فهرست مطالب

فصلنامه زیست شناسی گیاهی ایران
سال دوازدهم شماره 4 (پیاپی 46، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/29
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رقیه حمیدی، علیرضا سیروس مهر*، احمد قنبری صفحات 1-18

    به منظور مطالعه تاثیر محلول پاشی سلنات سدیم، دی اکسید تیتانیوم و تنظیم کننده رشد (هامون گرین®) روی برخی صفات فیزیولوژیک، عملکرد و درصد روغن رقم گلدشت گلرنگ تحت تنش خشکی، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در پژوهشکده کشاورزی دانشگاه زابل (چاه نیمه) انجام شد. عامل اصلی شامل سطوح قطع آبیاری بر اساس مراحل فنولوژیک رشد در سه سطح شامل I1= شاهد (آبیاری کامل)، =I2 آبیاری تا مرحله R2 (تکمیل گلدهی) و =I3آبیاری تا مرحله R1 (تکمیل شاخه دهی) و عامل فرعی شامل شاهد(عدم محلول پاشی)، سلنات سدیم (2 میلی مولار)، دی اکسید تیتانیوم (03/0 درصد)، و تنظیم کننده رشد (1/0 لیتر) بودند. تنش خشکی باعث کاهش وزن هزار دانه، مقدار رطوبت نسبی برگ و محتوای کلروفیل شد. همچنین تنش خشکی باعث کاهش عملکرد دانه و بیولوژیک گردید ولی در دو سطح I1 وI2 اختلاف معنی داری باهم نداشتند. بیش ترین مقدار کاتالاز(درI2 و عدم محلول پاشی)،و پرولین، آسکوربات و گایاکول پراکسیداز (در I3 و عدم محلول پاشی) به دست آمد. بیش ترین مقدار کربوهیدرات محلول نیز در تیمار محلول پاشی هامون گرین+ آبیاری کامل مشاهده شد. تیمار های اعمال شده بر روی درصد روغن دانه اثر معنی داری نداشتند. به طور کلی آبیاری تا مرحله گلدهی به جهت رعایت مصرف آب در تولید گلرنگ رقم گلدشت در منطقه مناسب به نظر می رسد.

    کلیدواژگان: آبیاری، پرولین، دی اکسید تیتانیوم، سلنات سدیم، کلروفیل، گیاه روغنی
  • ویدا مدنی، ناصر زارع*، رسول اصغری زکریا صفحات 19-42

    ریزنمونه های برگ و دمبرگ حاصل از گیاهچه های رشد کرده گیاه سنبل الطیب (Valeriana officinalis L.) در شرایط درون شیشه ای، با سویه A4 اگروباکتریوم رایزوژنز rhizogenesis) (Agrobacterium تلقیح گردید تا ریشه مویین تولید شود. ریشه های مویین تراریخت پس از تایید ماهیت تراریختی از طریق PCR، تکثیر داده شد و با سطوح مختلف نانواکسیدهای آهن و نیکل و متیل جاسمونات به تنهایی و در ترکیب با یک میلی مولار اسیدآمینه L-لوسین تیمار گردید. سپس در فواصل زمانی 24 و 72 ساعت پس از تیمار نمونه برداری ریشه های مویین انجام گرفت و صفات بیوشیمیایی، میزان فلاونویید و بیان ژن های VoTPS1 و VoTPS6مورد بررسی قرار گرفت. بررسی سطح بیان ژن ها با استفاده از تکنیک Real-time PCR انجام گرفت. نتایج نشان داد که کاربرد تیمار ترکیبی 100 میکرومولار متیل جاسمونات به همراه یک میلی مولار آمینواسید L-لوسین باعث افزایش معنی دار فعالیت آنزیم کاتالاز و میزان پرولین، نسبت به تیمار شاهد گردید. در بین غلظت های مختلف نانواکسید نیکل، غلظت 30 میلی گرم بر لیتر به همراه یک میلی مولار آمینواسید L-لوسین فعالیت آنزیم پراکسیداز و غلظت 60 میلی گرم بر لیتر میزان پروتئین کل را افزایش داد. در بین غلظت های مختلف نانواکسید آهن، غلظت 30 میلی گرم بر لیتر، فعالیت آنزیم پراکسیداز و فلاونویید و غلظت 90 میلی گرم برلیتر به همراه یک میلی مولار آمینواسید L- لوسین، بیش ترین میزان پرولین را القاء نمود. بیشترین افزایش بیان برای ژنVoTPS1 در تیمار 60 میلی گرم بر لیتر نانواکسید آهن در 24 ساعت پس از اعمال تیمار و برای ژن VoTPS6 در تیمار متیل جاسمونات به همراه یک میلی مولار آمینواسید L-لوسین در 72 ساعت پس از اعمال محرک دیده شد.

    کلیدواژگان: اگروباکتریوم رایزوژنزAgrobacterium rhizogenesis))، متابولیت ثانویه، نانوذرات، Real-Time PCR، Valeriana officinalis L
  • فاطمه نژادعلیمرادی*، فرخنده رضا نژاد صفحات 43-58

    استبرق (Calotropis procera) گیاهی بسیار مقاوم به تنش های خشکی و شوری با قابلیت رشد و پراکنش قابل توجه در مناطق گرم و خشک نواحی جنوب استان کرمان است. به دلیل اینکه گیاه دارای ترکیبات دارویی مختلف می باشد، در درمان بیماریهایی متعدد در طب سنتی نقش دارد. همچنین به دلیل اهمیت آن در فرآیند گیاه پالایی، این گیاه یک شاخص زیستی مفید برای کنترل آلودگی در مناطق شهری و حومه است. در این پژوهش ساختار تخمدان و میوه و ساختار و فراساختار دانه و تارهای آن با استفاده از استریو میکروسکوپ، نوری و الکترونی (نگاره) مورد مطالعه قرار گرفت. مادگی دو برچه ای با بخش قاعده ای آزاد و انتهایی به هم پیوسته است که دارای تخمک های واژگون فراوان با تمکن حاشیه ای می باشد. میوه تخم مرغی شکل و از نوع برگه (فولیکول) می باشدکه طی بلوغ متورم شده و ضمن شکوفایی، فرابر آن بصورت برگشته (برعکس) در می آید تا صدها دانه ی پهن و قهوه ای رنگ را آزاد کند. دانه ها دارای یک دسته تارهای سفید ابریشمی در یک انتها هستند. این فیبرهای سفید که به دانه ها وصل شده اند به پراکندگی دانه توسط باد کمک می کنند. تزیینات سطح دانه در مراحل نموی مختلف متفاوت بوده و در ابتدا به صورت تزیینات شبکه ای بوده و در پایان بلوغ به تزیینات برگ مانند سازمان می یابند که در لابه لای آنها ساختارهای ریز برجسته ای وجود دارد.

    کلیدواژگان: استبرق، برگه، تار ابریشمی، تزئینات دانه
  • الهام جعفر حدادیان، پرژک ذوفن*، محمد شفیعی صفحات 59-76

    این مطالعه با هدف تاثیر شوری ملایم بر سمیت القاء شده توسط کادمیوم در گیاه پنیرک انجام شد. چهل روز پس از کشت بذرها در سینی های نشاء، گیاهان به محلول های غذایی با شرایط کنترل شده نوری و دمایی انتقال یافتند. پس از یک هفته، گیاهان به محلول های غذایی کامل با چهار تیمار بصورت50 میکرومولار کادمیوم، دو سطح از کلرید سدیم (25 و 50 میلی مولار) همراه50 با میکرومولار کادمیوم و شاهد منتقل شدند. شش روز بعد از اعمال تیمارها، گیاهان برداشت و برخی شاخص های رشدی و بیوشیمیایی مورد بررسی قرار گرفتند. هر دوسطح شوری، بویژه 25 میلی مولار، منجر به افزایش طول، وزن و محتوای کلروفیلی در گیاهان در معرض کادمیوم شد. در برگ ها و ریشه ها، شوری سطح پراکسیداسیون لیپیدی، محتوای پرولین و پروتئین های محلول، همچنین فعالیت کاتالاز، گایاکل پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز را در گیاهان تیمار شده با کادمیوم کاهش داد. علاوه براین، هر دو تیمار شوری منجر به کاهش محتوای کادمیوم در ریشه ها و قسمت های هوایی شدند. در بررسی الگوی الکتروفورزی عصاره آنزیمی، در همه گیاهان آزمایش شده دو ایزوآنزیم‏ از گایاکل پراکسیداز مشخص شد. برای سوپراکسید دیسموتاز، در برگ ها سه ایزوزیم برای همه تیمارها و در ریشه ها، پنج ایزوزیم برای همه گیاهان در معرض کادمیوم تشخیص داده شد. براساس نتایج این مطالعه، به نظر می رسد که هر دو سطح شوری می توانند با کاهش تجمع کادمیوم در گیاه، اثرات سمی و تنش اکسیداتیو ناشی از این فلز را کاهش و تحمل گیاه را به تنش کادمیوم بهبود بخشند.

    کلیدواژگان: تنش اکسیداتیو، شوری، رشد گیاه، کادمیوم، کلروفیل
  • محبوبه جلالی*، محمدهادی غفاریان مقرب، حسن عبداللهی مقدم، علی اکبر زارع صفحات 77-94

    زندگی گیاهان متاثر از چرخه کربن بوده و کشف اشکال جدید کربن در سال های اخیر این سوال را پدید آورده که این اشکال چه تاثیری بر گیاهان دارد. یکی از این اشکال جدید،گرافن بوده که فرم نانوی آن در اثر شکست مکانیکی مواد گرافیتی ایجاد می شود. در این مطالعه تاثیر غلظت های مختلف نانو اکسید گرافن بر رشد، میزان فتوسنتز و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی گیاه خیار گلخانه ای در محیط کشت هیدروپونیک مورد بررسی قرار گرفت. ریشه گیاه چه ها قبل از انتقال به محیط کشت به مدت 30 و 60 دقیقه در محلول هایی با غلظت 4/0، 8/0، 2/1، 6/1 و 2 میلی گرم بر میلی لیتر نانو اکسید گرافن قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نانو اکسید گرافن در غلظت های کم (2/1 میلی گرم بر میلی لیتر) می تواند باعث افزایش وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، میزان کلروفیل و بازده بیشینه فتوسنتزی شود. حداکثر میزان کلروفیل (18/41) و بازده بیشینه فتوسنتزی (42/0) در غلظت 2/1 میلی گرم بر میلی لیتر مشاهده شد. بیشترین فعالیت آنزیم های پراکسیداز و سوپراکسید دسموتاز به ترتیب در غلظت های 2/1 و 6/1 میلی گرم بر میلی لیتر مشاهده شد. میزان غلظت مالون دی آلدیید نیز در غلظت 2/1 میلی گرم بر میلی لیتر 58 (در زمان 30 دقیقه) و 23 (در زمان 60 دقیقه) درصد نسبت به شاهد کاهش پیدا کرد. همچنین نانو اکسید گرافن باعث افزایش غلظت عناصر نیتروژن، پتاسیم و آهن و کاهش غلظت کلسیم نسبت به تیمار شاهد شد اما تفاوت معنی داری در غلظت فسفر و روی مشاهده نشد. بنابر نتایج حاصله می توان گفت که از غلظت های بهینه نانو اکسید گرافن می توان به عنوان تنظیم کننده و محرک رشد گیاه خیار استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تنش اکسیداتیو، رشد، فلورسانس کلروفیل، نانو اکسید گرافن
  • قادر حبیبی* صفحات 95-109

    با توجه به خشک شدن دریاچه ارومیه و تغییرات اقلیمی حاصل از آن، مطالعه انعطاف پذیری فتوسنتزی گونه های بومی در خاک اطراف دریاچه اهمیت یافته است. در این تحقیق توان گذر از مسیر فتوسنتزی C3 به مسیر متابولیسم اسید کراسولاسه ای (CAM) را در دو گونه ناز طوقهای (Rosularia elymaitica) و قیچ (Zygophyllum fabago) رشد یافته در خاک های شور و خشک خاک حوضه دریاچه مطالعه شده است. در حالیکه، هیچ کدام از گونه های گوشتی مورد مطالعه در این تحقیق، در پاسخ به شوری انعطاف پذیری فتوسنتزی نشان ندادند، اعمال خشکی تنها باعث افزایش انباشت اسیدیته شبانه در هر دو گونه شد. انباشت اسیدیته شبانه جزیی در این دو گونه در پاسخ به خشکی تنها، نشان دهنده ظهور درجه پایینی از القاء مسیر CAM موسوم به مسیر CAM-cycling بود. کشت گونه ها در خاک منطقه آغداش واقع در حوضه دریاچه ارومیه نشان داد که گونه قیچ نسبت به گونه ناز طوقه ای، مقاومت بالایی به تنش توام شوری و خشکی (30 روز اعمال خشکی و شوری 42/0±7 دسی زیمنس) دارد. مقاومت بالای گیاه قیچ به تنش توام شوری و خشکی، با حفظ موثر فعالیت فتوشیمیایی فتوسنتز و فعالیت آنزیم پپ کربوکسیلاز (PEPC) همراه بود. در نتیجه بنظر می رسد گیاه قیچ با حفظ انعطاف پذیری فتوسنتزی در شرایط سخت می تواند گزینه مناسبی جهت کشت در مناطق خشک و شور اطراف دریاچه ارومیه باشد.

    کلیدواژگان: القاء متابولیسم اسید کراسولاسه، تنش شوری، دریاچه ارومیه، تنش خشکی، فعالیت فتوشیمیایی، انعطاف پذیری فتوسنتزی
|
  • Roghayyeh Hamidi Moghaddam, Alireza Sirousmehr *, Ahmad Ghanbari Pages 1-18

    In order to study the effect of Sodium Selenate, Titanium dioxide and Growth regulator (Hamon Green®) on some physiological traits, yield and oil content of Goldasht cultivar of safflower under drought stress, a split plot experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications in Agricultural Research Center of Zabol University (Chah-e-Nime). The main factor included irrigation cut off levels based on the phenological stages of growth in three levels: I1 = control (complete irrigation), I2= irrigation up to stage R2 (flowering) and I3= irrigation up to stage R1 (branching) and sub-factor including control(not spraying), Sodium selenate (2 mM), Titanium dioxide (0.03%), Growth regulator (0.1 L). Drought stress reduced biological yield, seed yield, 1000 seed weight, relative water content and chlorophyll content (SPAD), but seed and biological yield did not differ significantly between two levels of I1 and I2. The highest amounts of catalase(I2+not spraying),and proline, ascorbate and guaiacol peroxidase was obtained from the interaction of stress(I3) and not spraying. The highest amount of soluble carbohydrates was observed in irrigation + Hamon Green® spraying. The treatments applied did not have a significant effect on seed oil percentage. In general, treatment in order to observe water consumption in the production of safflower in Goldsch cultivar seems appropriate.

    Keywords: Irrigation, proline, Titanium dioxide, Sodium selenate, Chlorophyll, Oilseed
  • Vida Madani, Nasser Zare *, Rasool Asgahri Zakaria Pages 19-42

    In order to induction of hairy roots, the leaf and petiole explants from seedlings grown under in vitro condition were inoculated with A4 strain of Agrobacterium rhizogenesis. Transgenic hairy roots were confirmed by PCR. Transgenic hairy roots were treated with different concentrations of iron and nickel nano-oxides and methyl jasmonate alone and in combination with L-leucine. Then hairy roots were sampled at 24 and 72 hours after treatment and the biochemical properties and expression of VoTPS1 and VoTPS6 genes were evaluated. The gene expression level was measured using real-time PCR technique and specific primers for each gene. The results showed that the combined application of 100 μM methyl jasmonat and 1 mM L-leucine was increased the activity of catalase enzymes and proline content in Valerian hairy root compared to the control. Among the different concentrations of nickel nano-oxide, the treatment containing 30 mg/l nickel nano-oxide with 1 mM L-leucine increased the activity of peroxidase enzyme and containing 60 mg/l nickel nano-oxide increased the total protein content in hairy roots. In addition, Among the different concentrations of iron nano-oxide, 30 mg/l of this nano-oxide increased the activity of peroxidase enzyme and the amount of flavonoid content, and combination of 90 mg/l of this nano-oxide with 1 mM of L-leucine amino acid was led to the an increase in proline content. The highest expression for VoTPS1 gene was observed in treatment containing 60 mg/l iron Nano-oxide at 24 hours after elicitation. The highest expression for VoTPS6 gene was observed in treatment containing methyl-jasmonate (100µM) and L-leucine (1mM) at 72 hours after elicitation.

    Keywords: Agrobacterium rhizogenes, nano-oxide, Real-Time PCR, Secondary metabolites, Valeriana Officinalis
  • Fatemeh Nejad-Alimoradi *, Farkhondeh Rezanejad Pages 43-58

    AbstractCalotropis procera (Aiton) W.T belonging to family Apocynaceae (subfamily Asclepiadoideae) is a xerophytic, perennial and evergreen shrub highly tolerant to drought and salt stresses with remarkable distribution ability in dry and hot areas of southern of Kerman province, Iran. Due to its pharmacognostic features, this shrub is used in traditional medicine for the treatment of various diseases. In addition, due to its importance in phytoremediation, this species is a useful bio-indicator for monitoring pollution in urban and suburban areas. In this research, the structure of ovary and fruit, structure and ultrastructure of seed and its hairs (fibers) were studied with stereo, light and scanning electron microscopy (SEM (.Gynoecium has two free and superior ovaries with numerous anatropous ovules and marginal placentation. The fruits are oval shaped follicles, which their pericarp become swollen during maturity and split and invert to release hundreds of flat and brown seeds. The seeds have a tuft of silky white hairs at one end. These white fibers attached to the seeds serve to wind dispersal. The seed coat has reticulated ornamentation at early developmental stages and then during maturation, the leaf-like ornamentations differentiate among which the small prominent structures are developed.

    Keywords: Calotropis procera, follicle, seed ornamentation, silky hair
  • Elham Jafarhaddadian, Parzhak Zoufan *, Mohammad Shafiei Pages 59-76

    This study aimed to investigate the effect of mild salinity on cadmium (Cd)-induced toxicity in Malva parviflora. Forty days after sowing the seeds in trays containing Peat Moss soil, the plants were transferred to nutrient solutions under controlled light and temperature conditions. After one week, the plants were transferred to complete nutrient solutions with four treatments including 50 µM Cd, two levels of NaCl (25 and 50 mM) along with 50 µM Cd and control. Six days after the treatments, the plants were harvested and some biochemical and growth indices were evaluated. Both levels of salinity, especially 25 mM, resulted in increased length, weight and chlorophyll content in the plants exposed to Cd. In leaves and roots, the salinity reduced levels of lipid peroxidation, proline and soluble proteins contents, as well as activity of catalase, guaiacol peroxidase (GPX) and superoxide dismutase (SOD) in the plants treated with Cd. In addition, both salinity treatments reduced Cd content in roots and shoots. Investigation of electrophoretic pattern of enzyme extract in all studied plants revealed two isoenzymes of GPX. For SOD, three isoenzymes were observed in the leaves for all treatments. In the roots, five isoenzymes were detected for all plants exposed to Cd. Based on the results of this study, it seems that both levels of salinity can modulate the toxic effects of Cd and induction of oxidative stress and improve plant tolerance to Cd stress by reducing metal accumulation in M. parviflora.

    Keywords: Cadmium, Chlorophyll, Oxidative stress, Plant growth, Salinity
  • Mahboobeh Jalali *, Mohammad Hadi Ghafarian Mogharab, Hasan Abdolahi Moghadam, Aliakbar Zare Pages 77-94

    Plants life has been affected by carbon cycle. The discovery of new forms of carbon in recent years has raised the question of how these forms affect plants. One of these new forms of graphene is the nanosized form caused by the mechanical breakdown of graphite materials. In this study, the effect of different concentrations of nanographene oxide (NGO) on plant growth, photosynthesis and antioxidant enzymes activity of cucumber plants in hydroponic culture was investigated. The seedlings root were treated with different concentrations of NGO including 0.4, 0.8, 1.2, 1.6 and 2 mg ml-1 graphene oxide for 30 and 60 minutes before transferring to culture medium. The results showed that NGO at lower concentrations (1.2 mg ml-1) can increase plant growth characteristics such as root and shoot dry weight as well as increase chlorophyll content and maximum photosynthetic yield. Maximum chlorophyll content (41.18) and photosynthetic efficiency (0.42) were observed at 1.2 mg ml-1. The maximum activity of peroxidase and superoxide dismutase enzymes was observed at concentrations of 1.2 and 1.6 mg ml-1 respectively. Malondialdehyde content decreased by 58 (30 min) and 23 (60 min) percent at 1.2 mg ml-1 concentration compared to control. The NGO also increased the concentration of nitrogen, potassium and iron and decreased the concentration of calcium compared to the control, but no significant difference was observed in the concentration of phosphorus and zinc. In fact, optimal concentrations of NGO can be used as a regulator and stimulant of cucumber plants growth. However, further studies are needed to investigate the effect of these emerging nanoparticles on plants.

    Keywords: chlorophyll fluorescence, Growth, Nanographene oxide, Oxidative stress
  • Ghader Habibi* Pages 95-109

    Due to the drying trend of Urmia Lake, climate change and frequent occurrence of droughts in the region, verification of photosynthetic flexibility in the floral elements of Lake Urmia is important. In this work, the ability of Rosularia elymaitica and Zygophyllum fabago species to shift from C3 to Crassulacean acid metabolism (CAM) as well as survival and productivity of these plants were studied in both salty and dry soils of Lake Urmia. While salinity alone was not able to induce functional CAM expression in both species, we showed that drought alone induced low level of nocturnal acid accumulation in both species, which were similar to acid fluctuations in CAM-cycling pathway, as an initial stage of CAM. We indicated that Z. fabago species have a high tolerance to combined drought (30 days water dificit) and salt (7±0.42 dSm-1) stresses in salty and dry soils of the Lake Urmia, as compared to R. elymaitica plants. This higher tolerance was correlated with up-regulation of phosphoenolpyruvate-carboxylase (PEPC) activity and maintenance of higher photochemical functioning. As a result, this research introduces Z. fabago as an important climate-resilient crop, which can switch from C3 to CAM in salty and dry soils of the Lake Urmia.

    Keywords: CAM induction, Drought stress, Lake Urmia, salt stress, photochemical activity, photosynthetic flexibility