مطالعه تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی ژنوتیپ‌های لوبیا در پاسخ به محلول‌پاشی برگی اسید سالسیلیک تحت شرایط تنش خشکی

مقدمه و هدف: تنش خشکی یکی از مهم‌ترین عوامل مهم محدودکننده رشد گیاهان به‌شمار می‌رود. اسید سالیسیلیک یک ترکیب فنلی تولید شده توسط گیاه است که نقش مهمی در تنظیم فرایندهای مختلف گیاه دارد. تحقیقات نشان داده است که کاربرد خارجی اسید سالیسیلیک می‌تواند تحمل گیاه در برابر برخی تنش‌های غیرزنده از جمله تنش اسمزی، خشکی، شوری، ازن و اشعه ماورای بنفش را افزایش دهد. هدف از اجرای این پژوهش بررسی برهم‌کنش تنش خشکی و محلول پاشی اسید سالیسیلیک بر برخی پارامترهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی در ژنوتیپ‌های لوبیا بود.مواد و روش‌ها: این پژوهش در سال 1400-1399 به‌صورت فاکتوریل در در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه گروه زراعت و اصلاح نباتات واقع در پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران اجرا شد. سطوح مختلف خشکی در دو سطح 80% و 50% ظرفیت زراعی، فاکتور ژنوتیپ شامل دو ژنوتیپ لوبیای معمولی (ناز و 167) برگزیده از آزمون مزرعه‌ای و عامل اسید سالیسیلیک در دو سطح شامل عدم مصرف اسید سالیسیلیک (شاهد) و محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک (به‌میزان 1میلی‌مولار) مورد مطالعه قرار گرفتند. پس از اعمال تیمارها صفاتی مختلف فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج نشان داد تنش خشکی موجب کاهش معنی‌داری در نشت یونی و افزایش معنی‌داری‌ در میزان نشت یونی، پراکسید هیدروژن و مالون دی آلدئید در هر دو ژنوتیپ گردید. این تغییرات تحت تنش خشکی در ژنوتیپ ناز به مراتب بیشتر از ژنوتیپ 167 بود. محلول‌پاشی برگی اسید سالیسیلیک موجب کاهش میزان مالون دی‌آلدئید، نشت یونی و پراکسید هیدروژن و افزایش میزان فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، پرولین و محتوای نسبی در تمام سطوح خشکی گردید. کاهش این تغییرات در محلول‌پاشی برگی توسط سالسیلیک اسید در ژنوتیپ ناز به مراتب بیشتر از ژنوتیپ 167 بود. نتیجه‌گیری: نتایج پژوهش نشان داد که محلول‌پاشی برگی اسید سالیسیلیک توانست با حفظ بهتر وضعیت آبی برگ )محتوای نسبی آب برگ گیاه(، حفظ بهتر پایداری غشاء سلولی )با کاهش نشت یونی و مالون دی‌آلدهید(، افزایش بیشتر میزان محلول پرولین و همچنین افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی (سوپراکسید دیسموتاز، کاتالاز، اسکوربات پراکسیداز و گایاکول پراکسیداز) در هر دو ژنوتیپ لوبیا تحت شرایط تنش خشکی، باعث کاهش تاثیرات منفی تنش خشکی شده و درنتیجه گیاه را مقاوم‌تر می‌‌سازد. بنابراین،با توجه به نتایج این پژوهش کاربرد محلول پاشی برگی 1 میلی مولار سالسیلیک اسید برای کاهش اثرات منفی تنش خشکی در لوبیا پیشنهاد می‌گردد.

Study of the Physiological and Biochemical Changes of Common bean in Response to Foliar Application of Salcylic Acid under Drought Stress Conditions

Extended AbstractIntroduction and Objective: Drought stress is one of the most important factors limiting plant growth. Salicylic acid is a phenolic compound produced by plants that plays an important role in regulating various plant processes. Research has shown that external application of salicylic acid can increase plant tolerance to some abiotic stresses such as osmotic stress, drought, salinity, ozone and ultraviolet rays. The aim of this study was to investigate the interaction of drought stress and foliar application of salicylic acid on some physiological and biochemical parameters in bean genotypes.Material and Methods: To investigate the effect of salicylic acid on the physiological and biochemical trait of bean genotypes under drought stress, a factorial experiment based on randomized complete block design with three replicates was performed at 2020 in the research greenhouse of Agronomy and Plant Breeding, of the College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran in Karaj. The treatments included two genotyps of common bean (167drought tolerant and Naz drought sensitive), two levels of drought stress, 80% of field capacity (as control), and 40% of field capacity (severe drought stress) as well as two concentrations of salicylic acid 0, 1 mM. After applying the treatments, various physiological and biochemical traits were evaluated.Results: The results showed that drought stress significantly reduced ion leakage and significantly increased ion leakage, hydrogen peroxide and malondialdehyde in both genotypes. These changes under drought stress were far greater in Naz genotype than in genotype 167. Foliar application of salicylic acid reduced the amount of malondialdehyde, ion leakage and hydrogen peroxide and increased the activity of antioxidant enzymes, proline and relative content at all drought levels. The reduction of these changes in leaf foliar application by salicylic acid in Naz genotype was much greater than genotype 167.Conclusion: The results showed that that foliar application of salicylic acid was able to maintain the leaf water status (relative leaf water content), maintain cell membrane stability (by reducing ion and malondialdehyde leakage), increase the amount of compatible solutions (proline) as well as increasing the Antioxidant enzymes activity (superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase and guaiacol peroxidase) in both bean genotypes and thus, reduce the negative effects of drought stress and make the plant more resistant. Therefore, the foliar application of 1 mM salicylic acid can be used to reduce the destructive effects of drought stress on bean genotypes.