پديد آورندگان :
رسولي، فاطمه دانشگاه صنعتي شاهرود , قلي پور، منوچهر دانشگاه صنعتي شاهرود - گروه زراعت , جهانبين، كامبيز دانشگاه صنعتي شاهرود - گروه صنايع غذايي , اصغري، حميدرضا دانشگاه صنعتي شاهرود - گروه زراعت
چكيده فارسي :
سابقه و هدف
در زراعت گياهان دارويي توليد متابوليت ها بسيار حائز اهميت مي باشد. از اين رو استفاده از برخي مواد در جهت افزايش رشد و ميزان توليد متابوليت هاي ثانويه مورد توجه واقع شده است. اليسيتور ها به طور كارآمدي براي افزايش توليد متابوليت هاي ثانويه در گياهان دارويي مورد استفاده قرار مي گيرند. اليسيتور ها مي توانند تغييرات فيزيولوژيكي را در گياه القا نمايند. استعمال خارجي تركيباتي مثل اسيد جاسمونيك و اسيد ساليسيليك باعث القا تنش كاذب در گياه شده و پاسخ هاي دفاعي آن را بر مي انگيزد. گياه در پاسخ به تنش اكسيداتيو ايجاد شده، ميزان بيان ژن هاي آنتي اكسيداني را زياد نموده و بدنبال آن، فعاليت آنتي اكسيدان هاي آنزيمي و غير آنزيمي (اغلب جنبه ي دارويي دارند) افزايش پيدا مي كند. بنابراين هدف از انجام اين آزمايش، بررسي اثر اسيد ساليسيليك و اسيد جاسمونيك در القاي تنش اكسيداتيو، و افزايش مقاومت و عملكرد در سرخارگل بود.
مواد و روش ها
آزمايش حاضر در سال زراعي 1395-1394 در دانشكده كشاورزي دانشگاه صنعتي شاهرود در سه تكرار و در قالب طرح بلوك هاي كامل تصادفي با 12 تيمار انجام شد. تيمار هاي آزمايشي شامل محلول پاشي با چهار غلظت اسيد جاسمونيك (0، 5 20 و 50 ميكرومولار) ، سه غلظت اسيد ساليسيليك (0، 0/5 و 1 ميلي مولار) و محلول پاشي هر دوي آن ها [ (5ja-0. 5 sa, 20 ja-0. 5 sa و 50 ja- 0. 5 sa) و (5ja-1 sa, 20 ja-1 sa و 50 ja- 1sa) ] با فاصله زماني 10 روز از زمان ورود به فاز زايشي بود، كه در سه نوبت تكرار گرديد. . القاي تنش اكسيداتيو از طريق اندازه گيري فعاليت NADPH اكسيداز و غلظت پراكسيد هيدروژن، افزايش مقاومت از طريق اندازه گيري فعاليت آنزيم هاي آنتي اكسيداني از جمله كاتالاز، گاياكول پراكسيداز، پلي فنل اكسيداز و آسكوربات پراكسيداز و فعاليت آنتي اكسيدان هاي غير آنزيمي از جمله فنل كل و اسيد آسكوربيك گلبرگ نشان داده شد؛ در نهايت تاثيرپذيري پروتئين محلول برگ، كلروفيل a و b، وزن خشك برگ و عملكرد وزن خشك گل از محلول پاشي سنجيده شد.
يافته ها
نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه محلول پاشي كليه صفات مورد بررسي را به طور معني داري تحت تاثير قرار داد.
بيشترين ميزان فعاليت NADPH اكسيداز در تيمار 20ja-1 sa مشاهده شد كه 1/6 برابر شاهد بود. بيشترين غلظت پراكسيد هيدروژن در تيمار هاي پنج ميكرو مولار اسيد جاسمونيك و نيم ميلي مولار اسيد ساليسيليك مشاهده شد. بيشترين ميزان فعاليت آنزيم كاتالاز در تيمار 20 ميكرو مولار اسيد جاسمونيك با ميانگين 0/021 ميكرومول بر دقيقه بر گرم وزن تر بافت مشاهده شد. بيشترين و كمترين ميزان فعاليت آنزيم گاياكول پراكسيداز در برگ به ترتيب در تيمار 20 ميكرو مولار اسيد جاسمونيك-يك ميلي مولار اسيد ساليسيليك و تيمار شاهد با ميانگين 0/205 و 0/038 ميكرومول بر دقيقه بر گرم بافت بدست آمد. بيشترين ميزان فعاليت آسكوربات پراكسيداز به تيمار 20 ميكرو مولار اسيد جاسمونيك-يك ميلي مولار اسيد ساليسيليك با ميانگين 0/29 ميكرو مول بر دقيقه بر گرم بافت تر برگ تعلق داشت كه تقريبا 2 برابر شاهد بود. بيشترين ميزان فنل كل در تيمار نيم ميلي-مولار اسيد ساليسيليك مشاهده شد كه حدود 3/68 برابر شاهد بود. بالاترين ميزان اسيد آسكوربيك در شرايط اعمال تيمار پنج ميكرو مولار اسيد جاسمونيك -نيم ميلي مولار اسيد ساليسيليك حاصل گرديد كه 4/68 برابر شاهد بود.
نتايج
اليسيتور ها شبكه اي از ترارساني علامت را القا مي كنند كه با تشخيص مولكول هاي اليسيتور توسط پذيرنده شروع مي شوند، بدنبال آن اسيدي شدن سيتوپلاسم و افزايش pH خارج سلول را سبب مي گردند؛ فعاليت NADPH اكسيداز مسئول توليد گونه هاي اكسيژن فعال افزايش يافت و توليد پراكسيد هيدروژن يكي از گونه هاي فعال اكسيژن افزايش يافت، فعاليت آنتي اكسيدان هاي آنزيمي و غير آنزيمي از جمله ميزان فنل ها و اسيد آسكوربيك افزايش يافت. افزايش فعاليت سيستم هاي دفاعي در گياه باعث بوجود آمدن شرايط مطلوب براي فعاليت هاي ساخت و ساز گياه نظير افزايش ميزان كلروفيل هاي a و b و افزايش ميزان پروتئين محلول و در نهايت افزايش وزن خشك برگ و گل گياه گرديد.
چكيده لاتين :
Background and objectives: The production of metabolites in medicinal plants farming is very important. Therefore, the application of some materials for increasing growth and production of secondary metabolites has driven attention. Elicitors are efficiently applied for increasing secondary metabolites production in medicinal plants. Elicitors can induce physiological changes in plant. Exogenous application of the compounds like jasmonic acid and salicylic acid causes induction of virtual stress in plant and triggers defensive responses. In response to created oxidative stress, plant increases the expression of antioxidant genes followed by an increase in activity of enzymatic and non-enzymatic antioxidants (mostly have medicinal properties). Accordingly, this experiment was aimed at studying the jasmonic acid and salicylic acid effects on induction of oxidative stress and increasing resistance and yield of Echinacea.
Materials and methods: The present experiment was conducted as randomized complete blocks design with 12 treatments and three replications in Agriculture Faculty of Shahrood University of Technology in 2015-2016. Experimental treatments were spraying the jasmonic acid with 4 concentrations (0, 5, 20 and 50 micromolar), the salicylic acid with 3 concentrations (0, 5.0 and 1 milimolar) and spraying both of them [(5ja-0.5 sa, 20 ja-0.5 sa and 50 ja- 0.5 sa) and (5ja-1 sa, 20 ja-1 sa and 50 ja- 1sa)] three times with ten-day intervals, starting from reproductive stage initiation. The induced oxidative stress was presented by measuring NADPH oxidase activity and oxygen peroxide concentration, increasing resistance measured by antioxidant enzymes activity including catalase, guaiacol peroxidase, poly phenol oxidase, ascorbate peroxidase, and non-enzymatic antioxidant activity including total phenol and petal ascorbic acid; finally, the reaction of leaf soluble protein, chlorophyll a and b, leaf dry weight and dry flower yield to spraying was measured.
Results: The analysis of variance results indicated that spraying affected significantly all studied traits. The highest amount of NADPH oxidase was observed for treatment 20ja-1sa which was 1.6 times of control. The highest concentration of oxygen peroxide was seen for treatments 5 micromolar jasmonic acid and 0.5 milimolar salicylic acid. The top amount of catalase enzyme activity was found for 20 micromolar jasmonic acid treatment with an average of 0.021 micromole per minute per gram fresh tissue. The highest and the lowest activity of leaf guaiacol peroxidase were observed for 20 micromolar jasmonic acid-1 milimolar salicylic acid and control treatments, with average of 0.205, and 0.038 micromole per minute per gram tissue, respectively. The top value of ascorbate peroxidase activity was found for 20 micromolar jasmonic acid-1 milimolar salicylic acid treatment with an average of 0.29 micromole per minute per gram fresh leaf tissue, which was almost twofold of control. The greatest amount of total phenol was obtained for 0.5 milimolar salicylic acid which appeared to be 3.68 times of control. The greatest amount of ascorbic acid was observed for five micromolar jasmonic acid-0.5 milimolar salicylic acid treatment which appeared to be 4.68 times of control.
Conclusion: Elicitors induce the transduction signal network. Following that, cytoplasm acidification and increase in amount of extra cellular pH take place. The NADPH oxidase activity, responsible for production of reactive oxygen species, increased and production of H2O2, one of the reactive oxygen species, got enhanced. The activity of enzymatic and non-enzymatic antioxidants such as phenols and acid ascorbic concentrations promoted. Increasing the activity of defense systems in plant causes the creation of favorable conditions for construction activities such as enhancing the amount of chlorophyll a and b, and soaring soluble protein content and finally increasing the weight of leaf and flower of plant.
