اثر امواج صوتی بر پاسخ‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه مریم گلی (Salvia splendens)

Subject Areas : Journal of Ornamental Plants

سلیم حیدری ¹ , محسن کافی ² , سپیده کلاته جاری ³ , مونا شفقتیان ⁴ , نفیسه ملاکریمی ⁵

1 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
2 - گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 - گروه باغبانی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
4 - گروه مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
5 - گروه باغبانی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

Received: 2020-01-08 Accepted : 2020-02-29 Published : 2020-03-01

Keywords: فضای سبز, تنش, آلاینده‌های محیط زیست, گلکاری, آلاینده صوتی,

Abstract :

گیاهان به ­دلیل غیر متحرک بودن به ­طور اجتناب­ ناپذیری تحت تاثیر استرس‌های محیطی هستند. امواج صوتی یکی از عوامل محیطی است که بر گیاهان اثر می‌گذارد. این مطالعه به­منظور درک رابطه بین گیاهان و امواج صوتی و پاسخ‌های آن‌ها که تاکنون ناشناخته مانده است طراحی گردید. برای این منظور گیاه مریم گلی (Salvia splendens)، یکی از گیاهان رایج در فضای سبز، تحت تاثیر امواج صوتی با فرکانس 1000 هرتز و شدت 90، 100 و 110 دسی بل به مدت یک ماه و هر روز یک ساعت قرار گرفت. گیاهچه‌ها از بذرهای کشت شده در محیط کشت MS بدست آمد و هر 20 روز یک بار واکشت صورت گرفت. زمان آغاز تیمار 15 روز پس از کشت بذور بود. نتایج اندازه‌گیری صفات رشدی و آنتی­اکسیدانی نشان داد که امواج صوتی با افزایش شدت صوت در فرکانس 1000 هرتز موجب افزایش رشد گیاه شدند. بیشترین طول ریشه، طول ساقه، وزن خشک، وزن تر در تیمار 110 دسی بل بدست آمد. امواج صوتی منجر به افزایش محتوی پروتئین و آنزیم­های آنتی­اکسیداتیو کاتالاز، پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز شد. محتوی مالون­دی­آلدهید به­عنوان شاخص تخریب غشای سلولی با افزایش شدت صوت افزایش نشان داد. به­طور کلی، گیاه مریم گلی با افزایش رشد و بهبود صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی به تنش امواج صوتی پاسخ داد.

References:

Aebi, H. 1984. Catalase in vitro. Methods in Enzymology, 105: 121-126.

Bradford,  M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of proteinutilizing the principle of protein/dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248- 254.

Bochu, W., Yoshikoshi A. and Sakanishi, A. 1998. Carrot cell growth response in a stimulated ultrasonic environment. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 12: 89-95.

Cai, W., He, H., Zhu, S. and Wang, N. 2014. Biological effect of audible sound control on mung bean (Vigna radiate) sprout. BioMed Research International, 2: 931740.

Cho, U.H. and Seo, N.H. 2005. Oxidative stress in Arabidopsis thaliana exposed to cadmium is due to hydrogen peroxide accumulation. Plant Science, 168: 113-120.

Chowdhury, M.E.K., Lim, H. and Bae, H. 2014. Update on the effects of sound wave on plants. Research in Plant Disease, 20: 1-7.

Clebsch, B. and Barner, C.D. 2003. The new book of salvias: Sages for every garden. Timber Press, pp. 344.

Hassanien, R.H., Hou, T.Z., Li, Y.F. and Li, B.M. 2014. Advances in effects of sound waves on plants. Journal of Integrated Agriculture, 13 (2): 335-348.

Heath, R.L. and Parker, L. 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125: 189-198.

Heidari, S., Fotouhi, R., Zavareh, M. and Kafi, M. 2019. Flowering, physiological and biochemical responses of two Echinacea species to drought stress. Agriculturae Conspectus Scientificus, 84 (3): 263-270.

Li, B., Wei, J., Wei, X., Tang, K., Liang, Y., Shu, K. and Wan, B. 2008. Effect of sound wave stress on antioxidant enzyme activities and lipid peroxidation of Dendrobium candidum. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 63: 269-275.

Liu, H., Shen, S., Fang, X., Fu, Q., Huang, K., Chen, Y., Yu, H., Zhao, Y., Zhang, L., Jin, L. and Ruan, S. 2013. Heat stress induced response of the proteomes of leaves from Salvia splendens ‘Vista’ and ‘King’. Proteome Science, 11 (1): 25.

Mac Adam, J.W., Nelson, C.J. and Sharp, R.E. 1992. Peroxidase activity in the leaf elongation zone of tallfescue. Plant Physiology, 99: 872-878.

Mittler, R. 2002. Oxidative stress, antioxidants and stress tolerance. Trends in Plant Science, 7: 405-410.

Nakano, Y. and Asada, K. 1981. Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and Cell Physiology, 22: 867-880.

Qin, Y., Lee, W.Y., Choi, Y.C. and Kim, T. 2003.  Biochemical and physiological changes in plants as a result of different sonic exposures. Ultrasonics, 41: 407-411.

Sharma, P., Jha, A.B., Dubey, R.S. and Pessarakli, M. 2012. Reactive oxygen species, oxidative damage, and antioxidative defense mechanism in plants under stressful conditions. Journal of Botany, 1: 34-59.

Xiaocheng, Y., Bochu, W. and Chuanren, D. 2003. Effects of sound stimulation on energy metabolism of Actinidia chinensis callus. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 30: 67-72.

Xiujuan, W., Bochu, W., Yi, J., Defang, L., Chuanren, D., Xiaocheng, Y. and Sakanishi, A. 2003. Effects of sound stimulation on protective enzyme activities and peroxidase isoenzymes of chrysanthemum. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 27: 59-63.

Yi, J., Bochu, W., Xiujuan, W., Daohong, W., Chuanren, D., Toyama, Y. and Sakanishi, A. 2003. Effect of sound wave on the metabolism of chrysanthemum roots. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 29: 115-118.

Yiyao, L., Bochu, W. and Hucheng, Z. 2000. The biological effects of plants caused by environmental stress stimulation. Letters in Biotechnology, 11 (3): 219-222.

Yiyao, L., Bochu, W., Xuefeng, L., Chuanren, D. and Sakanishi, A. 2002. Effects of sound field on the growth of Chrysanthemum callus. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 24: 321-326.

Zhao, H.C., Wu, J., Xi, B.S. and Wang, B.C. 2002. Effects of sound-wave stimulation on the secondary structure of plasma membrane protein of tobacco cells. Colloids Surfaces B: Biointerfaces, 25: 29–32.