تغییرات فراسنجه‌های فیزیولوژیکی کلزا در پاسخ به کاربرد 24-اپی‌براسینولید و نانواکسید روی تحت تنش شوری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 زراعت و اصلاح نباتات، کشاورزی و منابع طبیعی، محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

3 استاد، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، تخصص: فیزیولوژی گیاهان زراعی/ باکتری های محرک رشد/ تغذیه گیاهی/ تنش خشکی/ کلزا/ ذرت/ گندم/ تریتیکاله

4 مدیر دانشجویی دانشگاه، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

5 استادیار گروه اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی و داروئی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی

چکیده

این پژوهش با هدف تعیین اثر هورمون 24-اپی‌براسینولید و نانواکسید روی بر تحمل گیاهچه کلزا به تنش شوری طراحی و اجرا شد. در این راستا، آزمایشی گلخانه‌ای به صورت فاکتوریل بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1394 انجام شد. عوامل آزمایش عبارت بودند از: محلول‌پاشی برگی نانواکسیدروی (ppm0، 500 و 1000 از ZnO-NPs)، 24-اپی‌براسینولید (0، 15 و mg h-130) و تنش شوری (mM 0، 50 و 100 NaCl). نتایج نشان داد، تنش شوری موجب افزایش معنی‌دار میزان مالون‌دی‌آلدهید و کاهش قابل‌توجه وزن خشک و سطح برگ گیاهچه، پایداری غشا، بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم II (Fv/Fm) و فعالیت کاتالاز و پراکسیداز گردید. محلول‌پاشی توام 24-اپی‌براسینولید و نانواکسید ‌روی توانست اثرات زیان‌بار تنش اکسیداتیو ناشی از شوری را مرتفع نماید. به‌طوری که با تحریک فعالیت آنتی‌اکسیدان‌ها، محتوای مالون‌دی‌آلدهید کاهش و در مقابل، فراسنجه‌های وزن خشک و سطح برگ گیاهچه، محتوای نسبی آب برگ، پایداری غشا و Fv/Fm افزایش یافتند. از طرف دیگر، اثر منفی نانواکسیدروی در غلظتppm 1000 بر تولید ماده خشک و پایداری غشا مشاهده گردید. با توجه به این نتایج، به نظر می‌رسد که کاربرد (mg.ha-1 EBL 30 ppm ZnO-NPs + 500) بهترین نتیجه را در راستای تخفیف اثرات سوء تنش شوری در برداشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Changes in physiological parameters of rapeseed in response to application of 24-epibrassinolide and nano-zinc oxide under salinity stress

نویسندگان [English]

  • Shirin Mokari 1
  • Saeid Khomari 2
  • Raouf Seyed sharif 3
  • Esmail Goli-Kalanpa 4
  • Kambiz Azizpour 5
1 Agronomy and Plant Breeding, Agriculture and Natural Resources, Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Faculty of Agricultural Sciences, University of Mohaghegh Ardabili
3 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
5 Department of Agronomy and Medicinal Plants, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University, Tabriz, Iran
چکیده [English]

This research was conducted to determine the effects of 24-epibrassinolide and zinc oxide nano-particles (ZnO-NPs) on the salinity tolerance capability of canola seedling. In this regard, a factorial potting experiment was carried out based on randomized complete block design with three replications in year 2015. The experimental factors included foliar spray of ZnO-NPs (0, 500 and 1000 ppm), 24-epibrassinolide (0, 15 and 30 mg.ha-1) and salinity stress levels (0, 50 and 100 mM NaCl). According to results, salt stress caused to increase of malondialdehyde and considerable decrease of seedling dry weight and leaf area, membrane stability, quantum yield of photosystem II(Fv/Fm) and catalase and peroxidase activity. Co-application of 24-epibrassinolide and ZnO-NPs alleviated the salt stress mediated oxidative damage. Such that with promotion of antioxidant system, the malondialdehyde content and in contrast, the parameters of dry matter and leaf area, relative water content, membrane stability and Fv/Fm were increased. On the other hand, negative impact of ZnO-NPs at 1000 ppm on dry matter production and membrane stability was observed. According to results, it seems that co-application (30 mg.ha-1 EBL + 500 ppm ZnO-NPs) of these two compounds had the best result in order to ameliorate the deleterious impacts of salinity stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Antioxidant Enzymes
  • Lipid Peroxidation
  • quantum yield of photosystem II
  • membrane stability
Aebi, H. E. (1984). Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105, 121-126.
Arora, P., Bhardwaj, R. & Kanwar, M. K. (2010). 24-Epibrassinolide induced antioxidative defense system of Brassica juncea L. under Zn metal stress. Physiology & Molecular Biology of Plants,16: 285–293.
Belouchrani, A. S., Mameri, N., Abdi, N., Grib, H., Lounici, H. & Drouiche, N. (2016). Phytoremediation of soil contaminated with Zn using Canola (Brassica napus L.). Ecological Engineering, 95:43–49
Bybordi, A., Tabatabaei, S. J. & Ahmadev, A. (2010). Effect of salinity on the growth and peroxidase and IAA oxidase activities in canola. Journal of Food Agriculture & Environment, 8 (1):109-112.
Chen, W., Yang, X., He, Z., Feng, Y. & Hu, F. (2007). Differential changes in photosynthetic capacity, 77K chlorophyll fluorescence and chloroplast ultra structure between Zn-efficient and Zn-inefficient rice genotypes (Oryza sativa L.) under low Zn stress. Physiologia Plantarum, 132: 89–101.
Cicek, N. & Cakirlar, H. (2008). Effect of salt stress on some physiological and photosynthetic parameters at three different temperature in six soybean (Glycine max) cultivars. Journal of Agronomy & Crop Science, 194: 34-46.
Dietz, K. J. & Herth, S. (2011). Plant nanotoxicology. Trends in Plant Sciences, 16: 582–589.
Fariduddin, Q., Khalil, R.R.A. E., Mir, B. A., Yusuf, M. & Ahmad, A. (2013). 24-Epibrassinolid regulates photosynthesis, antioxidant enzyme activities and proline content of Cucumis sativus under salt and / or copper stress. Environmental Monitoring & Assessment, 185: 7845–7856.
Hajiboland, R. & Amirazad, F. (2010). Drought tolerance in Zn-deficient red cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata f. rubra ) plants. Horticultural Science, 37: 88–98.
10. Hajiboland, R. & Beiramzadeh, N. (2008). Growth, gas exchange and function of antioxidant defense system in two contrasting rice genotypes under Zn and Fe deficiency and hypoxia. Acta Biologica Szegediensis,52: 283–294.
11. Hayat, S., Ahmad, A. & Alyemeni, M. N. (2013). Salicylic acid: plant growth and development. Springer.
12. Hayat, Sh., Hasaa, S.A., Yusuf, M., Hayat, Q. & Ahmad, A. (2010). Effect of 28-homobrassinolide on photosynthesis, fluorescence and antioxidant system in the presence or absence of salinity and temperature in Vigna radiata. Environmental & Experimental Botany, 60: 105–112.
13. Mac-Adam, J. W., Nelson, C. J & Sharp, R. E. (1992). Peroxidase activity in the leaf elongation zone of tall fescue. Plant Physiology, 99: 872-878.
14. Miller, G., Suzuki, N., Ciftci-Yilmaz, S. & Mittler, R. (2010). Reactive oxygen species homeostasis and signalling during drought and salinity stresses. Plant Cell & Environment, 33: 453–467.
15. Mittler, R. (2002). Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science, 7: 405–410.
16. Morillon, R., Catteron, M., Sangwon, R. S., Sangwan, B. S. & Lassalles, J. P. (2001). Brassinolide may control aquaporin activities in Arabidopsis thaliana. Planta, 212: 199–204.
17. Nagajyoti, P. C., Sreekanth, T.V.M. & Lee, K. D. (2010). Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review. Environmental Chemistry Letters, 8: 199–216.
18. Rahmani, F., Peymani, A., Daneshvand, E. & Biparva, P. (2016). Impact of zinc oxide and copper oxide nano-particles on physiological and molecular processes in Brassica napus L. Indian Journal of Plant Physiology, 21(2): 122-128.
19. Sakurai, A., Yokota, T. & Clouse, S.D. (1999). Brassinosteroids Steroidal Plant Hormones. Springer, Tokyo.
20. Saneoka, H., Moghaieb, R. E. A., Premachandra, G. S. & Fujita, K. (2004). Nitrogen Nutrition and water stress effects on cell membrane stability and leaf water relation in Agrostis pabustris Huds. Environmental & Experimental Botany, 52: 131-138.
21. Sharma, P. N., Tripathi, A. & Bisht, S. S. (1995). Zinc requirement for stomatal opening in cauliflower. Plant Physiology, 107: 751-756.
22. Soliman, A. S., El-feky, S. A. & Darwish, E. (2015). Alleviation of salt stress on Moringa peregrina using foliar application of nanofertilizers. Journal Horticulture and Forestry, 7(2): 36-47.
23. Talaat, N. B. & Shawky, B. T. (2013). 24-Epibrassinolide alleviates salt- induced inhibition of productivity by increasing nutrients and compatible solutes accumulation and enhancing antioxidant system in wheat (Triticum aestivum L.). Acta Physiologiae Plantarum, 35: 729–740.
24. Vardhini, B. V. & Anjum, N. A. (2015). Brassinosteroids make plant life easier under abiotic stresses mainly by modulating major components of antioxidant defense system. Frontiers in Environmental Science, 2: 67.
25. Wang H, Liu R. L. & Jin J. Y. (2009). Effects of zinc and soil moisture on photosynthetic rate and chlorophyll fl uorescence parameters of maize. Biological Plantarum, 53: 191–194.
26. Wang, H. & Jin, J. Y. (2005). Photosynthetic rate, chlorophyll fluorescence parameters, and lipid peroxidation of maize leaves as affected by zinc deficiency. Photosynthetica, 43: 591–596.
27. Weatherley, P. E. (1995). Studies in water relation of cotton plants, the field measurement of water deficit in leaves. New Phytologist, 49: 81-87.
28. Weng, X. Y., Xu, H. X., Yang, Y. & Peng, H. H. (2008). Water-water cycle involved in dissipation of excess photon energy in phosphorus deficient rice leaves. Biologia Plantarum, 52: 307-313.
29. Yadava, P., Kausha, J., Gautam, A., Parmar, H. & Singh, I. (2016).  Physiological and Biochemical Effects of24-Epibrassinolide on Heat-Stress Adaptation in Maize (Zea mays L.). Natural Science, 8: 171-179.
30. Zaho, S. J., Xu, C. C. & Zou, Q. (1994). Improvements of the method for measurement of malondialdehyde in plant tissue. Plant Physiology Communications, 30: 207–210.