بررسی تاثیر ملاتونین در بادرشبویه (‏dracocephalum moldavica l.‎‏) در سطوح مختلف آبیاری

هدف: تنش کم‌آبی می‌تواند تاثیرات قابل‌توجهی بر گیاهان از طریق تخریب کارکردهای فیزیولوژیکی و متابولیکی آن ها دارد. از طرف دیگر، ملاتونین با تعدیل فرایندهای مختلف فیزیولوژیکی، پاسخ‌های زیستی گیاهان را تنظیم کرده و در نهایت مقاومت آن ها را در برابر شرایط تنش افزایش می‌دهد. بنابراین، هدف بررسی تاثیر ملاتونین بر بهبود خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی بادرشبویه تحت سطوح مختلف آبیاری است.روش پژوهش: در این پژوهش، تاثیر غلظت‌های مختلف ملاتونین (شاهد، 50 و 100 میکرومولار) بر ویژگی‌های فیزیولوژیکی گیاه بادرشبویه در شرایط تنش کم‌آبی (25، 50، 75 و 100 درصد ظرفیت زراعی) به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و سه تکرار تکرار در گلخانه و آزمایشگاه دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، دانشگاه تبریز در سال 1401 موردمطالعه قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج این پژوهش نشان داد که محلول‌پاشی گیاهان با غلظت 100 میکرومولار ملاتونین تاثیر قابل‌توجهی در بهبود پارامترهای رنگیزه‌های فتوسنتزی دارد. این بهبود از طریق افزایش متابولیت‌های ثانویه، شامل ترکیبات فنولی و فلاونوئیدها و هم‌چنین آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، به ویژه فنیل آلانین آمونیالیاز، مشاهده شد. این تاثیر مثبت به‌ویژه در شرایط تنش کم‌آبی متوسط و شدید بارزتر بود و نشان‌دهنده توانایی ملاتونین در بهبود مقاومت گیاهان در برابر تنش های محیطی است. به‌طور خاص، در تیمارهایی که با 100 میکرومولار ملاتونین محلول‌پاشی شده بودند، بیش‌ترین میزان فنول (51.952 میلی‌گرم اسیدگالیک بر گرم وزن تر برگ) و فلاونوئید (11.424 میلی‌گرم کوئرستین بر گرم وزن تر برگ) ثبت شد. هم‌چنین، مقادیر بالایی از مالون‌دی‌آلدهید (1.128 میکرومول بر گرم وزن خشک) و فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز (17.84 میکرومول سینامیک‌اسید در دقیقه در میلی‌گرم پروتئین) نیز در این تیمار تحت شرایط تنش شدید (25 درصد ظرفیت زراعی) مشاهده گردید.نتیجه‌گیری: این نتایج به‌وضوح نشان می‌دهد که ملاتونین می‌تواند به‌عنوان یک عامل موثر در کاهش آسیب‌های ناشی از تنش کم‌آبی عمل کند و به گیاه بادرشبویه کمک کند تا در شرایط نامساعد محیطی بهتر عمل کند. با توجه به یافته‌های این پژوهش، می‌توان نتیجه گرفت که استفاده از ملاتونین در شرایط تنش کم‌آبی نه‌تنها به کاهش شدت آسیب‌های ناشی از تنش کمک می‌کند، بلکه هم‌چنین می‌تواند به بهبود کیفیت و عملکرد گیاهان بادرشبویه منجر شود. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که تنش کم‌آبی می‌تواند تاثیرات منفی قابل‌توجهی بر عملکرد فیزیولوژیکی گیاه بادرشبویه داشته باشد. با این‌حال، استفاده از ملاتونین به‌عنوان یک محرک طبیعی می‌تواند به‌طور موثری این تاثیرات منفی را کاهش دهد و به بهبود کیفیت و عملکرد گیاه در شرایط تنش کمک کند. به‌ویژه، محلول‌پاشی با غلظت 100 میکرومولار ملاتونین منجر به افزایش قابل‌توجهی در میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی، متابولیت‌های ثانویه و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان شد. این نتایج نشان‌دهنده توانایی ملاتونین در تقویت مقاومت گیاهان در برابر تنش‌های محیطی و بهبود پایداری آن‌ها در شرایط کم‌آبی است.

investigating the effect of melatonin on moldavian balm (dracocephalum moldavica l.) under different irrigation levels

objective: with the global rise in population and increasing demand for medicinal plants, active compounds from these species are of growing pharmaceutical importance. cultivation of moldavian balm (dracocephalum moldavica l.) is expanding, and the crop is prone to abiotic stresses, especially water deficit, during the growing season. drought stress can impair physiological and metabolic functions. melatonin has emerged as a key regulator of plant responses to stress, modulating diverse physiological processes and enhancing resilience. given limited water resources and the medicinal value of moldavian balm, this study aimed to evaluate the effects of melatonin on the physiological properties of moldavian balm under greenhouse conditions.methods: we examined the effects of three melatonin treatments—control, 50 μm, and 100 μm—on the physiological characteristics of moldavian balm subjected to drought stress at 25%, 50%, 75%, and 100% of field capacity. the experiment followed a factorial arrangement in a completely randomized block design with three replications, conducted in the greenhouse and laboratory of the faculty of agriculture and natural resources, university of tabriz, ahar campus. statistical analyses were performed to assess treatment effects and interactions.results: application of 100 μm melatonin significantly increased photosynthetic pigment content, supporting improved photosynthetic capacity under drought. melatonin treatment, particularly at 100 μm, also elevated secondary metabolites, including phenolics and flavonoids, which enhance plant defense under stress. notably, phenol and flavonoid contents reached 51.95 mg gallic acid equivalents (gae) g⁻¹ fresh weight and 11.42 mg quercetin equivalents (qes) g⁻¹ fresh weight, respectively, in melatonin-treated plants. phenylalanine ammonia-lyase activity, a key enzyme in phenolic biosynthesis, was significantly enhanced. under severe drought (25% field capacity), cinnamic acid production reached 17.84 μm min⁻¹ mg⁻¹ protein, indicating melatonin’s role in reinforcing defense pathways. while 100 μm melatonin improved physiological responses, malondialdehyde (mda) levels (lipid peroxidation marker) were also elevated (≈1.13 μm g⁻¹ dry weight), suggesting that some oxidative stress persisted and highlighting the need for integrated stress-management strategies.conclusion: melatonin, especially at 100 μm, mitigates drought-induced damage in moldavian balm by enhancing photosynthetic performance, boosting secondary metabolite production, and elevating antioxidant defense enzyme activity. these effects contribute to improved plant resilience, quality, and potential yield under water-limited conditions. melatonin can be a valuable tool for stabilizing moldavian balm production in greenhouse systems facing abiotic stress.