بررسی فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی اثر سیلیکون بر گیاه توت فرنگی با تاکید بر تاثیر آن در همزیستی با قارچ میکوریز آربوسکول دار
عنوان اصلي به زبان ديگر
Physiological and biochemical study of the effect of silicon supplementation in strawberry (Fragaria x ananassa) plants with an emphasize on the effect of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) association
نام نخستين پديدآور
/نرگس مرادطلب
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: علوم طبیعی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، راشدی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۳۹ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
زیست شناسی گیاهی گرایش گرایش فیزیولوژی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۰۶/۰۷
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
سیلیکون دومین عنصر فراوان موجود در پوسته ی کره زمین است و به عنوان عنصر مفید برای گیاهان نقش مهمی در مقابله با تنش های زیستی و غیر زیستی دارد .در این پژوهش اثر سیلیکون در شرایط غیر تنشی یا تحت تنش خشکی از دیدگاه فیزیولوژیک و متابولیسمی در گیاه توت فرنگی (Fragaria ananassa cv. paros, selva) که در شرایط گلخانه، آبیاری با محلول غذایی در پرلیت و تلقیح یا بدون تلقیح با قارچ میکوریز کشت شد، بررسی گردید .یافته های پژوهش ما از آزمایش اول تحت شرایط غیر تنشی نشان داد که سیلیکون موجب افزایش تولید ماده خشک، کلنی دارشدگی ریشه، شدت فتوسنتز و بهبود شاخص های روابط آبی گردید .بهبود همزیستی با قارچ میکوریز در گیاهان تیمار شده با سیلیکون با افزایش غلظت این عنصر در گیاهانAMF + مرتبط بود .در گیاهان تیمار شده با سیلیکون، افزایش غلظت ترکیبات فنلی محلول و متصل به دیواره با افزایش فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز و کاهش فعالیت پلی فنل اکسیداز همراه بود .علاوه برافزایش رشد رویشی، سیلیکون و قارچ میکوریز موجب بهبود عملکرد و شاخص های کیفیت میوه شدند .سیلیکون و قارچ میکوریز به صورت هم افزا عمل نموده و رشد و شاخص های بیوشیمیایی در گیاه توت فرنگی را ارتقا دادند .بر اساس تاثیرات گسترده سیلیکون بر کیفیت و کمیت ترکیبات فنلی مشاهده شده در آزمایش اول، آزمایش دوم با هدف بررسی تاثیر سیلیکون بر متابولیسم و نیم رخ ترکیبات فنلی در برگ و ریشه در سه مرحله نموی شامل دوره رویشی، گلدهی و میوه دهی انجام گرفت .نتایج نشان داد که سیلیکون موجب بهبود رشد رویشی و عملکرد میوه شد .در این سه مرحله نموی، تحت تیمار سیلیکون غلظت قندها در برگ کاهش اما در ریشه افزایش یافت .با این حال، تراز مخزن پروتئین محلول در هر دو بافت برگ و ریشه با مصرف آمینو اسیدهای آزاد ارتقا یافت .بررسی ترکیبات فنلی با HPLC و فعالیت آنزیمی در بخشیزه های محلول و متصل به دیواره در برگ و ریشه نشان داد که در این سه مرحله نموی، سیلیکون از طریق افزایش فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز موجب افزایش متابولیسم ترکیبات فنلی شد .غلظت گالیک اسید، کافئیک اسید، اپی کاتچین و کلروژنیک اسید که به صورت محلول یا متصل به دیواره یافت شدند، در تمام سه مرحله نموی در برگ و ریشه با کاربرد سیلیکون افزایش یافت .در مقابل کاهش پی کوماریک اسید در مرحله میوه در برگ و ریشه رخ داد .افزایش کوئرستین تنها در بافت برگ دیده شد و درباره الاژیک اسید بسته به محلول بودن یا متصل بودن و بسته به بافت تغییرات متفاوت بود .همه شاخص های کیفیت میوه نیز با کاربرد سیلیکون به طور قابل توجه ای بهبود یافتند .در آزمایش سوم، تاثیر سیلیکون در تیمار ترکیبی با قارچ میکوریز تحت شرایط تنش خشکی بررسی شد .نتایج ما نشان داد که کمبود جذب عناصر کم مصرف به خصوص روی، کاهش شدت فتوسنتز و تراز پروتئین، تولید بیش از حد ROS و متعاقبا افزایش صدمات اکسیداتیو غشائی از عوامل مهم تعیین حساسیت گیاهان توت فرنگی به تنش خشکی هستند .براساس داده های بدست آمده اثر محافظتی تیمار سیلیکون و قارچ میکوریز مربوط به بهبود وضعیت تغذیه ای و افزایش فعالیت آنزیم های سیستم دفاعی آنتی کسیدانت و ارتقای ظرفیت جذب و کارآیی مصرف آب بود .سیلیکون و قارچ میکوریز به طور جالب توجهی در روشی هم افزا موجب رفع تنش خشکی شدند .کاربرد سیلیکون موجب افزایش کلنی دارشدگی و تشکیل ساختارهای قارچ میکوریز شد و در مقابل جذب سیلیکون افزایش یافت .دادهای ما در این پژوهش حاکی از آن است که سیلیکون دارای عملکرد مشخصی در متابولیسم گیاهان انباشته گر نه تنها در شرایط تنشی بلکه تحت شرایط رشد بهینه است .بر اساس این داده ها، سیلیکون موجب ارتقای شاخص های کیفی و کمی گیاه توت فرنگی از طریق تحریک رشد و تغییر متابولیسم ترکیبات فنلی می شود .نتایج پژوهش حاضر شواهد نظری برای لزوم کاربرد کود سیلیکون و قارچ میکوریز برای تحریک رشد و عملکرد گیاه توت فرنگی در شرایط کشت گلخانه فراهم می کند
متن يادداشت
Silicon (Si) is the second most abundant element in the Earths crust and as a beneficial element plays an important role in alleviating biotic and abiotic stresses in plants. In this study, the effect of Si was studied from physiological and metabolic points of view in strawberry (Fragaria ananassa cv. paros and selva) plants grown under optimum or drought stress conditions in perlite irrigated with nutrient solution under greenhouse conditions with or without inoculation with arbuscular mycorrhizal fungus (AMF). Our data in the first experiment obtained under non-stress conditions indicated that Si improved dry matter production, root colonization rate, photosynthesis and water relation parameters. Mycorrhizal effectiveness increased by Si treatment associated with higher Si concentration in the +AMF plants. Leaf concentrations of total soluble and cell wall-bound phenolics were increased by Si accompanied by the enhanced activity of phenylalanine ammonialyase, but not polyphenol oxidase. In addition to vegetative growth, both Si and AMF treatments improved fruit yield and its quality parameters. Si and AMF acted in a synergistic manner and improved growth and biochemical parameters in strawberry plants. Based on the wide influence of Si on the quantity and quality of phenolic compounds observed in the first experiment, the second experiment aimed to investigate the effect of Si on the phenolics profile and metabolism in the leaves and roots at vegetative, flowering and fruiting stages. Data revealed that Si improves vegetative growth and fruit yield. At all three developmental stages, the concentration of carbohydrates decreased in the leaves but increased in the roots upon Si treatment. However, the level of the soluble protein pool increased in both leaves and roots at the expense of free amino acids. Analyses of phenolics by HPLC and assay of enzyme activity in both soluble and cell wall-bound fractions of the leaves, roots and fruits indicated that Si increased the metabolism of phenolic compounds by increasing the activity of phenylalanine ammonialyase at all three developmental stages. Concentrations of gallic acid, caffeic acid, epi-catechin and chlorogenic acid, which were soluble or bound to the cell wall, increased in all three stages of development in the leaves and roots by application of Si. In contrast, a reduction of p-coumaric acid concentration occurred at fruiting stage in the leaf and root. Increased quercetin concentration was found only in the leaf tissue, and in the case of ellagic acid, soluble and cell wall-bound fractions responded differently. All fruit quality parameters were remarkably improved by Si as well. In the third experiment, Si effect was investigated in combination with AMF under drought stress conditions. Results indicated that the major factors determining the sensitivity of strawberry plants to drought stress were reduction of micronutrients uptake particularly Zn, reduced photosynthesis rate and protein level, ROS overproduction and the consequent membrane damage. Our data showed that the protective effect of Si and AMF treatments was related to an improved micronutrients status, an increased activity of the enzymatic antioxidative defense system and an elevated water uptake capacity and use efficiency. Interestingly, Si and AMF alleviated drought stress in a synergistic manner. AMF colonization and formation of fungal structures were increased by Si and, in turn, Si uptake was increased upon mycorhization. Probable interactions between Si and AMF at the metabolic levels need to be elucidated. Taken together our data indicate that Si plays a function in the metabolism of accumulator species not only under stress but also under optimum growth conditions. In our work, Si improved both quantitative and qualitative parameters in strawberries through stimulation of growth and modification of phenolics metabolism. These data provided a theoretical basis for the application of Si fertilizers and AMF to enhance growth and performance of strawberry plants in greenhouse production
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Physiological and biochemical study of the effect of silicon supplementation in strawberry (Fragaria x ananassa) plants with an emphasize on the effect of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) association
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )