جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "catalase" در نشریات گروه "کشاورزی"
-
به منظور بررسی مصرف زغال زیستی و تنش آبی بر ویژگی های بیوشیمیایی و عملکرد گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) پژوهشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شیراز در فصل رشد 99- 1398 اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل رژیم آبیاری (آبیاری مطلوب و قطع آبیاری پس از گل دهی) و تیمار کودی شامل شاهد بدون کود، مصرف سه تن زغال زیستی گندم و یا پنبه در هکتار، 150 کیلوگرم اوره + 50 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار، 5/112 کیلوگرم اوره + 5/37 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل در هکتار و 5/112 کیلوگرم اوره + 5/37 کیلوگرم سوپر فسفات تریپل + سه تن زغال زیستی گندم و یا پنبه در هکتار بودند. در شرایط قطع آبیاری مصرف 5/112 کیلوگرم اوره + 5/37 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل + سه تن زغال زیستی گندم در هکتار به ترتیب میزان کلروفیل a و کل را 55 و 40 درصد، نسبت به شاهد افزایش دادند. بالاترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز در تیمار قطع آبیاری در گل دهی به دست آمد. همچنین، در شرایط تنش آبی کاربرد 5/112 کیلوگرم اوره + 5/37 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل + سه تن زغال زیستی پنبه، سبب افزایش محتوای نسبی آب برگ، عملکرد زیست توده و دانه به ترتیب به میزان 03/53، 05/22 و 7/34 درصد گردید. به طور کلی، کاربرد 5/112 کیلوگرم اوره + 5/37 کیلوگرم سوپرفسفات تریپل + سه تن زغال زیستی پنبه در هکتار، در شرایط تنش آبی باعث بهبود محتوای نسبی آب برگ، تعداد دانه در طبق، تعداد طبق بارور در بوته و در نهایت، عملکرد دانه گلرنگ شد.کلید واژگان: پراکسیداز, تعداد دانه در طبق, قطع آبیاری, کاتالاز, کلروفیلAgroecology journal, Volume:16 Issue: 2, 2025, PP 265 -286IntroductionWater stress is one of the main factors in crop growth in arid and semi-arid regions of the world, which limits the grain yield of the safflower (Carthamus tinctorius L.). To increase the soil fertility and yield of crops, it is necessary to pay sufficient attention to the use of biomass of organic matter, especially crop residues, and its conversion to biochar. This research aims to evaluate the biochar application produced from cotton and wheat residues under late-season water stress in the south of Fars province (Darab) on photosynthetic pigments, enzyme activity, yield components, and yield of safflower.Materials and MethodsIn order to investigate the biochar application and water stress on the amount of photosynthetic pigments, enzyme activity, and yield of safflower, a field experiment was laid out as split plots in the form of randomized complete block design with 3 replications in the 2019-2020 growing season. The experimental factors include the irrigation regime as the main factor in two levels (optimal irrigation and cutting off irrigation after the flowering stage), and the secondary factors were fertilizer treatment as subplot including control (without fertilizer), consumption of 3 tons of biochar from wheat residues per hectare, consumption of 3 tons of biochar from cotton residues per hectare, consumption of 150 kg of urea per hectare + 50 kg of triple superphosphate per hectare, consumption of 112.5 kg of urea per hectare + 37.5 kg of triple superphosphate per hectare, consumption of 112.5 kg of urea + 37.5 kg of triple superphosphate + 3 tons wheat biomass per hectare, and 112.5 kg of urea + 37.5 kg of triple superphosphate + 3 tons of cotton biomass per hectare. In this research, chlorophyll a and b, total chlorophyll, catalase, and peroxidase activities, yield components, and yield of safflower were calculated.Results and DiscussionThe results of the experiment showed that the measured traits were significantly affected by the irrigation regime and fertilizer treatment. Under cutting-off irrigation after the flowering stage, the fertilizer treatment of 112.5 urea + 37.5 phosphate + 3 tons of wheat biochar per hectare increased 55 and 40% chlorophyll a and total chlorophyll compared to the control, respectively. Water stress increased the carotenoid content, catalase, and peroxidase enzymes. The highest amount of catalase and peroxidase enzyme activity was obtained in the control under cutting-off irrigation after the flowering stage, which increased by 48 and 38%, respectively, compared to the control under optimal irrigation. The number of seeds per capitule and the number of fertile capitules per plant in the treatment of 112.5 urea + 37.5 phosphate + 3 tons of cotton biochar under water stress conditions increased by 8.8 and 19.51%, respectively. Also, under water stress, the application of 112.5 urea + 37.5 phosphates + 3 tons of cotton biochar improved and increased the relative content of leaf water, biological capitules yield, and grain yield compared to the control by %53, %22, and %34, compared to control, respectively.ConclusionResults showed that in both of the irrigation regimes, application of 3 tons of cotton or wheat biochar alone can increase the biomass and grain yield compared to control. Overall, the application of 112.5 urea + 37.5 phosphate + 3 tons of cotton biochar under water stress conditions improved the relative water content of the leaves, the number of seeds per capitule, the number of fertile capitule per plant, and finally, biomass and yield of safflower. With respect to water shortage under late season in southern parts of Fars province, and in order to decrease the detrimental effects of water stress, farmers can use the biochar of cotton combined with reduced dosage of urea and triple superphosphate fertilizers.Keywords: Catalase, Chlorophyll, Cutting Off Irrigation, Number Of Seed Per Capitule, Peroxidase
-
در این تحقیق تغییرات صفات بیوشیمیایی و عملکرد ارقام مختلف چغندرقند پاییزه پس از پرتوتابی با اشعه گاما در شرایط تنش شوری در منطقه جعفریه واقع در استان قم در دو سال زراعی 1398 و 1399 مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام گردید. کرت اصلی شامل آب آبیاری در دو سطح (آب نرمال و آب شور با هدایت الکتریکی 7000 الی 10000 میکروموس بر سانتی متر) و کرت های فرعی ترکیبی از ارقام چغندرقند (شریف، آنتک و یودورو) و پرتوتابی با اشعه گاما (شاهد، 50، 100، 200 و 400 گری) بودند. نتایج نشان داد که فعالیت آنزیم روبیسکو در هر سه رقم تحت تنش شوری کاهش یافت، بیشترین میزان فعالیت روبیسکو در شرایط نرمال و در شرایط تنش شوری در رقم یودورو و در سطوح 50 و 100 گری رخ داد. غلظت مالون دی آلدئید در رقم یودورو و آنتک با تابش گاما کاهش و در رقم شریف افزایش یافت. در هر سه رقم بیشترین میزان محتوای کلروفیل در سطوح تابش 100 و 200 گری اشعه گاما با افزایش 16-15 درصدی نسبت به شاهد همراه بود. در شرایط تنش شوری در سطوح 100 و 200 گری بالاترین میانگین عملکردریشه مشاهده شد. تنش شوری منجر به کاهش عملکرد قند در ارقام یودورو، آنتک و شریف به ترتیب میزان 26/7 ، 17/5 و 31/5 درصد گردید. رقم آنتک با کاهش عملکرد قند کمتری نسبت به دو رقم دیگر مواجه گردید. در مجموع رقم آنتک در مقایسه با ارقام دیگر عملکرد و تحمل بالاتری را به شوری نشان دادند و پرتودهی با اشعه گاما بر این تحمل اثر مثبتی داشت.کلید واژگان: چغندرقند, دی آلدئید, روبیسکو, کاتالاز, مالون, محتوی نسبی آبJournal of Sugar Beet, Volume:39 Issue: 2, 2025, PP 165 -180In this study, changes in biochemical traits and yield of different autumn-sown sugar beet cultivars treated with gamma ray irradiation under salinity stress condition were evaluated in Jafariyeh region located in Qom province in two crop seasons of 2018 and 2019. The experiment was conducted as a split factorial based on randomized complete block design with three replications. The main plot includes irrigation at two levels (normal water and saline water with electrical conductivity of 7000 to 10000 µmos cm-1) and sub-plots were combination of sugar beet cultivars (Sharif, Antek, and Eudoro) and gamma radiation (0, 50, 100, 200 and 400 Gy). Results showed that the activity of rubisco enzyme decreased in all three cultivars under salinity stress, however the highest level of rubisco activity under both normal and salinity stress conditions observed in Eudoro cultivar at 50 and 100 Gy levels. The concentration of malondialdehyde in Eudoro and Antek cultivars decreased by gamma radiation while increased in Sharif cultivar. In all three cultivars, the highest amount of chlorophyll content at 100 and 200 Gy gamma ray radiation levels was associated with an increase of 15-16% compared with control. Under salinity condition at 100 and 200 Gy levels, the highest average root yield was observed. Salinity stress caused a decrease in sugar yield in Eudoro, Antek and Sharif by 26.7%, 17.5% and 31.5%, respectively. Antek cultivar had a lower sugar yield than the other two cultivars. In general, Antek cultivar showed a higher yield and tolerance to salinity compared with other cultivars, and gamma ray irradiation had a positive effect on this toleranceKeywords: Catalase, Dialdehyde, Malon, Relative Water Content, Rubisco, Sugar Beet
-
حدود 1.7 میلیون هکتار از اراضی کشاورزی ایران شور است. بنابراین گزینش ارقام گندم متحمل به شوری و به تبع آن تعیین شاخص های کارآمد برای کوتاه کردن مراحل گزینش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به این منظور آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با دو عامل غلظت NaCl (صفر، 100، 200 و 300 میلی مولار) و ارقام گندم (شیراز، فلات، دوروم، گاسکوژن، مهدوی، الوند، کراس آزادی، روشن، استار، توس، هیرمند و کراس بولانی) در سال 1399 در دانشگاه زابل تحت شرایط کشت هیدروپونیک اجرا شد. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش سطح NaCl میزان آسکوربات پراکسیداز، گلوتاتیون پراکسیداز، کاتالاز، پرولین و سدیم در برگ گیاهچه های گندم افزایش یافت و صفات وزن تر گیاهچه، پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم کاهش یافت. ارقام گندم واکنش متفاوتی به افزایش سطح NaCl نشان دادند، در حالی که در ارقام روشن، مهدوی، هیرمند و کراس بولانی افزایش سطح کلریدسدیم اثر کمتری بر کاهش وزن تر گیاهچه نسبت به سایر ارقام داشت، اما در همین ارقام الگوهای متفاوتی از تغییر صفات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی دیده شد. مقاومت به NaCl در رقم مهدوی ارتباط مسقیمی با افزایش میزان آسکوربات پراکسیداز و کاتالاز داشت، اما در مقابل در رقم روشن مقاومت به NaCl به حفظ سطح بالایی از نسبت پتاسیم به سدیم مرتبط بود. ضرایب رگرسیونی نشان داد که مولفه های وزن تر گیاهچه (R2=0.89)، پتاسیم (R2=0.86) و نسبت پتاسیم به سدیم (R2=0.69) اثرات افزایش غلظت کلریدسدیم را با سطح اطمینان بیشتری پیش بینی می کنند. به طور کلی با توجه به نتایج این آزمایش می توان استنباط کرد که وزن تر گیاهچه، پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم شاخص های موثرتری برای گزینش بین ارقام در شرایط تنش شوری هستند.
کلید واژگان: آسکوربات پراکسیداز, پرولین, گلوتاتیون پراکسیداز, کاتالازIntroductionSalinity affects about 1.7 million hectares of agricultural land in Iran, which poses a serious challenge for wheat production, as the most strategic crop in the country. Therefore, identifying wheat genotypes with salinity tolerance and selecting effective traits for accelerating the breeding process are crucial objectives.
Materials and methodsThe experiment was aimed at assessing the response of 12 wheat cultivars to different levels of salinity using NaCl concentration as salt stress at early seedling stage under hydroponic conditions. A factorial experiment based on randomized complete block design with three replications was conducted at the research greenhouse of the Agriculture Faculty, University of Zabul, during the 2020 cropping seasons. 12 wheat cultivars (Shiraz, Falat, Durum, Gascogne, Mahdavi, Alvand, Cross Azadi, Roshan, Star, Tous, Hirmand and Cross Bolani) were irrigated with four concentrations of NaCl (0, 100, 200 and mM). The physiological and biochemical traits of wheat cultivars, including seedling fresh mass, ascorbate peroxidase, glutathione peroxidase, catalase, proline, sodium, potassium, and potassium to sodium ratio (K+/Na+) were recorded at four weeks after seed germination.
Results and discussionThe results showed that the amount of ascorbate peroxidase, glutathione peroxidase, catalase, proline and sodium in the leaves of wheat seedlings were increased with an increase in salinity level. In contrast, the seedling fresh mass, potassium content and K+/Na+ were decreased with an increase in salinity level. The increase of ascorbate peroxidase, glutathione peroxidase, and catalase activities, representing the main enzymatic H2O2 scavenging mechanism in wheat cultivars. In NaCl treated seedlings, Falat, Mahdavi and Cross Bolani cultivars showed higher ascorbate peroxidase than other cultivars tested. In contrast, high level of catalase was recorded in Alvand cultivar. In the other hand, maintain the high level of proline and potassium to sodium ratio are the main mechanisms for tolerance to salinity in Shiraz and Roshan cultivars, respectively. Wheat cultivars showed different response to the increase in salinity level, while in Roshan, Mahdavi, Hirmand and Cross-Bolani cultivars, the increase in salinity level had less effect on the seedling fresh mass than other cultivars, but different patterns of changes in physiological and biochemical traits were observed in these cultivars. Salinity resistance in Mahdavi cultivar was directly related to the increase of ascorbate peroxidase and catalase, but on the other hand, in Roshan cultivar, salinity resistance was related to maintaining a high level of potassium to sodium ratio. Potassium uptake is vital for plant growth but in saline soils because of their shared transport system and physicochemical similarities, the sodium in the soil solution competes for uptake with potassium and can lead to potassium deficiency. The induced potassium deficiency inhibits growth because it plays a critical role in maintaining cell turgor, membrane potentials, and enzyme activities. In salt-tolerant cultivars of wheat such as Roshan, under salt-stress conditions, limiting sodium uptake and preventing potassium losses from the cell may help to maintain a potassium to sodium ratio in the cytoplasm that is ideal for plant metabolism. Accumulation of high amounts of proline is often related with the salt tolerance nature of crop cultivar and high proline accumulation in the salt–tolerant cultivar than in their salt–sensitive are reported previously. The regression coefficients indicated that seedling fresh weight (R2=0.89), potassium (R2=0.86) and the ratio of potassium to sodium (R2=0.69) were the most reliable predictors of the effects of increasing sodium chloride concentration. These variables accounted for a large proportion of the variance in the response variable and had significant p-values.
ConclusionAccording to the results of this experiment, it can be concluded that seedling fresh weight, potassium, and the ratio of potassium to sodium are more suitable criteria for selecting among cultivars under salt stress conditions.
Keywords: Ascorbate Peroxidase, Glutathione Peroxidase, Catalase, Proline -
به منظور بررسی اثر کاربرد بیوچار حاصل از تفاله موم زنبورعسل در شرایط تنش شوری و روی در گیاه دارویی همیشه بهار، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه فاکتور شامل تنش شوری در دو سطح (شاهد، آب شهر و 6 دسی زیمنس بر متر)، عنصر روی در 4 سطح (شاهد، 300، 1500 و 3000 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) و بیوچار حاصل از تفاله موم زنبورعسل در سه سطح (شاهد، 1.5 و 3 درصد وزنی) در سه تکرار اجرا شد. نتایج آزمایش نشان داد که اعمال تنش شوری و روی منجر به کاهش معنی دار وزن خشک بوته و گل گیاه همیشه بهار در مقایسه با شرایط عدم تنش گردید .بطوریکه بیشترین میزان بیوماس و وزن خشک گل در تیمار عدم تنش شوری (شاهد) به همراه تنش روی با غلظت 300 پی پی ام و بیوچار 1.5 درصد وزنی به ترتیب میزان 9.83 و 1.59 گرم در بوته مشاهده شد و کمترین میزان آن متعلق به تیمار شوری 6 دسی زیمنس بر متر و تنش روی با غلظت 1500 پی پی ام و عدم مصرف بیوچار به ترتیب به میزان 1.8 و 0.27 گرم در بوته بود همچنین میزان رنگیزه های فتوسنتزی و متابولیت های ثانویه نظیر ترکیبات فنلی، فلاونوئیدها و آنتوسیانین ها در مقایسه با شرایط عدم تنش کاهش ولی میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز تحت تنش شوری و روی در مقایسه با تیمارهای شاهد افزایش یافتند. استفاده از بیوچار در سطح 1.5 درصد، در شرایط تنش شوری و روی سبب افزایش صفات رویشی، بهبود رنگیزه های فتوسنتزی، متابولیت های ثانویه و آنزیم های آنتی-اکسیدانی، در مقایسه با شرایط عدم مصرف بیوچار شد.
کلید واژگان: اسکوربات پراکسیداز, رنگیزه های فتوسنتزی, کاتالاز, گیاه دارویی, متابولیت های ثانویهIntroductionMarigold (Calendula officinalis L.) is an annual plant in the Asteraceae family that has been cultivated for ornamental purposes for many years. However, the plant's medicinal properties have also been identified and it is now commonly used for medicinal purposes. The most abundant compounds found in marigold are phenolic compounds, including flavonoids and phenolic acids, as well as saponins. The biosynthesis of secondary metabolites in plants is heavily influenced by environmental factors, which are known to significantly affect both the quantity and composition of these compounds. Environmental factors can be present in varying conditions, sometimes in levels that are optimal for plant growth and sometimes in levels that are stressful and can negatively impact plant growth and development. A substantial portion of the earth's arable land, approximately 6%, is affected by salinity, which can lead to oxidative stress in plants. Although, zinc is an essential micronutrient required for plant growth, excessive levels of this element can be toxic and result in oxidative stress, ultimately leading to plant death. There are various methods to mitigate the impacts of metal toxicity and salinity stress on plants, and one effective approach is the use of biochar as a soil amendment. Beeswax waste has recently been identified as an organic material, and studies have shown that it is a nutrient-rich substance that can be applied as a fertilizer. Given the dual importance of marigold as both a medicinal and ornamental plant, the present study aimed to explore the potential of beeswax waste biochar in mitigating the negative impact of salinity and zinc stress on this plant species. Furthermore, the study aimed to investigate the effects of varying concentrations of zinc, ranging from low to high levels, on the growth and development of marigold. The study also examined the synergistic effects of zinc and salinity on marigold growth, as well as the role of both high and low concentrations of zinc under saline conditions and in the presence of different biochar levels.
Materials and methodsTo investigate the impact of beeswax waste biochar application on marigold growth under salinity and zinc stress, a factorial experiment was conducted using a completely randomized design with three replications. The experimental factors included two levels of salinity stress (control EC=1 dsm -1; salt stress with EC=6 dsm-1), four levels of zinc element (control, 300, 1500, and 3000 mgkg-1 soil), and three levels of beeswax waste biochar (control, 1.5%, and 3% ww-1). Biochemical traits, including photosynthetic pigments (chlorophyll a, b, and total), phenol, flavonoid, anthocyanin, catalase, and ascorbate peroxidase enzymes, were measured three months after planting. Yield traits, such as biomass and flower dry weight, were measured approximately four months after planting, when the plants exhibited signs of decline.
Results and discussionThe results of the experiment revealed that salinity and zinc stress significantly reduced the biomass, flower and root dry weight, and height of marigold plants compared to the non-stress condition. Among the treatments, the highest amount of biomass and dry weight of flowers were observed in the control treatment (without salinity stress) with 300 ppm of zinc and 1.5% biochar, which were 9.83 gr and 1.59 gr, respectively. Conversely, the lowest values were observed in the treatment with 6 dSm-1 salinity and 1500 ppm of zinc concentration without biochar, which were 1.8 gr and 0.27 gr, respectively. Although the amount of photosynthetic pigments and secondary metabolites, such as phenolic compounds, flavonoids, and anthocyanins, decreased compared to the non-stress condition, the activity of catalase and ascorbate peroxidase enzymes increased under salinity and zinc stress compared to the control treatment. Furthermore, the application of biochar in plants under salinity and zinc stress conditions increased vegetative traits, improved photosynthetic pigments, secondary metabolites, and antioxidant enzymes compared to the condition of not applying biochar.
ConclusionLow zinc concentration had a positive impact on marigold growth, but concentrations higher than 300 ppm resulted in toxicity and stress. Salinity and zinc stress caused a decrease in growth characteristics, photosynthetic pigments, and secondary metabolites. Remarkably, the application of biochar, even in the presence of salt stress with 300 ppm zinc concentration, improved the growth and biochemical characteristics of marigolds.
Keywords: Ascorbate Peroxidase, Catalase, Medicinal Plants, Photosynthetic Pigments, Secondary Metabolites -
به منظور بررسی اثر پیش تیمار بذر گلرنگ رقم امید با اسید سالیسیلیک بر رشد گیاهچه، درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن خشک گیاهچه مقدار پرولین و تغییر فعالیت آنزیم کاتالاز تحت شرایط تنش خشکی آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه علوم تکنولوژی بذر دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان در سال 1402 به اجرا در آمد. تیمارهای آزمایش شامل اسید سالیسیلیک در چهار سطح (صفر، 5/0، 1 و 2 میلی مولار) و تنش خشکی در چهار سطح (عدم تنش منفی 2 بار ، منفی 4 و منفی 6 بار) بود. پارامترهایی از قبیل درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن خشک گیاهچه، پرولین و فعالیت آنزیم کاتالاز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر اسید سالیسیلیک و تنش خشکی بر درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن خشک گیاهچه، میزان پرولین و فعالیت آنزیم کاتالاز معنی دار بود. تنش خشکی تا سطح منفی 4 بار سبب افزایش درصد و سرعت جوانه زنی، طول و وزن خشک،گیاهچه و میزان پرولین و فعالیت آنزیم کاتالاز شد. هورمون اسید سالیسیلیک در غلظت یک میلی مولار بر افزایش پارامترهای اندازه گیری شده تاثیر گذارد بود. نتایج نشان داد که بهترین غلظت اسید سالیسیلیک برای مقابله با اثرات تنش خشکی غلظت یک میلی مولار در شرایط سطوح پایین تنش خشکی بود. بنابراین با افزایش سطوح تنش خشکی تیمار کردن بذرها با هورمون اسید سالیسیلیک موثر نبود.
کلید واژگان: اسید سالیسیلیک, پرولین, تنش خشکی, کاتالاز, گلرنگ.In order to investigate the effect of pretreatment of safflower seeds of Omid with salicylic acid on seedling growth, germination percentage and speed, seedling length and dry weight, proline content and change in catalase enzyme activity under drought stress conditions, experimentally in factorial form in a completely randomized design with three The replication was carried out in the laboratory of Seed Technology Science of the Faculty of Agricultural Technology of Aburihan in 1402. The test treatments included salicylic acid at four levels (zero, 0.5, 1 and 2 mM) and drought stress at four levels (no stress, -2 bar, -4 and -6 bar). Parameters such as germination percentage and speed, seedling length and dry weight, proline and catalase enzyme activity were measured. The results showed that the effect of salicylic acid and drought stress on germination percentage and speed, seedling length and dry weight, proline content and catalase enzyme activity were significant. Drought stress up to negative level 4 times increased the percentage and speed of germination, length and dry weight, seedling and proline content and catalase enzyme activity. Salicylic acid hormone at a concentration of one mM had an effect on increasing the measured parameters. The results showed that the best concentration of salicylic acid to deal with the effects of drought stress was one mM concentration in the conditions of low levels of drought stress. Therefore, with increasing levels of drought stress, treating seeds with salicylic acid hormone was not effective.
Keywords: Salicylic Acid, Proline, Drought Stress, Catalase, Safflower -
سابقه و هدفگل مغربی صورتی یکی از معروف ترین گونه های دارویی با ارزش اقتصادی بالا در جهان است که در ایران نیز به عنوان یک گیاه زینتی دارویی کاشته می شود. علاوه بر آن، روغن بذر آن در صنایع دارویی، صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی استفاده می شود. کیفیت محصولات کشاورزی را می توان با استفاده از ریزمغذی ها و کودهای زیستی افزایش داد. از این رو، این مطالعه با هدف بررسی تاثیر کاربرد قارچ آربوسکولار مایکوریزا و محلول پاشی عنصر روی بر جذب مواد مغذی و ویژگی های مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی گل مغربی صورتی (Oenothera speciosa Nutt.) انجام شد.مواد و روش هااین پژوهش در طی یک سال از مهر 1401 تا شهریور 1402 بر روی گل مغربی انجام شد. بدین منظور بذرهای گل مغربی ابتدا به مدت 120 روز در شرایط گلخانه در گلدان اندازه 10 کشت و بعد در زمان انتقال نشاء به گلدان اصلی با گونه مایکوریزا آربوسکولار Glomus intraradices تلقیح شدند و مایه زنی در دو سطح تلقیح و عدم تلقیح در زمان انتقال نشاء گلدان اصلی انجام گردید. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی اجرا و محلول پاشی عنصر روی به شکل سولفات روی در سه سطح صفر (شاهد)، 3 و 5 میلی گرم در لیتر در سه تکرار در مرحله هشت برگی انجام شد. پیش از کاشت گیاه از مخلوط خاک مورد استفاده نمونه برداری شد و آزمایش فیزیکی و شیمیایی خاک شامل غلظت عنصرهای نیتروژن، پتاسیم، فسفر و کربن زیست توده انجام شد. صفات مورد بررسی شامل صفات مورفولوژیک (وزن تر و خشک اندام هوایی، تعداد گل در ساقه، قطر گل، طول دوره گلدهی، تعداد برگ، تعداد کپسول، تعداد بذر در کپسول، تعداد شاخه جانبی) و تعداد اسپور مایکوریزا در خاک و صفات فیزیولوژیک شامل کلروفیل های a، b و کل، کاروتنوئید، فنل و فلاونوئید و آنتی اکسیدان و فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز در برگ ارزیابی شدند.نتایجنتایج نشان داد که در تیمار محلول پاشی با سولفات روی 5 میلی گرم بر لیتر صفات تعداد گل در بوته، تعداد کپسول در بوته، تعداد بذر در بوته، عملکرد بذر، تعداد میانگره، تعداد ساقه فرعی و وزن تر و خشک اندام هوایی و صفات فیتوشیمیایی فلاونوئید، آنتی اکسیدان، کاتالاز و پراکسیداز و علاوه بر این عنصرهای فسفر، روی، بور، منگنز، آهن و مس در سطح احتمال 1% تفاوت معنی داری با هم داشتند. در کاروتنوئید و عنصرهای نیتروژن و پتاسیم در سطح احتمال 5% تفاوت معنی داری حاصل شد. اثر تیمار تلقیح با قارچ آربوسکولار مایکوریزا بر صفات تعداد گل در بوته، تعداد کپسول در بوته، تعداد بذر در بوته، عملکرد بذر، قطر گل، قطر ساقه، سطح برگ، تعداد برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، ارتفاع گیاه و طول دوره گلدهی و علاوه بر این کلروفیل کل، فنل، فلاونوئید، آنتی اکسیدان و کاتالاز و عنصرهای نیتروژن، روی، بور، منگنز، آهن و مس در سطح احتمال 1% تفاوت معنی داری با هم داشتند. صفت تعداد ساقه فرعی، کاروتنوئید و پراکسیداز در سطح احتمال 5% معنی دار بود. اثر متقابل تیمارهای محلول پاشی با سولفات روی 5 میلی گرم بر لیتر و قارچ آربوسکولار مایکوریزا در صفت وزن تر اندام هوایی و کلروفیل کل در سطح احتمال 1% و تعداد گل و کلروفیل a و کاتالاز و عنصر روی در سطح احتمال 5% تفاوت معنی داری مشاهده شد. مقایسه بین تیمارها نشان داد تیمار محلول پاشی با سولفات روی 5 میلی گرم در لیتر همراه با تلقیح قارچ آربوسکولار مایکوریزا بیشترین تاثیر را بر افزایش میزان گلدهی، عملکرد بذر و ترکیبات فنلی و آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز داشت.نتیجه گیریبه طور کلی می توان نتیجه گیری کرد که در بین تیمارهای استفاده شده، تیمار محلول پاشی با سولفات روی (5 میلی گرم بر لیتر) همراه با قارچ آربوسکولار مایکوریزا می تواند با تاثیر بر فراهمی عناصر غذایی و افزایش رشد رویشی در حصول عملکرد بالای گل و بذر و افزایش میزان کلروفیل های a و کل، کاروتنوئید، فلاونوئید، آنتی اکسیدان، کاتالاز و پراکسیداز این گیاه با ارزش موثر باشد.کلید واژگان: پراکسیداز, ظرفیت آنتی اکسیدانی, فلاونوئید کل, کاتالازBackground and objectivesPink evening primrose is one of the world's most well-known and economically valuable medicinal plant species. It has also been cultivated as an ornamental and medicinal plant in Iran. In addition, its seed oil is used in the pharmaceutical, food, cosmetic, and healthcare industries. Micronutrients and biofertilizers can enhance the quality of agricultural products. Therefore, this study was conducted to investigate the effect of arbuscular mycorrhizal fungi and zinc foliar spraying on the nutrient uptake morphophysiological and biochemical characteristics of pink evening primrose.MethodologyThis research was conducted on evening primrose for one year, from October 2022 to September 2023. For this purpose, evening primrose seeds were first grown for 120 days in greenhouse conditions in size 10 pots and then at the time of transplanting to the main pot, they were inoculated with Glomus intraradices arbuscular mycorrhizal species, and inoculation was carried out at two levels of inoculation and non-inoculation during the transfer of the seedlings of the main pot. This experiment was carried out factorially in a completely randomized design and foliar application of zinc element in zinc sulfate at three levels of zero (control), 3 and 5 mg/L in three replications at the eight-leaf stage. Before planting the plant, samples were taken from the soil mixture used, and the physicochemical test of the soil included The concentration of nitrogen, potassium, phosphorus and biomass carbon elements. The examined traits include Morphological traits (wet and dry weight of shoot, number of flowers per stem, flower diameter, length of flowering period, number of leaves, number of capsules, number of seeds in capsule, number of lateral branches) and number of mycorrhizal spores in the soil and physiological traits including chlorophylls a, b and total, carotenoid, phenol and flavonoid and antioxidant and activity of catalase and peroxidase enzymes were evaluated in leaves.ResultsThe results showed that in the foliar treatment with 5 mg/l zinc sulfate, the number of flowers per plant, number of capsules per plant, number of seeds per plant, seed yield, number of internodes, number of secondary stems, fresh and dry weight of shoot and flavonoid phytochemical traits, antioxidant, catalase and peroxidase and in addition elements of phosphorus, zinc, boron, manganese, iron and copper were significantly different at the 1% probability level. Carotenoid, nitrogen and potassium elements were found to have a significant difference at the 5% probability level. The effect of inoculation treatment with arbuscular mycorrhizal fungus on the traits of number of flowers per plant, number of capsules per plant, number of seeds per plant, seed yield, flower diameter, stem diameter, leaf area, number of leaves, fresh and dry weight of shoot, plant height and length flowering period and in addition, total chlorophyll, phenol, flavonoid, antioxidant and catalase and elements of nitrogen, zinc, boron, manganese, iron and copper were significantly different at the 1% probability level. The traits of the number of secondary stems, carotenoids, and peroxidase were significant at the 5% probability level. The interaction effect of foliar spraying treatments with zinc sulfate 5 mg/litre and arbuscular mycorrhizal fungus on shoot weight and total chlorophyll at the 1% probability level, and the number of flowers, chlorophyll a, catalase and zinc element was observed to be significant difference at 5% probability level. The comparison between the treatments showed that the foliar treatment with zinc sulfate 5 mg/litre, along with the inoculation of arbuscular mycorrhizal fungus, had the most significant effect on increasing the amount of flowering, seed yield and phenolic compounds and catalase and peroxidase enzymes.ConclusionIn general, it can be concluded that among the treatments used, foliar spraying treatment with zinc sulfate (5 mg/litre) along with arbuscular mycorrhizal fungus can achieve high flower and seed yield by affecting the availability of nutrients and increasing vegetative growth. It can also increase the amount of chlorophyll and total carotenoid, flavonoid, antioxidant, catalase, and peroxidase of this valuable plant.Keywords: Peroxidase, Antioxidant Capacity, Total Flavonoid, Catalase
-
به منظور بررسی تاثیر مایه کوبی با باکتریPseudomonas P15 ،Streptomyces و ورمی کمپوست بر برخی صفات فیزیولوژیکی و فیتوشیمایی گیاه مرزه تابستانی (Satureja hortensis L) تحت شرایط تنش خشکی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار در سال زراعی 1396-1395 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی اجرا گردید. فاکتورهای آزمایشی شامل مایه کوبی با باکتری های محرک رشد در سه سطح (شاهد (بدون مایه کوبی)، مایه کوبی با باکتری Pseudomonas P15 و باکتری Streptomyces)، ورمی کمپوست در چهار سطح (صفر، 1 ، 1/5 و 2 تن در هکتار) و تنش خشکی در سه سطح (: S1آبیاری کامل، :S2 قطع آبیاری در 50 درصد گلدهی و : S3 قطع آبیاری در اوایل گلدهی) بودند. نتایج نشان داد که تنش خشکی، مایه کوبی با باکتری و ورمی کمپوست تاثیر معنی داری بر صفات اندازه گیری شده (میزان کلروفیل، کارتنوئید، محتوای نسبی آب برگ، پروتئین، نشت یونی، پرولین، و آنزیم های آنتی اکسیدانی) داشت. طوریکه در شرایط تنش خشکی، میزان صفاتی مانند کلروفیل،کارتنوئید، محتوای نسبی آب برگ و پروتئین کاهش یافتند. درحالیکه میزان نشت یونی، پرولین، و آنزیم های آنتی اکسیدانی افزایش پیدا کردند. همچنین مقادیرکلیه صفات اندازه گیری شده به غیر از میزان نشت یونی و پرولین در گیاهان مایه کوبی شده با باکتری و کاربرد ورمی کمپوست بیشتر از گیاهان بدون مایه کوبی بود. بیشترین و کمترین مقادیر محتوای نسبی آب برگ (94/44 و 62/33 درصد) به ترتیب در شرایط بدون تنش و در گیاهان مایه کوبی شده با باکتری Streptomyces و در شرایط اعمال تنش خشکی در ابتدای گلدهی و در گیاهان بدون مایه کوبی مشاهده گردید. بطورکلی یافته های این تحقیق نشان داد که مایه کوبی با باکتری های محرک رشد و کاربرد ورمی کمپوست می تواند با حفظ مقادیر کلروفیل و افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی اثرات سوء تنش آبی بر رشد و عملکرد گیاه مرزه را تعدیل نماید.
کلید واژگان: آنزیم های آنتی اکسیدانی, پرولین, نشت یونی, گیاهان دارویی, کلروفیلIntroductionDrought stress, as one of the main abiotic stresses, affects plant growth and performance by affecting various physiological and biochemical processes, such as membrane integrity, photosynthetic pigments, osmotic adjustments, water relations, and secondary metabolism. Drought stress in plants causes oxidative stress due to the production of reactive oxygen species (ROS) during photosynthesis and respiration. ROS directly damage proteins, fats, nucleic acids and cell membrane, and due to the increase in membrane permeability, the rate of electrolyte leakeage and malondialdehyde increases. Plants mainly reduce the damage of these oxides by controlling the antioxidant system and regulating the content of osmosis compounds. Enzymatic antioxidant system: It includes antioxidant enzymes such as catalase, superoxidase dismutase, peroxidase and non-enzymatic antioxidant system including compounds such as ascorbate, glutathione, as well as phenol and flavonoids. Savory (Satureja hortensis L.) is one of the most important medicinal plants that grows in different parts of the world, including Iran. Biofertilizers play a prominent role in the growth and development of plants by improving the absorption of nutrients and sufficient water through changes in the physicochemical properties of the soil. The purpose of this study is to investigate the effect of drought stress, plant growth-promoting bacteria (PGPRS) and vermicompost on the physiological and biochemiclal traits of savory plant. In drought stress conditions, the application of organic fertilizers prevents the soil from drying out by maintaining moisture.
Materials and MethodsIn order to investigate the effect of inoculation with Pseudomonas P15 bacteria, Streptomyces and vermicompost on some physiological and phytochemical traits of savory plant (S. hortensis L.) under drought stress conditions, a factorial experimental based on a randomized complete block design with three replications was conducted at the Research Farm at the Mohaghegh Ardabili University, Iran, during 2016-2017.The experimental factors include inoculation with microorganisms at three levels (control (without inoculation), inoculation with Pseudomonas P15 and Streptomyces bacteria), vermicompost at four levels (0, 1, 1.5 and 2 tons). per hectare) and drought stress in three levels (S1: full irrigation, S2: water cut at 50% of flowering and S3: water cut at the beginning of flowering).
Results and DiscussionThe results showed that drought stress, inoculation with microorganisms and vermicompost had a significant effect on the measured traits (chlorophyll, carotenoid, RWC, protein, electrolyte leakeage, proline, and antioxidant enzymes. Under drought stress conditions, the amount of chlorophyll, carotenoid, RWC and protein decreased. While the amount of electrolyte leakeage, proline, and antioxidant enzymes increased. Also, the values of all the measured traits, except the amount of electrolyte leakeage and proline, in plants inoculated with bacteria and vermicompost application were more than non-inoculated plants. The highest and lowest values of the RWC (94.44 and 62.33 percent) were obserwed in plants inoculated with Streptomyces bacteria under non-stress conditions and in non-inoculated plants under drought stress at the beginning of flowering respectively. Also, the highest amount of chlorophyll a, b and total (25.36, 20.25 and 45.61 mg/g FW) was obtained in non-stress conditions, application of two tons per hectare of vermicompost and inoculation with Streptomyces bacteria. While the lowest amount of chlorophyll a, b and total (16.73, 9.63 and 23.69 mg/g FW) was obtained in non- inoculation plants and without application of vermicompost under drought stress at the beginning of flowering. It seems under drought stress conditions, the application of organic fertilizers prevents soil drying by maintaining moisture, thereby improving the relative water content of the leaves. Also, the use of organic fertilizers such as vermicompost improves the absorption of nitrogen that leading to greater synthesis of photosynthetic pigments such as chlorophyll and carotenoids.
ConclusionThe findings of this research showed that inoculation with growth-stimulating microorganisms and the use of vermicompost can moderate the adverse effects of water stress on the growth and performance of savory plants by maintaining chlorophyll levels and increasing antioxidant activity. According to the results of this study, it can be stated that the application of Streptomyces bacteria and 2 tons per hectare of vermicompost in the field leads to sustainable production and yield of S. hortensis under drought stress conditions by improving physiological traits.
Keywords: Catalase, Chlorophyll, Electrolyte Leakage, Medicinal Plant, Proline -
Desert, Volume:29 Issue: 2, Summer -Autumn 2024, PP 144 -165Tarbat-e Jam is one of the major areas of melon production. Recent droughts and shortage of water have reduced melon yield. In this research, the role of nitroxin bio-fertilizer and potassium on mitigating the adverse effects of drought stress on melon yield was evaluated during the years of 2019 and 2020. This experiment was designed as a split-plot factorial with three replicates based on a randomized complete block design. The factors in the split-factorial design including: irrigation (I), bio-fertilizer (B) and Potassium (K). Irrigation levels (I100, I80, and I60) were kept at 60%, 80%, and 100% of crop evapotranspiration. The Nitroxin was used as seed coating (B1) and none seed coating (B0). The highest proline content and electrolyte leakage were obtained in I60 whit combination of B0 and K0. The highest and the lowest value of CAT activity were obtained in I60 + B0 and K2+B1 treatments respectively. The highest peroxidase activity was achieved in the I60. The seeds inoculated with nitroxin and Potassium application significantly decreased POD activity. Relative water content and total chlorophyll were decreased under drought stress but they increased significantly by using bio-fertilizer and potassium. The highest TSS was obtained in the K2 and in the I80+B1 treatment. Potassium application increased the yield significantly. The highest and lowest yields were recorded in the I100+B1 and I60+B0 respectively. In this research, the use of bio-fertilizer and potassium moderated the effect of drought stress and reduced its negative effects, and the yield improved under drought stress.Keywords: Catalase, Peroxidase, Contour Line, Melon, Regression
-
تنش خشکی یکی از مهم ترین تنش های غیر زنده و عامل محدود کننده تولید موفقیت آمیز محصولات گیاهی در سراسر جهان است و اثرات منفی زیادی بر خصوصیات فیزیولوژیکی گیاهان دارد. قارچ های میکوریزا تاثیر قابل توجهی بر رشد گیاه، جذب آب، تغذیه مواد معدنی و محافظت در برابر تنش های غیر زیستی دارند. لذا به منظور بررسی قارچ میکوریزا بر برخی صفات فیزیولوژیک و آنزیم های آنتی اکسیدانی گیاه ترخون در شرایط تنش خشکی، پژوهشی به صورت آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. فاکتور اول تنش خشکی در دو سطح شامل 100 و 50 درصد ظرفیت زراعی (ظرفیت گلدان) و فاکتور دوم تلقیح با قارچ میکوریزا در 5 سطح شامل (G.hoi + G. mosseae ،G.hoi + G. intraradices ،G. mosseae + G. intraradices ، G.hoi + G. mosseae + G. intraradices و شاهد) بودند. طبق نتایج به دست آمده، کاربرد قارچ میکوریزا در شرایط تنش خشکی سبب افزایش فعالیت آنزیم های آسکوربات پراکسیداز، پراکسید هیدروژن، گایاکول پراکسیداز، کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و هم چنین میزان مالون دی آلدئید، فنل کل و اسید آسکوربیک برگ ها شد. کاربرد قارچ میکوریزا برخلاف تنش خشکی سبب بهبود محتوی پتاسیم و فسفر برگ گردید. کاربرد سه گونه قارچ میکوریزا (G. intraradices +G.hoi + G. mosseae) تاثیر بهتری بر صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی ترخون تحت تنش خشکی داشت. نتایج تحقیق بیانگر اثر مثبت قارچ میکوریزا در افزایش تحمل به خشکی گیاه ترخون و مهار بهتر رادیکال های آزاد تولید شده در شرایط تنش بود.کلید واژگان: اسید آسکوربیک, پتاسیم, فنل کل و کاتالازIn order to investigate the effect of mycorrhizal fungi on some physiological traits and antioxidant enzymes the tarragon plant under drought stress, this study was performed as a factorial experiment with two factors based on a completely randomized design with three repetitions. The first factor was drought stress at two levels including 100 and 50% field capacity (pot capacity) and the second factor was inoculation with mycorrhiza fungus from Glomus geus at 5 levels consisting of (G.hoi + G. mosseae, G. hoi + G. intraradices, G. mosseae + G. intraradices, G. hoi + G. mosseae + G. intraradices and no inoculation as control(. According to the results, the use of mycorrhizal fungi under drought stress conditions increased the activity of the enzymes of the ascorbate peroxidase, hydrogen peroxide, guaiacol peroxidase, catalase, superoxide dismutase as well as the amounts of malondialdehyde, total phenol and ascorbic acid in the leaves. The use of mycorrhiza fungus, unlike drought stress, increased potassium and phosphorus concentration. Application of the three mycorrhizal fungi combination (G. intraradices +G.hoi + G. mosseae) had a better effect on the physiological and biochemical traits than the control. The results of the research showed the positive effect of mycorrhizal fungus in increasing drought tolerance of tarragon plant and better control of free radicals produced under stress conditions.Keywords: Ascorbic Acid, Potassium, Total Phenol, Catalase
-
International Journal of Horticultural Science and Technology, Volume:12 Issue: 3, Summer 2025, PP 275 -282Products without synthetic chemicals are of global interest due to the presence of active compounds such as phenolic substances and their antioxidant properties. This research applied various concentrations of chitosan, salicylic acid, Aloe vera gel, and mallow mucilage treatments on Citrus unshiu tangerines. The research aim was to find their best concentrations, leading to optimal fruit quality maintenance. The experiments were in a factorial design and laid out as a completely randomized block in a research orchard at Islamic Azad University, Sari Branch. The experimental treatments were chitosan (0.5, 1, and 1.5%), salicylic acid (SA: 1, 1.5, and 2 mM), A. vera gel (15, 30, and 45%), and mallow mucilage (15, 30, and 45%). Treatment applications were applied in immersion form, followed by storage at four storage periods (0, 15, 30, and 45 days) for 45 days. Total protein content and superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and peroxidase (POD) activities were investigated in the experiment. The results showed that chitosan 1.5%, A. vera gel (30% and 45%), and 2 mM SA prevented total protein degradation and improved POD activities during 45 days of storage. However, they had no significant effect on SOD and CAT activity.Keywords: Catalase, Peroxidase, Tangerine, Total Protein
-
تنش خشکی یکی از رایج ترین عوامل محدودکننده تولید محصولات زراعی است. از این رو، توسعه روش ها و راهکارها برای کاهش اثر تنش خشکی بر بازده گیاهان زراعی ضروری است. برای کاهش اثرات منفی تنش خشکی می توان از متانول، نانوسیلیکون و اسید هیومیک استفاده کرد. تنش خشکی غشاهای سلولی، سیستم فتوسنتزی، جذب آب و عناصر و فعالیت های آنتی اکسیدانی را مختل می کند که همگی بر رشد گیاه، عملکردهای فیزیولوژیکی و فرآیندهای متابولیک تاثیر منفی دارند. در این راستا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک کامل تصادفی در سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اردبیل در سال زراعی 1402-1401 اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی رژیم های مختلف آبیاری (آبیاری کامل به عنوان شاهد، قطع آبیاری در 50 درصد مراحل تورم غلاف برگ پرچم و ظهور سنبله به ترتیب به عنوان محدودیت شدید و ملایم آبی) و محلول پاشی تعدیل کننده های تنش (محلول پاشی با آب به عنوان شاهد، محلول پاشی متانول (25 درصد حجمی)، نانوسیلیکون (50 میلی گرم در لیتر)، هیومیک اسید (300 میلی گرم در لیتر)، محلول پاشی متانول و نانوسیلیکون، محلول پاشی متانول و هیومیک اسید، محلول پاشی نانوسیلیکون با هیومیک اسید، محلول پاشی متانول، نانوسیلیکون و هیومیک اسید) را شامل می شدند. نتایج نشان داد محلول پاشی توام تعدیل کننده های تنش (متانول، نانوسیلیکون و هیومیک اسید) در شرایط قطع آبیاری در مرحله تورم غلاف برگ پرچم، محتوای مالون دی آلدهید (39.79 درصد) و هدایت الکتریکی برگ پرچم (31.25 درصد) را کاهش ولی فعالیت آنزیم های پراکسیداز (4.89 درصد)، پلی فنل اکسیداز (7.73 درصد)، محتوای قندهای محلول (22.15 درصد)، کلروفیل a (33.48 درصد)، کلروفیل b (24.96 درصد) و محتوای پروتئین برگ (25.09 درصد) و عملکرد دانه (36.21 درصد) را در مقایسه با عدم محلول پاشی توام تعدیل کننده های تنش تحت شرایط قطع آبیاری در مرحله تورم غلاف برگ پرچم، افزایش داد. به نظر می رسد کاربرد منفرد و تلفیقی تعدیل کننده های تنش (متانول، نانوسیلیکون و هیومیک اسید)، می تواند عملکرد دانه گندم را تحت شرایط محدودیت آبی به واسطه بهبود فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی، اسمولیت های سازگار و رنگیزه های فتوسنتزی افزایش دهد.
کلید واژگان: پرولین, خشکی, قندهای محلول, کاتالاز, مالون دی آلدهیدIntroductionDrought stress is one of the most common limiting factors for crop production. Due to its detrimental effects on numerous physiological and biochemical processes, this stress restricts the growth and development of plants. In this regard, the application of stress modulators (methanol, silicon and humic acid) has been found to enhance plant growth and grain yield while also increasing its resistance to abiotic stresses. On the other hand, stress modulators can lessen the effects of stress toxic by reducing malondialdehyde and hydrogen peroxide accumulation and keeping the effectiveness of the photosynthetic apparatus. Therefore, measurement of traits of such as antioxidant enzymes activity, chlorophyll content, proline and soluble sugars content, malondialdehyde content, electrical conductivity are as indicators of plant response to environmental stress. Although, several strategies have been developed to decrease the effects caused by drought stress on plant growth. But, among them, the application of stress modulators (methanol, nano silicon, and humic acid) plays a very important role in yield improvement. The aim of this study was to evaluate the effects of foliar application of stress modulators (methanol, nano silicon and humic acid) on the activity of antioxidant enzymes, compatible osmolytes, photosynthetic pigments content and grain yield of wheat in different irrigation regimes.
Materials and Methodsan experiment as factorial was conducted based on randomized complete block design with three replications in Agricultural and Natural Resources Research Station of Ardabil, Ardabil, Iran, in 2022-2023 growth season. The treatments were different irrigation regimes (normal irrigation as control; irrigation withholding at 50% of booting and heading stages) and foliar spraying of stress modulators (foliar spraying with water, foliar spraying of methanol (25% volume), nano silicon (50 mg.L-1), humic acid (300 mg.L-1), foliar spraying of methanol and silicon, methanol and humic acid, nano silicon and humic, methanol with nano silicon and humic acid). In each plot, there were six rows with two m long. In this experiment, the wheat cultivar ‘Hiran’ was employed. For this cultivar, 400 seeds.m-2 is the optimum density. The used nano silicon had an average particle size of less than 30 nm and the special surface of particles was more than 30 m2.g-1. They were product of Nanomaterial US Research which was provided by Pishgaman Nanomaterials Company of Iran. For a better solution, deionized water was mixed with nano Si powder and placed on a shaker with ultrasonic equipment (100 W and 40 kHz). Two phases of period growth, BBCH 21 and 30 were used for the foliar application of nano silicon. In this study, the activity of antioxidant enzymes (Catalase, peroxidase, and Polyphenol oxidase), compatible osmolytes (Proline and soluble sugars), photosynthetic pigments content (Chlorophyll a, Chlorophyll b, total chlorophyll, and carotenoid), H2O2, MDA, protein content and grain yield of wheat were investigated.
Results and DiscussionThe result indicated that both application stress modulators (methanol, silicon and humic acid) at irrigation withholding in booting stage decreased malondialdehyde content (39.79%) and electrical conductivity (31.25%), but increased activity of peroxidase (4.89%), polyphenol oxidase (7.73%) enzymes, soluble sugars (22.15%), chlorophyll a (33.48%), chlorophyll b (24.96%), leaf protein content (25.09%) and grain yield (36.21%) in compared to the no application of stress modulators under irrigation withholding in booting stage.
ConclusionAccording to our findings, applying stress modulators (methanol, silicon and humic acid) under water limitation often reduced this damage by strengthening the defensive mechanisms, particularly antioxidant enzymes and compatible osmolytes (Proline and soluble sugars). In summary, our results indicated that application of stress modulators upgrade plant physiology and trigger the cellular defense of wheat plants against severe water limitation. Therefore, in can be suggested that applying stress modulators as individual and integrated could enhance grain yield of wheat under water limitation conditions due to improving of physiological and biochemical characteristics.
Keywords: Catalase, Drought, Malondialdehyde, Proline, Soluble Sugars -
به منظور مطالعه اثر کم آبیاری بر محتوی نسبی آب، غلظت پرولین، محتوی آنزیم های آنتی اکسیدان، غلظت کلروفیل و عملکرد علوفه 5 گونه شبدر آزمایشی مزرعه ای به شکل کرت های خردشده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 99-1398 انجام شد. کم آبیاری در سه سطح (0 (عدم کم آبیاری) و کم آبیاری 20 و 40 درصد کمتر از نیاز آبیاری گیاه) به عنوان عامل اصلی و 5 گونه شبدر (Trifolium resupinatum (شبدر ایرانی)، T. alexandrium (شبدر برسیم) ، T. lapaceaum ، T. echinatum و T. diffusum) به عنوان عامل فرعی در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد با افزایش کم آبیاری تا سطح 40 درصد، غلظت پرولین به میزان 93 درصد و محتوی آنزیم های آنتی اکسیدان کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز به ترتیب به میزان 12، 98 و 83 درصد افزایش یافت. اما محتوی نسبی آب، عملکرد علوفه تازه و علوفه خشک به ترتیب به میزان 22، 24 و 29 درصد کاهش پیدا کرد. بیشترین محتوی نسبی آب، غلظت کلروفیل a و b و محتوی آنزیم های آنتی اکسیدان بدون تفاوت معنی دار در دو رقم T. resupinatum و T. alexandrium مشاهده شد. بررسی اثر متقابل دو عامل (کم آبیاری × گونه) نشان داد که با افزایش کم آبیاری عملکرد علوفه تازه و خشک هر پنج گونه به طور معنی داری کاهش یافت. در هر سه سطح کم آبیاری بالاترین عملکرد علوفه تازه (39/20، 81/18 و94/13تن در هکتار) و خشک (59/4، 25/4 و 06/3 تن در هکتار) در گونه T. resupinatum به دست آمد به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که هر 5 گونه دارای پایداری لازم در شرایط تنش نیستند. بنابراین به کارگیری روش کم آبیاری در مورد گونه های موردمطالعه تنها در صورتی قابل توجیه خواهد بود که کاهش 20 و 40 درصدی در میزان آب مصرفی در مقایسه با کاهش عملکرد این محصول دارای مزیت بیشتری باشد.
کلید واژگان: پراکسیداز, سوپراکسید دیسموتاز, علوفه تازه, علوفه خشک, کاتالازIn order to study the effect of deficit irrigation on RWC, proline concentration, antioxidant enzymes content, chlorophyll concentration and forage yield of five clover species, a field experiment was conducted during the cropping season 2019-2020. The experimental design was split plots arranged based on randomized complete blocks design (RCBD) with three replications. Deficit irrigation at three levels (0 (Full irrigation), 20 and 40% less than the irrigation requirement) were considered as main plots and five clover species (Trifolium resupinatum ، T. alexandrium ، T. lapaceaum ، T. echinatum و T. diffusum) were allocated as sub plots.The results showed by increasing deficit irrigation up to 40%, proline concentration increased by 93% and the content of antioxidant enzymes catalase, peroxidase and superoxide dismutase increased by 12, 98 and 83% respectively. However, RWC, yield of fresh and dry fodder decreased by 22, 24 and 29% respectively. The highest RWC, chlorophyll concentration and content of antioxidant enzymes were observed without significant difference in T. resupinatum and T. alexandrium species. The interaction effect of two factors (deficit irrigation × species) showed by increasing deficit irrigation, fresh and dry forage yield of all five species decreased significantly. In all three levels of deficit irrigation, the highest yield of fresh (20.39, 18.81 and 13.94 t/h) and dry forage (4.59, 4.25 and 3.06 t/h) were obtained in T. resupinatum species. In general, the results showed that all 5 species do not have the required stability under stress conditions. Therefore, deficit irrigation for the proposed species will be justified only if a 20 and 40 percent irrigation water reduction is more beneficial than the yield reduction.
Keywords: Catalase, Dry Forage, Fresh Forage, Peroxidase, Superoxide Dismutase -
هدف
مطالعه اثرات آزوسپریلیوم و نانوذرات (روی و سیلیکون) بر عملکرد دانه و برخی صفات تریتیکاله آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1400 اجرا شد.
روش پژوهش:
فاکتورهای آزمایشی شوری (عدم اعمال شوری به عنوان شاهد، شوری 60 و 120 میلی مولار با نمک کلریدسدیم)، کاربرد آزوسپریلیوم (عدم تلقیح به عنوان شاهد و تلقیح بذر با باکتری آزوسپریلیوم) و محلول پاشی با نانوذرات (محلول پاشی با آب به عنوان شاهد، محلول پاشی 8/0 گرم در لیتر نانواکسید روی، محلول پاشی 50 میلی گرم در لیتر نانوسیلیکون، محلول پاشی توام توام 4/0 میلی گرم در لیتر نانواکسید روی و 25 میلی گرم در لیتر نانوسیلیکون) شامل می شدند.
یافته هاکاربرد آزوسپریلیوم و نانوذرات در شوری 120 میلی مولار، محتوای پرولین (46/37 درصد)، پراکسید هیدروژن (66/41 درصد)، مالون دی آلدهید (57/37 درصد) و فعالیت آنزیم های پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز (به ترتیب 86/53 و 47 درصد) را نسبت به عدم اعمال شوری و عدم کاربرد آزوسپریلیوم و نانوذرات افزایش داد. کاربرد آزوسپریلیوم و نانوذرات محتوای قندهای محلول (68/18 درصد) و آنزیم کاتالاز (28 درصد) نسبت به عدم کاربرد آزوسپریلیوم و عدم محلول پاشی افزایش داد. عدم کاربرد آزوسپریلیوم و عدم محلول پاشی نانوذرات در شوری 120 میلی مولار، انتقال ماده خشک از اندام هوایی (25/54 درصد) و سهم انتقال ماده خشک از اندام هوایی در عملکرد دانه (14/126 درصد) را نسبت به شرایط کاربرد آزوسپریلیوم و نانوذرات در عدم اعمال شوری افزایش داد.
نتیجه گیریبه نظر می رسد کاربرد آزوسپریلیوم و محلول پاشی نانوذرات می تواند به واسطه بهبود صفات بیوشیمیایی در شرایط شوری، عملکرد تریتیکاله را افزایش دهد.
کلید واژگان: آنتوسیانین, پرولین, شاخص سطح برگ, کاتالاز, نانواکسید رویObjectiveStudying the effects of Azospirillum and nanoparticles (silicon and zinc) on grain yield and some traits of Triticale under salinity stress was conducted as a factorial experiment with randomized complete block design and three replications at the research greenhouse of the University of Mohaghegh Ardabili in 2022.
MethodsThe experimental factors included salinity levels (no salinity as control, salinity of 60 and 120 mM by NaCl), application of Azospirillum (no inoculation as control and seed inoculation with Azospirillum), nanoparticles foliar application (foliar application with water as control, foliar spraying 0.8 g.L-1 nano zinc oxide, 50 mg.L-1 nano silicon, combined foliar application of nano zinc oxide as 0.4 g.L-1 and nano silicon as 25 g.L-1).
ResultsThe application of Azospirillum and nanoparticles in 120mM salinity increased proline content (37.46 percent), hydrogen peroxide (41.66 percent), malondialdehyde (37.57 percent) and the activity of peroxidase and polyphenol oxidase enzymes (53.86 and 47 percent, respectively) compared with non-saline conditions and lack of Azospirillum and nanoparticles application. Application of Azospirillum and nanoparticles increased the content of soluble sugar (18.68 percent) and catalase enzyme activity (28 percent) as compared with treatments that did not receive Azospirillum application and foliar spraying. Not applying Azospirillum and nanoparticles under 120 mM salinity increased dry matter remobilization from aerial organs (54.25 percent) and the contribution of dry matter remobilization from aerial organs (126.14 percent) compared with the application of Azospirillum and nanoparticles under non-saline conditions.
ConclusionIt seems that applying Azospirillum and nanoparticle foliar application can increase grain yield of triticale under salinity stress due to improved biochemical traits.
Keywords: Anthocyanin, Catalase, Leaf Area Index, Proline, Zinc Nano Oxide -
مقدمه
ترکیب های شیمیایی در گیاهان شامل ترکیبات اولیه و یا ثانویه می باشند. ترکیبات دگرآسیب عمدتا از نوع ثانویه بوده که از راه هایی نظیر آبشویی، تجزیه بقایای گیاهی، تبخیر و ترشحات ریشه ای انتشار می یابند. گیاهان دارای خاصیت دگرآسیب با موادی که در اطراف خود انتشار می دهند بر جوانه زنی و رشد سایر گیاهان اثرات منفی و یا حتی مثبت دارند. این اثرات وابسته به نوع اندام، غلظت، محل رویش گیاهان، بلوغ فیزیولوژیکی و... می باشد.
مواد و روش هاآزمایشی با هدف ارزیابی پتانسیل دگرآسیبی علف هرز جو وحشی (Hordeum spontaneum) بر خصوصیات جوانه زنی، مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه محک و حساس به آللوشیمیایی شاهی در سال 1400 انجام شد. این آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار به اجرا درآمد. تیمارها شامل غلظت های مختلف عصاره آبی جو وحشی در 11 سطح (0، 10، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90 و 100 درصد) بود.
یافته هانتایج نشان داد که غلظت های مختلف عصاره آبی علف هرز جو وحشی اثر کاهشی معنی داری بر صفات درصد و سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، شاخص طولی بنیه بذر، وزن خشک ریشه چه و ساقه چه و به علاوه رنگیزه های فتوسنتزی نظیر کلروفیل هایa ، b و کل و کاروتنوئید ها نشان دادند، به گونه ای که میزان تاثیر پذیری آن ها وابسته به حد آستانه غلظت عصاره آبی بود. در مقابل محتوای آمینو اسید پرولین، قندهای محلول، نشت یونی، فعالیت آنزیم های کاتالاز و گایاکول پراکسیداز، غلظت مالون دی آلدهید و ترکیبات فنولی در مقایسه با شاهد افزایش نشان داد. در اکثر موارد، بیشترین افزایش این ترکیبات در غلظت 100 درصد عصاره آبی به دست آمد. این امر نشان دهنده تنش اکسیداتیو و سمیت سلولی بالای ناشی از ترکیبات دگرآسیب حاضر در عصاره آبی جو وحشی می باشد.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج این آزمایش می توان استنباط نمود که عصاره آبی جو وحشی به دلیل خاصیت دگرآسیبی از جوانه زنی و رشد گیاهچه ای شاهی جلوگیری نمود. بنابراین با توجه به اثبات اثر دگرآسیبی علف هرز جو وحشی و دارا بودن زیست توده بالا، احتمالا بتوان از ترکیبات زیست فعال حاضر در این گیاه جهت تولید علفکش سازگار با محیط زیست و یا حتی پتانسیلی برای تولید فرمولاسیون جدید علفکش های سنتزی در صورت اثبات اثر مثبت آن بر روی سایر گونه ها معرفی نمود.
کلید واژگان: آللوشیمیایی, ترکیبات فنولی, تنش اکسیداتیو, کاتالاز, مالون دی آلدهیدIntroductionChemical compounds in plants include primary or secondary compounds. The allelopathic compounds are mainly of the secondary type, which are released by ways such as leaching, decomposition of plant residues, volatilization, and root exudation. Plants with allelopathic properties have a negative or even positive effect on the germination and growth of other plants by releasing substances in their surroundings. These effects depend on the type of organ, concentration, plant growth location, physiological maturity, etc.
Materials and MethodsAn experiment was conducted to evaluate the allelopathic potential of wild barley (Hordeum spontaneum) weed on some germination, morphophysiological, and biochemical characteristics of a reference plant sensitive to allelochemicals, cress (Lepidium sativum), in 2021. This experiment was conducted in the form of a completely randomized design with three replications. The treatments included different concentrations of H. spontaneum aqueous extract at 11 levels (0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, and 100%).
ResultsThe results showed that different concentrations of H. spontaneum aqueous extract had a significant decreasing effect on the percentage and rate of seed germination, radicle and shoot length, seedling length vigor index, radicle and shoot dry weight, as well as photosynthetic pigments (i.e., chlorophyll a, b, total, and carotenoids) of cress. Their effectiveness was dependent on the concentration threshold of the aqueous extract. In contrast, the content of proline amino acid , soluble sugars, ion leakage, catalase activity, guaiacol peroxidase enzymes, the concentration of malondialdehyde, and phenolic compounds showed an increasing trend compared with the control. In most cases, the highest increase in these compounds was obtained at the 100% aqueous extract concentration of H. spontaneum. This indicates the oxidative stress and high cytotoxicity caused by harmful compounds present in the aqueous extract of H. spontaneum.
ConclusionsAccording to the results of this experiment, it can be decucted that the aqueous extract of H. spontaneum, due to its allelopathic properties, prevented germination and seedling growth of L. sativum. Therefore, according to the proof of the harmful effect of H. spontaneum and its high biomass, it may be possible to introduce the bioactive compounds present in this plant for the production of environmentally friendly herbicides or even the potential to produce new formulations of synthetic herbicides in case its positive effect on other species is proven.
Keywords: Allelochemicals, Catalase, Malondialdehyde, Oxidative Stress, Phenolic Content -
به منظور ارزیابی اثر تنش خشکی بر صفات خربزه تحت شرایط کاربرد کود دامی و بنتونیت آزمایشی به صورت اسپلیت- فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار طی سال زراعی 1398 و 1399 اجرا گردید. کرت اصلی شامل آبیاری پس از تخلیه 25، 50 و 75 درصد رطوبت خاک و کرت فرعی شامل کاربرد بنتونیت در سطوح 2، 3 و 4 تن در هکتار و استفاده از کود دامی به میزان 20، 30 و 40 تن در هکتار بود. نتایج نشان داد عملکرد میوه در شرایط آبیاری پس از تخلیه 50 درصد رطوبت خاک با کاربرد 4 تن در هکتار بنتونیت همراه با 20 تن در هکتار کود دامی در سال اول آزمایش با میانگین 20/2 تن در هکتار و 74/1 درصد نسبت به شاهد افزایش نشان داد. غلظت پرولین به میزان 0/422 میکرومول بر گرم وزن تر برگ با 83/17 درصد افزایش نسبت به شاهد در هر دو سال با مصرف 20 تن در هکتار کود دامی و فعالیت آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز به ترتیب به میزان 32/60 و 4/15 OD.g-1.FW.min-1 با 99/69 و 92/78 درصد افزایش نسبت به شاهد در سال اول با مصرف 40 تن در هکتار کود دامی در شرایط آبیاری پس از تخلیه 75 درصد رطوبت خاک و کاربرد 2 تن در هکتار بنتونیت مشاهده شد. به منظور دستیابی به عملکرد میوه بالاتر، آبیاری پس از تخلیه 50 درصد رطوبت خاک، کاربرد 4 تن در هکتار بنتونیت و 20 تن در هکتار کود دامی برای کشت در منطقه هیرمند پیشنهاد میشود.کلید واژگان: پرولین, سوپرجاذب, عملکرد میوه, کاتالاز, کلروفیلIntroductionA large part of Iran is affected by arid and semi-arid climate and drought has caused many problems in the agricultural sector. The present study aimed to investigate the characteristics of melon under drought stress conditions using animal manure and bentonite.Materials and MethodsThis experiment was conducted as a split-factorial based on a randomized complete block design with three replications in Hirmand city, Iran, during the two cropping years of 2019-2020. Experimental treatments include irrigation after 25, 50, and 75% soil moisture discharge as the main plot and application of bentonite at levels of 2, 3, and 4 t.ha-1 and application of animal manure at the rate of 20, 30, and 40 ton.ha-1 were considered as subplots. According to the results, in the first year of the experiment, fruit yield increased by 2.02 times compared to the control under 50% soil moisture discharge with the application of 4 t.ha-1 of bentonite with 20 ton.ha-1 of animal manure.Results and DiscussionThe results showed that the fruit yield in irrigation conditions after draining 50% of soil moisture with the application of 4 t.ha-1 of bentonite along with 20 ton.ha-1 of animal manure in the first year of the experiment with an average of 2.20 ton.ha-1 and 74.1% compared to the control showed an increase. In order to achieve higher fruit yield, irrigation after draining 50% of soil moisture, application of 4 t.ha-1 of bentonite and 20 ton.ha-1 of animal manure are suggested for cultivation in Hirmand region. In this experiment, the greater effectiveness of fruit weight and yield in the first year can be attributed to the faster growth of shoots and the availability of more nutrients due to the release of manure elements for plant use and the effect of soil interactions in the first year, and the improvement of physical conditions and Soil and plant chemistry in the second year under irrigation conditions after draining 50% of soil moisture. The reason for the higher fruit yield due to the consumption of animal manure can be the result of the vegetative growth caused by the increase in the availability of nutrients, which causes photosynthesis and the production of more photosynthetic substances, followed by the presence of more vascular elements to transfer the cultivated substances to the fruit of the plant. Based on the obtained results, the increase in drought stress increased the activity of catalase and peroxidase enzymes, and the animal manure increased the activity of enzymes to defend the plant under drought stress conditions, in other words, the plant decomposes hydrogen peroxide and increases tolerance against radicals.ConclusionThe effect of animal manure on plant growth can be largely attributed to mineral nutrients, especially absorbed nitrogen. In addition to this, increasing the decomposition of organic materials and mineralization of phosphorus in organic materials and converting them into usable form for plants plays a key role in the soil phosphorus cycle, and along with the use of bentonite, it strengthens the physical, chemical and biological structure of the soil, and finally By increasing the amount of water and the availability of nutrients available to the plant, it has a positive effect on the process of photosynthesis and can increase the length and width of the fruit. According to the results of the experiment, in order to achieve the desired results, irrigation after draining 50% of the soil moisture, application of 4 tons per hectare of bentonite and 20 tons per hectare of manure are suggested for cultivation in Hirmand region.Keywords: Catalase, Chlorophyll, Fruit Yield, Proline, Super Absorbent
-
International Journal of Horticultural Science and Technology, Volume:12 Issue: 2, Spring 2025, PP 199 -210
Bell pepper exports usually face limitations in storage, marketing, and delivery timing, which may result from rapid fruit ripening after harvest and microbial contamination. These adverse effects can highly reduce the qualitative properties of the fruit and exacerbate fruit spoilage. However, unique postharvest approaches can prevent these unwanted outcomes. Edible coating treatments can prolong shelf life after harvesting various fruits. In this experiment, we investigated the effects of chitosan as an edible coating at four levels (0, 0.5, 1, and 2%) and storage durations (0, 7, 14, 21, and 28 days). The treatments affected the postharvest quality of bell pepper (cv. ‘California Wonder’). The experiment comprised four replications, using two factorialbalanced analyses of variance based on a randomized complete design (CRD). In measuring enzyme activity after 28 days of storage, the results showed that the chitosan treatment (2%) significantly reduced the activity of peroxidase (76.25%) and polyphenol oxidase enzymes (37.05%) compared to the control. However, it significantly increased antioxidant capacity, total phenol, flavonoids, ascorbic acid, ascorbate peroxidase, and catalase activities by 41.7, 21.5, 21.7, 32.25, 59.05, and 58.10%, respectively. Moreover, the results showed that different concentrations of chitosan, especially the 2% concentration, maintained the postharvest quality of bell pepper and delayed fruit aging compared to the control. According to the results, the edible chitosan coating can increase the shelf life of bell pepper fruits.
Keywords: Bell Peppers, Catalase, Fruit Quality, Phenol, Polyphenol Oxidase, Shelf Life -
مقدمهتنش شوری یکی از محدودکننده ترین عامل غیرزنده در تولید گندم است، برای غلبه بر این مشکل با شناخت نحوه پاسخ و عمل ژن ها در تنش می توان اطلاعات مفیدی برای اصلاح گیاهان به منظور تحمل تنش های محیطی فراهم کرد. واکنش بیوشیمیایی و مولکولی گندم به تنش شوری بسیار متنوع است. با توجه به نقش موثرخانواده مهم عوامل رونویسیNAC و WRKY در تقابل با تنش ها، در این پژوهش میزان بیان سه ژن مهم این خانواده ها شامل TaWRKY10 و TaWRKY53 وNAC2 و هم چنین میزان محتوای کلروفیل، مالون دی آلدئید، آنزیم های کاتالاز و پلی فنل اکسیداز در ارقام گندم نان (کلاته، بهاران و گنبد) مورد ارزیابی قرار گرفتند.مواد و روش هاآزمایش به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با چهار تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. عامل اصلی، تیمار شوری (شاهد، 9 و 12 دسی زیمنس) با اعمال آب آبیاری پس از جوانه زنی و استقرار گیاهان اعمال شد. عامل فرعی سه رقم گندم (کلاته، گنبد و بهاران) بود. نمونه بردای جهت ارزیابی بیان ژن و صفات بیوشیمیایی انجام شد. جهت بررسی بیان ژن ها تکنیک Real Time PCR مورد استفاده قرار گرفت.یافته هادر هر سه رقم با افزایش میزان شوری از میزان محتوای کلروفیل کاسته شد، بیشترین میزان کلروفیل a و b به ترتیب با (5/14 و 2/18میلی گرم بر گرم وزن تر) در تیمار شاهد رقم کلاته مشاهده گردید. در هر سه رقم با افزایش میزان شوری نسبت به شاهد میزان آنزیم های کاتالاز و پلی فنل اکسیداز و هم چنین بیان ژن های مورد بررسی (TaWRKY10 ، TaWRKY53 وNAC2) افزایش یافت. بیشترین میزان آنزیم ها در تیمار شوری 12 دسی زیمنس شوری رقم کلاته مشاهده شد. بیشترین میزان مالون دی آلدئید 31 میکرومول بر گرم وزن تر در رقم بهاران تحت تنش شوری 12 دسی زیمنس مشاهده شد که تخریب بیشتر غشای سلولی این رقم را نشان می دهد. بر اساس نتایج حاصل از رقم کلاته با این پژوهش متحمل بودن بیشتر رقم کلاته به تنش شوری نسبت به دو رقم بهاران و گنبد را تایید کرد.نتیجه گیریدر بهبود و اصلاح گیاهان در مقاومت به شوری فاکتورهای رونویسی نقش مهمی دارند. نتایج این تحقیق در راستای تایید نقش فاکتورهای رونویسی در مقاومت به شوری مورد توجه است و در ایجاد و معرفی ارقام گندم متحمل می تواند به کار گرفته شود.کلید واژگان: بیان ژن, کاتالاز, کلروفیل, گندم نان, شوریIntroductionSalinity stress is one of the most limiting non-living factors in wheat production. To overcome this problem, helpful information can be provided by understanding how genes respond and act in stress, to help plants withstand environmental stress. The biochemical and molecular response of wheat to salinity stress is diverse. Considering the effective role of the important family of transcription factors NAC and WRKY in dealing with stresses, this study evaluated the expression levels of three important genes from these families, TaWRKY10, TaWRKY53, and NAC2, as well as the content of chlorophyll, malondialdehyde, catalase, and polyphenol oxidase enzymes in bread wheat cultivars (Kalateh, Baharan, and Gonbad).Materials and methodsThe experiment was conducted in a randomized complete block design with four replications in greenhouse conditions. The main factor was salinity treatment (control, 9 and 12 deci-siemens) applied through irrigation after germination and plant establishment. The secondary factor was wheat varieties (Kalate, Gonbad, and Baharan). Sampling was performed to evaluate gene expression and biochemical traits. Real-Time PCR technique was used to check gene expression.ResultsIn all tested cultivars, the chlorophyll content decreased with increasing salinity. The highest amounts of chlorophyll a and b were observed in the control treatment of the Kalate variety (14.5 and 18.2 mg/g fresh weight, respectively). Catalase and polyphenol oxidase enzymes, as well as the expression of TaWRKY10, TaWRKY53, and NAC2 genes, increased with salinity compared to the control in all three cultivars. The highest enzyme levels were observed in 12 deci-siemens salinity treatment of the Kalateh variety. The highest malondialdehyde amount (31 μmol/g fresh weight) was observed in the Baharan cultivar under 12 deci-siemens salt stress, indicating greater cell membrane damage in this cultivar. Based on the results, the Kalateh variety showed greater tolerance to salt stress compared to Baharan and Gonbad varieties.ConclusionTranscription factors play a crucial role in enhancing plant resistance to salinity. The results of this study confirm the role of transcription factors in salinity resistance and could be utilized in developing and introducing tolerant wheat cultivars.Keywords: Gene Expression, Catalase, Chlorophyll, Bread Wheat, Salt
-
One of the most important causes of soil desertification is wind erosion. Deserts are known for their poor physical, chemical, and biological properties. In order to solve the problem of loose sand, many solutions have been thought and used so far. Today, scientists have greatly benefited from the capabilities of MICP in the field of sand dune stabilization, which seems to be an environmentally friendly solution. In Khuzestan, a lot of "vinasse" enter the environment every year, which is considered a pollutant. Combining it with beneficial native microorganisms can turn it into a valuable ingredient. The objectives of this study were to investigate the microbial activity of bacteria isolated from the sand dunes of Khuzestan in Iran using vinasse as a carbon source for growth. In order to eliminate the effect of competition and investigate the activity of the studied bacterial isolates (Bacillus licheniformis MZ057843, MZ057842, OP329211, and Sporosarcina pasteurii), the samples of sand dunes collected from Khuzestan were first sterilized. Then, inoculated vinasses were added to them, and the prepared samples were incubated for five weeks. The experiments (counting bacteria by plate count technique, Soil catalase by the method of titration with KMnO4, and Soil microbial respiration by measuring the amount of CO2) were measured after the first, third and fifth weeks of incubation time. Then, the data were analyzed by split plot in time design. The current study showed significant effects of vinasse, bacteria, time and their interaction in all three tests (p < 0.0001). Isolate B1 was able to cause the highest amount of microbial population and microbial respiration, and isolate B3 produced the highest amount of catalase enzyme in the soil. Among the three types of vinasse, V3 had the highest amount of catalase and microbial population, and V2 had the highest soil microbial respiration rate. The best incubation time for the microbial respiration and population tests was the first week, and third week of incubation for the catalase test. Generally, native Bacillus bacteria grew in vinasse as a carbon source and perhaps the potential of vinasse as a mulch can be explored. However, more research is needed to use it in soil stabilization operations.Keywords: Bacteria, Catalase, CFU, Soil Microbial Respiration
-
مقدمه و هدف
تنش خشکی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان در جهان و از شایع ترین تنش های غیرزیستی است. به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک، استقرار و رشد نهال های جوان، کاملا تحت تاثیر کمبود آب و تنش خشکی است. در این شرایط استفاده از همزیستی میکروارگانیسم ها به ویژه قارچ های مایکوریزایی، می تواند با کمک به افزایش جذب آب و عناصر غذایی، اثر تنش خشکی را کاهش دهد. بنابراین، هدف از انجام این پژوهش، شناسایی اثر تلقیح قارچ مایکوریزا آربسکولار بر جذب برخی عناصر غذایی ماکرو و میکرو و همچنین فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی گونه پالونیا فورتونی (Paulownia fortunei (Seem.) Hemsl) به عنوان یک گونه تند رشد بود.
مواد و روش هااین آزمایش گلدانی، به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار و دو عامل انجام گرفت. عامل اول شامل چهار سطح تنش خشکی (بدون تنش با آبیاری کامل 100 درصد ظرفیت زراعی، تنش ضعیف با آبیاری در 80 درصد ظرفیت زراعی، تنش متوسط با آبیاری در 60 درصد ظرفیت زراعی و تنش شدید با آبیاری در 40 درصد ظرفیت زراعی) و عامل دوم شامل دو سطح بدون و با قارچ های مایکوریزا آربسکولار بود. اعمال تیمارهای تنش خشکی بر اساس روش وزنی انجام شد. ویژگی های مورد بررسی شامل اندازه گیری پروتئین محلول، آنزیم های کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسموتاز و همچنین جذب عناصر غذایی همچون فسفر، نیتروژن، پتاسیم، روی، آهن و منگنز بود. پس از دسته بندی داده ها، پراکنش نرمال و همگنی واریانس داده ها به ترتیب با آزمون شاپیرو ویلک و آزمون لوون بررسی شد. از تحلیل واریانس دو طرفه برای بررسی معنی داری اثر ساده و متقابل عامل ها استفاده شد و برای مقایسه میانگین داده ها، از آزمون چند دامنه ای دانکن استفاده شد.
یافته هانتایج نشان داد که اثر متقابل تنش خشکی و مایکوریزا بر هیچ یک از صفات مورد بررسی معنی دار نبود. اثر ساده مایکوریزا بر تغییرات آنزیم سوپراکسید دیسموتاز معنی دار بوده ولی بر دیگر صفات اندازه گیری شده معنی دار نشد. نتایج نشان داد که تنش خشکی به طور معنی داری سبب افزایش مقدار پروتئین محلول، فعالیت آنزیم پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز شد. مقایسه میانگین ها نشان داد که بیشترین غلظت پروتئین محلول مربوط به تیمار تنش شدید با میانگین 95/38 و کمترین آن مربوط به تیمار بدون تنش (شاهد) با میانگین 45/31 میلی گرم بر گرم وزن تر برگ است ولی مابین تیمارهای تنش ضعیف، متوسط و تنش شدید تفاوت معنی داری مشاهده نشد. در مورد غلظت آنزیم کاتالاز مابین تیمارهای تنش متوسط و تنش شدید، همچنین تیمار تنش ضعیف و تنش متوسط اختلاف معنی داری مشاهده نشد. بیشترین غلظت آنزیم پراکسیداز مربوط به تیمار تنش شدید با میانگین 77/3 میلی گرم برمول بر دقیقه برمیلی گرم پروتئین و کمترین آن مربوط به تیمار بدون تنش (شاهد) با میانگین 21/3 میلی گرم بر مول بر دقیقه بر میلی گرم پروتئین بوده ولی، مابین تیمارهای تنش متوسط و تنش شدید و همچنین مابین تیمارهای تنش ضعیف و تنش متوسط اختلاف معنی داری مشاهده نشد. بیشترین غلظت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز مربوط به تیمار تنش شدید با میانگین 176/0 و کمترین مقدار آن مربوط به تیمار شاهد یا بدون تنش با میانگین 108/0 میلی گرم برمول بر دقیقه برمیلی گرم پروتئین بود. غلظت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در تیمار با مایکوریزا با میانگین 159/0 میلی گرم برمول بر دقیقه برمیلی گرم پروتئین و به طور معنی داری بیشتر از غلظت این آنزیم در تیمار بدون مایکوریزا با میانگین 140/0 میلی گرم بر مول بر دقیقه بر میلی گرم پروتئین مشاهده شد. تنش خشکی همچنین باعث کاهش کلیه عناصر غذایی اندازه گیری شده شد؛ درحالی که تلقیح با قارچ مایکوریزا سبب افزایش عناصر غذایی به جز نیتروژن در کلیه سطوح تنش خشکی شد.
نتیجه گیری کلی:
گرچه با افزایش سطوح تنش خشکی، جذب عناصر غذایی ماکرو و میکرو توسط نهال های پالونیا فورتونی کاهش می یابد ولی کاربرد قارچ مایکوریزا می تواند در شرایط تنش خشکی، جذب عناصر غذایی ماکرو و میکرو را به دلیل جذب بهتر آب توسط هیف های گسترش یافته در اطراف ریشه ها بهبود بخشد. بنابراین به نظر می رسد که قارچ مایکوریزا در جذب و متابولیسم عناصر مورد نیاز نهال های پالونیا فورتونی به ویژه در شرایط تنش اهمیت زیادی دارد. همچنین، تلقیح قارچ مایکوریزا باعث افزایش فعالیت آنزیم آنتی اکسیدانی سوپراکسید دیسموتاز (SOD) شد که می تواند مقاومت نهال را در برابر تنش خشکی افزایش دهد.
کلید واژگان: پراکسیداز, پروتئین محلول, سوپر اکسید دیسموتاز, کاتالازBackground and objectivesDrought stress is one of the most important factors limiting plant growth in the world and one of the most common abiotic stresses. Drought stress is a multidimensional stress that stimulates a wide range of physiological, biochemical and molecular responses in plants. In arid and semi-arid areas, the establishment and growth of young seedlings is completely affected by water deficit and drought stress. In this situation, the use of symbiosis of microorganisms, especially mycorrhizal fungi, can reduce the effect of drought stress via increasing the absorption of water and nutrients. Therefore, the aim of this study was to determine the effect of mycorrhizal fungi symbiosis on the absorption of the on the absorption of some macro and micro nutrients as well as the activity of antioxidant enzymes of Paulownia fortunei (Seem.) Hemsl., known as a fast-growing species.
MethodologyThis pot experiment was conducted in factorial form in a completely randomized design with three replications and two factors. The first factor included four levels of drought stress (no stress or control with full irrigation at 100% of crop capacity, mild stress with irrigation at 80% of crop capacity, moderate stress with irrigation at 60% of crop capacity and severe stress with irrigation at 40% of crop capacity) and the second factor which included two surfaces of using mycorrhiza (without and with arbuscular mycorrhizal fungi). Application of drought stress treatments was done based on the weight method. The investigated features included the measurement of soluble protein, catalase, peroxidase, superoxide dismutase enzymes, as well as the absorption of nutrients such as phosphorus, nitrogen, potassium, zinc, iron and manganese. The normal distribution and the homogeneity of the variance of the obtained data were checked using the Shapiro-Wilk test and Levene's test, respectively. Two-way analysis of variance was used to test the significance of the simple and interaction effect of the factors. Duncan's multiple range post-hoc test was used to compare the means.
ResultsThe results of analysis of variance showed that the interaction effect of drought stress and mycorrhiza was not statistically significant on any of the traits. The simple effect of mycorrhiza on the changes of superoxide dismutase enzyme was significant, but it was not significant on other measured traits. The results showed that drought stress significantly increased the amount of soluble protein, peroxidase and superoxide dismutase activity. The highest concentration of soluble protein was related to severe stress treatment with a mean value of 38.95 mg/g leaf wet weight, and the lowest is related to the control or no stress treatment with a mean value of 31.45 mg/g leaf wet weight. However, no significant difference was observed between mild, moderate and severe stress treatments. About catalase enzyme no significant difference was observed between moderate and severe stress treatments, as well as between mild and moderate stress treatments. The highest concentration of peroxidase enzyme was related to severe stress treatment with a mean value of 3.77 mg/min per mg of protein and the lowest mean value (3.21 mg/min per mg of protein) was related to non-stress treatment (control). No significant difference was observed between the treatments of moderate stress and severe stress, as well as between the treatments of mild and moderate stress in terms of the concentration of peroxidase enzyme. The highest concentration of superoxide dismutase enzyme was related to severe stress treatment with a mean value of 0.176 mg/mol/min per mg of protein and the lowest value (0.108 mg/min/mg of protein) was related to the control. The concentration of superoxide dismutase enzyme in the treatment with mycorrhiza with a mean value of 0.159 mg/mol/min per mg of protein was significantly higher than of it in the treatment without mycorrhiza with a mean value of 0.140 mg/mol/min per mg of protein. Drought stress also led to the reduction of all measured nutrients. While, inoculation with mycorrhizal fungi increased nutrients except nitrogen at all levels of drought stress.
ConclusionIt was concluded that although the absorption of macro and micro nutrients by the seedlings decreased with the increase of drought stress levels, the use of mycorrhizal fungi could increase the absorption of macro and micro nutrients in drought stress conditions due to the better absorption of water by the hyphae around the roots of Paulownia seedlings. Therefore, it seems that the mycorrhizal fungi are very important in the absorption and metabolism of elements required by Paulownia seedlings, especially in stress conditions. Also, the inoculation of mycorrhizal fungi led to an increase in the activity of the antioxidant enzyme superoxide dismutase (SOD), which can increase the resistance of seedlings against drought stress.
Keywords: Catalase, Peroxidase, Soluble Protein, Superoxide Dismutase -
امروزه استفاده از ترکیبات شیمیایی جهت حفظ کیفیت و افزایش طول دوره انبارمانی محصولات باغی موجب به خطر انداختن سلامت انسان ها و محیط زیست شده است؛ به همین دلیل استفاده از ترکیبات سالم و سازگار با محیط زیست، به عنوان ایده ای جدید در کشاورزی نوین مطرح می باشد. در همین راستا به منظور بررسی تاثیر کاربرد اسانس هل و نعناع و عصاره های گیاهی پونه و مرزه (هر کدام در پنج غلظت 0، 1500، 3000، 4500 و 5000 پی پی ام) بر میوه سیب رقم رد دلیشز، آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار به صورت غوطه وری انجام شد. میوه ها به مدت سه دقیقه در داخل محلول ها غوطه ور شدند و سپس در دمای دو درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی85 الی 95 درصد به مدت سه ماه نگهداری شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که تاثیر تیمارهای اسانس و عصاره گیاهی بر صفات کاهش وزن، سفتی بافت، مواد جامد محلول، pH آب میوه، اسیدیته قابل تیتراسیون، پروتیین کل، ویتامین ث، آنزیم های پراکسیداز و کاتالاز در سطح یک درصد معنی دار بود. تیمارهای اسانس و عصاره موجب حفظ وزن میوه، سفتی بافت و افزایش مواد جامد محلول گردید. همچنین اسانس و عصاره های گیاهی در غلظت 5000 پی پی ام، باعث افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی، ویتامین ث و پروتیین کل میوه شد. اسید قابل تیتراسیون و pH آب میوه در این پژوهش تحت تاثیر غلظت های مختلف اسانس و عصاره های گیاهی، روند افزایشی و کاهشی را نشان داد. به طور کلی سطوح مختلف اسانس و عصاره های گیاهی مورد استفاده به عنوان ترکیبات سالم و بی خطر، توانستند باعث حفظ کیفیت و افزایش ماندگاری میوه سیب رقم رد دلیشز شوند.
کلید واژگان: پراکسیداز, پروتئین کل, پس از برداشت, کاتالاز, ویتامین ث
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.