پديد آورندگان :
توپچي خسروشاهي، ژيلا دانشگاه تبريز - دانشكده علوم طبيعي - گروه علوم گياهي، ايران , صالحي ليسار، يحيي دانشگاه تبريز - دانشكده علوم طبيعي - گروه علوم گياهي، ايران , قاسمي گلعذاني، كاظم دانشگاه تبريز - دانشكده كشاورزي - گروه اكوفيزيولوژي، ايران , متفكرآزاد، روح اله دانشگاه تبريز - دانشكده علوم طبيعي - گروه علوم گياهي، ايران
كليدواژه :
گلرنگ , فعاليت هاي آنتي اكسيداني , تنش خشكي , پلي آمين , پراكسيداسيون ليپيد
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: خشكي رايج‌ترين عامل تنش‌زاي غير زيستي مي‌باشد كه بيش از ساير عوامل، رشد و نمو گياهان را كاهش مي‌دهد. از اين جهت، شناسايي عوامل موثر در افزايش تحمل گياهان نسبت به خشكي ضروري است. گياهان در مقابله با خشكي تركيبات آنتي-اكسيداني را براي مقابله با تنش اكسيداتيو افزايش مي‌دهند. پلي‌آمين‌ها به عنوان تنظيم‌كننده‌هاي رشد، نقش مهمي در حفظ تماميت غشاهاي سلولي و كاهش توليد گونه‌هاي اكسيژن فعال در شرايط تنش خشكي دارند. گلرنگ يك گياه زراعي روغني، دارويي و صنعتي از تيره آفتابگردان است. بسياري از مطالعات بر روي گياهان ديگر نشان داده‌اند كه پلي‌آمين‌ها سبب افزايش تحمل به تنش‌هاي محيطي مي‌شوند، اما واكنش گلرنگ به غلظت‌هاي مختلف پوتريسين+اسپرمين تحت تنش خشكي مشخص نيست. بر همين اساس، اين پژوهش براي بررسي تاثير پلي‌آمين‌هاي مزبور روي فعاليت آنتياكسيدانهاي آنزيمي و غير آنزيمي، ميزان پراكسيداسيون ليپيدي و پايداري غشاها در گلرنگ انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: اين آزمايش در سال 1396-1395 به صورت فاكتوريل در قالب طرح بلوك‌هاي كامل تصادفي با سه تكرار در گلخانه دانشگاه تبريز انجام گرفت. در اين پژوهش تاثير غلظت‌هاي مختلف پوتريسين+اسپرمين (0+0، 40+40، 40+60 و 60+40 ميكرومولار) بر فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان (آسكوربات پراكسيداز، كاتالاز، سوپراكسيدديسموتاز و پراكسيداز)، غلظت مالون‌دي‌آلدئيد، پراكسيد هيدروژن و نشت الكتروليت، آنتياكسيدانهاي غير‌آنزيمي (فنل‌ها، فلاونوئيدها و آنتوسيانين‌ها) در گلرنگ تحت آبياري كامل (100 درصد ظرفيت زراعي) و آبياري محدود (40 درصد ظرفيت زراعي) مورد بررسي قرار گرفت. گياهان در مرحله 7-6 برگي براي اندازه‌گيري‌هاي مختلف برداشت شدند.
يافته‌ها: آبياري و محلول پاشي پلي‌آمين‌ها، ميزان آنتياكسيدانهاي آنزيمي و غبر آنزيمي، غلظت مالون‌دي‌آلدئيد، پراكسيد هيدروژن و نشت الكتروليت را به طور معني‌داري تحت تاثير قرار داد. اثر متقابل اين عوامل نيز براي تمام صفات معني‌دار بود. فعاليت آنزيم‌هاي كاتالاز، پراكسيداز و سوپر اكسيدديسموتاز، فلاونوئيد كل برگ‌ها و و آنتوسيانين‌ها در اندام هوايي به طور معني‌داري تحت تيمار خشكي نسبت به گياهان شاهد افزايش يافت. محلولپاشي غلظت‌هاي 40+60 ميكرومولار و 60+40 ميكرومولار پوتريسين+اسپرمين در گياهان تحت تنش سبب افزايش معني‌دار فعاليت آنزيم‌هاي كاتالاز، سوپراكسيدديسموتاز و غلظت آنتوسيانين‌ها گرديد. تنش خشكي در برگ‌ها سبب افزايش معني‌دار محتواي مالون‌دي‌آلدئيد، پراكسيد هيدروژن و نشت الكتروليت‌ها گرديد. غلظت مالون‌دي‌آلدئيد و ميزان نشت الكتروليت‌ها در نتيجه كاربرد پوتريسين+ اسپرمين به طور معني‌داري كاهش يافتند.
نتيجه‌گيري: تنش خشكي با القاء تنش اكسيداتيو اثر منفي بر رشد گياه گلرنگ داشت. به طور كلي كاربرد 40+60 ميكرومولار و 60+40 ميكرومولار پوتريسين+اسپرمين در كاهش گونه‌هاي فعال اكسيژن ناشي از كمبود آب موثر بودند. محلولپاشي برگي 60+40 ميكرومولار پوتريسين+اسپرمين، پراكسيداسيون ليپيدها، نشت الكتروليت و غلظت پراكسيد هيدروژن را از طريق افزايش ظرفيت آنتي‌اكسيداني و افزايش فلاونوئيدها و آنتوسيانين‌ها كاهش داد و منجر به افزايش تحمل خشكي گلرنگ گرديد. نتايج اين مطالعه نشان داد كه محلولپاشي 40+60 ميكرومولار و 60+40 ميكرومولار پوتريسين+اسپرمين مي‌تواند براي كاهش اثرات مخرب تنش خشكي در مراحل اوليه رشد گياه استفاده شود
چكيده لاتين :
Background and objectives: Drought stress is the most common abiotic factor which reduces the plant growth and development more than other factors. Thus, identification of the effective factors to increase drought tolerance of plants is necessary. The plants increase antioxidant compounds to overcome the oxidative stress. Polyamines as growth regulators play important roles in maintaining cell membrane stability and reducing ROS generation under drought stress. Carthamus tinctorius is an industrial, medicinal and oil crop from Asteraceae family. Many studies on other plants showed that polyamines increase plants tolerance to environmental stresses, but response of safflower to different concentrations of putrscine+spermine under drought stress is not clear. Therefore, this research was conducted to investigate the effect of these polyamines on enzymatic and non-enzymatic antioxidants activities, lipid peroxidation and membrane stability of safflower. Materials and methods: This experiment was carried out as a factorial arrangement based on randomized complete block design with three replications in a greenhouse at the University of Tabriz in 2016-2017. In this research, the effect of different putrescine+spermine concentrations (0 + 0, 40 + 40, 40 + 60, and 60 + 40 µM) on the activities of antioxidant enzymes (APX, CAT, SOD and POX), MDA and H2O2 contents and electrolyte leakage, non-enzyme antioxidants (phenols, flavonoids and anthocyanins) in safflower were studied under well-watering (100% field capacity) and limited-watering (40% field capacity). The plants were harvested at 6-7 leaves stage for different measurements.
Results: Irrigation and foliar application of polyamines had significant effects on enzymatic and non-enzymatic antioxidants, MDA, H2O2 contents and electrolyte leakage. Interaction of these factors was significant for all traits. Activities of enzymes such as CAT, POX and SOD, total flavonoid of leaves and anthocyanins of shoots were significantly increased in stressed than in non-stressed plants. Moreover, spray of 40+60 µM and 60+40 µM putrescine+spermine, significantly enhanced the activity of CAT and SOD and anthocyanins contents in stressed-plants. Drought stress increased malondialdehyde, H2O2 and electrolyte leakage in leaves. MDA and electrolyte leakage significantly diminished as a result of putrescine+spermine application. Conclusion: Water deficit had a negative effect on the growth of safflower via induction of oxidative stress. In general, the application of 40+60 µM and 60+40 µM putrescine+spermine were effective in reducing ROS caused by water deficit. Foliar spray of 60+40 µM putrescine+spermine reduced lipid peroxidation, electrolyte leakage and H2O2 content through increasing antioxidant capacity and flavonoids and anthocyanins, leading to improve drought tolerance of safflower. The results of this study showed that foliar application of 40+60 µM and 60+40 µM putrescine+spermine can be used to mitigate harmful effects of drought stress at early stages of plant growth
