اثر سديم نيتروپروسايد بر پاسخ هاي فيزيولوژيك و زيست- شيميايي سيب زميني رقم آگريا (Solanum tuberosum) به تنش شوري در شرايط درون شيشه اي

Effect of sodium nitroprusside on growth, physiological and biochemical characters of Solanum tuberosum cv. Agria under salinity stress on in vitro condition

سابقه و هدف: تنش شوري به عنوان مانع اصلي توليد اين محصول مي‌باشد. اين پژوهش با هدف بررسي اثر سديم نيتروپروسايد به عنوان تركيب آزاد كننده نيتريك اكسيد بر صفات رشدي و بيوشيميايي سيب زميني رقم آگريا تحت تنش شوري در شرايط درون شيشه‌اي انجام شد. مواد و روش‌ها: اين آزمايش در آزمايشگاه‌هاي كشت بافت گياهي و تنظيم كننده‌هاي رشد گياهي گروه علوم باغباني دانشكده كشاورزي دانشگاه تبريز انجام گرفت. در اين آزمايش از ريزنمونه‌هاي حاصل از كشت قطعات تك جوانه‌اي ساقه سيب‌زميني رقم آگريا استفاده شد. به منظور اعمال تيمار قطعات تك جوانه‌اي ساقه سيب‌زميني رقم آگريا در محيط كشت MS با نصف غلظت عناصر ماكرو و ميكرو داراي چهار سطح سديم نيتروپروسايد (0، 10-3، 10-4 و 5-10 ميلي‌مولار) و دو سطح شوري (0 و 70 ميلي‌مولار NaCl) كشت گرديدند. يافته‌ها: نتايج حاصل نشان داد كه تحت تنش شوري تعداد برگ، ارتفاع، وزن تر و خشك گياهچه‌هاي سيب‌زميني كاهش يافت، همچنين ميزان كلروفيل‌ها، كاروتنوئيدها، پروتئين و فنل گياهچه‌ها را نيز كاهش معني‌داري نشان داد. استفاده از سديم نيتروپروسايد با غلظت‌هاي مختلف در محيط كشت به عنوان تركيب آزاد كننده NO تأثير معني‌داري در مقدار كلروفيل‌ها و كارتنوئيدهاي گياهچه‌هاي سيب-زميني داشت. در مقابل ميزان فعاليت آنتي‌اكسيداني و محتواي گلايسين بتائين در بافت‌هاي گياهچه‌هاي درون شيشه‌اي سيب‌زميني تحت تنش شوري افزايش معني‌داري داشتند. استفاده از سديم نيتروپروسايد در محيط كشت باعث بهبود شاخص‌هاي رشدي، فيزيولوژيكي و بيوشيميايي تحت تنش شوري گرديد. نتيجه‌گيري: كاربرد سديم نيتروپروسايد موجب بهبود رشد و افزايش مقدار پروتئين و فنل و فعاليت آنتي‌اكسيداني گياهان در شرايط تنش و غير تنش شد. سديم نيتروپروسايد، اثرات منفي تنش را از طريق افزايش مقدار آنتي‌اكسيدا‌ن‌هاي غير آنزيمي (فنل) و افزايش فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان (آسكوربات پراكسيداز و سوپر اكسيد ديسموتاز) تعديل نمود. اگر چه كاربرد سديم نيتروپروسايد در شرايط غير تنش موجب افزايش مقدار گلايسين بتائين گرديد ولي تحت شرايط تنش شوري اثر منفي بر مقدار اين تركيب داشت. لذا چنين به نظر مي‌ر‌سد كه كاربرد اين ماده در مناطق خشك و نيمه خشك مي‌تواند با كاهش اثرات زيانبار شوري و جلوگيري از كاهش عملكرد به بهبود اقتصاد كشاورزان كمك نمايد.

Introduction: Salinity stress is the certain factor that seriously constrains agricultural production in various regions especially in arid and semi-arid areas. Nitric oxide is a bioactive molecule that synthesis via enzymatic and non-enzymatic pathways under stress conditions in different organs of plant, regulates and adjustments defense reactions of plant. Sodium nitroprusside (SNP) is used as a releasing compound of nitric oxide. Many studies have shown that this compound can protect plant under oxidative stresses and maintain chlorophyll. SNP could improve the effects of salinity and increased chlorophyll in cotton. Salinity is a serious environmental stress in the regions around Urmia Salt Lake and grapevine is one of the most economically important fruit crops in south west of Iran. Material and Methods: This study was investigated the effect of sodium nitroprussdie as a nitric oxide donor, on growth characters (leave number, plantlet height, fresh and dry weight), physiological (chlorophyll a, b and carotenoids) and biochemical (antioxidant activity, total phenol, protein and glycine betaine) characters of Solanum tuberosum cv. Agria under salinity stress on in vitro condition. For treatment the single node of S. tuberosum cv. Agria stem were cultured in MS medium with half concentration of macro and micro elements contained four levels of sodium nitroprosside (0, 10-3, 10-4 and 10-5 mM) and two levels of salinity (0 and 70 mM). Results: Obtained results showed that under salinity stress leaves number, height and fresh and dry weight of plantlets decreased, also chlorophylls, carotenoids, protein and total phenol of plantlets showed significant reduction. In contrast, antioxidant activity and glycine betaine content of in vitro plantlets significantly increased. Application of sodium nitroprusside in media culture caused to improvement of growth, physiological and biochemical characters under salinity stress. Conclusion: In conclusion, antioxidant activity, total phenol and protein were decreased by application salinity stress. In addition, antioxidant activity and glycine betaine content during salt stress period was decreased application of nitric oxide. The glycine betaine content of plantlets in general condition with application of sodium nitroprosside increased but under salinity stress, sodium nitroprosside had negative effect on glycine betaine content. The results of this research showed that with increasing antioxidant activity, total phenol, protein can tolerate salt solution and also applying the SNP enhance plant tolerance to salinity. Further studies are necessary to determine optimum concentration and duration of NO application in order to achieve maximum benefit of this chemical in Solanum tuberosum tissue culture