مجله پژوهش در متابولیت‌های  گیاهی

مجله پژوهش در متابولیت‌های گیاهی

تأثیر تنش طولانی‌مدت غلظت‌های مختلف کلریدسدیم بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی شمعدانی معطر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
کارشناس فضای سبز سازمان سیما، منظر و فضای سبز شهرداری شیراز
چکیده
شوری از عوامل محدودکننده رشد گیاهان است و این پژوهش به بررسی پاسخ‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی شمعدانی معطر در بستر پیت تحت تنش شوری ناشی از کلریدسدیم پرداخت. نتایج نشان داد که با افزایش شوری بستر (از 62/0 تا 72/3 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر)، غلظت سدیم (۴ تا ۱۶ برابر) و کلر (۴ تا ۶ برابر) در برگ‌ها به طور معنی‌داری افزایش یافت، درحالی که غلظت پتاسیم در سطوح شوری بالاتر (42/2 تا 72/3 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر) ۲۰ تا ۲۷ درصد کاهش نشان داد (تغییری در سطوح پایین‌تر مشاهده نشد). افزایش شوری از 42/2 تا 72/3 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر همچنین باعث کاهش وزن تر گیاه (۲۵ تا ۶۵ درصد)، ارتفاع گیاه (۱۰ تا ۳۷ درصد) و سطح برگ (۱۵ تا ۵۵ درصد) شد. با این وجود، محتوای نسبی آب برگ‌ها تغییری نکرد و هیچ نشانه‌ای از آسیب ظاهری مانند لکه‌های قهوه‌ای در هیچ سطح شوری دیده نشد. ازنظر رنگیزه‌ها، محتوای کلروفیل‌ها متناسب با غلظت نمک کاهش یافت، اما محتوای کاروتنوئیدها تحت تأثیر قرار نگرفت. در مقابل، سطوح آنتوسیانین‌ها به ویژه در غلظت‌های بالای نمک به طور معنی‌داری افزایش یافت و در بالاترین شوری (72/3 میلی‌زیمنس بر سانتیمتر) حدود 5/2 برابر نسبت به شاهد بیشتر بود. به طور کلی، یافته‌ها حاکی از آن است که انباشت آنتوسیانین‌ها در برگ‌های شمعدانی ممکن است نقشی کلیدی در کاهش اثرات نامطلوب تنش شوری داشته باشد و این گیاه تحمل نسبی به شوری نشان می‌دهد، به‌طوری‌که می‌توان آن را در بسترها یا خاک‌های آلوده به کلریدسدیم با سطوح کمتر از 75/1 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر کشت نمود.
کلیدواژه‌ها

 
Ashraf, M., & Foolad, M. R. (2007). Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany, 59(2), 206–216.
Ashraf, M., & Harris, P. J. C. (2004). Potential biochemical indicators of salinity tolerance in plants. Plant Science, 166(1), 1–3.
Carillo, P., Annunziata, M. G., Pontecorvo, G., Fuggi, A., & Woodrow, P. (2011). Salinity stress and salt tolerance. In A. K. Shanker & B. Venkateswarlu (Eds.), Abiotic stress in plants—mechanisms and adaptations (pp. 21–38). InTech.
Cassaniti, C., Romano, D., & Flowers, T. J. (2012). The response of ornamental plants to saline irrigation water. In I. García-Garizábal (Ed.), Irrigation-water management, pollution and alternative strategies (pp. 131–139). InTech.
Chazen, O., & Neumann, P. M. (1994). Hydraulic signals from the roots and rapid cell wall hardening in growing maize leaves, are primary responses to PEG induced water deficit. Plant Physiology, 104(4), 1385–1392.
Cramer, G. R., & Bowman, D. C. (1991). Kinetics of maize leaf elongation 1. Indirect yield threshold limit short term steady stead elongation rates after exposure to salinity. Journal of Experimental Botany, 42(11), 1417–1426.
Cunningham, M. A., Snyder, E., Yonkin, D., Ross, M., & Elsen, T. (2008). Accumulation of deicing salts in soils in urban environment. Urban Ecosystems, 11(1), 17–31.
Dkhil, B. B., & Denden, M. (2012). Effect of salt stress on growth, anthocyanins, membrane permeability and chlorophyll fluorescence of okra (Abelmoschus esculentus L.) seedlings. American Journal of Plant Physiology, 7(4), 174–183.
Eryilmaz, F. (2006). The relationships between salt stress and anthocyanin content in higher plants. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 20(1), 47–52.
Hayat, S., Hayat, Q., Alyemeni, M. N., Wani, A. S., Pichtel, J., & Ahmed, A. (2012). Role of proline under changing environments. Plant Signaling & Behavior, 7(11), 1–11.
Hiscox, J. D., & Israelstam, G. F. (1979). A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration. Canadian Journal of Botany, 57(11), 1332–1334.
Hughes, N. M., Reinhardt, K., Field, T. S., Gerardi, A. R., & Smith, W. K. (2010). Association between winter anthocyanin production and drought stress in angiosperm evergreen species. Journal of Experimental Botany, 61(6), 1699–1709.
Jamil, M., Rehman, S., Lee, K. J., Kim, J. M., Kim, H. S., & Rha, E. S. (2007). Salinity reduced growth PS2 photochemistry and chlorophyll content in radish. Scientia Agricola, 64(2), 111–118.
Karlen, D. L. (Ed.). (1998). Handbook of reference methods for plant analysis. CRC Press, Taylor & Francis Group.
Khavari-Nejad, R. A., Bujar, M., & Attaran, E. (2008). Evaluation of anthocyanin contents under salinity (NaCl) stress in Bellis perennis L. In M. A. Khan & D. J. Weber (Eds.), Ecophysiology of high salinity tolerant plants (pp. 124–134). Springer.
Kotuby-Amacher, J., Koenig, R., & Kitchen, B. (2000). Salinity and plant tolerance (AGSO-03). Utah State University Extension. 
Lu, C., Qiu, N., Lu, Q., Wang, B., & Kuang, T. (2002). Does salt stress lead to increased susceptibility of photosystem II to photoinhibition and changes in photosynthetic pigment composition in halophyte Suaeda salsa grown outdoors? Plant Science, 163(5), 1063–1068.
Mahajan, S., & Tuteja, N. (2005). Cold, salinity and drought stresses: an overview. Archives of Biochemistry and Biophysics, 444(2), 139–158.
Meloni, D. A., Oliva, M. A., Martinez, C. A., & Cambra, J. (2003). Photosynthesis and activity of superoxide dismutase, peroxidase and glutathione reductase in cotton under salt stress. Environmental and Experimental Botany, 49(1), 69–76.
Miyamoto, S. (2008). Salt tolerance of landscape plants common to the southwest (Report TR-316). Texas A&M University System.
Munns, R., & Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology, 59, 651–681.
Neumann, P. M. (1993). Rapid and reversible modification of extension capacity of cell walls in elongating maize leaf tissue responding to root addition and removal of NaCl. Plant, Cell & Environment, 16(9), 1107–1114.
Roy, S. J., Negrão, S., & Tester, M. (2014). Salt resistant crop plants. Current Opinion in Biotechnology, 26, 115–124.
Schultz, H. R., & Matthews, M. A. (1993). Growth, osmotic adjustment, and cell wall mechanics of expanding grape leaves during water deficits. Crop Science, 33(2), 287–294.
Tavakkoli, E., Rengasamy, P., & McDonald, G. K. (2010). High concentration of Na⁺ and Cl⁻ ions in soil solution have simultaneous detrimental effects on growth of faba bean under salinity stress. Journal of Experimental Botany, 61(15), 4449–4459.
Tavakkoli, E., Fatehi, F., Coventry, S., Rengasamy, P., & McDonald, G. K. (2011). Additive effects of Na⁺ and Cl⁻ ions on barley growth under salinity stress. Journal of Experimental Botany, 62(6), 2189–2203.
Türkan, I., & Demiral, T. (2009). Recent developments in understanding salinity tolerance. Environmental and Experimental Botany, 67(1), 2–9.
Veatch-Blohm, M. E., Malinowski, M., & Keefer, D. (2012). Leaf water status, osmotic adjustment and carbon assimilation in colored calla lilies in response to saline irrigation. Scientia Horticulturae, 144, 65–73.
Verslues, P. E., & Sharma, S. (2010). Proline metabolism and its implications for plant-environment interaction. The Arabidopsis Book, 8, e0140. doi:10.1199/tab.0140
Verslues, P. E., Agarwal, M., Katiyar-Agarwal, S., Zhu, J., & Zhu, J. K. (2006). Methods and concepts in quantifying resistance to drought, salt and freezing, abiotic stresses that affect plant water status. The Plant Journal, 45(4), 523–539.
Wahid, A., & Ghazanfar, A. (2006). Possible involvement of some secondary metabolites in salt tolerance of sugarcane. Journal of Plant Physiology, 163(7), 723–730.
Wallender, W. W., & Tanji, K. K. (Eds.). (2012). Agricultural salinity assessment and management (2nd ed.). American Society of Civil Engineers.
Wang, H., Arakawa, O., & Motomura, Y. (2000). Influence of maturity and bagging on relationship between anthocyanin accumulation and phenylalanine ammonia-lyase (PAL) activity in ‘Jonathan’ apples. Postharvest Biology and Technology, 19(2), 123–128.
Weatherly, P. E. (1950). Studies in water relation of cotton plants. The measurement of water deficits in leaves. New Phytologist, 49(1), 81–97.
Weinhold, F., & Scharpf, H. C. (1997). Tolerance of ornamental plants to salt, sodium and chloride in potting substrates containing compost made of separately collected organic residues. Acta Horticulturae, 450, 221–228.
Wellburn, A. R. (1994). The spectral determination of chlorophylls a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. Journal of Plant Physiology, 144(3), 307–313.
Xiong, L., & Zhu, J. K. (2002). Salt tolerance. The Arabidopsis Book, 1, e0048. doi:10.1199/tab.0048