بررسی اثر گاما آمینو بوتیریک‌اسید بر بهبود تحمل تنش خشکی در زعفران زراعی(crocus sativus l.)

تنش های محیطی باعث بروز دامنۀ وسیعی از واکنش ها در گیاهان، از تغییر بیان ژن و متابولیسم سلول تا تغییر در سرعت رشد و عملکرد می شوند . استفاده از برخی مواد شیمیایی مانند گابا یکی از روش های پیشنهادی برای به حداقل رساندن اثرات مضر ناشی از تنش خشکی می باشد . آزمایش حاضر در گلخانۀ پژوهشی پردیس علوم دانشگاه تهران برای بررسی اثر گابا روی ویژگی های رویشی و شاخص های مقاومت در گیاه زعفران مزروعی (crocus sativus l.) تحت شرایط تنش کم آبی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کاملاً تصادفی انجام شد. در این آزمایش گابا در سه غلظت 0، 25 و 50 میکرومولار و در سه سطح خشکی 0% و 10% و 15 % پلی اتیلن گلیکول (peg) به صورت آبیاری روی گیاهان اعمال گردید. نتایج نشان داد که تنش کم آبی باعث کاهش وزن تر و خشک ساقه و ریشه، تعداد برگ ، سطح برگ ، رنگیزه های فتوسنتزی و محتوای پروتئین شد. از سوی دیگر پارامترهایی مانند میزان پرولین و فعالیت آنزیم های پاداکسایشی در شرایط تنش خشکی افزایش یافت . کاربرد تیمار گابا در این آزمایش به طور کلی سبب بهبود ویژگی های ریخت شناسی (شامل تعداد و سطح برگ ، وزن تر و خشک برگ و ریشه)، رنگیزه های فتوسنتزی و محتوای پروتئین محلول شد . کاربرد گابا برخی ویژگی های کیفی و بیوشیمیایی شامل : محتوای آنتوسیانین ، فنل کل و فلاوونوئید را در شرایط تنش خشکی بهبود بخشید . کاهش فعالیت محتوای مالون دی آلدئید (mda) و افزایش فعالیت آنزیم پاداکسایشی سوپراکسید دیسموتاز (sod) در اثر کاربرد گابا در شرایط خشکی مشاهده شد . گابا با اثرگذاری بر فعالیت آنزیم پاداکسایشی کاتالاز در گیاهان تحت تنش در مقایسه با شاهد مقاومت گیاه در شرایط تنش کم آبی را افزایش داد. این تاثیر در شرایط تنش 15% پلی اتیلن گلیکول و غلظت 50 میکرومولار گابا بسیار چشمگیر بود. درنهایت کاربرد گابا سبب افزایش عملکرد در شرایط تنش خشکی شد . با توجه به نتایج به دست آمده و اثرگذاری گابا در القای مقاومت به خشکی در گیاه زعفران ، استفاده از این ماده به عنوان یک مادۀ موثر در کاهش اثرات مخرب کم آبی در گیاه زعفران توصیه می شود .

Investigation of GABA effect on drought stress tolerance improvement in cultivated saffron (Crocus sativus L.)

Drought stress is one of the major environmental concerns associated with various defects in plant growth and development. Environmental stressors trigger a wide range of reactions in plants, ranging from changes in gene expression level and cell metabolism to alteration in growth rate and plant function. Application of certain chemicals, such as gamma amino butyric acid (GABA), is suggested to minimize the detrimental effects of drought stress. To investigate the effect of GABA in vegetative characteristics and resistance indices of saffron (Crocus sativus L.) plants under water deficit condition, current experiment was conducted in research greenhouse at Tehran University of Sciences. The experiment was performed in factorial pattern based on the completely randomized block design. In this experiment GABA was applied on plants at three concentrations of 0, 25 and 50 mu;M under three levels of polyethylene glycol (PEG)(0%, 10% and 15%) as drought stress inducer. The results showed that water deficit conditions decreased fresh and dry weight of shoot and root, leaf number, leaf area, photosynthetic pigments and protein content. Besides, physiological parameters such as proline content and antioxidant enzyme activity increased under drought stress conditions. Application of GABA in this experiment generally improved the morphological characteristics (including leaf number and leaf area, fresh and dry weight of leaves and roots), photosynthetic pigments and soluble protein content. GABA application improved qualitative and biochemical properties including anthocyanin, total phenol and flavonoid content under drought stress conditions. GABA exposure resulted in decreased MDA activity and increased antioxidant superoxide dismutase (SOD) functionality. GABA increased the plantchr('39')s resistance to water deficit stress by affecting the activity of catalase enzyme activity in stressed plants compared to those of control. This effect was very significant under 15% PEG and 50 mu;M GABA treatments. Our findings indicate that GABA application can increase plant yield under drought stress conditions. According to these results and positive effect of the GABA application on induction of drought resistance in saffron, it is recommended to use GABA as an effective compound to diminish the detrimental effects of drought stress in saffron plants.