تاثیر غلظت‌های نمک طعام بر برخی ویژگی‌های مورفولوژیک و فیزیولوژیک سه گونه سالیکورنیا (Salicornia spp.) در شرایط کشت بدون خاک
الموضوعات :
اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی
بهروز طیبی
1
,
احمد قنبری
2
1 - گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
2 - استاد گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
تاريخ الإرسال : 12 الأحد , جمادى الثانية, 1440
تاريخ التأكيد : 05 الأربعاء , شعبان, 1440
تاريخ الإصدار : 19 السبت , شوال, 1440
الکلمات المفتاحية:
پتانسیل اسمزی,
پرولین,
کلروفیل,
محتوی نسبی آب,
کربوهیدرات‌ها,
ملخص المقالة :
به منظور مقایسه پاسخ های مورفولوژیک و فیزیولوژیک سه گونه سالیکورنیا به غلظت های کلرید سدیم، آزمایشی به صورت گلخانه ای انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل پنج غلظت نمک کلرید سدیم (5، 100، 200، 400 و 600 میلی مول بر لیتر) و سه گونه سالیکورنیا (Salicornia persica، S. perspolitanaوS. bigelovii) بودند. نتایج نشان داد که اثرات ساده شوری و گونه بر صفات پرولین، گلیسین بتائین، کربوهیدرات ها، کلروفیل a وb، محتوای نسبی آب، پتـانسیل اسمزی در شـاخسار، وزن خشک و وزن تر معنی دار بودند. همچنین، برهمکنش شوری و گونه بر صفات پرولین، گلیسین بتائین، کربوهیدرات ها، کلروفیل a وb، پتانسیل اسمزی شاخسار، وزن خشک و وزن تر معنی دار معنی دار شد. غلظت کربوهیدرات ها تا 400 میلی مول 70 تا 80 درصد افزایش و در 600 میلی مول بین 5 % تا 13% کاهش یافت. افزایش غلظت نمک تا 600 میلی مول باعث افزایش غلظت پرولین و گلیسین بتائین شد. پتانسیل اسمزی نیز با افزایش سطوح شوری از 3 تا 4 برابر منفی‌تر شد. محتوای کلروفیل های a و b تا 600 میلی مول کاهش یافتند. همچنین، در غلظت 200 میلی مول نمک در هر 3 گونه، وزن تر و وزن خشک به طور معنی دار، 2 تا 3 برابر نسبت به شاهد افزایش و در 600 میلی مول نمک وزن تر و وزن خشک حدود 60% تا 65% کاهش پیدا کردند. در مجموع، نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نمک در محیط ریشه، هر سه گونه با تجمع پرولین و گلیسین بتائین و از طریق کاهش پتانسیل اسمزی، در غلظت های بالای نمک زنده ماندند. گونه S. bigelovii در 600 میلی مول نمک بیشترین تجمع سدیم و کمترین تجمع عناصر پتاسیم، کلسیم و منیزیم را داشت. از طرف دیگر گونه S. perspolitana در 600 میلی مول نمک بیشترین تجمع عناصر پتاسیم، کلسیم و منیزیم را داشته و از نظر تجمع اسمولیت ها در سطوح شوری نسبت به سایر گونه ها برتری نشان داد.
المصادر:
· Ahmad, S.T., N.A.K.K. Sima, and H.H. Mirzaei. 2013. Effects of sodium chloride on physiological aspects of Salicornia persica growth. Journal of Plant Nutrition. 36(3): 401–414.
· Akcin, A., and E. Yalcin. 2016. Effect of salinity stress on chlorophyll, carotenoid content, and proline in Salicornia prostrata Pall. and Suaeda prostrata Pall. subsp. prostrata (Amaranthaceae). Brazilian Journal of Botany. 39(1): 101–106.
· Amor, N., K. Ben Hamed, A. Ben Debez, C. Grignon, and C. Abdelly. 2005. Physiological and antioxidant responses of the perennial halophyte Crithmum maritimum to salinity. Plant Science. 168(4): 889–899.
· Apse, M.P., and E. Blumwald. 2002. Engineering salt tolerance in plants. Current Opinion in Biotechnology. 13(2): 146–150.
· Arnon, A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal. 23: 112–121.
· Ashraf, M., and M.R. Foolad. 2007. Roles of glycine betaine and proline in improving plant abiotic stress resistance. Environmental and Experimental Botany. 59(2): 206–216.
· Ashraf, M., and A. Orooj. 2006. Salt stress effects on growth, ion accumulation and seed oil concentration in an arid zone traditional medicinal plant ajwain (Trachyspermum ammi [L.] Sprague). Journal of Arid Environments. 64(2): 209–220.
· Bates, L.S., R.P. Waldren, and I.D. Teare. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil. 39(1): 205–207.
· Benjamin, S. 2017. Growth and physiological responses of Atriplex lentiformis to variable levels of salinity. International Journal of Botany Studies. 2(5): 56–62.
· Benzarti, M., K. Rejeb, D. Ben Messedi, A. Mna, K. Ben Hessini, M. Ksontini, and A. Debez. 2014. Effect of high salinity on Atriplex portulacoides: Growth, leaf water relations and solute accumulation in relation with osmotic adjustment. South African Journal of Botany. 95: 70–77.
· Cavalcanti, F.R., J.P.M.S. Lima, S.L. Ferreira-Silva, R.A. Viégas, and J.A.G. Silveira. 2007. Roots and leaves display contrasting oxidative response during salt stress and recovery in cowpea. Journal of Plant Physiology. 164(5): 591–600.
Cheng, T., J. Chen, J. Zhang, S. Shi, Y. Zhou, and L. Lu. 2015. Physiological and proteomic analyses of leaves from the halophyte Tangut nitraria reveals diverse response pathways critical for high salinity tolerance. Frontiers in Plant Science. 6: 30-35.
· Davy, A.J., G.F. Bishop, and C.S.B. Costa. 2001. Salicornia L. (Salicornia pusilla J. Woods, S. ramosissima J. Woods, S. europaea L., S. obscura P.W. Ball and Tutin, S. nitens P.W. Ball and Tutin, S. fragilis P.W. Ball and Tutin and S. dolichostachya Moss). Journal of Ecology. 89(4): 681-707.
· Dubois, O. 2011. The state of the world’s land and water resources for food and agriculture: managing systems at risk. Earthscan.
· Flowers, T.J., and T.D. Colmer. 2008. Salinity tolerance in halophytes. New Phytologist. 179(4): 945–963.
· Flowers, T.J., H.K. Galal, and L. Bromham. 2010. Evolution of halophytes: multiple origins of salt tolerance in land plants. Functional Plant Biology. 37(7): 604–612.
· Flowers, T.J., R. Munns, and T.D. Colmer. 2014. Sodium chloride toxicity and the cellular basis of salt tolerance in halophytes. Annals of Botany. 115(3): 419–431.
· Glenn, E.P., and M.C. Watson. 1993. Halophyte crops for direct salt water irrigation. Towards the rational use of high salinity tolerant plants (379-385). Springer.
· Grigore, M.N., L. Ivanescu, and C. Toma. 2014. Halophytes: an integrative anatomical study. Springer.
· Hemantaranjan, A. 2016. Environmental physiology. Scientific Publishers.
· Hoagland, D.R., and D.I. Arnon. 1950. The water-culture method for growing plants without soil. Circular. California Agricultural Experiment Station. 347 (2nd edit).
· Horwitz, W., P. Chichilo, and H. Reynolds. 1970. Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists.
· Kafi, M., A. Borzooei, M. Salehi, A. Kamandi, A. Masoumi, and J. Nabati. 2010. Physiology of environmental stresses in plants. Jihad Daneshghahi of Mashhad Press. (In Persian).
· Kafi, M., and M.A. Khan. 2008. Crop and forage production using saline waters. Daya Publishing House.
· Karimi, G., M. Ghorbanli, H. Heidari, R.A.K. Nejad, and M.H. Assareh. 2005. The effects of NaCl on growth, water relations, osmolytes and ion content in Kochia prostrata. Biologia Plantarum. 49(2): 301–304.
· Katschnig, D., R. Broekman, and J. Rozema. 2013. Salt tolerance in the halophyte Salicornia dolichostachya Moss: growth, morphology and physiology. Environmental and Experimental Botany. 92: 32–42.
· Kerepesi, I., M. Toth, and L. Boross. 1996. Water-soluble carbohydrates in dried plant. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 44(10): 3235–3239.
· Khan, M.A., I.A. Ungar, and A.M. Showalter. 2000a. Effects of salinity on growth, water relations and ion accumulation of the subtropical perennial halophyte, Atriplex griffithii var. stocksii. Annals of Botany. 85(2): 225–232.
· Khan, M.A., I.A. Ungar, and A.M. Showalter. 2000b. Effects of sodium chloride treatments on growth and ion accumulation of the halophyte Haloxylon recurvum. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 31(17–18): 2763–2774.
· Khan, M.A., I.A. Ungar, and A.M. Showalter. 2000c. The effect of salinity on the growth, water status, and ion content of a leaf succulent perennial halophyte, Suaeda fruticosa (L.) Forssk. Journal of Arid Environments. 45(1): 73–84.
· Koyro, H.W., T. Hussain, B. Huchzermeyer, and M.A. Khan. 2013. Photosynthetic and growth responses of a perennial halophytic grass Panicum turgidum to increasing NaCl concentrations. Environmental and Experimental Botany. 91: 22–29.
· Martìnez, J.P., S. Lutts, A. Schanck, M. Bajji, and J.M. Kinet. 2004. Is osmotic adjustment required for water stress resistance in the Mediterranean shrub Atriplex halimus L? Journal of Plant Physiology. 161(9): 1041–1051.
· Moghaieb, R.E.A., H. Saneoka, and K. Fujita. 2004. Effect of salinity on osmotic adjustment, glycinebetaine accumulation and the betaine aldehyde dehydrogenase gene expression in two halophytic plants, Salicornia europaea and Suaeda maritima. Plant science. 166(5): 1345–1349.
· Pfisher, R. 2002. Limits to growth of salicornia bigelovii Torr at suboptimal salinity. PhD dissertation, University of Arizona, Tucson.
· Redondo-Gómez, S., E. Mateos-Naranjo, A.J. Davy, F. Fernández-Muñoz, E.M. Castellanos, T. Luque, and M.E. Figueroa. 2007. Growth and photosynthetic responses to salinity of the salt-marsh shrub Atriplex portulacoides. Annals of Botany. 100(3): 555–563.
· Rhoades, J.D., A. Kandiah, and A.M. Mashali. 1992. The use of saline waters for crop production. FAO.
· Sairam, R.K., K.V. Rao, and G.C. Srivastava. 2002. Differential response of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Science. 163(5): 1037–1046.
· Slama, I., T. Ghnaya, K. Hessini, D. Messedi, A. Savouré, and C. Abdelly. 2007. Comparative study of the effects of mannitol and PEG osmotic stress on growth and solute accumulation in Sesuvium portulacastrum. Environmental and Experimental Botany. 61(1): 10–17.
· Szabados, L., and A. Savoure. 2010. Proline: a multifunctional amino acid. Trends in Plant Science. 15(2): 89–97.
· Taibi, K., F. Taibi, L.A. Abderrahim, A. Ennajah, M. Belkhodja, and J.M. Mulet. 2016. Effect of salt stress on growth, chlorophyll content, lipid peroxidation and antioxidant defence systems in Phaseolus vulgaris L. South African Journal of Botany. 105: 306–312.
· Taiz, L., E. Zeiger, I.M. Møller, and A. Murphy. 2015. Plant physiology and development. Sunderland, MA: Sinauer Associates.
· Wang, L., W. Liang, J. Xing, F. Tan, Y. Chen, L. Huang, and W. Chen. 2013. Dynamics of chloroplast proteome in salt-stressed mangrove Kandelia candel (L.) Druce. Journal of Proteome Research. 12(11): 5124–5136.
· Zhu, J.K. 2003. Regulation of ion homeostasis under salt stress. Current Opinion in Plant Biology. 6(5): 441–445.
_||_
