همکاری با انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه علوم باغبانی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه علوم باغبانی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه علوم زراعی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: یکی از مهمترین عوامل اقلیمی که بر توزیع و پراکنش گیاهان سراسر جهان تأثیرگذار بوده و می‏تواند تغییرات مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی در گیاه ایجاد کند، تنش شوری است. عصاره جلبک دریایی به عنوان یک محرک زیستی طبیعی در کشاورزی مدرن با تقویت سیستم ایمنی گیاهان، مقاومت آنها را در برابر انواع تنش‏ها افزایش می‏دهد. استفاده از این عصاره می‏تواند باعث افزایش کلروفیل و بهبود فرایند فتوسنتز شود، که در نهایت منجر به افزایش تولید زیست توده و عملکرد محصولات کشاورزی می‏شود.
مواد و روش‏ها: این تحقیق برای بررسی رشد، خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه دارویی سرخارگل (Echinacea angustifolia L.) تحت تنش شوری در چهار سطح (صفر، 50، 75 و 100 میلی‏مولار) و عصاره جلبک دریایی (Sargassum johnstonii) در سه سطح (عدم محلول‏پاشی (شاهد)، عصاره 1 گرم و 2 گرم در لیتر)؛ به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. بذرهای گیاه سرخارگل از شرکت پاکان بذر تهیه و در گلخانه در سینی نشا کاشته شدند. نشاها پس از رسیدن به مرحله چهار برگی، به گلدان منتقل شدند. تنش شوری با کلرید‌سدیم (NaCl) از طریق آب آبیاری با حجم 50 میلی‌لیتر به فاصله چهار روز اعمال گردید. پس از سه مرتبه آبیاری با آب شور، آبشویی با آب معمولی برای جلوگیری از تجمع نمک در گلدان انجام شد. تنش شوری به مدت 40 روز ادامه یافت. محلول‏پاشی با عصاره جلبک دریایی سارگاسوم به مدت 40 روز با فاصله 10 روز یکبار در پنج مرتبه انجام شد. در مرحله گلدهی، پس از اندازه‏گیری صفات مورفولوژیک در گلخانه، برداشت گیاهان انجام شد. صفات مطالعه شده شامل ویژگی‏های مورفولوژیک و ماده خشک (ارتفاع بوته، تعداد برگ، تعداد شاخه فرعی، وزن تر و خشک اندام هوایی)، رنگیزه‏های فتوسنتزی (کلروفیل a و b برگ) و صفات فیتوشیمیایی (پرولین، کربوهیدرات محلول، فنل کل، فلاونوئید کل و ظرفیت آنتی‏اکسیدانی) گیاه بود.
یافته‌ها: نتایج نشان داد اثر اصلی تنش شوری بر همه صفات معنی‏دار بود؛ به‌نحوی‌که اثر اصلی تیمار عصاره جلبک دریایی بر اغلب صفات (به‌جز پرولین و ظرفیت آنتی‏اکسیدانی) تفاوت معنی‏دار نشان داد. اثر متقابل تیمارها نیز بر تمام صفات، تفاوت معنی‏دار داشت. تنش شوری 100 میلی‏مولار NaCl سبب کاهش شدید رشد گیاه و صفاتی مانند ارتفاع بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی شد. محتوای رنگیزه‏های فتوسنتزی گیاه با افزایش مقدار نمک NaCl کاهش یافت. استفاده از عصاره جلبک دریایی سبب کاهش اثر منفی تنش شوری در سرخارگل شد و به نوعی شدت آن را تعدیل کرد؛ اگرچه بیشترین مقادیر عددی این صفات در شرایط عدم تنش شوری و کاربرد عصاره جلبک 2 گرم در لیتر مشاهده گردید؛ بنابراین می‏توان این گونه بیان کرد که در سطوح مختلف تنش شوری، افزایش غلظت عصاره جلبک تا 2 گرم در لیتر موجب بهبود رشد و عملکرد گیاه سرخارگل شد. در تیمار 75 میلی‏مولار NaCl، بیشترین مقدار ترکیب‌های فنلی سرخارگل (فنل کل، فلاونوئید کل) و ظرفیت آنتی‏اکسیدانی گیاه مشاهده گردید؛ اگرچه افزایش غلظت عصاره جلبک در این صفات نیز به عنوان محرک تولید ترکیب‌های مؤثره عمل نمود. همچنین به موجب آن سنتز کربوهیدرات محلول و پرولین نسبت به شاهد افزایش یافت که موجب مقاومت بهتر گیاه به شرایط نامساعد محیطی شد. از میان غلظت‏های جلبک دریایی، عصاره جلبک 2 گرم در لیتر اثر مثبت بیشتری بر صفات مورد مطالعه حتی در شرایط عدم تنش شوری داشت.
نتیجه‏گیری: نتایج کلی تحقیق نشان داد که گیاه سرخارگل نسبت به تنش شوری خیلی مقاوم نبوده و کاهش عملکرد کاملاً مشهود بود. عصاره جلبک دریایی اگرچه منجر به تعدیل اثرهای تنش شوری در گیاه سرخارگل شد اما غلظت 2 گرم در لیتر عصاره جلبک نقش بیشتری در تعدیل شدت تنش شوری با افزایش رشد و تولید ترکیبات متابولیک گیاه داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

- Aarland, R.C., Bañuelos-Hernández, A.E., Fragoso-Serrano, M., Sierra-Palacios, E.D.C., Díaz de León-Sánchez, F., Pérez-Flores, L.J. and Mendoza-Espinoza, J.A., 2017. Studies on phytochemical, antioxidant, anti-inflammatory, hypoglycemic and antiproliferative activities of Echinacea purpurea and Echinacea angustifolia extracts. Pharmaceutical Biology, 55(1): 649-656. https://doi.org/10.1080/13880209.2016.1265989
Abbas, E.M., Al-Souti, A.S., Sharawy, Z.Z., El-Haroun, E. and Ashour, M., 2023. Impact of dietary administration of seaweed polysaccharide on growth, microbial abundance, and growth and immune-related genes expression of the Pacific whiteleg shrimp (Litopenaeus vannamei). Life, 13(2): 344. https://doi.org/10.3390/life13020344
- Ahmadi, F., 2024. Phytochemistry, mechanisms, and preclinical studies of Echinacea extracts in modulating immune responses to bacterial and viral infections: A comprehensive review. Antibiotics, 13(10): 947. https://doi.org/10.3390/antibiotics13100947
- Ahmadi, F., Samadi, A., Sepehr, E., Rahimi, A. and Shabala, S., 2022. Morphological, phytochemical, and essential oil changes induced by different nitrogen supply forms and salinity stress in Echinacea purpurea L. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 43: 102394. https://doi.org/10.1016/j.bcab.2022.102396
- Al-Saidi, H., 2017. The effect of plant spacing and spraying with seaweed extract in growth and yield characteristics of fenugreek plant (Trigonella foenumgraecum). Euphrates Journal of Agricultural Science, 9(1): 11-14. https://doi.org/10.1080/00103624.2024.2379592
- Arnon, A.N., 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Journal of Agronomy, 23(1): 112-121. https://doi.org/10.69980/redvet.v25i1.1650
- Ashour, M., El-Shafei, A.A., Khairy, H.M., Abd-Elkader, D.Y., Mattar, M.A., Alataway, A. and Hassan, S.M., 2020. Effect of Pterocladia capillacea seaweed extracts on growth parameters and biochemical constituents of Jew’s mallow. Agronomy, 10(3): 420. https://doi.org/10.3390/agronomy10030420
- Bakhshi, A., Abdossi, V. and Ghanbari Jahromi, M., 2025. Effects of seaweed extract on the growth and biochemical characteristics of tarragon (Artemisia dracunculus L.) under drought stress. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 41(1): 145-163. (In Persian) https://doi.org/10.61882/flowerjournal.9.2.299
- Bates, L.S., 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil, 39(1): 205-207. https://doi.org/10.1007/bf00018060
- Bonomelli, C., Celis, V., Lombardi, G. and Mártiz, J., 2018. Salt stress effects on avocado (Persea americana Mill.) plants with and without seaweed extract (Ascophyllum nodosum) application. Agronomy, 8(5): 64. https://doi.org/10.3390/agronomy8050064
- Bybordi, A., 2012. Study effect of salinity on some physiologic and morphologic properties of two grape cultivars. Life Science Journal, 9(4): 1092-1101. https://doi.org/10.15835/nbha3723299
- Carvalho, M.E.A., De Camargo, P.R., Gaziola, S.A. and Azevedo, R.A., 2018. Is seaweed extract an elicitor compound? Changing proline content in drought-stressed bean plants. Comunicata Scientiae, 9(2): 292-297. https://doi.org/10.14295/cs.v9i2.2134
- Chang, C.C., Yang, M.H., Wen, H.M. and Chern, J.C., 2002. Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis, 10(3): 178-182. https://doi.org/10.38212/2224-6614.2748
- Choirunnisa, J.P., Widiyastuti, Y., Sakya, A.T. and Yunus, A., 2021. Morphological characteristics and flavonoid accumulation of Echinacea purpurea cultivated at various salinity. Biodiversitas: Journal of Biological Diversity, 22(1): 156-163. https://doi.org/10.13057/biodiv/d220121
- Chun, H.J., Baek, D., Jin, B.J., Cho, H.M., Park, M.S., Lee, S.H., Lim, L.H., Cha, Y.J., Bae, D.W., Kim, S.T., Kim, W.Y. and Lee, S.Y., 2021. Microtubule dynamics plays a vital role in plant adaptation and tolerance to salt stress. International Journal of Molecular Sciences, 22(11): 5957. https://doi.org/10.3390/ijms22115957
- El Boukhari, M.E.M., Barakate, M., Bouhia, Y. and Lyamlouli, K., 2020. Trends in seaweed extract based biostimulants: Manufacturing process and beneficial effect on soil-plant systems. Plants, 9(3): 359. https://doi.org/10.3390/plants9030359
- El Haddad, N., Choukri, H., Ghanem, M.E., Smouni, A., Mentag, R., Rajendran, K., Hejjaoui, K., Maalouf, F. and Kumar, S., 2022. High-temperature and drought stress effects on growth, yield, and nutritional quality with transpiration response to vapor pressure deficit in lentil. Plants, 11(1): 95. https://doi.org/10.3390/plants11010095
- Elansary, H.O., Yessoufou, K., Abdel-Hamid, A.M., El-Esawi, M.A., Ali, H.M. and Elshikh, M.S., 2017. Seaweed extracts enhance salam turfgrass performance during prolonged irrigation intervals and saline shock. Frontiers in Plant Science, 8: 830. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00830
- El-Kinany, R.G., Brengi, S.H., Nassar, A.K. and El-Batal, A., 2019. Enhancement of plant growth, chemical composition and secondary metabolites of essential oil of salt-stressed coriander (Coriandrum sativum L.) plants using selenium, nano-selenium, and glycine betaine. Scientific Journal of Flowers and Ornamental Plants, 6(3): 151-173. https://doi.org/10.21608/sjfop.2019.84973
- Erulan, V., 2009. Studies on the effect of Sargassum polysystem extract on the growth and biochemical composition of Cajanus cajan (L) Mill sp. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 6(4): 392-399. https://doi.org/10.58837/chula.the.2001.895
- Esmaielpour, B., Fatemi, H. and Moradi, M., 2020. Effects of seaweed extract on physiological and biochemical characteristics of basil (Ocimum basilicum L.) under water-deficit stress conditions. Journal of Science and Technology of Greenhouse Culture, 11(1): 59-69. https://doi.org/10.47176/jspi.11.1.10288
- Ferchichi, S., Hessini, K., Dell’Aversana, E., D’Amelia, L., Woodrow, P., Ciarmiello, L., Fuggi, A. and Carillo, P., 2018. Hordeum vulgare and Hordeum maritimum respond to extended salinity stress displaying different temporal accumulation pattern of metabolites. Functional Plant Biology, 45(11): 1096-1109. https://doi.org/10.1071/fp18046
- Ghafari-Zadeh, A., Sadeghzadeh, S.M. and Gilani, A., 2018. Investigation of the effect of liquid seaweed fertilizer on some growth indices and antioxidant activity of Chamran 2 wheat seedlings. Journal of Applied Biology, 31: 207-227. https://doi.org/10.22051/jab.2017.6648.1002
- Ghani, A., Azizi, M. and Tehranifar, A., 2009. Response of Achillea species to drought stress induced by polyethylene glycol in germination stage. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 25(2): 271-281. https://doi.org/10.22092/ijmapr.2009.7259
- Ghutke, T.D., Parvin, K., Rashida Banu, A.M., Bansal, S., Srivastava, A., Rout, S. and Ramzan, U., 2023. A comprehensive review on the therapeutic properties of medicinal plants. Acta Traditional Medicine, 13-18. https://doi.org/10.5281/zenodo.8227509
- Hasanuzzaman, M. and Fujita, M., 2022. Plant responses and tolerance to salt stress: Physiological and molecular interventions. International Journal of Molecular Sciences, 23(9): 4810. https://doi.org/10.3390/ijms23094810
- Hussain, S., Shaukat, M., Ashraf, M., Zhu, C., Jin, Q. and Zhang, J., 2019. Salinity stress in arid and semiarid climates: Effects and management in field crops. Climate Change and Agriculture, 13: 201-226. https://doi.org/10.5772/intechopen.87982
- Inbar, J., Abramsky, M., Cohen, D. and Chet, I., 1994. Plant growth enhancement and disease control by Trichoderma harzianum in vegetable seedlings grown under commercial conditions. European Journal of Plant Pathology, 100(5): 337-346. https://doi.org/10.1007/bf01876444
- Irigoyen, J.J., Emerich, D.W. and Sanchez-Diaz, M., 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiologia Plantarum, 84(1): 55-60. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.1992.840109.x
- Kumar, G., Nanda, S., Singh, S.K., Kumar, S., Singh, D., Singh, B.N. and Mukherjee, A., 2024. Seaweed extracts: Enhancing plant resilience to biotic and abiotic stresses. Frontiers in Marine Science, 11: 1457500. https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1457500
- Liang, Z., Ma, Y., Xu, T., Cui, B., Liu, Y., Guo, Z. and Yang, D., 2013. Effects of abscisic acid, gibberellin, ethylene and their interactions on production of phenolic acids in Salvia miltiorrhiza Bunge hairy roots. PLoS One, 8(9): e72806. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0072806
- Lu, K., Guo, Z., Di, S., Lu, Y., Rehmani, M.I.A., Rong, C., Ding, Y., Li, W. and Ding, C., 2023. OsMFT1 inhibits seed germination by modulating abscisic acid signaling and gibberellin biosynthesis under salt stress in rice. Plant Cell Physiology, 64(6): 674-685. https://doi.org/10.1093/pcp/pcad013
- Luo, Q., Zheng, Q., Hu, P., Liu, L., Yang, G., Li, H., Li, B. and Li, Z., 2021. Mapping QTL for agronomic traits under two levels of salt stress in a new constructed RIL wheat population. Theoretical and Applied Genetics, 134(1): 171-189. https://doi.org/10.1007/s00122-020-03689-8
- Ma, Y., Dias, M.C. and Freitas, H., 2020. Drought and salinity stress responses and microbe-induced tolerance in plants. Frontiers in Plant Science, 11: 591911. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.591911
- Magouz, F.I., Essa, M.A., Matter, M., Mansour, A.T.A. and Ashour, M., 2021. Effect of different salinity levels on population dynamics and growth of the cyclopoid copepod Oithona nana. Diversity, 13(5): 190. https://doi.org/10.3390/d13050190
- Martynenko, A., Shotton, K., Astatkie, T., Petrash, G., Fowler, C., Neily, W. and Critchley, A.T., 2016. Thermal imaging of soybean response to drought stress: The effect of Ascophyllum nodosum seaweed extract. SpringerPlus, 5(1): 1393. https://doi.org/10.1186/s40064-016-3019-2
- McDonald, S., Prenzler, P.D., Antolovich, M. and Robards, K., 2001. Phenolic content and antioxidant activity of olive extracts. Food Chemistry, 73(1): 73-84. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(00)00288-0
- Mukherjee, A. and Patel, J.S., 2020. Seaweed extract: Biostimulator of plant defense and plant productivity. International Journal of Environmental Science and Technology, 17(1): 553-558. https://doi.org/10.1007/s13762-019-02442-z
- Nourzad, S., Ahmadian, A. and Moghaddam, M., 2015. Proline, total chlorophyll, carbohydrate amount and nutrients uptake in coriander (Coriandrum sativum L.) under drought stress and fertilizers application. Iranian Journal of Field Crops Research, 13(1): 131-139. https://doi.org/10.22067/gsc.v13i1.26013
- Patwa, N., Pandey, V., Gupta, O.P., Yadav, A., Meena, M.R., Ram S. and Singh, G., 2024. Unravelling wheat genotypic responses: Insights into salinity stress tolerance in relation to oxidative stress, antioxidant mechanisms, osmolyte accumulation and grain quality parameters. BMC Plant Biology, 24(1): 875. https://doi.org/10.1186/s12870-024-05508-4
- Ranjbar, G.H. and Anaqoli, A., 2018. Concepts of Salt Stress and Plant Response. AREEO Press, 158p. https://www.avayezohoor.ir/book/1629
- Rasekh, F., Rowshan, V., Vaziri, A. and Kholdebarin, B., 2019. Effects of salinity on biochemical and physiological characteristics of Matricaria chamomilla. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 32(3): 583-595. https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.23832592.1398.32.3.12.9
- Rashidi Kurdkandi, S., Aelaei, M., Ghahremani, Z. and Salehi, F., 2024. Effect of spirulina and brown algae on salinity tolerance of ornamental cabbage (Brassica oleraceae L. cv. Kamome). FOP, 9(2): 377-398. (In Persian) http://dx.doi.org/10.61882/flowerjournal.9.2.377
- Shedeed, Z.A., Gheda, S., Elsanadily, S., Alharbi, K. and Osman, M.E., 2022. Spirulina platensis biofertilization for enhancing growth, photosynthetic capacity and yield of Lupinus luteus. Agriculture, 12(6): 781. https://doi.org/10.3390/agriculture12060781
- Shi, M.Q., Liao, X.L., Ye, Q., Zhang, W., Li., Y.K., Bhat, J.A., Kan, G.Z. and Yu, D.Y., 2022. Linkage and association mapping of wild soybean (Glycine soja) seeds germinating under salt stress. Journal of Integrative Agriculture, 21(10): 2833-2847. https://doi.org/10.1016/j.jia.2022.07.031
- Singleton, V.L. and Rossi, J.A., 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3): 144-158. https://doi.org/10.5344/ajev.1965.16.3.144
- Sun, T., Powers, J.R. and Tang, J., 2007. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices. Food Chemistry, 105(1): 101-106. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.03.048
- Witzel, K., Matros, A., Bertsch, U., Aftab, T., Rutten, T., Ramireddy, E., Melzer, M., Kunze, G. and Mock, H.P., 2021. The jacalin-related lectin HvHorcH is involved in the physiological response of barley roots to salt stress. International Journal of Molecular Sciences, 22(19): 10248. https://doi.org/10.3390/ijms221910248
- Zare-Bavani, M.R. and Ardashiri, M., 2025. The effects of two types of seaweed extracts on the
morphological, physiological characteristics and essential oil compounds of garden cress microgreen. International Journal of Horticultural Science and Technology, 12(1): 267-280. https://doi.org/10.22059/ijhst.2024.373859.800