اثر تنش کمبود آب و تیمار بیولوژیک بذر بر شاخص‌های فیزیولوژیک و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه دارویی مخلصه (Tanacetum persicum (Boiss.) Mozaff)

محورهای موضوعی : اکوفیزیولوژی گیاهان زراعی

فاطمه بهمۀ ¹ (کارشناس ارشد علوم تکنولوژی بذر، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.)
عبدالرزاق دانش شهرکی ² (استادیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران)
زهرا لری گوئینی ³ (استادیار گروه مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، پژوهشکده علوم پایه سلامت،دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد، شهرکرد، ایران.)
مهدی قبادی نیا ⁴ (استادیار گروه آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.)

تاریخ دریافت : 1396/11/21 تاریخ پذیرش : 1397/08/04 تاریخ انتشار : 1397/08/01

کلید واژه: تنش خشکی, کشاورزی پایدار, پایداری غشای سلولی, باکتری های ارتقا دهنده رشد,

چکیده مقاله :

ﮐﺸﺖ ﮔﯿﺎﻫﺎن داروﯾﯽ به منظور استفاده از ترکیبات دارویی حاصل از آنها و حفظ ذخایر ژنتیکی و تنوع در زیست‌بوم، اهمیت ویژه‌ای دارد. گیاه مخلصه از جمله گیاهان دارویی است که از خواص دارویی و آنتی‌اکسیدانی برخوردار می‌باشد. به‌منظور بررسی اثر تلقیح بذر با باکتری‌های ریزوسفری ارتقا دهنده رشد، شاخص‌های فیزیولوژیک و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاه دارویی مخلصه تحت تنش کمبود آب، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، به‌صورت گلدانی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد در خرداد ماه 1395 انجام شد. فاکتورهای آزمایشی شامل آبیاری 100 درصد آبیاری کامل (شاهد)، 75 درصد آبیاری کامل و 50 درصد آبیاری کامل تلقیح بذر با باکتری در 7 سطح مشتمل بر شاهد(عدم تلقیح باکتریایی)، تلقیح بذربا باکتری‌های Azotobacter chroococcum،Bacillus amyloliquefaciens،strain Asp. Bacillus، strain B sp. Bacillus،Pseudomonas fluorescence، Pseudomonas putidaبودند. نتایج نشان داد تیمارهای تلقیح باکتریایی در شرایط تنش اثر معنی‌داری بر تمام صفات مورد بررسی داشتند (01/0p≤). تیمار تلقیح باکتریایی chroococcumAzotobacter بیشترین تاثیر را بر میزان کلروفیل a، کاروتنوئیدها، عملکرد بیولوژیک، عملکرد اسانس و آنتوسیانین (µmol.ml-1 020/0)، strain A sp. Bacillus با افزایش 5/2 برابری میزان پرولین نسبت به شاهد بیشترین تاثیر را بر میزان پرولین و strain B sp. Bacillus بیشترین تاثیر را بر فعالیت آنتی‌اکسیدانی (μg.ml-1 32/5 :IC50) داشتند. همچنین، fluoresence Pseudomonasموجب افزایشمیزان کاروتنوئیدها در تنش 50 درصد آبیاری کامل و Pseudomonas putida بیشترین تاثیر را بر میزان کلروفیل b، کلروفیل کل، پایداری غشا و محتوای نسبی آب برگ داشتند. با توجه به نتایج این بررسی‌ تلقیح باکتریایی بذر مخلصه با باکتری‌های Azotobacter و Pseudomonas به ویژه در روش‌های کشت کم آبیاری جهت تخفیف اثرات تنش خشکی قابل استفاده است.

چکیده انگلیسی:

Growing medicinal plants is important for utilizing their drug precursors, and preserving the genetic resources and diversity in the ecosystem. Tansyis one of the medicinal plants with its valuable therapeutic and antioxidant properties. To investigate the effect of plant growth promoting rhizobacteria on the physiological indices and antioxidant activity of tansyunder water deficit stress, a factorial pot experiment was conducted in a randomized complete block design at the Experimental Farm of Shahrekord University in 2016. The factors consisted at water deficit at three levels: full irrigation (control), 75% full irrigation and 50% full irrigation; and seed biopriming treatments at seven levels: non-bacterial inoculation (control), Azotobacter chroococcum, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus sp. strain A., Bacillus sp. strain B., Pseudomonas fluorescens and Pseudomonas putida. The results showed that bacterial inoculation treatments had a significant effect on all of the analyzed traits (p≤0.01). Azotobacter chroococcum inoculation had the most significant effect on chlorophyll a and carotenoids contents, biological yield, essential oil yield, and anthocyanin contents (0.020 µmol.ml-1). Bacillus sp. strain A showed a 2.5-fold increase in proline content compared to that of control, and Bacillus sp. strain B had the greatest effect on antioxidant activity (IC50 5.32 μg.ml-1). Moreover, Pseudomonas fluorescence increased the carotenoids content in 50% full irrigation treatment, and Pseudomonas putida had the highest effect on chlorophyll b and total chlorophyll contents, membrane stability, and leaf relative water content. The results revealed that the inoculation of Tansyseeds with Azotobacter and Pseudomonas bacteria, especially in deficit irrigation practices, is recommended to alleviate the adverse effects of water stress.

منابع و مأخذ:

• · Ahmadi, A., P. Ehsanzadeh, and F. Jabbari. 2007. Introduction to plant physiology. University of Tehran Press. 651 pp. (In Persian).


• · Akbari, Sh., M. Kafi, and Sh. Rezvan-Beidokhti. 2016. The effects of drought stress on yield, yield components and anti-oxidant of two garlic (Allium sativum L.) ecotypes with different planting densities. Iranian Journal of Field Crops Research. 8 (1): 95-106. (In Persian).


• · Ali, S., M. Hamza, G. Amin, M. Fayez, M. El-Tahan, M. Monib, and N. Hegazi. 2005. Production of bio fertilizers using baker’s yeast effluent and their application to wheat and barley grown in north Sinai deserts. Archives of Agronomy and Soil Sciences. 51(6): 589-604.


• · Anonymous. 1993. Published on the recommendation of the medicines commission pursuant to the medicines Act 1968. British Pharmacopoeia. https://books.google.com/ books?id


• · Arnon, D.I. 1975. Physiological principles of dry land crop production in physiological aspects of dry land farming. Oxford Press. 145 pp.


• · Arshad, M., B. Shaharoona, and T. Mahmood. 2008. Inoculation with Pseudomonas spp. containing ACC-Deaminase partially eliminates the effects of drought stress on growth, yield, and ripening of pea (Pisum sativum L.). Pedosphere. 18(5): 611-620.


• · Bates, I.S., R.P. Waldern, and I.D. Teare. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil. 39(1): 205-207.


• · Bellingham, B.K. 2009. Method for irrigation scheduling based on soil moisture data acquisition. Irrigation district sustainability strategies to meet the Challenges. U.S. Committee on Irrigation and Drainage. 383pp.


• · Burd, G.I., D.G. Dixon, and B.R. Glick. 1998. A plant growth-promoting bacterium that decreases nickel toxicity in seedlings. Journal of Applied and Environmental Microbiology. 64(10): 3663–3668.


• · Diby, P., and Y.R. Sharma. 2005. Pseudomonas fluorescens mediated systematic resistance in black pepper (Piper nigrum L.) is driven through an elevated synthesis of defense enzymes. Archives of Phytopathology and Plant Protection 38 (2): 139-149.


• · Ghasemi, A. 2010. Medicinal and aromatic herbs (recognition and their effects). Shahrekord Islamic Azad University Press. 574pp. (In Persian).


• · Hadj-Seyed-Hadi, M. R., N. Khodabandeh, N. Yasa, and M.T. Darzi. 2002.Effects of sowing date and plant density on flower yield and active substance in Chamomile. Iranian Journal of Crop Sciences. 4(3):208-217. (In Persian).


• · Hamisi, M., F. Sefidkon, M. Nasri, and M.H. Lebaschi. 2012. Effects of different amounts of nitrogen, phosphor and bovine fertilizers on essential oil content and composition of Tanacetum parthenium L. Iranian Journal of Medical and Aromatic Plants. 28 (3): 399-410. (In Persian).


• · Horvath, E., G. Szalai, and T. Janda. 2007. Induction of abiotic stress tolerance by salicylic acid signaling. Journal of Plant Growth Regulation. 26: 290-300.


• · Khosravi, M., A. Danesh-Shahraki, M. Ghobadinia, and K. Saeidi. 2018. The effect of seed bio-priming treatments on morphological indices of Moldavian balm (Dracocephalum moldavica L.) under water deficit stress. Environmental Stresses in Crop Sciences.11(2): 353-363.


• · Kim, D.O., K.W. Lee, H.J. Lee, and C.Y. Lee. 2002. Vitamin C equivalent antioxidant capacity (VCEAC) of phenolic phytochemicals. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50(13): 3713-3717.


• · Lichtenthaler, H.K., and C. Buschman. 2001. Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy. In: Wrolstad R.e. (ed) CurrentProtocolsinFoodAnalyticalChemistryJhonWileyandSons,Inc.NewYork.


• · Liu, J., Z. Xia, M. Wang, X. Zhang, T. Yang, and J. Wu. 2013. Overexpression of a maize E3 ubiquitin ligase gene enhances drought tolerance through regulating stomatal aperture and antioxidant system in transgenic tobacco. Plant Physiology and Biochemistry. 73: 114-120.


• · Martinez, J.P.H., J. Silva, F. Ledent, and M. Pinto. 2007. Effect of drought stress on the osmoting adjustment cell wall elasticity and cell volume of six cultivars of commonbeans(Phaseolus vulgarisL.).EuropeanJournalofAgronomy.26(1):30-38.


• · Moein, S., B. Farzami, S. Khaghani, M.R. Moein, and B.A. Larijani. 2007. Antioxidant properties and protective effect on cell cytotoxicity of Salvia mirzayani. Pharmaceutical Biology. 45(6): 458-463.


• · Mozaffarian, V. 2012. Identification of medicinal and aromatic plants of Iran. Farhange Moaser Publishers, Tehran. 1444pp.


• · Pérez -Pérez, J.G., J.M. Robles, J.C. Tovar, and P. Botía. 2009. Response to drought and salt stress of lemon ‘Fino 49’ under field conditions: Water relations, osmotic adjustment and gas exchange. Scientia Horticulturae. 122 (1): 83-90.


• · Roshani, M., M. Valiopour, and A. Valipour. 2016. Chemistry of plant compounds. Noavaran Sharif Press. 229 pp.


• · Sairam, R.K., and D.C. Saxena. .2000. Oxidative stress and antioxidant in wheat genotypes: possible mechanism of water stress tolerance. Journal of Agronomy and Crop Science. 184(1): 55-6.


• · Shojaei, H., and H. Makarian. 2014. The effect of nano and non-nano zinc oxide particles foliar application on yield and yield components of mungbean (Vigna radiate) under drought stress. Iranian Journal of Field Crops Research. 12 (4):727-737.


• · Sims, D.A., and J.A. Gamon. 2002. Relationships between leaf pigment content and spectral reflectance across a wide range of species, leaf structures and developmental stages. Remote Sensing of Environment Journal. 81(2): 337-354.


• · Soltani, A. 2006. Revision of the application of statistical methods in agricultural research. Mashhad University Jihad Publications. P 74. (In Persian).


• · Valentovic, P., M. Luxoval, L. Kolarov, and O. Gasparikova. 2006. Effect of osmotic stress on compatible solutes content, membrane stability and water relation in two maize cultivars. Plant, Soil and Environment. 52 (4): 186-191.


• · Xiuliang, J., Y. Guijun, T. Changwei, and Z. Chunjiang. 2015. Effects of nitrogen stress on the photosynthetic CO₂ assimilation, chlorophyll fluorescence, and sugar-nitrogen ratio in corn. Scientific Reports. 5: 9311.


• · Zahir, Z.A., M. Arshad, and W.T. Frankenberger. 2004. Plant growth promoting rhizobacteria: application and perspectives in agriculture. Advances in Agronomy. 81 (1): 98-169.