همکاری با انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه هرمزگان، بندرعباس

2 عضو هیات علمی دانشگاه هرمزگان

3 هیات علمی در دانشگاه هرمزگان

4 گروه باغانی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه هرمزگان

چکیده

سابقه و هدف: نور از عوامل محیطی تأثیرگذار بر رشد و توسعه گیاهان است. امروزه لامپ‌های LED منابع نوری هستند که پژوهش‌ها بر روی آنها متمرکز شده است و در تولیدات گیاهی پیشنهاد می‌شوند. در سال‌های اخیر توجه متخصصان کشاورزی به تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی برای بهبود کیفیت و پایداری سیستم کشت معطوف شده است. الیسیتورهای زیستی از طریق فعال کردن سازوکارهای دفاعی باعث القای تشکیل متابولیت‌های ثانوی و پاسخ‌های فوق حساسیتی می‌شوند. فیتوهورمون آبسیزیک اسید، عامل انتقال پیام در شرایط تنش‌های زنده و غیر زنده است.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در سال 1400 در گلخانه مرکز تحقیقات بیولوژیک شهید فزوه اصفهان به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 5 تکرار بر روی گیاه شاهدانه (.Cannabis sativa L) انجام شد. بدین منظور تأثیر فاکتورهای آزمایش شامل چهار غلظت اسید آبسیزیک (0، 5، 10 و 20 میلی‌گرم در لیتر) و پنج طول روز (16، 14، 12، 10 و 8 ساعت روشنایی) بر خصوصیات رشدی، محتوای رنگدانه‌های فتوسنتزی و فنل گیاه شاهدانه ارزیابی گردید. برای هر سطح نوری ۲۰ گلدان در ۵ ردیف ۴تایی در نظر گرفته شد و بالای سر هر ۲۰ گلدان به‌صورت جداگانه با توجه به نتایج آزمایش مقدماتی ۴ عدد لامپ LED ۹ وات با قدرت تابش ۹۰ لومن متصل به زمان‌سنج به فاصله زمانی 16، 14، 12، 10 و 8 ساعت قرار داده شد. قبل از ورود گیاه به مرحله گلدهی، گیاهان با محلول‌های صفر، 5، 10 و 20 میلی‌گرم در لیتر اسید آبسیزیک به‌طور کامل محلول‌پاشی شدند. محلول‌پاشی سه بار و به فاصله 24 ساعت تکرار شد. سپس یک روز پس از محلول‌پاشی، برگ‌های گیاهان برای بررسی صفات مورفولوژیکی و میزان رنگدانه‌ها جمع‌آوری گردید.
نتایج: بیشترین ارتفاع بوته، قطر ساقه، تعداد برگ، طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه، وزن تر و خشک اندام هوایی و وزن تر و خشک برگ در مدت زمان روشنایی 14 ساعت حاصل شد، در حالی که کمترین میزان این صفات در مدت زمان روشنایی 16 ساعت مشاهده گردید. همچنین بیشترین میزان کلروفیل a، b، کل و کاروتنوئید در تیمار مدت زمان روشنایی 16 ساعت بدون کاربرد هورمون اسید آبسیزیک حاصل شد. در حالی که بیشترین میزان آنتوسیانین در تیمار مدت زمان روشنایی 16 ساعت تحت تیمار هورمون اسید آبسیزیک با غلظت‌های 10 و ppm20 مشاهده گردید. همچنین، بیشترین میزان فنل کل در مدت زمان روشنایی 16 ساعت تحت تیمار اسید آبسیزیک با غلظت ppm20 حاصل شد.
نتیجه‌گیری: با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان گیاهان دارویی در زندگی امروزی بشر، بررسی وجود ارتباط بین شرایط محیطی (ازجمله نور) و هورمون‌های گیاهی (مانند اسید آبسیزیک) با تولید و تجمع متابولیت‌های ثانویه در این گیاهان می‌تواند بسیار مفید باشد. نتایج این مطالعه نشان داد که استفاده از نور LED با مدت زمان‌های روشنایی 14 و 16 ساعت برای افزایش خصوصیات رشدی و محتوای رنگیزه‌های فتوسنتزی گیاه شاهدانه توصیه می‌گردد. در حالی ‌که در این شرایط کاربرد اسید آبسیزیک برای افزایش تولید آنتوسیانین و فنل کل، ضروری به ‌نظر می‌رسد. در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که اگر از نظر نور طبیعی در محیط‌های بسته مانند گلخانه محدودیت ایجاد شود، می‌توان با نور مصنوعی تکمیلی حاصل از لامپ‌های LED ویژگی‌های کمّی و کیفی گیاهان دارویی ازجمله شاهدانه را بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

- Ali, A., Pardo, J.M. and Yun, D.J., 2020. Desensitization of ABA-signaling: the swing from activation to degradation. Frontiers in Plant Science, 11: 1-7.
- Arvin P. and Firouzeh, R., 2022. Ethnobotany of medicinal plants in Razo-Jargalan district in North Khorasan province, Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 37(6); 873-907.
- Asadi, S., Moghadam, H., Naghdi Badi, H., Naghavi, M.R. and Salami, S.A.R., 2019. A Review on Agronomic, Phytochemical and Pharmacological Aspects of Cannabis (Cannabis sativa L.). Journal of Medicinal Plants, 18: 70: 1-20.
- Babakhanzadeh-Sirjani, A., Hadiyan, J., Abdosti, V. and Larijani, K., 2013. Effects of different habitats on flavonoids and anthocyanin contents of (Echium amoenum fisch and mey) in Eshkovart of Gilan Provice. Third National Conference on Medicinal Plants, November 20-21, Amol, Iran.
- Barickman, T.C., Kopsell, D.A. and Sams, C.E., 2014. Abscisic acid increases carotenoid and chlorophyll concentrations in leaves and fruit of two tomato genotypes. Journal of the American Society for Horticultural Science, 139: 261-266.
- Behdad, A., Mohsenzadeh, S., Azizi, M. and Moshtaghi, N., 2020. Salinity effects on physiological and phytochemical characteristics and gene expression of two Glycyrrhiza glabra L. populations. phytochemistry, 171: 112236.
- Brglez Mojzer, E., Knez Hrnčič, M., Škerget, M., Knez, Ž. and Bren, U., 2016. Polyphenols: extraction methods, antioxidative action, bioavailability and anticarcinogenic effects. Molecules, 21: 901-909.
- Chong, G.L., Foo, M.H., Lin, W.D. and Verslues, P.E., 2019. Highly ABA-induced 1 (HAI1)-interacting protein HIN1 and drought acclimation-enhanced splicing efficiency at intron retention sites. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116: 22376-22385.
- Cominelli, E., Gusmaroli, G., Allegra, D., Galbiati, M., Wade, H.K., Jenkins, G.I. and Tonelli, C., 2008. Expression analysis of anthocyanin regulatory genes in response to different light qualities in Arabidopsis thaliana. Journal of Plant Physiology, 165: 886-894.
- Craig, D.S. and Runkle, E.S., 2016. An intermediate phytochrome photoequilibria from night-interruption lighting optimally promotes flowering of several long-day plants. Environmental and Experimental Botany, 121: 132-138.
- De Keyser, E., Dhooghe, E., Christiaens, A. and Van Labeke, M.C., 2019. LED light quality intensifies leaf pigmentation in ornamental pot plants. Scientia Horticulturae, 253: 270-275.
- Deng, C., Tang, Q., Yang, Z., Dai, Z., Cheng, C., Xu, Y., Chen, X., Zhang, X. and Su, J., 2022. Effects of iron oxide nanoparticles on phenotype and metabolite changes in hemp clones (Cannabis sativa L.). Frontiers of Environmental Science & Engineering, 16(134).
- Fan, X.X., Xu, Z.G., Liu, X.Y., Tang, C.M., Wang, L.W. and Han, X.L., 2013. Effects of light intensity on the growth and leaf development of young tomato plants grown under a combination of red and blue light. Scientia Horticulturae, 153: 50-55.
- Fang, L.Z., Ma, Z.Y., Wang, Q.B., Nian, H., Ma, Q.B., Huang, Q.L. and Mu, Y.H., 2020. Plant growth and photosynthetic characteristics of soybean seedlings under different LED lighting quality conditions. Journal of Plant Growth Regulation, 40: 6451.
- Frąszczak, B., Golcz, A., Zawirska-Wojtasiak, R. and Janowska, B., 2014. Growth rate of sweet basil and lemon balm plants grown under fluorescent lamps and LED modules. Acta Scientiarum Polonorum Hortorum Cultus, 13: 3-13.
- Ghasemzadeh, A., Talei, D., Jaafar, H.Z.E., Juraimi, A.S., Muda-Mohamed, M.T., Puteh, A. and Halim, M.R.A., 2016. Plant-growth regulators alter phytochemical constituents and pharmaceutical quality in Sweet potato (Ipomoea batatas L.). BMC Complementary and Alternative Medicine, 16: 152-166.
- Hadi, M.R., 2014. Mechanism of Plant Hormones Action (Vol. 2). Isfahan Negar Press, Negar khane 24, 386p.
- Hernandez, R. and Kubota, C., 2015. Physiological, morphological, and energy-use efficiency comparisons of LED and HPS supplemental lighting for cucumber transplant production. HortScience, 50: 351-357.
- Hung, C.D., Hong, C.H., Kim, S.K., Lee, K.H., Park, J.Y., Nam, M.W., Choi, D.H. and Lee, H.I., 2016. LED light for in vitro and ex vitro efficient growth of economically important highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.). Acta Physiologiae Plantarum, 38: 1-9.
- Hung, K.T. and Kao, C.H., 2004. Hydrogen peroxide is necessary for abscisic acid induced senescence of rice leaves. Journal of Plant Physiology, 161: 1347-1357.
- Ibrahim, M.H. and Jaafar, H.Z., 2013. Abscisic acid induced changes in production of primary and secondary metabolites, photosynthetic capacity, antioxidant capability, antioxidant enzymes and lipoxygenase inhibitory activity of Orthosiphon stamineus Benth. Molecules, 18: 7957-7976.
- Jishi, T., Kimura, K., Matsuda, R. and Fujiwara, K., 2016. Effects of temporally shifted irradiation of blue and red LED light on cos lettuce growth and morphology. Scientia Horticulturae, 198: 227-232.
- Johnson, R.E., Kong, Y. and Zheng, Y., 2020. Elongation growth mediated by blue light varies with light intensities and plant species: A comparison with red light in arugula and mustard seedlings. Environmental and Experimental Botany, 169: 103898.
- Kong, Y., Lleqellyn, D. and Zheng, Y., 2018. Response of growth, yield and quality of pea shoots to supplemental LED lighting during winter greenhouse production. Canadian Journal of Plant Science, 98: 732-740.
- Li, Z., Zhao, X., Sandhu, A.K. and Gu, L., 2010. Effects of exogenous abscisic acid on yield, antioxidant capacities, and phytochemical contents of greenhouse grown lettuces. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58: 6503-6509.
- Liu, J., Yang, J., Zhang, H., Cong, L., Zhai, R., Yang, C., Wang, Z., Ma, F. and Xu, L., 2019. Melatonin inhibits ethylene synthesis via nitric oxide regulation to delay postharvest senescence in pears. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 67: 2279-2288.
- McDonald, S., Prenzler, P.D., Autolovich, M. and Robards, K., 2001. Phenolic content and antioxidant activity of olive extracts. Food Chemistry, 73: 73-84.
- Movahedi, M., Ghasemiomran, V. and Torabi, S., 2016. In vitro callus induction and regeneration of medicinal plant Cannabis sativa L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 5: 758-769.
- Murcia, G., Fontana, A., Pontin, M., Baraldi, R., Bertazza, G. and Piccoli, P.N., 2017. ABA and GA3 regulate the synthesis of primary and secondary metabolites related to alleviation from biotic and abiotic stresses in grapevine. Phytochemistry, 135: 34-52.
- Panahyan Kivi, M., Alami Milani, M. and Abbasi, A., 2020. Effect of salicylic acid and abscisic acid on yield and yield components of common purslane (Portulaca oleracea) under water deficit. Journal of Plant Production, 3: 115-129.
- Park, Y.G. and Jeong, B.R., 2020. Both the quality and positioning of the night interruption light are important for flowering and plant extension growth. Journal of Plant Growth Regulation, 39: 583-593.
- Rabara, R.C., Behrman, G., Timbol, T. and Rushton, P.J., 2017. Effect of spectral quality of monochromatic LED lights on the growth of artichoke seedlings. Frontiers in Plant Science, 8: 1-9.
- Rezaei, S., Zarei, H., Nikbakht, A. and Sabzalian, M.R., 2023. Effect of different light sources on physiological and morphological characteristics of ‘Samurai’ rose. Journal of Plant Production, 29: 185-202.
- Romanov, D.V., Karlov, G.I. and Divashuk, M.G., 2022. Developing oligo probes for chromosomes identification in hemp (Cannabis sativa L.). Plants, 11(15): 10.3390
- Sabzalian, M.R., Zahedi, M., Agharokh, M., Sahba, M.R. and Schoefs, B., 2014. High performance of vegetables, flowers, and medicinal plants in a red-blue LED incubator for indoor plant production. Agronomy for Sustainable Development, 34: 879-886.
- Seif, M., Aliniaeifard, S., Arab, M., Mehrjerdi, M.Z., Shomali, A., Fanourakis, D., Li, T. and Woltering, E., 2021. Monochromatic red light during plant growth decreases the size and improves the functionality of stomata in chrysanthemum. Functional Plant Biology, 48: 515-528.
- Shen, L., Ren, J., Jin, W., Wang, R., Ni, C., Tong, M. and Yang, D., 2016. Role of NO signal in ABA-induced phenolic acids accumulation in Salvia miltiorrhiza hairy roots. Shengwu Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Biotechnology, 32: 222-230.
- Smith, J.H.C. and Benitez, A., 1955. Chlorophylls: analysis of plant materials. 142-196. In: Paech, K., Tracey, M.V., (eds.) Modern Methods of Plant Analysis, vol. 4. Springer Publ., Berlin, 766p.
- Takahashi, Y., Zhang, J., Hsu, P.K., Ceciliato, P.H.O., Zhang, L., Dubeaux, G., Munemasa, S., Ge, C., Zhao, Y., Hauser, F. and Schroeder, J.I., 2020. MAP3Kinase-dependent SnRK2-kinase activation is required for abscisic acid signal transduction and rapid osmotic stress response. Nature Communications, 11(1): 12.
- Tang, K., Struik, P.C., Yin, X., Thouminot, C., Bjelková, M., Stramkale, V. and Amaducci, S., 2016. Comparing hemp (Cannabis sativa L.) cultivars for dual-purpose production under contrasting environments. Industrial Crops and Products, 87: 33-44.
- Wagner, G.J., 1979. Content and vacuole/extravacuole distribution of neutral sugars, free amino acids, and anthocyanin in protoplasts. Plant Physiology, 64: 88-93.
- Wang, W.H., Yi, X.Q., Han, A.D., Liu, T.W., Chen, J., Wu, F.H. and Zheng, H.L., 2011. Calcium-sensing receptor regulates stomatal closure through hydrogen peroxide and nitric oxide in response to extracellular calcium in Arabidopsis. Journal of Experimental Botany, 63: 177-190.
- Wang, X.M., Yang, B., Ren, C.G., Wang, H.W., Wang, J.Y. and Dai, C.C., 2015. Involvement of abscisic acid and salicylic acid in signal cascade regulating bacterial endophyte-induced volatile oil biosynthesis in plantlets of Atractylodes lancea. Physiologia Plantarum, 153: 30-42.
- Wellburn, A.R., 1994. The spectral determination of chlorophyll a and b, as well as total carotenoids, using various solvents with spectrophotometers of different resolution. Journal of Plant Physiology, 144: 307-313.
- Wong, A., Bi, C., Pasqualini, S. and Gehring, C., 2022. Abscisic acid (ABA) signaling: finding novel components off the beaten track. Plant Growth Regulation, 97: 585-592.
- Wu, H., 2021. Effect of LED light quality on the growth characteristics and nutritional quality of arugula. Master’s Thesis, Northeast Agricultural University, Harbin, China.
- Zha, L., Zhang, Y. and Liu, W., 2019. Dynamic responses of ascorbate pool and metabolism in lettuce to long-term continuous light provided by red and blue LEDs. Environmental and Experimental Botany, 163: 15-23.
- Zhang, S., Ma, J., Zou, H., Zhang, L., Li, S. and Wang, Y., 2020. The combination of blue and red LED light improves growth and phenolic acid contents in salvia miltiorrhiza Bunge. Industrial Crops and Products, 158: 112959.