اثر محلول‌پاشی برگی سدیم نیتروپروساید روی برخی از ویژگی‌های مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه همیشه‌بهار تحت رژیم‌های مختلف آبیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، مجتمع آموزش عالی نهاوند، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

2 استاد، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی اثرات محلول‌پاشی برگی سدیم‌نیتروپروساید به‌عنوان یک تولیدکننده نیتریک اکسید روی برخی از ویژگی‌های مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه همیشه‌بهار (Calendula officinalis L.)، آزمایشی گلخانه‌ای تحت سه رژیم آبیاری به‌صورت فاکتوریل (دارای دو فاکتور) در قالب طرح کاملاً تصادفی و در سه تکرار انجام شد. فاکتور اول میزان آبیاری در سه سطح شامل 100، 65 و30 درصد ظرفیت زراعی و فاکتور دوم محلول‌پاشی برگی سدیم‌نیتروپروساید در غلظت‌های صفر (شاهد)، 200 و 400 میکرومولار بودند. نتایج نشان داد که بیش‌ترین وزن خشک ریشه و نسبت وزن خشک ریشه به بخش هوایی به‌ترتیب از تیمارهای شاهد و آبیاری در 30 درصد ظرفیت زراعی حاصل شد. غلظت کلروفیل‌های a و کل در شرایط کمبود آب (30 درصد ظرفیت زراعی) کاهش یافت، در‌حالی‌که درصد نشت الکترولیت‌ها از برگ افزایش نشان داد. بیش‌ترین میزان فنل از تیمار آبیاری در 65 درصد ظرفیت زراعی به‌دست آمد. اثر محلول‌پاشی برگی سدیم‌نیتروپروساید بر صفات وزن خشک ریشه و میزان کلروفیل‌های  aو کل معنی‌دار بود و این تأثیر در غلظت 400 میکرومولار به حداکثر خود رسید. غلظت‌های 200 و 400 میکرومولار سدیم‌نیتروپروساید به‌همراه تیمار آبیاری در 65 درصد ظرفیت زراعی، فعالیت آنزیم­های سوپراکسید دیسموتاز و کاتالاز را افزایش دادند. در تمامی تیمارهای آبیاری، محلول‌پاشی با 200 میکرومولار سدیم‌نیتروپروساید موجب افزایش محتوای نسبی آب برگ گردید. غلظت 400 میکرومولار سدیم‌نیتروپروساید به همراه تیمار آبیاری در 30 درصد ظرفیت زراعی بیش‌ترین درصد اسانس را نشان داد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، محلول‌پاشی برگی سدیم‌نیتروپروساید گیاه همیشه‌بهار را در شرایط کمبود آب محافظت کرد و باعث کاهش خسارت ناشی از آن گردید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Foliar Application of Sodium Nitroprusside on Some Morphological, Physiological and Biochemical Properties of Marigold Plant (Calendula officinalis L.) under Different Irrigation Regimes

نویسندگان [English]

  • Zahra Izadi 1
  • Naser Mirazi 2
1 Assistant Professor, Department of Horticulture, Nahavand Higher Education Complex, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Professor, Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the effect of irrigation as well as foliar application of sodium nitroprusside as a nitric oxide donor compound on some morphological, physiological and biochemical characteristics in marigold (Calendula officinalis L.), an experiment was conducted in a greenhouse and has been carried out as factorial (two factors) based on a completely randomized design with three replications. Experimental factors included different irrigation levels 100, 65 and 30% FC and foliar application of sodium nitroprusside at three concentration levels 0 (control), 200 and 400 µM. The results showed that the highest root dry weight and root to aerial organ dry weight ratio belonged to control and 30% FC, respectively. Chlorophyll a and total concentration were reduced under water deficit stress, while the electrolyte leakage percentage was increased. The highest amount of total phenol content was belonged to 65% FC. Sodium nitroprusside had significant effects on the root dry weight and chlorophyll a and total concentration that this effects was maximum in 400µM. The concentrations of 200 and 400 µM sodium nitroprusside with 65% FC treatment increased the activity of superoxide dismutase and catalase enzymes. In all irrigation treatments, foliar application of 200 µM sodium nitroprusside increased the relative leaf water content. The concentration of 400 µM sodium nitroprusside with 30% FC showed the highest essential oil percentage. Based on the results obtained, sodium nitroprusside treatment protected marigold plant from water deficit stress and decreased its damages.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nitric oxide
  • Phenol
  • Essential oil
  • Electrolyte leakage
  • Antioxidant activity

مراجع

امیدبیگی، ر. 1392. تولید و فرآوری گیاهان دارویی. چاپ دوم. انتشارات آستان قدس رضوی. 415 صفحه.
ایزدی، ز.، اثنی‌عشری، م. و احمدوند، گ. 1388. تأثیر تنش خشکی بر عملکرد، میزان پرولین، قندهای محلول، کلروفیل، محتوای نسبی آب و میزان اسانس در نعناع فلفلی (Mentha piperita L.). مجله علوم و فنون باغبانی ایران، 10: 234-223.
رضائی، ر.، ولدآبادی، س. ع.، شیرانی راد، ا.، سیف زاده، س. و حدیدی ماسوله، ا. 1397. اثرات کاربردی کودهای بیولوژیک و مقادیر متفاوتی از انواع کود اوره در شرایط تنش کم‌آبی بر عملکرد، کارایی مصرف نیتروژن و مواد مؤثره گیاه دارویی همیشه‌بهار. مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 34 (4): 564-547.
عرب، ص.، برادران فیروزی، م. و اصغری، ح. 1394. تأثیر محلول‌پاشی اسید آسکوربیک و سدیم نیتروپروساید بر رنگیزه­های فتوسنتزی و برخی صفات گلرنگ بهاره در شرایط کم آبیاری. مجله تولیدات گیاهی، 38: 103-93.
علیپور، س.، نصیبی، ف. و فرهمند، ه. 1393. بررسی اثر غلظت­های متفاوت سدیم‌نیتروپروساید بر صفات فیزیولوژیکی و افزایش عمر گل شاخه بریده مریم (Polianthes tuberosa L.). مجله پژوهش­های گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، 27: 914-904.
قربانلی، م.، بخشی خانیکی، غ. و ذاکری، ا. 1390. بررسی اثر تنش خشکی بر ترکیبات آنتی­اکسیدانی در گیاه دارویی کتان. مجله تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 27 (4): 658-647.
کافی، م.، برزوئی، ا.، صالحی، م.، کمندی، ع.، معصومی، ع. و نباتی، ج. 1388. فیزیولوژی تنش­های محیطی در گیاهان. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد. چاپ اول. 502 صفحه.
محمدی، ر.، ارغوانی، م.، مرتضوی، س. ن. ا. و اعلائی، م. 1396. اثر سدیم‌نیتروپروساید بر تحمل به خشکی چچم چندساله در مرحله جوانه زنی و رشد اولیه دانهال. مجله به‌زراعی کشاورزی، 19 (2): 346-335.   
نیک روش، م. 1395. اثر سدیم‌نیتروپروساید بر برخی عوامل فیزیولوژیکی گیاه کلزا تحت تنش خشکی. مجله پژوهش‌های گیاهی، 29 (3): 658-644.
Amoon, S. A., Ramah, G. H. and Radmehr, P. R. A. 2014. Outcomes of irrigation regimes and nitrogen fertilizer on seed yield of calendula (Calendula officinalis L.). International Scholars Journals, 2: 144-147.
Arnon, D. I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts, polyphenoloxidases in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24: 1-15.
Ashrafi, M., Azimi-Moqadam, M. R., Moradi, P., Mohsenifard, E., Shekari, F. and Kompany-Zareh, M. 2018. Effect of drought stress on metabolite adjustments in drought tolerant and sensitive thyme. Plant Physiology and Biochemistry, 132: 391-399.
Baskaran, K. 2017. Pharmacological activities of Calendula officinalis. International Journal of Science and Research, 6 (5): 43-47.
Beauchamp, C. and Fridovich, I. 1971. Superoxide dismutase improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 44 (1): 276-287.
Cechin, I., Cardoso, G. S., Fumis, T. d. F. and Corniani, N. 2015. Nitric oxide reduces oxidative damage induced by water stress in sunflower plants. Bragantia, 74 (2): 200-206.
Chang, W. C., Kim, S. C., Hwang, S. S., Choi, B. K. and Kim, S. K. 2002. Antioxidant activity and free radical scavenging capacity between Korean medicinal plants and flavonoids by assay-guided comparison. Plant Science, 163: 1161-1168.
Chiappero, J., Cappellari, L. R., Sosa Alderete, L. G., Palermo, T. B. and Banchio, E. 2019. Plant growth promoting rhizobacteria improve the antioxidant status in Mentha piperita grown under drought stress leading to an enhancement of plant growth and total phenolic content. Industrial Crops and Products, 139: 1-9.
Desikan, R., Cheung, M. K., Bright, J., Henson, D., Hancock, J. T. and Neill, S. J. 2004. ABA, Hydrogen peroxide and nitric oxide signaling in stomatal guard cell. Journal of Experimental Botany, 55: 205-212.
Dhindsa, R. S., Plumb-Dhindsa, P. and Thorpe, A. 1981. Leaf senescence: correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany, 32: 93-101.
Esmaielpour, B., Hadian, J. and Jalilvand, P. 2013. Effects of drought stress and mycorrhiza on morphophysiological and yield of summer savory (Satureja hortensis L.). Journal of Agroecology, 5: 169-177.
Farooq, M., Basra, S. M. A., Wahid, A. and Rehman, H. 2009. Exogenously applied nitric oxide enhances the drought tolerance in fine grain aromatic rice. Journal of Agronomy and Crop Science, 195: 254-261.
Faustino, M. V., Seca, A. M. L., Silveira, P., Silva, A. M. S. and Pinto, D. C. G. A. 2017. Gas chromatography–mass spectrometry profile of four Calendula L. taxa: A comparative analysis. Industrial Crops and Products, 104: 91-98.
Gan, L., Wu, X. and Zhong, Y. 2015. Exogenously applied nitric oxide enhances the drought tolerance in hulless barley. Plant Production Science, 18: 52-56.
Gharibi, S., Tabatabaei, B. E. S., Saeidi, G. and Goli, S. A. H. 2016. Effect of drought stress on total phenolic, lipid peroxidation, and antioxidant activity of Achillea species. Applied Biochemistry and Biotechnology, 178: 796-809.
Ghorbanpour, M., Hatani, M. and Khavazi, K. 2013. Role of plant growth promoting rhizobacteria on antioxidant enzyme activities and tropane alkaloid production of Hyoscyamus niger under water deficit stress. Turkish Journal of Biology, 37: 350-360.
Hayat, S., Yadav, S., Wani, A., Irfan, M. and Ahmad, A. 2011. Nitric oxide effects on photosynthetic rate, growth and antioxidant activity in tomato. International Journal of Vegetable Science, 17: 333-348.
Jan, N. and John, R. 2017. Calendula officinalis an important medicinal plant with potential biological properties. Proceedings of the Indian National Science Academy, 83: 769-787.
Jiang, Y. and Huang, N. 2001. Drought and heat stress injury to two cool-season turfgrasses in relation to antioxdant metabolism and lipid peroxidation. Crop Science, 41: 436-442.
Kaya, C., Ashraf, M., Wijaya, L. and Ahmad, P. 2019. The putative role of endogenous nitric oxide in brassinosteroid-induced antioxidant defence system in pepper (Capsicum annuum L.) plants under water stress. Plant Physiology and Biochemistry, 143: 119-128.
Keshavarz Afshar, R., Hashemi, M., DaCosta, M., Spargo, J. and Sadeghpour, A. 2016. Biochar application and drought stress effect on physiological characteristics of Silybum marianum. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 47: 743-752.
Khan, M. N., AlSolami, M. A., Basahi, R. A., Siddiqui, M. H., Al-Huqail, A. A., Abbas, Z. K., Siddique, Z. H., Ali, H. M. and Khan, F. 2020. Nitric oxide is involved in nano-titanium dioxide-induced activation of antioxidant defense system and accumulation of osmolytes under water-deficit stress in Vicia faba L. Ecotoxicology and Environmental Safety, 190: 1-13.
Khanpour Ardestani, N., Sharifi, M. and Bahmansh, M. 2013. The effect of methyl jasmonate on the activity of antioxidant enzymes, phenolic compounds and flavonoids in Scrophularia straita Boiss culture cells. Journal of Plant Research, 27 (5): 840-853.
Li, Q., Niu, Y., Yin, H. B., Wang, J., Shao, M. B., Deng, H. B., Chen, D. Z., Ren, X. X. and Li, Y. C. 2010. Protective role of exogenous nitric oxide against oxidative stress induced by salt stress in barley (Hordeum vulgare). Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 56: 220-225.
Lorio, P. L. 1986. Growth-differentiation balance: A basis for understanding southern pin beetle-tree interactions. Forest Ecology and Management, 14 (4): 259-273.
Magdy, A. S., Hazem, M. M., Alia, A. M. and Alshaima, A. I. 2012. Effect of sodium niroprusside, putrescine and glycine betaine on alleviation of drought stress in cotton plant. Journal of American-Eurasian Agricultural and Environmental Sciences, 12 (9): 1252-1265.
Majeed, S., Nawaz, F., Naeem, M., Ashraf, M. Y., Ejaz, S., Shafique Ahmad, K., Tauseef, S., Farid, G., Khalid, I. and Mehmood, K. 2020. Nitric oxide regulates water status and associated enzymatic pathways to inhibit nutrients imbalance in maize (Zea mays L.) under drought stress. Plant Physiology and Biochemistry, 155: 147-160.
Misra, A. N., Misra, M. and Singh, R. 2011. Nitric oxide ameliorates stress responses in plants. Plant Soil and Environment, 57 (3): 95-100.
Mohasseli, V. and Sadeghi, S. 2019. Exogenously applied sodium nitroprusside improves physiological attributes and essential oil yield of two drought susceptible and resistant specie of Thymus under reduced irrigation. Industrial Crops and Products, 130: 130-136.
Munawar, A., Akram, N. A., Ahmad, A. and Ashraf, M. 2019. Nitric oxide regulates oxidative defense system, key metabolites and growth of broccoli (Brassica oleracea L.) plants under water limited conditions. Scientia Horticulturae, 254: 7-13.
Neill, J., Radhika, D. and Hancock, J. 2003. Nitric oxide signaling in plant. New Phytologists, 159: 11-35.
Rezaei, M., Razmjoo, J., Ehtemam, M. H., Karimmojeni, H. and Zahedi, M. 2019. The interaction between shade and drought affects essential oil quantity and quality of Vitex agnus-castus L. leaves and seeds. Industrial Crops and Products, 137: 460-467.
Ritchie, S. and Nguyen, H. 1990. Leaf water content and gas exchange parameters of two wheat genotype differing in drought resistance. Crop science, 30: 105-111.
Salehi, A., Tasdighi, H. and Gholamhoseini, M. 2016. Evaluation of proline, chlorophyll, soluble sugar content and uptake of nutrients in the German chamomile (Matricaria chamomilla L.) under drought stress and organic fertilizer treatments. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 6(10): 886-891.
Selmar, D. and Kleinwachter, M. 2013. Influencing the product quality by deliberately applying drought stress during the cultivation of medicinal plants. Industrial Crops and Products, 42: 558-566.
Shehab, G. G., Ahmed, O. K. and El-Beltagi, H. S. 2010. Effects of various chemical agents for alleviation of drought stress in rice plants (Oryza sativa L.). Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 38: 139-148.
Taiz, L. and Zeiger, E. 2006. Plant physiology. 4th edition. Sinauer Associates, Inc., publishers Sunderland, Massachusetts, USA. 56.
Tan, J., Zhao, H., Hong, J., Han, Y. and Zhao, W. 2008. Effects of exogenous nitric oxide on photosynthesis, antioxidant capacity and proline accumulation in wheat seedlings subjected to osmotic stress. World Journal of Agricultural Sciences, 4 (3): 307-313.
Valentovic, P., Luxova, M., Kolarovic, L. and Gasparikova, O. 2006. Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and water relations in two maize cultivars. Plant Soil Environment, 52 (4): 186-191.
Wang, W. B., Kim, Y. H., Lee, H. S., Kim, K. Y., Deng, X. P. and Kwak, S. S. 2009. Analysis of antioxidant enzyme activity during germination of alfalfa under salt and drought stresses. Plant Physiology and Biochemistry, 47: 570-577.
Wei-Biao, L., Gao-Bao, H., Ji-Hua, Y. and Mei-Ling, Z. 2012. Nitric oxide and hydrogen peroxide alleviate drought stress in marigold explants and promote its adventitious root development. Plant Physiology Biochemistry, 58: 6-15.
Yadollahi, P. and Asgharpour, M. R. 2014. The effect of sodium nitroprusside and ascorbic acid on the growth, morphological characteristics and performance parchment pumpkin (Cucurbita pepo L.) under irrigated conditions. Journal of Crop Production Research (Environmental Stresses in Plant Sciences), 6 (2): 119-130.
Zangani, E., Zehtab‐Salmasi, S., Andalibi, B. and Zamani, A. A. 2018. Protective effects of nitric oxide on photosynthetic stability and performance of Silybum marianum under water deficit conditions. Crop Ecology and Physiology, 110 (2): 555-564.
Zimmer-Prados, L. M., Moreira, A. S., Magalhaes, J. R. and Franca, M. G. 2014. Nitric oxide increases tolerance responses to moderate water deficit in leaves of Phaseolus vulgaris and Vigna unguiculata bean species. Physiology and Molecular Biology of Plants, 20 (3): 295-301.
دوفصلنامه فنآوری تولیدات گیاهی
دوره 13، شماره 1
خرداد 1400
صفحه 1-17

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار