اثر تنش خشکی بر خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه سیاه‌دانه (Nigella sativa L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشیار، گروه گیاهان دارویی، پژوهشکده باغبانی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 استادیار، گروه زیست‌‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

به‌منظور بررسی اثر تنش خشکی ناشی از پلی‌اتیلن گلایکول بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی شامل وزن خشک اندام هوایی، نشت یونی، محتوی نسبی آب برگ، رنگیزه‌های فتوسنتزی (کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئیدها)، مالون‌دآلدهید و سایر آلدهیدها، آنتوسیانین‌ها، ترکیب‌های پلی‌فنلی، فلاونوئیدها، فعالیت آنزیم فنیل‌آلانین آمونیالیاز، محتوی قندهای محلول و پروتئین در گیاه دارویی سیاه‌دانه (Nigella sativa L.)، آزمایشی در سال 1390 در آزمایشگاه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار و در شرایط کشت هیدروپونیک انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل تنش خشکی در سطوح صفر، 2/0-، 4/0- و 6/0- مگاپاسکال بودند. نتایج نشان داد که تنش خشکی باعث کاهش معنی‌دار وزن خشک اندام هوایی، محتوی نسبی آب برگ، رنگیزه‌های فتوسنتزی، آنتوسیانین‌ها، ترکیب‌های پلی‌فنلی، فلاونوئیدها و پروتئین و افزایش نشت یونی، مقدار مالون‌دآلدهید و سایر آلدهیدها، فعالیت آنزیم فنیل‌آلانین آمونیالیاز و محتوی قندهای محلول گردید. براساس نتایج بدست آمده به نظر می‌رسد که این گیاه در برابر تنش خشکی حساس بوده، بنابراین بکار بردن ترکیب‌های حفاظتی خارجی می‌تواند ظرفیت آنتی‌اکسیدانی این گیاه را در برابر شرایط تنش افزایش دهد.

کلیدواژه‌ها


- دوازده‌امامی، س. و مجنون حسینی، ن.، ١٣٨٧. زراعت و تولید برخی گیاهان دارویی و ادویه‌ای. انتشارات دانشگاه تهران،
٣٠٠ صفحه.

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

- Chu, Y.H., Chang, C.L. and Hsu, H.F., 2000. Flavonoid content of several vegetable and their antioxidant activity. Journal of the Science of Food and Agriculture, 80(5): 561-566.

- Dcunha, G.B., Satyanarayan, V. and Nair, P.M., 1996. Purification of phenylalanine ammonialyase from Rhodotorula glutinis. Phytochemistry, 42: 17-20.

- Gao, X., Ohlander, M., Jeppsson, N., Bjork, L. and Trajkovski, V., 2000. Changes in antioxidant effects and their relationship to phytonutrients in fruit of sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) during maturation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 48(5): 1458-1490.

- Good, A.G. and Zaplachinski, S.T., 1994. The effects of drought stress on free amino acid accumulation and protein synthesis in Brassica napus. Physiologia Plantarum, 90(1): 9-14.

- Hamed, K.B., Castagna, A., Salem, E., Ranieri, A. and Abdelly, C., 2007. Sea fennel (Crithmum maritimum L.) under salinity conditions: a comparison of leaf and root antioxidant responses. Plant Growth Regul, 53(3): 185-194.

- Heath, R.L. and Packer, L., 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplast, kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125: 189-198.

- Hsu, S.Y. and Kao, C.H., 2003. The protective effect of free radical scavengers and metal chelators on polyethylene glycol-treated rice leaves. Biologia Plantarum, 46(4): 617-619.

- Ingle, R.A., Mugford, S.T., Rees, J.D., Campbell, M.M. and Smith, J.A.C., 2005. Constitutively high expression of the histidine biosynthetic pathway contributes to nickel tolerance in hyper accumulator plants. The Plant Cell, 17(7): 2089-2106.

- Iturbe-Ormaetxe, I., Escuredo, P.R., Arrese-Igor, C. and Becana, M., 1998. Oxidative damage in pea plant exposed to water deficit or paraquat. Plant Physiology, 116: 173-181.

- Juan, M., Rivero, R.M., Romero, L. and Ruiz, J.M., 2005. Evaluation of some nutritional and biochemical indicators in selecting salt-resistant tomato cultivars. Environmental and Experimental Botany, 54(3): 193-201.

- Krizek, D.T., Britz, S.J. and Mirecki, R.M., 1998. Inhibitory effect of ambient levels of solar UV-A and UV-B radiation on growth of cv. new red fire lettuce. Physiologia Plantarum, 103: 1-7.

- Lichtenthaler, H.K., 1987. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymology, 148: 350-382.

- Meir, S., Philosoph-Hadas, S. and Aharoni, N., 1992. Ethylene increased accumulation of fluorescent lipid peroxidation products detected during senescence of parsley by a newly developed method. Journal of the American Society for Horticultural Science, 117:128-132.

- Monakhova, O.F. and Chernyadev, I.I., 2002. Protective role of kartolin-4 in wheat plants exposed to soil drought. Prikladnaia Biochemiia Microbiologiia, 38: 373-380.

- Moran, J.F., Becana, M., Iturbe-Ormaetxe, I., Frechilla, S., Klucas, R.V. and Aparicio-Tejo, P., 1994. Drought induces oxidative stress in pea plants. Planta, 194(3): 346-352.

- Navarro, J.M., Flores, P., Garrido, C. and Martinez, V., 2006. Changes in the contents of antioxidant compounds in pepper fruits at different ripening stages, as affected by salinity. Food Chemistry, 96: 66-73.

- Roe, J.H., 1955. The determination of sugar in blood and spinal fluid with anthrone reagent. The Journal of Biologocal Chemistry, 212: 335-343.

- Sakihama, Y., Cohen, M.F., Grace, S.C. and Yamasaki, H., 2002. Plant phenolics antioxidant and prooxidant activity: phenolics-induced oxidative damage mediated by metal in plants. Toxicology, 177: 67-80.

- Salem, M.L., 2005. Immunomodulatory and therapeutic properties of the Nigella sativa L. seeds. International Immunopharmacology, 5(13-14): 1749-1770.

- Sgherri, C.L.M., Maffei, M. and Navari-Izzo, F., 2000. Antioxidative enzymes in wheat subjected to increasing water deficit and re watering. Journal of Plant Physiology, 157(3): 273-279.

- Sharma, P. and Dubey, R.S., 2005. Drought induces oxidative stress and enhances the activities of antioxidant enzymes in growing rice seedlings. Plant Growth Regulation, 46(3): 209-221.

- Sultana, N., Ikeda, T. and Itoh, R., 1999. Effect of NaCl salinity on photosynthesis and dry matter accumulation in developing rice grains. Environmental and Experimental Botany, 42(3): 211-220.

- Syvacy, A. and Sokmen, M., 2004. Seasonal changes in antioxidant activity, total phenolic and anthocyanin constituent of the stems of two Morus species (Morus alba L. and Morus nigra L.). Plant Growth Regulation, 44(3): 251-256.

- Tian, X. and Li, Y., 2006. Nitric oxide treatment alleviates drought stress in wheat seedlings. Biologia Plantarum, 50(4): 775-778.

- Wanger, G.J., 1979. Content and vacuole/ extra vacuole distribution of neutral sugars, free amino acids, and anthocyanins in protoplast. Plant Physiology, 64: 88-93.

- Watkinson, J.I., Hendricks, L., Sioson, A.A., Heath, L.S., Bohnert, H.J. and Grene, R., 2008. Tuber development phenotypes in adapted and acclimated, drought-stressed Solanum tuberosum ssp. andigena have distinct expression profiles of genes associated with carbon metabolism. Plant Physiology and Biochemistry, 46: 34-45.

- Wen, P.F., Chen, J.Y., Wan, S.B., Kong, W.F., Zhang, P., Wang, W., Zhan, J., Pan, Q.H. and Hung, W.D., 2005. Salicylic acid activates phenylalanine ammonia-lyase in grape berry in response to high temperature stress. Plant Growth Regulation, 55:
1-10.

- Wheutherley, P.E., 1950. Studies in water relations of cotton plants. The field measurement of water deficit in leaves. New Phytologist, 49: 81-87.

- Yamasaki, H., Sakihama, Y. and Ikehara, N., 1997. Flavonoid-peroxidase reaction as a detoxification mechanism of plant cells against H2O2. Plant Phytologist, 115(4): 1405-1412.