عنوان

اثرات کاربرد خارجی اکسید نیتریک روی برخی صفات فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه ماریتیغال (.‮‭(Silybum marianum L‬تحت تنش خشکی

Number

‭۱۷۴۷۴پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

اثرات کاربرد خارجی اکسید نیتریک روی برخی صفات فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه ماریتیغال (.‮‭(Silybum marianum L‬تحت تنش خشکی

First Statement of Responsibility

/اسماعیل زنگانی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: کشاورزی

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۶‬

Name of Manufacturer

، افشاری

Text of Note

چاپی

Text of Note

Drought stress is one of the significant constraining factors in the growth and yield of many plants, as well as reduction in secondary metabolites yield of many medical plants. Today signaling molecules application such as Nitric oxide (NO), plays a salient role in the reactions of plants towards environmental stress such as drought.In order to evaluation the effects of exogenous Nitric oxide on some physiological and phytochimical charactericitcs in two genotypes of Milk thistle (Silybum marianum L.) under water deficit conditions, an experiment designed at 2013 and 2014 in Zanjan universities research farm.The research was laid out as split-split plot arrangement in a randomized complete block design with three replications. Main plots consisted of foliar application spray in three levels of SNP (as NO donor) including 0,100 and 200 mol l . Water deficit including normal irrigation, withholding irrigation from stem elongation to the end of growth period , and withholding irrigation from of grain filling stage until harvest were allocated to the sub plots, and two genotypes of milk thistle (Hungarian cultivar and Sari ecotype) assigned to the sub-sub plots. The results of the Combined analysis of variance of the data showed that withholding irrigation from stem elongation stage had more effect in reducing physiological and performance traits than anthesis stress. Drought stress caused an increase in catalase enzyme activity as well as an increase in the content of hydrogen peroxide, malondialdehyde, soluble sugar and proline. On the other hand, peroxidase and ascorbate peroxidase enzymes activity and also the content pigments, membrane stability index and relative water content (RWC) reduced.Whereas the exogenous application of sodium nitroprusside (SNP) at the level of 100 M led to significant decrease in the content of hydrogen peroxide, malondialdehyde and soluble sugar under stress conditions, and on the other side, an incremental effect and significant on proline content and improve total chlorophyll and chlorophyll a, b and carotenoid, RWC, and membrane stability index in both genotypes. As well as, increased peroxidase and ascorbate peroxidase enzymes activity in the Hungarian cultivar. With increasing the intensity of stress, leaf photosynthesis rate during plant growth in both years decreased significantly. So that averages two-year study showed that photosynthesis rate from 21. decrease in the early stages of stress to 55. reduction reached in the final stages. On the other hand, exogenous application of 100 M SNP had a positive impact on improving of the photosynthesis rate in the systems of water deficit, increased photosynthesis rate by roughly 39. compared to non-application of SNP. Also,withholding irrigation leaf gas exchange during plant growth decreased by increasing the stress severity, and the application of SNP except in the early stages that led to much decrease gas exchange in stress conditions, in the rest of the plant growth stages had no influence on gas exchange. Nevertheless application of 100 M SNP improved instantaneous water use efficiency in the stage of stem elongation stress. Drought stress from the stem elongation and anthesis stages caused a decrease 38. and 19. in grain yield respectively. Whereas spraying with 100 M SNP, increased grain yield by 26. and 30

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

اکوفیزیولوژی گیاهی

Date of degree

‮‭۱۳۹۶/۰۴/۲۱‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

تنش خشکی از مهمترین عوامل محدود کننده رشد و عملکرد گیاهان و کاهش در عملکرد متابولیت‌صهای ثانویه در بسیاری از گیاهان دارویی می‌صباشد .امروزه کاربرد خارجی مولکول‌صهای پیام‌صرسان تنش مانند اکسید نیتریک ‮‭(NO)‬ نقش موثری در واکنش گیاهان به تنش‌صهای محیطی از جمله خشکی بازی می‌صکنند .برای بررسی اثرات کاربرد خارجی اکسید نیتریک بر روی برخی صفات فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی در دو ژنوتیپ ماریتیغال در شرایط کمبود آب، یک آزمایش مزرعه‌صای به صورت کرت‌صهای دو بار خرد شده بر پایه بلوک‌صهای کامل تصادفی در دو سال زراعی ‮‭۱۳۹۲‬ و ‮‭۱۳۹۳‬ در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه زنجان در سه تکرار اجرا گردید .در این مطالعه، محلول‌صپاشی با سدیم نیترو پروساید بعنوان دهنده ‮‭NO‬ در سه سطح ‮‭۰‬ ، ‮‭۱۰۰‬ و ‮‭۲۰۰‬ میکرومول در لیتر بعنوان فاکتور اصلی، تنش خشکی در سه سطح آبیاری کامل) شاهد(، قطع آبیاری از مرحله ساقه‌صروی تا پایان دوره رشد و قطع آبیاری از مرحله گرده‌صافشانی تا پایان دوره رشد بعنوان فاکتور فرعی و دو ژنوتیپ ماریتیغال) رقم مجاری و اکوتیپ ساری (بعنوان فاکتور فرعی فرعی در نظر گرفته شدند .نتایج تجزیه واریانس مرکب داده‌صها نشان داد که قطع آبیاری از مرحله ساقه‌صروی تاثیر بیشتری در کاهش صفات فیزیولوژیکی و عملکردی گیاه نسبت به تنش از گرده‌صافشانی داشت .تنش خشکی سبب افزایش در فعالیت آنزیم کاتالاز و نیز افزایش در محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی‌صآلدئید، قندصهای محلول و پرولین گردید و از طرف دیگر، فعالیت آنزیم‌صهای پراکسیداز و آسکوربات پراکسیداز و نیز محتوای رنگیزه‌صها، شاخص پایداری غشاء و محتوای نسبی آب برگ را کاهش داد .در صورتی که کاربرد خارجی سدیم نیترو پروساید ‮‭(SNP)‬ در سطح ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار سبب کاهش معنی‌صدار در محتوای پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدئید و قندصهای محلول در شرایط تنش گردید و از طرفی اثر افزایشی و معنی‌صدار بر محتوای پرولین و بهبود سطح کلروفیل کل، ‮‭a‬، ‮‭b‬ و کاروتنوئید، ‮‭RWC‬ و شاخص پایداری غشاء در هر دو ژنوتیپ شد، همچنین فعالیت آنزیم کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز را در رقم مجاری افزایش داد .با افزایش شدت تنش، سرعت فتوسنتز برگ در طول دوره رشد گیاه در هر دو سال آزمایشی بطور معنی‌صداری روند کاهشی داشت .به طوری که بررسی میانگین‌صهای دو ساله نشان داد که سرعت فتوسنتز گیاه از ‮‭۲۱‬ درصد کاهش در ابتدای اعمال تنش به ‮‭۵۵‬ درصد کاهش در حداکثر اوج تنش رسید .از طرف دیگر کاربرد خارجی ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار ‮‭SNP‬ با تاثیر مثبت در بهبود سرعت فتوسنتز در سیستم‌صهای کمبود آب، سبب افزایش ‮‭۳۹‬ درصد سرعت فتوسنتز گردید .همچنین قطع آبیاری، تبادلات گازی برگ را در طول دوره رشد گیاه و با افزایش شدت تنش کاهش داد و کاربرد ‮‭SNP‬ بجز در مراحل ابتدایی که سبب کاهش بیشتر هدایت روزنه‌صای در شرایط تنش گردید در بقیه مراحل رشد گیاه تاثیری بر تبادلات-گازی نداشت .با این حال کاربرد ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار ‮‭SNP‬ سبب بهبود کارایی مصرف آب لحظه‌صای در مرحله تنش ساقه‌صروی شد .تنش خشکی از مرحله ساقه‌صروی و گرده‌صافشانی به ترتیب سبب کاهش ‮‭۳۸‬ و ‮‭۱۹‬ درصدی در عملکرد دانه گردید، در صورتی که محلول‌صپاشی با ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار‮‭SNP‬ ، افزایش ‮‭۲۶‬ و ‮‭۳۰‬ درصدی در عملکرد دانه را به ترتیب در مرحله تنش ساقه‌صروی و گرده‌صافشانی نسبت به عدم کاربرد آن در شرایط تنش موجب شد .قطع آبیاری بویژه از مرحله ساقه‌صروی عملکرد بیولوژیکی و پارامترصهای مربوط به اجزای عملکرد دانه و نیز درصد و عملکرد روغن و نیز عملکرد سیلیمارین را بطور معنی-داری کاهش در حالیکه درصد سیلیمارین دانه را بویژه در اکوتیپ ساری و در مرحله تنش ساقه‌صروی افزایش داد .در مقابل کاربرد خارجی ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار ‮‭SNP‬ کاهش در این صفات را جبران و درصد و عملکرد سیلیمارین را هم در گیاهان آبیاری شده و هم در گیاهان تحت تنش خشکی در هر دو ژنوتیپ افزایش داد .قطع آبیاری از مرحله ساقه‌صروی و گرده‌صافشانی سبب افزایش محتوای تاکسی‌صفولین، سیلی‌صکریستین، سیلی‌صبین ‮‭A‬ و ‮‭B‬ و نیز ایزوسیلی‌صبین ‮‭B‬ و کاهش محتوای سیلی‌صدیانین و ایزوسیلی‌صبین ‮‭A‬ نسبت به شاهد گردید .کاربرد خارجی ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار ‮‭SNP‬در هر دو ژنوتیپ محتوای فلاونولیگنان‌صهای سیلیمارین را بیشتر از گیاهانی که تنها تحت تیمار خشکی بودند افزایش داد در مقابل محتوی سیلی‌صدیانین را کاهش بیشتری داد .کاربرد خارجی ‮‭۲۰۰‬ میکرومولار ‮‭SNP‬ نیز محتوای ایزوسیلی‌صبین ‮‭A‬ و ‮‭B‬ را در هر دو مرحله قطع آبیاری افزایش داد .اکوتیپ ساری از عملکرد دانه و روغن، شاخص برداشت و درصد و عملکرد سیلیمارین بیشتری نسبت به رقم مجاری برخورداربود .اگرچه ماریتیغال به عنوان یک گیاه نسبتا مقاوم به خشکی بوده، اما قطع آبیاری از مرحله ساقه‌صروی و گرده-افشانی تا پایان دوره رشد گیاه، بیشتر صفات فیزیولوژیکی و عملکردی گیاه و در نهایت عملکرد ماده موثره را کاهش داد .در حالیکه سطح ‮‭۱۰۰‬ میکرومولار ‮‭SNP‬ مناسبترین غلظت در بهبود اثرات منفی تنش خشکی در بیشتر صفات اندازه‌صگیری شده بوده و از افت عملکرد فلاونولیگنان‌صهای سیلیمارین جلوگیری نمود .تاثیر مثبت ‮‭NO‬ در بهبود عملکرد ماده موثره در شرایط تنش بیانگر پتانسیل کشت این گیاه در شرایط دیم و اقتصادی بودن این گیاه دارویی در راستای صنایع دارویی و نیز روغن-کشی می‌صباشد

Text of Note

Drought stress is one of the significant constraining factors in the growth and yield of many plants, as well as reduction in secondary metabolites yield of many medical plants. Today signaling molecules application such as Nitric oxide (NO), plays a salient role in the reactions of plants towards environmental stress such as drought.In order to evaluation the effects of exogenous Nitric oxide on some physiological and phytochimical charactericitcs in two genotypes of Milk thistle (Silybum marianum L.) under water deficit conditions, an experiment designed at 2013 and 2014 in Zanjan universities research farm.The research was laid out as split-split plot arrangement in a randomized complete block design with three replications. Main plots consisted of foliar application spray in three levels of SNP (as NO donor) including 0,100 and 200 mol l . Water deficit including normal irrigation, withholding irrigation from stem elongation to the end of growth period , and withholding irrigation from of grain filling stage until harvest were allocated to the sub plots, and two genotypes of milk thistle (Hungarian cultivar and Sari ecotype) assigned to the sub-sub plots. The results of the Combined analysis of variance of the data showed that withholding irrigation from stem elongation stage had more effect in reducing physiological and performance traits than anthesis stress. Drought stress caused an increase in catalase enzyme activity as well as an increase in the content of hydrogen peroxide, malondialdehyde, soluble sugar and proline. On the other hand, peroxidase and ascorbate peroxidase enzymes activity and also the content pigments, membrane stability index and relative water content (RWC) reduced.Whereas the exogenous application of sodium nitroprusside (SNP) at the level of 100 M led to significant decrease in the content of hydrogen peroxide, malondialdehyde and soluble sugar under stress conditions, and on the other side, an incremental effect and significant on proline content and improve total chlorophyll and chlorophyll a, b and carotenoid, RWC, and membrane stability index in both genotypes. As well as, increased peroxidase and ascorbate peroxidase enzymes activity in the Hungarian cultivar. With increasing the intensity of stress, leaf photosynthesis rate during plant growth in both years decreased significantly. So that averages two-year study showed that photosynthesis rate from 21 decrease in the early stages of stress to 55 reduction reached in the final stages. On the other hand, exogenous application of 100 M SNP had a positive impact on improving of the photosynthesis rate in the systems of water deficit, increased photosynthesis rate by roughly 39 compared to non-application of SNP. Also,withholding irrigation leaf gas exchange during plant growth decreased by increasing the stress severity, and the application of SNP except in the early stages that led to much decrease gas exchange in stress conditions, in the rest of the plant growth stages had no influence on gas exchange. Nevertheless application of 100 M SNP improved instantaneous water use efficiency in the stage of stem elongation stress. Drought stress from the stem elongation and anthesis stages caused a decrease 38 and 19 in grain yield respectively. Whereas spraying with 100 M SNP, increased grain yield by 26 and 30 at the stage of stem elongation and anthesis stress respectively compared to non-application of SNP in stress condition. Withholding irrigation particularly from stem elongation stage significantly decreased the biological yield and parameters of grain yield components and grain oil content, oil yield and silymarin yield,While enhanced grain silymarin content, particularly in Sari ecotype and at the stage of stem elongation stress. In contrast, exogenous application of 100 M SNP compensated the reduction in this traits and increased silymarin grain content and silymarin yield not only in plants well irrigated but also in plants under drought stress and in both genotypes. Withholding irrigation from stem elongation and anthesis stages raised taxifolin, silychristin, silybinA and B, as well as isosilybinB content,while silydianin and isosilybinA content decreased compared with control.The exogenous application of 100 M SNP in both genotypes enhanced silymarin flavonolignans content more than plants only under drought treatment, in contrast, silydianin content more decline than the plants treated merely under drought stress. Also the exogenous application of 200 M SNP increased isosilybinA and B content in both stages of withholding irrigation. Grain yield and oil yield, harvest index and grain silymarin content and silymarin yield in Sari ecotype was greater than Hungarian cultivar. Although milk thistle is relatively resistant to drought, but withholding irrigation from the stage of stem elongation and anthesis to the end of the plant growth, decreased more physiological and performance traits and ultimately active ingredients yield can also be reduced. Furthermore, the level of 100 M SNP the most suitable concentration in improving the negative effects of drought stress in most traits were measured and prevented silymarin flavonolignans yield drop in severe drought stresses. The positive influence of NO in improvement of active constituents performance in stress conditions indicates the cultivation potential of this medical plant in the rainfed condition and be considered as an economic crop in the medicinal and oil extraction industry.

زنگانی، اسماعیل

زهتاب سلماسی، سعید، استاد راهنما

عندلیبی،بابک، استاد مشاور

زمانی، عباسعلی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی