4 kg/ha of humic acid. In general, both humic acid and glycine betaine treatments were effective in reducing damage caused by stress, and the simultaneous application of both substances in appropriate concentrations was effective in increasing nutrients, proline content and antioxidant activity under drought stress conditions.
Keywords: Antioxidant Activity, Catalase, Nitrogen, Pyruvic Acid, Proline