اثر هم افزایی تنش خشکی و تیمار اسیدآمینه گلایسین بر واکنش‌های ساختاری و آنتی اکسیدانی گیاه بادرشبو (dracocephalum moldavica)

سابقه و هدف: خشکی یکی از مهمترین تنش‌های غیر زیستی و عامل محدود کننده تولید موفقیت آمیز محصولات گیاهی در سراسر جهان محسوب شده و اثرات نامطلوبی بر رشد و نمو گیاه و سایر فرآیندهای متابولیکی دارد. گیاه بادرشبو با نام علمی dracocephalum moldavica گیاهی علفی، یکساله می‌باشد اسید آمینه گلایسین کوچک‌ترین و با ساده‌ترین ساختار در سلول‌ها و از ترکیبات نیتروژنه محلول، قطبی، آب دوست می‌باشد که در شرایط تنش در گیاه تجمع می‌یابد. تحقیق حاضر به منظور بررسی اثر محلول‌پاشی اسید آمینه گلایسین بر پارامترهای ساختاری و آنتی اکسیدانی در افزایش تحمل بادرشبو به تنش خشکی صورت گرفت.مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی، با سه تکرار در بهار سال 1398 در استان یزد انجام گردید. فاکتورهای آزمایش شامل الف: تنش خشکی در 3 سطح (100، 70 و 30 درصد ظرفیت زراعی) و ب: محلول‌پاشی گلایسین در 3 سطح (0، 2.5 و 5 در هزار) بودند. در این پژوهش پارامترهایی مانند طول ساقه، طول ریشه، نسبت طول ریشه به ساقه، وزن خشک ریشه و ساقه و همچنین میزان نشت الکترولیت، کاروتنوئیدها، آنتوسیانین و فلاونویید اندازه‌گیری و محاسبه گردید. یافته‌ها: نتایج حاکی از آن بود اعمال تنش خشکی در سطح 70 و 30 درصد ظرفیت زراعی به ترتیب کاهش 23.63 درصدی طول ساقه و افزایش 46.66 درصدی و 53.33 درصدی طول ریشه به ساقه را نسبت به شاهد باعث گردید. اسیدآمینه گلایسین افزایش طول ساقه و کاهش نسبت طول ریشه به ساقه را سبب شد. بیشترین میزان طول ساقه (25.44 سانتی متر) را تیمار محلول‌پاشی گلایسین با غلظت 5 در هزار و بیشترین میزان نسبت طول ریشه به ساقه (0.30) را محلول‌پاشی با آب مقطر داشت. در نتیجه بر همکنش تیمار تنش خشکی و گلایسین، بیشترین مقدار طول ریشه (5.50 سانتی متر) در تیمار 30 درصد ظرفیت زراعی و تیمار محلول‌پاشی با آب مقطر بدست آمد. بیشترین میزان وزن خشک ساقه (0.16 گرم در بوته) را تیمار‌های 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی گلایسین با غلظت 2.5 در هزار و بیشترین مقدار وزن خشک ریشه (0.02 گرم در بوته) را تیمار‌های 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی گلایسین با غلظت 5 در هزار دارا بودند. بر اساس مقایسات میانگین بر همکنش دوگانه، بیشترین میزان نشت الکترولیت (92.92 درصد) را تیمار‌های 30 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی گلایسین با غلظت 5 در هزار نشان داد. بیشترین میزان کاروتنوئید (11.56 میلی گرم در گرم وزن تر) در تیمار‌های 100 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی با آب مقطر و بیشترین میزان آنتوسیانین (0.21 جذب در گرم وزن تر ) را بر همکنش تیمار‌های 30 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی گلایسین با غلظت 2.5 در هزار داشت که دارای اختلاف معنی‌داری با غلظت 5 در هزار نبود و در نهایت بیشترین میزان فلاونوئید (2.16 جذب در گرم وزن تر) در بر همکنش تیمار‌های 30 درصد ظرفیت زراعی و محلول‌پاشی گلایسین با غلظت 2.5 در هزار نیز بدست آمد. نتیجه گیری: تنش خشکی واکنش‌های ساختاری نظیر کاهش طول ساقه و افزایش نسبت طول ریشه به ساقه و محلول‌پاشی گلایسین افزایش طول ساقه و همین طور کاهش نسبت طول ریشه به ساقه و بر همکنش تنش خشکی و محلول‌پاشی گلایسین افزایش وزن خشک ساقه و ریشه را در بر‌داشت. بر همکنش تیمارهای تنش خشکی و محلول‌پاشی گلایسین همچنین موجب افزایش میزان نشت الکترولیت، میزان آنتوسیانین و فلاونوئیدها گردید. کاربرد اسید‌آمینه گلایسین با غلظت 2.5 در هزار با بیشترین تاثیر در افزایش پارامترهای وابسته به واکنش‌های ساختاری نظیر افزایش وزن خشک ساقه، نسبت طول ریشه به ساقه و همچنین افزایش پارامترهای آنتی‌اکسیدانی نظیر میزان آنتوسیانین و فلاونوئید توانست نقش موثری در افزایش تحمل گیاه بادرشبو به تنش خشکی ایفا کند.

Synergistic effect of drought stress and glycine amino acid treatment on structural and antioxidant reactions of Moldavian balm (Dracocephalum moldavica)

Background and objectives: Drought is one of the most important abiotic stresses and factors limiting the successful production of plant products worldwide and has adverse effects on plant growth and other metabolic processes. The Moldavian balm (Dracocephalum moldavica) is an annual herbaceous plant. Glycine amino acid is the smallest and the simplest structure in cells and is a soluble, polar, hydrophilic nitrogen compound that accumulates under stress in plants. The purpose of this study was to investigate the effect of glycine amino acid on structural and antioxidant parameters in increasing Moldavian balm drought tolerance.Materials and methods: This study was conducted a factorial experiment based on a completely randomized design with 3 replications in the spring of 2019 in Yazd province. Experimental factors were a: drought stress at 3 levels (100, 70, and 30% of field capacity) and b: foliar application of glycine at 3 levels (0, 2.5, and 5 per thousand). In this study, parameters such as stem length, root length, root/shoot length ratio, root and shoot dry weight, as well as a carotenoid, electrolyte leakage, anthocyanin and flavonoid levels, were measured.Results: The results showed that the drought stress decreased the shoot length by 23.63% and 33.62% and increase root/shoot length ratio by 46.66% and 53.33%, at 70 and 30% of Fc, respectively. Glycine amino acid increase shoot length and reduced root/shoot length ratio and the highest shoot length (25.44 cm) and root/ shoot ratio (0.30) were obtained with distilled water spraying. Due to the interaction effect of drought stress and glycine, the highest root length (5.50 cm) was obtained in 30% Fc and foliar application with the distilled water. The highest shoot dry weight (0.16 g/plant) was observed in 100% Fc and 2.5/1000 (2.5 g/l) glycine treatments and the highest root dry weight (0.02 g/plant) was in 100% Fc and 5/1000 glycine spraying. Based on comparisons of the mean effects of dual interaction, the highest electrolyte leakage (92.92%) was observed in 30% Fc and the foliar application of glycine amino acid with a concentration of 5 per thousand. The highest amount of carotenoids (11.56 mg/g F.W) was obtained in the treatments of 100% Fc and the foliar application with distilled water and the highest amount of anthocyanin (0.21 absorption/g F.W) in the interaction of 30% Fc and the foliar application of glycine at 2.5/1000, which had no significant difference with a concentration of 5/1000 and finally, the highest flavonoid content (2.16 absorption/g F.W) was observed in interaction with 30% Fc and the foliar application of glycine at 2.5/1000. Conclusion: Drought stress had the structural reactions such as decrease the stem length and increase the root/shoot ratio and the foliar application of glycine increase the shoot length as well as decrease the root/shoot ratio and inetraction effects on drought stress and the foliar application of glycine increase shoot and root dry weight. Also, the interaction effect of drought stress and foliar application of glycine increased electrolyte leakage, anthocyanin, and flavonoids levels. Application of glycine amino acid at the concentration of 2.5/1000 (2.5g/l), Increase of tolerant plants to drought stress with the most effective role in increasing structural reactiondependent parameters such as the stem dry weight, root/ stem length ratio as well as antioxidant parameters such as anthocyanin and flavonoid levels.