ارزیابی تاثیر سالیسیلیک‌اسید و براسینواستروئید بر برخی پارامترهای فیزیولوژیک و تجمع آرسنیک در اسفناج رشد یافته تحت شرایط تنش فلز سنگین آرسنیک

با هدف ارزیابی تاثیر سالیسیلیک اسید و براسینواستروئید بر برخی صفات فیزیولوژیک و میزان تجمع آرسنیک در اسفناج تحت شرایط تنش آرسنیک، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سال 1399، در مرکز تحقیقات تغذیه، دانشگاه علوم پزشکی شیراز اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل سالیسیلیک‌اسید (0، 0/5 و 0/75 میلی‌مولار)، براسینواستروئید (0، 0/5 و 0/75 میکرومولار) و تنش آرسنیک (0، 50 و 100 میکرومولار) بودند. تنش آرسنیک، به‌ویژه تنش 100 میکرومولار، موجب اختلال در تبادلات‌گازی و کاهش سرعت فتوسنتز، تعرق، هدایت روزنه‌ای برگ و زیست‌توده اسفناج شد. در مواجه با تنش آرسنیک میزان مالون‌دی‌آلدئید، پراکسیدهیدروژن، غلظت اسمولیت‌ها، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی در اسفناج افزایش یافت. کاربرد براسینواستروئید و سالیسیلیک‌اسید به‌طور معنی‌داری موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی (پراکسیداز، آسکوبات‌پراکسیداز و سوپراکسیددیسموتاز)، تجمع اسمولیت‌ها (کربوهیدرات‌ها و پرولین) و میزان ماده خشک اسفناج و در مقابل کاهش میزان مالون‌دی‌آلدئید و پراکسیدهیدروژن در اسفناج شد. تجمع آرسنیک در ریشه اسفناج بیشتر از برگ بود. در شرایط تنش آرسنیک 100 میکرومولار، کاربرد سالیسیلیک‌اسید و براسینواستروئید به‌صورت تکی و توام، تجمع آرسنیک در اسفناج را کاهش داد و بیشترین تاثیر مثبت در تیمار 0/75 میلی‌مولار سالیسیلیک‌اسید+ براسینواستروئید 0/75 میکرومولار مشاهده شد. به‌طورکلی، کاربرد سالیسیلیک‌اسید و براسینواستروئید، با بهبود تبادلات گازی، حفظ پایداری غشا سلولی و نیز افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی، موجب افزایش تحمل اسفناج به آرسنیک شد و درنهایت بیوماس اسفناج در مقایسه با شاهد افزایش یافت. از طرفی، کاربرد این تنظیم کننده‌های رشد گیاهی موجب کاهش تجمع آرسنیک در اسفناج شد. در مجموع می‌توان بیان داشت تاثیر مثبت کاربرد توام سالیسیلیک‌اسید و براسینواستروئید، در مقایسه با کاربرد تکی هر کدام از آن‌ها، در کاهش اثرات تنش فلز سنگین آرسنیک و تجمع آن در اسفناج و درنتیجه بهبود رشد این گیاه، قابل‌ملاحظه‌تر بود.

evaluation of the effect of salicylic acid and brassinosteroid on some physiological traits and arsenic accumulation in spinach under arsenic stress conditions

with the aim of evaluating the effects of salicylic acid and brassinosteroid application on some physiological traits and arsenic accumulation in spinach under arsenic stress conditions, an experiment was conducted in a factorial experiment in the form of a randomized complete block design with four replications in the year 2022 in the nutrition research center, department of food hygiene and quality control, school of nutrition and food sciences, shiraz university of medical sciences, iran. the experimental factors included salicylic acid (0, 0.5, and 0.75 mm), brassinosteroid (0, 0.5, and 0.75 µm), and arsenic stress (0, 50, and 100 µm). arsenic stress, especially at 100 µm, reduced the net photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance of spinach leaves and biomass. arsenic stress increased the concentration of malondialdehyde, hydrogen peroxide, osmolytes, as well as antioxidant enzymes activities in spinach plants. application of brassinosteroid and salicylic acid significantly increased activities of antioxidant enzymes (peroxidase, ascorbate peroxidase, and superoxide dismutase), osmolytes accumulation (carbohydrates and proline) and spinach biomass; in contrast, application of brassinosteroid and salicylic acid decreased the concentration of malondialdehyde and hydrogen peroxide in spinach plants under arsenic stress conditions. arsenic accumulation was higher in spinach roots than in leaves. under 100 µm arsenic stress, the application of different concentrations of salicylic acid and brassinosteroid, individually and in combination, significantly reduced arsenic accumulation in spinach, with the highest positive effect being observed in the treatment of 0.75 mm salicylic acid + 0.75 µm brassinosteroid. in conclusion, brassinosteroid and salicylic acid application increased the tolerance of spinach plants against arsenic stress by improving gas exchange, activity of antioxidant enzymes, accumulation of osmolytes, stability of the membranes, and as a result plant biomass; the positive effects of brassinosteroid and salicylic acid together were greater than that of brassinosteroid or salicylic acid applied separately.