تأثیر سالیسیلیک اسید و متیل‌جاسمونات بر ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی و صفات فیزیولوژیکی مامیران کبیر (Chelidonium majus L.) تحت تنش شوری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

      در این پژوهش اثرات سالیسیلیک اسید و متیل‌جاسمونات به‌عنوان دو القاءکننده بر فعالیت‌های آنتیاکسیدانی، رنگریزه‌های فتوسنتزیو فلاونوئید تحت تنش شوری در گیاه مامیران کبیر (Chelidonium majus L.) مطالعه شد. این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار در دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) در سال 1395 اجرا گردید. سه فاکتور مورد مطالعه شامل هورمون در سه سطح بدون هورمون (آب مقطر)، متیل‌جاسمونات 100 میکرومولار و اسید سالیسیلیک 2 میلی‌مولار، شوری در دو سطح عدم شوری (آب شهری با هدایت الکتریکی 0.62 دسی‌زیمنس بر متر) و شوری با استفاده از 30 میلی‌مولار NaCl (3.36 دسی‌زیمنس بر متر) و فاکتور اندام گیاهی در سه سطح برگ، ساقه و ریشه بودند. الیسیتورها به‌صورت محلول‌پاشی و مخلوط با آبیاری به گیاهان اعمال شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثرات اصلی شوری، الیسیتور، بافت و اثرات متقابل بین آنها برای بیشتر صفات معنی‌دار بود. نتایج حاصل از مقایسه میانگین الیسیتورها نشان داد که متیل‌جاسمونات سبب افزایش کاروتنوئید، فلاونوئید و آنتوسیانین گردید. هر دو تیمار سالیسیلیک اسید و متیل‌جاسمونات باعث کاهش میزان و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و گایاکول پراکسیداز تحت تنش شوری شدند. در مقایسه میانگین اثرات متقابل سه جانبه، شوری+ سالیسیلیک اسید+ برگ بهترین ترکیب فاکتورها برای محتوای کلروفیل و کاروتنوئید (به‌ترتیب 68/1 و 54/0 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) بود. همچنین بیشترین میزان آنتوسیانین (OD.gr-1 FW 5.7) در ترکیب عدم شوری+ متیل‌جاسمونات+ برگ و بیشترین میزان فلاونوئید در ترکیب‌های فاکتوری شوری+ عدم هورمون (OD.gr-1 FW3.42)، عدم شوری+ سالیسیلیک اسید (OD.gr-1 FW3.27) و شوری+ متیل‌جاسمونات (OD.gr-1 FW3.2) در بافت برگ مشاهده شد. میزان پروتئین کل بر خلاف کاهش در تنش شوری+ بدون هورمون (43.35 میلی‌گرم بر گرم وزن تر)، در تیمارهای تنش شوری+ سالیسیلیک اسید و تنش شوری+ متیل‌جاسمونات (به‌ترتیب 72/56 و 27/53 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) افزایش یافت. در جمع‌بندی کلی مشخص شد که با اعمال دو تیمار هورمونی مذکور تحت تنش شوری، مامیران نیاز کمتری به افزایش سیستم دفاعی آنتی‌اکسیدان داشته و قابلیت لازم را برای بهبود عملکرد زیست‌توده و نیز برخی از متابولیت‌های ثانویه خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


- Abo-Kassem, E.D.M., 2007. Effects of salinity: calcium interaction in growth and nucleic acid metabolism in five species of Chenopodiaceae. Turkish Journal of Botany, 31: 125-134.

- Ali, M.B., Hahn, E.J. and Paek, K.Y., 2007. Methyl jasmonate and salicylic acid induced oxidative stress and accumulation of phenolics in Panax ginseng bioreactor root suspension cultures. Molecules, 12: 607-621.

- Arnon, D., 1949. Copper enzymes in isolated chloroplast: Polyphenol oxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24(1): 1-15.

- Babar, A.M., Yu, K.W., Hahn, E.J. and Paek, K.Y., 2006. Methyl jasmonate and salicylic acid elicitation induces ginsenosides accumulation, enzymatic and non-enzymatic antioxidant in suspension culture Panax ginseng roots in bioreactors. Biotic and Abiotic Stress, 25: 613-620.

- Baby, J. and Jini, D., 2011. Development of salt stress tolerance plants by gene manipulation of antioxidant enzymes. Asian Journal of Agricultural Research, 5: 17-27.

- Balazova, A., Bilka, F., Blanarikova, V. and Bilkova, A., 2008. Effect of salt stress on content of prolin, sanguinarine formation and polyphenol oxidase activity in poppy seedlings. Acta Facultatis Pharmaceuticae Universitatis Comenianae, 55: 51-57.

- 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.

- Brocki Milan, A., Hasani, L., Abdollahi-Mandolkani, B., Darvishzadeh, R., Kheradamand, F. and Hasani, A., 2016. The effect of different methyl-jasmonate concentrations on antioxidant activity and total protein content in basil. Agricultural Crop, 18(1): 103-115.

- Castrillo, M. and Turujillo, I., 1994. Ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase activity and chlorophyll and protein contents in two cultivars of French bean plants under water stress and rewatering. Photosynthtica Journal, 30: 175-181.

- Chen, G.X. and Asada, K., 1989. Ascorbate peroxidase in tea leaves: occurrence of two isozymes and the differences in their enzymatic and molecular properties. Plant Cell Physiology, 30: 987-998.

- Creelman, R.A., Tierney, M.L. and Mullet, J.E., 1992. Jasmonic acid/methyl jasmonate accumulate in wounded soybean hypocotyls and modulate wound gene expression. Proceedings of the National Academy of Sciences, 89: 4938-4941.

- Costa, M., Civell, P.M., Chaves, A.R. and Martinez, G.A., 2005. Effects of ethephon and 6-benzylaminopurine on chlorophyll degrading enzymes and a peroxidase- linked chlorophyll bleaching during post- harvest senescence of modulated protein phosphatase. Plant Science, 264: 1448-1452.

- Comparot, S.M., Graham, C.M. and Reid, D.M., 2002. Methyl jasmonate elicits a differential antioxidant response in light and dark grown canola (Brassica napus) roots and shoots. Journal of Plant Growth Regulation, 38: 21-30.

- Conrath, U., Pieterse, C.M.J. and Mauch-Mani, B., 2002. Priming in plant–pathogen interactions. Trends in Plant Science, 7: 210-216.

- Colombo, M. and Bosisio, E., 1996. Pharmacological activities of Chelidonium majus L. (Papaveraceae).Pharmaceutical Research, 127: 33-34.

- Demelo, J.G., Santos, A.G., De Amorim, E.L.C., Do Nascimento, S.C. and De Albuquerque, U.P., 2011. Medicinal plant used as antitumor agents in Brazil: an ethnobotanical approach. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 1-14.

- Dhindsa, R.S., Plump-Dhindsa, P. and Thorpe, T.A., 1981. Leaf senescence: correlated with increased levels of membrane permeability and lipid peroxidation, and decreased levels of superoxide dismutase and catalase. Journal of Experimental Botany, 32: 93-101.

- Doulatabadian, A., Modarres Sanavi, S.A.M. and Etemadi, F., 2008. Effect of pretreatment of salicylic acid on wheat (Trittcum aestivum L.) seed germination under salt stress. Iranian Journal of Plant Biology, 692-702.

- Eskandari Zanjani, K., Shirani-Rad, A.M., Moradi-Aghdam, A. and Taherkhani, T., 2012. Effect of salicylic acid application in salt stress conditions on physiological and morphological characteristics of Artemisia annua L. Ecophysiology of Crops, 4(24): 415-427.

- Fathi, G.A. and Esmailpour, B., 2000. Plant growth regulator (principles and application). Translation, Mashhad University Press, 130p.

- Fedina, I.S. and Dimova, L.M., 2000. Methyl jasmonate-induced polypeptides in Pisum sativum roots soluble proteins. Journal of Physiology Desert Plants, 53(10): 59-65.

- Garratt, L.C., Janagoudr, B.S., Lowe, K.C., Anthony, P., Power, J.B. and Davey M.R., 2002. Salinity tolerance and antioxidant status in cotton cultures. Free Radical Biology and Medicine, 33(4): 502-511.

- Hare, J.D. and Walling, L.L., 2006. Constitutive and jasmonate-inducible traits of datura wrightii. Journal of Chemical Ecology, 32: 29-45.

- Heydari, M., Egyptian, F. and Kikha, Z., 2009. Investigation on the effect of salinity stress on nucleic acid metabolism, antioxidant enzyme activity, chlorophyll fluorescence and osmotic regulation of five canola cultivars. Iranian Journal of Crop Sciences, 41(3): 199-212.

- Kang, H.M. and Saltveit, M.E., 2002. Chilling tolerance of maize, cucumber and rice seedling leaves and roots are differentially affected by salicylic acid. Physiologia Plantarum, 115: 571-578.

- Kim, J.S., Lee, B.H., Kim, S.H., Ok, K.H. and Cho, K.Y., 2006. Response to environmental and chemical signals for anthocyanin biosynthesis in nonchlorophyllous corn (Zea mays L.) leaf. Journal of Plant Biology, 49: 16-25.

- Kong, J.M., Chia, L.S., Goh, N.K., Chia, T.F. and Brouillard, R., 2003. Analysis and biological activities of anthocyanins. Phytochemistry, 64: 923-933.

- Li, L., van Staden, J. and Jager, A.K., 1998. Effect of plant growth regulators on the antioxidant system in seedling of two maize cultivars subjected to water stress. Plant Growth Regulation 25: 81-87.

- Maehly, A.C. and Chance, B., 1959. The assay of catalase and peroxidase: 357-425. In: Glick, D., (Ed.). Methods of Biochemical Analysis (Vol. 1). Inter-science Publishers, New York, 502p.

- Metwally, A., Finkemeier, I., Georgi, M. and Dietz, K.J., 2003. Salicylic acid alleviates the cadmium toxicity in Hordeum vulgare. Biological Research, 1: 40-48.

- Michalak, A., 2006. Phenolic compounds and their antioxidant activity in plants growing under heavy metal Stress. Polish Journal of Environmental Studies, 15: 523-530.

- Mozaffarian, V.A., 2012. Identification of Medicinal and Aromatic Plants of Iran. Farhang Moaser Publishing, 1444p.

- Nogues, S. and Baker, N.R., 2000. Effects of drought on photosynthesis in Mediterranean plants growth under enhanced UV-B radiation. Journal of Experimental Botany, 51: 1309-1317.

- Popova, L., Ananieva, E., Hristova, V., Christov, K., Georgieva, K., Alexieva, V. and Stoinova, Z.H., 2003. Salicylic acid and methyl jasmonate induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 18: 133-152.

- Shen, B., Jensen, R.G. and Bohnert, H.J., 1997. Mannitol protects against oxidation by hydroxyl radicals. Plant Physiology, 115: 527-532.

- Spence, J.A. and Humphries, E.C., 1972. Effect of moisture supply, root temperature and growth regulators on photosynthesis of isolated root and leaves of sweet potato (Ipomoea batata). Journal of Annals of Botany, 36: 115-121.

- Sudha, G. and Ravishankar, G.A., 2003. Influence of methyl jasmonate and salicylic acid in the enhancement of capsaicin production in cell suspension cultures of Capsicum frutescens Mill. Current Science, 85: 1212-1217.

- Szepesi, A., Csiszar, J., Bajkan, S. Gemes, K., Horvath, F., Erdei, L., Deer, A.K., Simon, M.L. and Tari, I., 2005. Role of salicylic acid pre-treatment on the acclimation of tomato plants to salt and osmotic stress, Acta Biologica Szegediensis, 49: 123-125.

- Tome, F. and Colombo, M.L., 1995. Distribution of alkaloids in chelidonium majus and factors affecting their accumulation. Phytochemistry, 40: 37-39.

- Upadhyaya, A., Sankhla, D., Davis, T.D., Sankhla, N. and Smith, B.N., 1985. Effect of paclobutrazol on the activities of some enzymes of activated oxygen metabolism and lipid peroxidation in senescing soybean leaves. Jouranal of Plant Physiology, 121: 453-461.

- Venkatesh, K., Govindaraj, S., Ramachandran, A., Kalimuthu, S. and Perumal, E.V., 2011.  Effect of ukrain on cell survival and apoptosis in the androgen-independent prostate cancer cell line PC-3. Environ Pathol Toxicol Oncol, 30: 11-19.

- Yamamura, S., Ozawa, K., Ohtani, K., Kasai, R. and Yamasaki, K., 1998. Antihistaminic flavones and aliphatic glycosides from Mentha spicata. Phytochemistry, 48: 131-136.

- Yu, L.J., Lan, W.Z., Qin, W.M. and Xu, H.B., 2001. Effects of salicylic acid on fungal elicitor induced membrane-lipid peroxidation and Taxol production in cell suspension cultures of Taxus chinensis. Process Biochemistry, 37: 477-482.