responses of nigella damascena l. and nigella sativa l. to drought stress: yield, fatty acid composition and antioxidant activity

Nigella damascena and nigella sativa are two important species of the genus nigella that have many medicinal and industrial applications. both species are widely cultivated in arid and semi-arid areas, and are affected by abiotic stresses, especially drought stress. in the present study, the effect of water deficit stress on seed yield, oil percentage and yield, total phenolics and flavonoids content, and antioxidant activity of both species were investigated during two growing seasons (2018 and 2019). in this experiment, different levels of irrigation (severe stress, mild stress, and control) and two species (n. sativa and n. damescena) were studied as the main plots and subplots, respectively. seed and oil yields decreased sharply due to drought stress in both species. means of the seed and oil yields in n. sativa were 540.65 and 206.92 kg ha^-1, respectively, and seed and oil yields in n. damascena were 286.37 and 100.29 kg ha^-1, respectively. mild stress increased the oil content in both species, but severe stress significantly decreased the oil content in n. sativa. linoleic acid had the highest percentage in both species, followed by oleic and palmitic acids, in the order of their appearance. drought stress decreased polyunsaturated fatty acids (linolenic acid and linoleic acid), but saturated ones (stearic and palmitic acids) increased under drought stress with increasing drought stress, and the amount of phenolics and flavonoids in both species increased (p< 0.05). furthermore, the ic50 level decreased with increasing phenolics and flavonoids contents. in general, drought stress negatively affected seed and oil yields and edible oil quality in these species. considering the acceptable seed and oil yields of n. damascena and its beneficial fatty acid compositions, it can be used in plant breeding programs and edible oil production.

پاسخ nigella damascena l. و nigella sativa l. به تنش خشکی: عملکرد، ترکیبات اسیدهای چرب و فعالیت آنتی‌اکسیدانی

گونه­های n. sativa وdamascena n.، دو گونه مهم از جنس nigella هستند که دارای کاربردهای داروئی و صنعتی بسیاری می­باشند. هر دو گونه در مناطق خشک و نیمه خشک که نحت تاثیر تنش خشکی می­باشد، کشت و کار می­شوند. در مطالعه حاضر تاثیر تنش خشکی روی عملکرد دانه، درصد و عملکرد روغن، محتوای کل فنول و فلاونوئید و همچنین فعالیت آنتی­اکسیدانی هر دو گونه در طی دو فصل رشد زراعی ( 1397 و 1398) مورد مطالعه قرار گرفت. در این آزمایش، سطوح مختلف آبیاری ( شاهد، تنش ملایم و تنش شدید) و دو گونه (n. sativa و damascena.n) به ترتیب به عنوان کرت­های اصلی و فرعی مورد مطالعه قرار گرفتند. عملکرد دانه و روغن در هر دو گونه با شرایط تنش خشکی کاهش نشان داد. میانگین عملکرد دانه و روغن در n. sativa به ترتیب 65/540 و 92/206 کیلوگرم درهکتار بود. همچنین عملکرد دانه و روغن در damascene n. به ترتیب 37/286 و 29/100 کیلوگرم درهکتار بود. تنش خشکی ملایم منجر به افزایش محتوای روغن در هر دو گونه شد، اما تنش شدید به صورت معنی­داری باعث کاهش محتوای روغن در n. sativa شد. در هر دو گونه لینولئیک اسید دارای بیشترین درصد و به دنبال آن اولئیک اسید و پالمتیک اسید قرار گرفتند. تنش خشکی منجر به کاهش اسیدهای چرب غیر اشباع ( لینولنیک اسید و لینولئیک اسید) و افزایش اسیدهای چرب اشباع ( استئاریک اسید و پالمتیک اسید)، محتوای کل فنول و فلاونوئید شد. مقدار ic50 با افزایش محتوای کل فنول و فلاونوئید کاهش نشان داد. به صورت کلی، تنش خشکی تاثیر منفی بر روی عملکرد دانه و روغن و کیفیت روغن خوراکی در این گونه­ها داشت. با توجه به عملکرد دانه و روغن قابل قبول و ترکیب اسیدهای چرب مطلوب گونه n. damascena این گونه می­تواند در برنامه­های اصلاح نباتات به منظور تولید روغن خوراکی مورد استفاده قرار گیرد.