نقش ملاتونین در بهبود فتوسنتز و تحمل شوری زرین گیاه (Dracocephalum Kotschyi Boiss.)

در این مطالعه اثر سطوح شوری بر زرین گیاه (جمعیت فریدون شهر اصفهان) و نقش ملاتونین در بهبود فتوسنتز تحت شوری در طی دو آزمایش بررسی شد. در آزمایش اول، اثر غلظت های مختلف کلرید سدیم (صفر، 25، 50، 75 و 100 میلی مولار) بر رشد و صفات فتوسنتزی گیاهچه های زرین گیاه 60 روزه ارزیابی شد. نتایج نشان داد که با افزایش شوری، شاخص تحمل و میزان رنگیزه های فتوسنتزی، حداکثر کارآیی فتوشیمیایی فتوسیستمii  (fv/fm)، و هدایت روزنه ای کاهش یافت اما سطح پراکسیداسیون لیپیدی و فعالیت کاتالاز در برگ افزایش یافت. در آزمایش دوم، اثر پیش تیمار ریشه با 100 میکرومولار ملاتونین بر تحمل شوری 100 میلی مولار کلرید سدیم گیاهچه های زرین گیاه بررسی شد. نتایج نشان داد که پیش تیمار با ملاتونین باعث افزایش وزن تر و خشک بخش هوایی، کلروفیل a و b، کلروفیل کل و کاروتنوئیدها، fv/fm، هدایت روزنه ای و محتوای نسبی آب (rwc) در برگ های تحت تنش شوری شد. تاثیر مثبت ملاتونین بر صفات فتوسنتزی بسیار با نقش آن در افزایش فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز، کاهش محتوای مالون دی آلدئید و بهبود هموستازیna+ ،k+  و ca2+ در برگ ها مرتبط بود و این اثرات با کاربرد پارا– کلروفنیل آلانین (p-cpa) به عنوان بازدارنده سنتز ملاتونین، تضعیف شد. بر اساس این نتایج، کاربرد ملاتونین خارجی، احتمالاً با تاثیر بر سنتز ملاتونین درون زا گیاه، قادر است که تنش اسمزی، سمیت یونی و تنش اکسیداتیو ناشی از شوری را در زرین گیاه تعدیل کند و ممکن است بتوان از تیمار با ملاتونین برای بهبود فتوسنتز و ارتقای سطح تحمل گیاه به شوری استفاده کرد.

the role of melatonin in improving photosynthesis and salt tolerance of dracocephalum kotschyi boiss

in this study, the effect of various levels of salinity on dracocephalum kotschyi boiss. (fereidunshahr population) and the role of melatonin in improving photosynthesis and the acquisition of salt tolerance was investigated using two independent experiments. in the first experiment, the effect of different concentrations of sodium chloride (0, 25, 50, 75 and 100 mm) on the growth and photosynthetic traits of 60-day-old plants was evaluated. the results showed that with increasing salt concentration the tolerance index and the amount of photosynthetic pigments, fv/fm, and stomatal conductance decreased, but the level of lipid peroxidation and catalase activity increased in the leaves. in the second experiment, the effect of root pretreatment with 100 µm melatonin was investigated on salt tolerance (100 mm sodium chloride) of d. kotschyi seedlings. the results showed that pretreatment with melatonin increased fresh and dry weight of aerial part, chlorophyll a and b, total chlorophyll and carotenoids, fv/fm, stomatal conductance and relative water content in leaves under salt stress. the positive effect of melatonin on photosynthetic parameters was closely related to its role in increasing ascorbate peroxidase enzyme activity, reducing malondialdehyde content and improving na+, k+ and ca2+ homeostasis in leaves, and these effects were weakened by the application of p-cpa as an inhibitor of melatonin synthesis. based on these results, the application of external melatonin, probably by affecting the endogenous melatonin synthesis in plants, is able to moderate the osmotic stress, ionic toxicity and oxidative stress caused by salinity in d. kotschyi plants, and it is possible that melatonin treatment can use to improve phosynthesis and the level of plant’s tolerance to salinity.