فهرست مطالب

فصلنامه فرآیند و کارکرد گیاهی
سال دهم شماره 6 (پیاپی 46، Feb and Mar 2021)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/09
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فرزانه قلاوند، امین لطفی جلال آبادی*، علیرضا ابدالی مشهدی، سید عطاالله سیادت، احمد کوچک زاده صفحات 1-10

    به منظور بررسی تاثیر پرایمینگ های مختلف، بر بذر و گیاه چه تخم شربتی در شرایط تنش شوری آزمایشی دومرحله ای در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان در سال 1397 و 1398 اجرا گردید. این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل دو عاملی با طرح پایه کاملا تصادفی انجام شد. آزمایش اول پرایمینگ بذر در پنج سطح (شاهد، هیدروپرایمینگ (به مدت 24 ساعت)، جیبرلیک اسید (غلظت 100 میلی گرم بر لیتر به مدت زمان 8 ساعت)، نیترات پتاسیم و کلریدسدیم (غلظت های 50 میلی گرم در لیتر به مدت زمان شش ساعت)) و عامل دوم تنش شوری در چهار سطح (صفر، 100، 200 و 300 میلی مولار) نمک کلریدسدیم با چهار تکرار مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین تاثیر تیمارهای مورد بررسی مرحله اول بر روی گیاه چه، یک آزمایش گلدانی با سه تکرار نیز اجرا گردید. در این مطالعه صفات مورد بررسی شامل درصد و سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه، درصد و سرعت سبز شدن، میزان کلروفیل a، b و کاروتنوییدها و فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز بود. نتایج نشان داد که تنش شوری و پرایمینگ و برهم کنش دو عامل تاثیر معنی داری بر اکثر صفات داشت. با افزایش غلظت نمک کلیه صفات مذکور به جز فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانت کاهش یافت. اگر چه تمام تیمارهای پرایمینگ بذر در کاهش اثرات تنش شوری موثر بودند، اما به طورکلی کاربرد کلرید سدیم می تواند تیمار مناسب به منظور افزایش توان تحمل تخم شربتی به سطوح بالای تنش شوری باشد.

    کلیدواژگان: آنزیم های آنتی اکسیدان، جوانه زنی، جیبرلیک اسید، درصد سبزشدن، رنگیزه های فتوسنتزی
  • مریم احمدی، بابک دلنواز هاشملویان*، عذرا عطائی عظیمی، پژمان مرادی صفحات 11-18

    ارمک میانه (Ephedra intermedia) گیاهی دو پایه از تیره افدراسه است که پایه های نر و ماده از نظر شکل کاملا" مشابه هستند ولی تفاوت بیوشیمیایی آن ها نا شناخته است. هدف مطالعه کروماتوگرافی لایه نازک و گازکروماتوگرافی جرمی اسیدهای چرب، فنل ها، اسانس و آلکالوییدهای در شاخساره پایه های نر و ماده ارمک میانه بود. در بهار 1398، شاخساره های پایه های نر و ماده  از استان مرکزی در ایران چیده شدند. عصاره الکلی از مخلوط پودر شاخساره با اتانول در دمای 60 درجه سانتیگراد به دست آمد. فنل ها، اسیدهای چرب و اسانس از عصاره الکلی با اتر و آلکالوییدها با کلروفرم جدا شدند. عصاره های اتری نر و ماده دارای اسیدهای چرب بودند که نشان داد گیاه نر منشا خوبی از لینولنیک اسید است. نوع و مقدار اسیدهای آلی و فنل ها در دو گونه متفاوت بود. مقدار زیادی کارپریلیک اسید ایزوآمیل استر فقط در پایه نر وجود داشت.2و6-دی-ترت متیل فنل بیشترین ترکیب در هر دو پایه بود. تعداد زیادی ترکیب اسانسی در عصاره اتری هر دو پایه یافت شد. شباهت ترکیبات اسانسی در نر و ماده 4/32% بود. اسانس کل در گیاهان ماده و نر به ترتیب 63/9 و 79/11 (mgg-1DW) بود. پایه های نر و ماده تعداد زیادی آلکالویید داشتند ولی فاقد افدرین و پزدوافدرین بودند. افرودکسان و فندیمترازین در دو جنس، اکگونین و آمینوپیریدین در نر و ارگوتامین و ته آکرین در ماده، شش آلکالویید دارویی مهم بودند. هر دو جنس ارمک میانه سرشار از ترکیبات زیست فعال ولی فاقد افدرین و پزدوافدرین بودند.

    کلیدواژگان: ارمک میانه، نر، ماده، آلکالوئید، فنل، اسید چرب
  • فائزه قناتی*، مهدی یوسفی نیا، میثم حعفرزاده صفحات 19-28

    فرآیند جذب توسط ریشه گیاهان یک فعالیت ضروری است، بطوریکه بین غلظت آرسنیک موجود در خاک و پاسخهای فیزیولوژیک گیاه که اندکی پس از مواجهه با این عنصر مشاهده می شوند، ارتباط برقرار می کند. در مطالعه حاضر، پاسخ های فیزیولوژیک پس از تیمار کوتاه مدت با آرسنیت (AsIII) برروی دو رقم برنج  ایرانی یکی بومی مناطقی با آب و هوای معتدل و مرطوب (TH) و دیگری سازگار با آب و هوای گرم و مرطوب  (WH) بررسی شد. گیاهچه های بیست روزه به مدت 6 ساعت با غلظت 75 میلی مولار آرسنیت تیمار شدند و میزان بیان برخی از ناقل ها، سیستم آنتی اکسیدانت و پروتیین های سمیت زدای آرسنیک بطور قابل توجهی تغییر کرد. سطح رونوشت آکواپورین های OsNIP 2;1 (LSI1)، OsPIP1;3 و OsPIP2;6 بطور معنی داری در هر دو رقم کاهش یافت اما کاهش رونویسی آکواپورین ها در رقم WH در مقایسه با TH بیشتر قابل ملاحظه تر بود و با کاهش جذب آرسنیت همراه شد. فعالیت آنزیم های سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در هر دو رقم افزایش یافت که نشانگر تلاش برای محافظت گیاهان در برابر آسیب اکسیداتیو ناشی از آرسنیت است. این پاسخ های آنتی اکسیدانی در رقم WH برجسته تر بود و با افزایش قابل توجه میزان گلوتاتیون (یک تیول غیر پروتیینی) و فیتوکلاتین به ویژه در اندام هوایی همراه شد. اگرچه هر دو رقم خیلی سریع به تیمار آرسنیت پاسخ دادند، اما بر اساس داده های حاصل از این پژوهش، احتمال می رود که سازگاری طولانی مدت رقم WH با آب و هوای گرم و مرطوب باعث ایجاد تغییرات ژنومی و در نتیجه افزایش قدرت سکویستر کردن آرسنیت و سایر استراتژی های محافظتی در برابر سمیت آرسنیت شده است.

    کلیدواژگان: آرسنیت، آکواپورین، برنج، ترکیبات تیولی، سیستم آنتی-اکسیدان
  • سید مهدی رضوی*، نسترن اسدی صفحات 51-60

    در این مطالعه، اثرات پاراگزانتین بر گیاه  کاهو مورد بررسی قرار گرفت. پاراگزانتین از گروه آلکالوییدهای پورینی از متابولیتهای ثانویه گیاهان می باشد. این ترکیب از متابولیسم کافیین موجود در گیاهانی مثل چای، قهوه و کاکایو وجود دارد به وجود می آید. گزارشاتی قبلا از خاصیت ضد فشار خون پاراگزانتین وجود دارد. سه غلظت 10، 50 و 100 میکروگرم بر میلی لیتر از پاراگزانتین بر گیاهچه های کاهو  تیمار شده و برخی پارامترهای فیزیولوزیکی و بیوشیمیایی این گیاه در مرحله  7 برگی  مورد بررسی واقع شد. نتایج نشان داد که در گیاهان گروه تیمار ، پارامترهای رشد اعم از جوانه زنی دانه و رشد ساقه چه  با یک روند وابسته به غلظت کاهش یافت. پارامترهای رشد گیاهچه های کاهو در غلظت 100 میکروگرم بر میلی لیتر از پاراگزانتین به طور کامل مهار شد. همچنین برخی پارامترهای مورد سنجش شامل وزن تر و خشک ساقه، شدت فتوسنتز، کارایی قتوشیمیایی فتوسیستم 2، محتوی آب نسبی برگ و پروتیین کل در گیاهان تیمارشده نیبت به گیاهان شاهد دچار کاهش گردید. با این حال برخی پارامترهای دیگر از جمله محتوی پرولین، میزان پراکسید هیدروژن و فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدان مثل پلی فنول اکسیداز، آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز در گیاهان تیمار شده افزایش یافت. از طرف دیگر، تغییراتی در الگوی الکتروفورتیک پروتیینهای برگ مشاهده گردید. به طوری که در غلطت 100 میکروگرم بر میلی لیتر از پاراگزانتین ، برخی باندهای الکتروفورز در گیاهان تیمار شده در مقایسه با گیاهان شاهد ناپدید شد. مطالعات اخیر مشخص کرد که پاراگزانتین به عنوان یک ترکیب آللوشیمیایی موجب برخی پاسخهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاهان تیمار یافته میشود که این پاسخها مشابه پاسخهای مشاهده شده در تنشهای غیر زیستی است.

    کلیدواژگان: آللوشیمیایی، پاراگزانتین، دگرآسیبی، کاهو
  • سمیه صالحی، لطیفه پوراکبر*، فاطمه عیدی قلعه قاضی صفحات 61-70

    Gracilariopsis persica  یکی از فراوان ترین جلبک های قرمز  با پراکنش گسترده در خلیج فارس است و علی رغم افزایش استفاده آن در پزشکی طی سال های اخیر، به عنوان منبع اصلی برای مواد زیستی طبیعی و ترکیبات زیست فعال، تحقیقات در مورد شاخص های رشد این جلبک محدود است. هدف اصلی این تحقیق بررسی شرایط مطلوب برای رشد جلبک G. persica و بدست آوردن تراکم ذخیره اولیه جهت استقرار جلبکها در عمق مناسب جهت افزایش زیست توده تولید شده در استخر بتونی در جزیره قشم بود. ریسه های جلبک G. persica  به مدت 45 روز بر روی طناب های پلی اتیلن با وزن ذخیره اولیه 100 و 200 گرم در متر در دو عمق 1 و 2 متر رشد داده شدند. تاثیر عوامل محیطی نظیر دما ، شوری، pH و جذب مواد مغذی برای تیمارهای مختلف بررسی شد. سرعت رشد در طول دوره کشت برای هر دو تراکم 100 و 200 گرم جلبک G. persica افزایش یافت. بیشترین میزان رشد (٪ افزایش وزن تر) برای تراکم 100 گرم در عمق 1 متر در 45 روز و کمترین نرخ رشد برای تراکم 200 گرم در عمق 2 متر به دست آمد. نرخ رشد نسبی (RGR)  بر اساس تغییرات وزن تر به صورت هفتگی اندازه گیری شد که نشان داد بیشترین بازده برای عمق 1 متر و تراکم 100 گرم (d-1 47/15 %) بدست آمده است. نتایج نشان داد که مواد مغذی، به ویژه آنهایی که حاوی نیتروژن هستند و روی رشد جلبک در عمق کم تاثیر می گذارند رابطه معکوس (ضرایب همبستگی منفی کندال و اسپیرمن) با سرعت رشد در عمق 1 متر داشتند. در عمق 2 متر، رشد جلبک با NO3- و NO2- همبستگی منفی نشان داد. یافته های این تحقیق شواهد جدیدی در مورد شرایط رشد و پرورش جلبک G. persica فراهم کرد، که می تواند به توسعه روش های کشت برای پرورش جلبک مزبور و تولید ماده تولید آگار توسط این جلبک دریایی کمک کند.

    کلیدواژگان: زیست توده، تراکم، عمق، مواد مغذی، شوری، دما
|
  • Farzaneh Ghalavand, Amin Lotfi Jalal-Abadi*, Alireza Abdali Mashhadi, Seyed Ataollah Siadat, Ahmad Koochekzadeh Pages 1-10

    In order to investigate the effects of priming methods on the improvement of seed germination indices and seedling growth of Lallemantia (Lallemantia Iberica) under different salinity levels, two factorial experiment in a randomized complete block design were carried out in the seed technology laboratory of Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan in 2018-2019. In the first experiment, five levels of seed priming including: control, hydropriming (for 24 hours), gibberellic acid (100 mg.l-1 for eight hours), and solutes of potassium nitrate and sodium chloride (NaCl) (50 mg.l-1 for 6 hours) as the first factor and four levels of salinity stress, including 0 (control), 100, 200, and 300 mM of NaCl, as the second factor in four replications were examined. Also, a pot experiment was conducted to determine the effects of the studied treatments on some seedling growth indices in three replications. In general, indices of germination percentage, germination rate, radicle length, plumule length, emergence percentage, emergence rate, contents of chlorophyll a, b, carotenoids, and enzymatic activities of catalase and peroxidase were evaluated in this study. Results revealed that salinity stress, priming, and their interaction had significant effects on most of the studied traits. Also, increasing salinity concentrations led to decreases in all traits (except the activity of antioxidant enzymes). Generally, our findings showed that all seed priming treatments moderated the negative impacts of salinity stress and the application of NaCl could be a suitable treatment to increase the tolerance of Lallemantia seeds against high levels of salinity stress.

    Keywords: Antioxidant enzymes, Emergence percentage, Germination, Gibberellic acid, Photosynthetic pigments
  • Maryam Ahmadi, Babak Delnavaz Hashemloian*, Azra Ataei Azimi, Pejman Mordi Pages 11-18

    Ephedra intermedia is a dioecious plant of the Ephedraceae family whose male and female plants are quite similar in shape, but their biochemical differences are not known. The subject was the TLC and GC-MS study of fatty acids, phenols, essential oils, and alkaloids in male and female shoots of E. intermedia. Male and female shoots were collected from Markazi province in Iran, in spring. Alcoholic extract was obtained by mixing shoot powder with ethanol at 60 ° C. Phenols, fatty acids, and essential oil were separated from the alcoholic extract with ether and alkaloids with chloroform. Male and female ether extracts contained fatty acids, which appear male to be a good source of linolenic acid. The kind and amount of organic acids and phenolic of the two sexes were different. A large quantity of caprylic acid isoamyl ester was present only in females. 2, 6-Di-Tert-4-Methylphenol was much higher in both sexes than in the other compounds. A large number of essential oil compounds were found in the etheric extract of both sexes. The similarity of essential oil compounds between male and female plants was 32.4%. Total essential oils in female and male plants were 9.63 and 11.79 mgg-1DW. Males and females had a large number of alkaloids, but there wasn’t ephedrine and pseudoephedrine. Epherodxan and phendimetrazine in both sexes, ecgonine and aminopyrimidine in the male, and ergotamine and theacrin in the female, were six important medicinal alkaloids. Both sexes of E. intermedia are rich in bioactive compounds, but there was no ephedrine or pseudoephedrine.

    Keywords: Ephedra intermedia, male, female, alkaloid, phenol, fatty acid
  • Faezeh Ghanati*, Mahdi Yousofinia, Meisam Jafarzadeh Pages 19-28

    Absorption of arsenic (As) by plant root is an essential activity that bridges the soil As concentration and physiological responses which can be monitored soon after exposure to As. In the present study, physiological responses to short exposure to arsenite (AsIII) was compared in two indigenous rice cultivars one adapted to temperate and humid (TH) and the second one to warm and humid (WH) climates.  Twenty days old plants were exposed to 75 µM AsIII, 6h. Expression of certain transporters, antioxidant system, and As detoxifying proteins were noticeable.  The levels of aquaporin transcripts OsNIP 2;1 (Lsi1), OsPIP1;3, and OsPIP2;6 significantly decreased in both cultivars. A more prominent reduction of aquaporin transcripts was observed in the WH cultivar and was accompanied by a lower AsIII uptake as compared to TH. The activity of superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, and glutathione reductase enhanced in both cultivars, indicating the attempts to protect plants against AsIII-induced oxidative damage. These antioxidant responses were more pronounced in the WH cultivar and were accompanied by remarkably enhanced levels of reduced glutathione (a non-protein thiol) and phytochelatin, particularly in shoots. Although both cultivars responsed to AsIII very rapidly, based on the data presented here, it is likely that long-term adaptation of WH cultivar to warm and humid climate has driven genomic changes resulting in AsIII sequestration and other protective strategies against AsIII toxicity.

    Keywords: Aquaporin, Antioxidant system, Arsenite, Rice, Thiol compounds
  • Somayeh Torabi, Farah Karimi*, Khadijeh Razavi Pages 29-40

    Haplophyllum virgatum var virgatum (Rutaceae) is a rare or narrow endemic plant, which grows only in one habitat (Geno-Hormozgan Province-Iran). Low distribution of this useful medicinal plant encouraged us to investigate about the micropropagation conditions of the plant. In the present study an efficient and reproducible protocol for multiple shoot induction of Haplophyllum virgatum var. virgatum was developed. Various explants (stem, leaf and root) were obtained from 40 days old axenic seedlings and cultured on B5 medium supplemented with different concentrations of plant growth regulators (Kin, BA, NAA and IAA) to determine the suitable explants and media composition for callus production. BA and Kin were used for multiple shoot induction. Stem explants showed the best results in both callus induction and shoot regeneration. Combination of 0.1 mg L-1 Kin and 5 mg L-1 IAA produced the maximum callus fresh weight. BA at concentration of 2 mg L-1 was the best treatment for shoot induction and regeneration. Embryogenic callus was also observed and the stages of globular and heart embryos were seen on callus culture in B5 medium supplemented with Kin (0.2mg L-1) + IAA (1mg L-1). In conclusion, stem explants and 2 mg L-1 BA regenerated maximum number of shoots.

    Keywords: callus culture, Haplophyllum virgatum, organ culture, root regeneration, shoot regeneration
  • Seyed AliAsghar Mousavi*, HamidReza Roosta, Majid Esmaeilizadeh, Saeid Eshghi Pages 41-49

    Experiments were conducted to investigate the role of silicon (Si, 75, 100 mg. L-1 sodium silicate) and selenium (Se, 4, 6 mg. L-1 sodium selenate) in ameliorating the salinity (75 mM NaCl and 75 mM NaHCO3) caused strong detrimental effects on mineral ions uptake and the oxidative damage in cucumber (Cucumis Sativus L.) plants. Salinity and alkalinity stresses reduced macro and micro elements content which were significantly improved by Si and Se supplementation. Further, peroxide hydrogen was more in salinity- alkalinity stressed plants without Si and Se as compared to those supplemented with Si and Se. Si protected cucumber plants from NaCl induced oxidative damage by improving the activity of antioxidant enzymes (glutathione reductase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase).  More importantly Si and Se supplementation improved the accumulation of P, Mg, Ca, Fe, Zn, Mn and Cu. In conclusion, Si and Se mitigate the negative effects of NaCl and NaHCO3 in cucumber plants by modifying nutrient uptake and up-regulating antioxidant system.

    Keywords: Ascorbate peroxidase, NaCl stress, NaHCO3 stress, Nutrient uptake, SelenateAscorbate peroxidase, Selenate
  • Seyed Mehdi Razavi*, Nastaran Asadi Pages 51-60

    IIn this study, the effects of paraxanthin on lettuce were investigated. Paraxanthin is a group of purine alkaloids, secondary metabolites of plants. This compound is made up of the caffeine metabolism found in plants such as tea, coffee and cocoa. There have been previous reports of paraxanthine antihypertensive properties.Three different concentrations of paraxanthine as 10, 50 and 100 µg/ml were treated on lettuce seedlings and then some physiological and biochemical parameters were measured at 7 leave stage of the plants. The results showed that seed germination, radicle and plumule growth of lettuce plant decreased at different concentrations of the paraxanthine in a dose dependent manner. At the concentration of 100µg/ml of paraxanthine, all of the growth parameters completely inhibited. Some measured parameters such as wet and dry weights of the shoots, photosynthetic rate, photochemical efficiency of photosystem II, leaf relative content and total protein decreased in the paraxanthine treated plants compared to the control group. However, some other parameters such as proline content, hydrogen peroxide and the activity of polyphenol oxidase, ascorbate peroxidase, catalase and protease in treated plants increased. On the other hand, a significant change in electrophoretic pattern of the plant leaf proteins were observed. As some electrophoretic bands in treated plants with 100µg/ml of paraxanthine removed in comparison than control group. The present study demonstrated that the paraxanthine as an allelochemical causes some physiological and biochemical responses in the lettuce which are much similar to those appears under abiotic stress.

    Keywords: Allelochemicals, Allelopathy, Lettuce, Paraxanthine
  • Somayeh Salehi, Latifeh Pourakbar*, Fatemeh Eidi Galeghazi Pages 61-70

    Gracilariopsis persica is one of the most abundant red algae distributed in Persian Gulf, despite increasing use in medicine as a major source for natural biomaterials and bioactive compounds in recent years, the researches on growth parameters of this alga remains limited. The main aim of this research was to study the favorable conditions for G. persica growth. Also it was to find the suitable primary storage density for the establishment of algal thallus in the appropriate depth which causes increase in biomass in the concrete pool of Qeshm Island. Tall of G. persica were grown for 45 days on polyethylene ropes with primary storage weight of 100 and 200 gm-1 in two depths of 1 and 2 m. The effect of environmental factors such as temperature, salinity, pH, and nutrient absorption were investigated for different treatments. Growth rate during the cultivation period increased for both densities of 100 g and 200 g of G. persica at first but decreased then along with the time till sixth week. The highest growth rate (percentage of increase in fresh weight d-1) was obtained for the density of 100 g in 1 m depth in 45 days and the lowest growth rate was observed for the density of 200 g in 2 m depth. Relative growth rate (RGR) was measured weekly based on the changes in fresh weight and showed the highest efficiency in 1 m depth and 100 g density (15.47% d-1). The results showed that nutrients, especially those containing nitrogen and affecting algae growth at low depth, were inversely related (Kendall and Spearman negative correlation coefficients) to growth rate at 1 m depth. At depth 2 m, alga growth showed negative correlation with NO3- and NO2-. Findings provide novel evidence concerning growth and culturing conditions of G. persica, which can aid in the development of cultivating protocols for commercial agar production by this alga.

    Keywords: Biomass, Algal density, Depth of water, Nutrient, Salinity, Temperature of water