اثر سدیم نیتروپروساید بر پاسخ های فیزیولوژیک و زیست- شیمیایی سیب زمینی رقم آگریا (solanum tuberosum) به تنش شوری در شرایط درون شیشه ای

سابقه و هدف: تنش‌های محیطی از جمله شوری به شدت پراکنش و عملکرد گیاهان را کاهش و تولید محصولات کشاورزی را در سراسر جهان محدود می‌کنند. نیتریک اکسید یک مولکول فعال زیستی می‌باشد که در گیاهان توسط مسیرهای آنزیمی و غیر آنزیمی تحت شرایط تنش در اندام‌های مختلف گیاه تولید می‌شود و واکنش‌های دفاعی گیاه را تنظیم و تعدیل می‌کند. سیب‌زمینی از نظر سطح زیر کشت چهارمین محصول مهم دنیا محسوب می شود که در نواحی نیمه خشک، تنش شوری به عنوان مانع اصلی تولید این محصول می‌باشد. این پژوهش با هدف بررسی اثر سدیم نیتروپروساید به عنوان ترکیب آزاد کننده نیتریک اکسید بر صفات رشدی و بیوشیمیایی سیب زمینی رقم آگریا تحت تنش شوری در شرایط درون شیشه‌ای انجام شد.مواد و روش‌ها: این آزمایش در آزمایشگاه‌های کشت بافت گیاهی و تنظیم کننده‌های رشد گیاهی گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز انجام گرفت. در این آزمایش از ریزنمونه‌های حاصل از کشت قطعات تک جوانه‌ای ساقه سیب‌زمینی رقم آگریا استفاده شد. به منظور اعمال تیمار قطعات تک جوانه‌ای ساقه سیب‌زمینی رقم آگریا در محیط کشت ms با نصف غلظت عناصر ماکرو و میکرو دارای چهار سطح سدیم نیتروپروساید (0، 103، 104 و 510 میلی‌مولار) و دو سطح شوری (0 و 70 میلی‌مولار nacl) کشت گردیدند.یافته‌ها: نتایج حاصل نشان داد که تحت تنش شوری تعداد برگ، ارتفاع، وزن تر و خشک گیاهچه‌های سیب‌زمینی کاهش یافت، همچنین میزان کلروفیل‌ها، کاروتنوئیدها، پروتئین و فنل گیاهچه‌ها را نیز کاهش معنی‌داری نشان داد. استفاده از سدیم نیتروپروساید با غلظت‌های مختلف در محیط کشت به عنوان ترکیب آزاد کننده no تاثیر معنی‌داری در مقدار کلروفیل‌ها و کارتنوئیدهای گیاهچه‌های سیبزمینی داشت. در مقابل میزان فعالیت آنتی‌اکسیدانی و محتوای گلایسین بتائین در بافت‌های گیاهچه‌های درون شیشه‌ای سیب‌زمینی تحت تنش شوری افزایش معنی‌داری داشتند. استفاده از سدیم نیتروپروساید در محیط کشت باعث بهبود شاخص‌های رشدی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی تحت تنش شوری گردید.نتیجه‌گیری: کاربرد سدیم نیتروپروساید موجب بهبود رشد و افزایش مقدار پروتئین و فنل و فعالیت آنتی‌اکسیدانی گیاهان در شرایط تنش و غیر تنش شد. سدیم نیتروپروساید، اثرات منفی تنش را از طریق افزایش مقدار آنتی‌اکسیدا‌ن‌های غیر آنزیمی (فنل) و افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (آسکوربات پراکسیداز و سوپر اکسید دیسموتاز) تعدیل نمود. اگر چه کاربرد سدیم نیتروپروساید در شرایط غیر تنش موجب افزایش مقدار گلایسین بتائین گردید ولی تحت شرایط تنش شوری اثر منفی بر مقدار این ترکیب داشت. لذا چنین به نظر می‌ر‌سد که کاربرد این ماده در مناطق خشک و نیمه خشک می‌تواند با کاهش اثرات زیانبار شوری و جلوگیری از کاهش عملکرد به بهبود اقتصاد کشاورزان کمک نماید.

Effect of sodium nitroprusside on growth, physiological and biochemical characters of Solanum tuberosum cv. Agria under salinity stress on in vitro condition

Introduction: Salinity stress is the certain factor that seriously constrains agricultural production in various regions especially in arid and semiarid areas. Nitric oxide is a bioactive molecule that synthesis via enzymatic and nonenzymatic pathways under stress conditions in different organs of plant, regulates and adjustments defense reactions of plant. Sodium nitroprusside (SNP) is used as a releasing compound of nitric oxide. Many studies have shown that this compound can protect plant under oxidative stresses and maintain chlorophyll. SNP could improve the effects of salinity and increased chlorophyll in cotton. Salinity is a serious environmental stress in the regions around Urmia Salt Lake and grapevine is one of the most economically important fruit crops in south west of Iran.Material and Methods: This study was investigated the effect of sodium nitroprussdie as a nitric oxide donor, on growth characters (leave number, plantlet height, fresh and dry weight), physiological (chlorophyll a, b and carotenoids) and biochemical (antioxidant activity, total phenol, protein and glycine betaine) characters of Solanum tuberosum cv. Agria under salinity stress on in vitro condition. For treatment the single node of S. tuberosum cv. Agria stem were cultured in MS medium with half concentration of macro and micro elements contained four levels of sodium nitroprosside (0, 103, 104 and 105 mM) and two levels of salinity (0 and 70 mM). Results: Obtained results showed that under salinity stress leaves number, height and fresh and dry weight of plantlets decreased, also chlorophylls, carotenoids, protein and total phenol of plantlets showed significant reduction. In contrast, antioxidant activity and glycine betaine content of in vitro plantlets significantly increased. Application of sodium nitroprusside in media culture caused to improvement of growth, physiological and biochemical characters under salinity stress. Conclusion: In conclusion, antioxidant activity, total phenol and protein were decreased by application salinity stress. In addition, antioxidant activity and glycine betaine content during salt stress period was decreased application of nitric oxide. The glycine betaine content of plantlets in general condition with application of sodium nitroprosside increased but under salinity stress, sodium nitroprosside had negative effect on glycine betaine content. The results of this research showed that with increasing antioxidant activity, total phenol, protein can tolerate salt solution and also applying the SNP enhance plant tolerance to salinity. Further studies are necessary to determine optimum concentration and duration of NO application in order to achieve maximum benefit of this chemical in Solanum tuberosum tissue culture