بررسی اثر اسپرمیدین و ملاتونین بر آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان، میزان ماده موثره روتین و عملکرد در گیاه دیلار(fagopyrum esculentum moench) تحت تنش خشکی

سابقه و هدف: دیلار (fagopyrum esculentum moench) گیاهی یک‌ساله، از خانواده علف هفت‌بند (polygnaece) و بومی آمریکاست، این گیاه از منابع مهم دارویی به‌شمار می‌رود اما تنش خشکی به‌عنوان محدود کننده آن، تاثیر زیادی در کاهش عملکرد آن دارد، تحقیقات نشان داده که ترکیبات پلی‌آمینی مانند اسپرمیدین و ملاتونین می توانند تحمل به تنش خشکی را افزایش دهند. به همین دلیل این پژوهش با هدف بررسی اثر پیش‌تیمار بذر و محلول‌پاشی گیاهچه با ترکیبات پلی‌آمینی برفعالیت آنزیم‌های آنتی-اکسیدان، میزان روتین و عملکرد دانه این گیاه تحت تنش خشکی انجام شد. مواد و روش‌ها: این آزمایش در سه مرحله و در سال‌های زراعی 1398 – 1399 در دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه شیراز (باجگاه) اجرا شد. آزمایش اول جهت تاثیر پیش‌تیمار بذر دیلار با پلی‌آمین‌ها بر خصوصیات جوانه‌زنی بود که به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در شرایط آزمایشگاهی اجرا گردید. تیمارهای آزمایش شامل تنش خشکی در هفت سطح (صفر، 0.2-، 0.4-، 0.6-، 0.8-، 1- و 1.2- مگاپاسکال) و پیش تیمار بذر با ملاتونین (صفر، 0.125، 0.250، 0.375 و 0.500 میلی‌مولار) و اسپرمیدین (صفر، 0.5، 1، 1.5 و 2 میلی‌مولار) بودند. آزمایش دوم (گلخانه) و سوم (مزرعه) به ترتیب به-صورت فاکتوریل و اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی و با سه تکرار اجرا شد در شرایط گلخانه تنش خشکی در سه سطح آبیاری (10 ،40 و70 درصد تخلیه ظرفیت زراعی) و در مزرعه نیز تنش خشکی در سه سطح: آبیاری کامل مزرعه (بدون تنش)، آبیاری 8 روز یک بار(تنش ملایم) و آبیاری 16روز یک بار (تنش شدید) اعمال شد. پیش‌تیمار بذر در سه سطح (بدون پیش‌تیمار، پیش‌تیمار با ملاتونین، پیش‌تیمار با اسپرمیدین) و همچنین محلول‌پاشی گیاهچه در سه سطح (بدون محلول‌پاشی، محلول-پاشی با ملاتونین، محلول‌پاشی با اسپرمیدین) در شرایط گلخانه و مزرعه بودند. یافته ها: در مرحله اول نتایج بخش آزمایشگاهی مشخص شد که تیمارهای مختلف اسپرمیدین و ملاتونین در مقایسه با تیمار شاهد اثر معنی‌داری بر صفات جوانه‌زنی داشت به طوری که در شرایط تنش خشکی غلظت‌های 5.1 میلی مولار اسپرمیدین و 375.0 میلی-مولار ملاتونین بیشترین تاثیر را بر بهبود جوانه‌زنی دیلار داشت به همین خاطر به عنوان تیمارهای آزمایشی مد نظر در گلخانه و مزرعه انتخاب شدند. در آزمایشات گلخانه‌ای اثرات متقابل سه‌جانبه تنش خشکی، پیش‌تیمار بذر و محلول‌پاشی اسپرمیدین و ملاتونین بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت و میزان پرولین معنی‌دار شد و بیشترین میزان کاتالاز 259.8 (میلی گرم پروتئین در دقیقه) و پرولین 5.12 (میکروگرم بر میلی‌لیتر) در تیمار توام پیش‌تیمار بذر با ملاتونین (375.0 میلی‌مولار) و محلول‌پاشی ملاتونین (375.0 میلی‌مولار) تحت شرایط 70 درصد تخلیه ظرفیت زراعی، مشاهده شد. در شرایط مزرعه نیز اثر متقابل تنش خشکی، پیش‌تیمار بذر و محلول‌پاشی اسپرمیدین و ملاتونین اثر معنی‌داری بر طول دوره رشد گیاه و عملکرد دانه داشت و بالاترین عملکرد دانه به پیش‌تیمار بذر با ملاتونین توام با محلول‌پاشی آن با غلظت 375.0 میلی‌مولار و شرایط نرمال رطوبتی اختصاص یافت.نتیجه‌گیری: به طور کلی پیش‌تیمار بذر و همچنین محلول‌پاشی گیاهچه با غلظت 375.0 میلی‌مولار ملاتونین در شرایط گلخانه‌ای و مزرعه‌ای گیاه دیلار را بیشتر از سایر تیمارها تحت تاثیر قرار داد و بیشترین عملکرد دانه نیز باپیش‌تیمار بذر و محلول‌پاشی ملاتونین (375.0 میلی‌مولار) تحت شرایط مطلوب آبیاری به‌دست آمد (2.538 کیلوگرم در هکتار).

the effect of spermidine and melatonin on antioxidant enzymes, the amount of routine active ingredient and yield in buckwheat (fagopyrum esculentum moench) under drought stress

background and objectives: buckwheat (fagopyrum esculentum moench) is an annual plant of the polyganales family, native to the united states of america. this plant is one of the most important medicinal plants. however, drought stress as a limiter has a great effect on reducing its yield. therefore, this study aimed to investigate the effect of seed per treatment and seedling foliar application with polyamine compounds on the activity of antioxidant enzymes, routine and seed yield was monitored under drought stress. this study was created out in 3 stages in agricultural faculty and natural resources at shiraz university during the 2019-2020 arable years. the first experiment was for the effect of pretreatment of buckwheat seed with polyamines on germination characteristics which was performed as a two-factor factorial in a randomized complete block design with four replications in vitro.materials and methods: experimental treatments included drought stress at seven levels (zero, -0.2, -0.4, -0.6, -0.8, -1 and -1.2 mpa) and seed pretreatment with melatonin (zero, 0.125, 0.250., 0.375 and 0.500 mmol) and spermidine (zero, 0.5, 1, 1.5 and 2 mmol). the second experiment (greenhouse) and the third (farm) were performed as three-factor and split-factorial factories in a randomized complete block design with three replications, respectively. in greenhouse conditions, drought stress at three levels of irrigation (irrigation at 10, 40, and 70 % field capacity depletion), and on-farm drought stress at three levels: full-field irrigation (no stress), 8-day irrigation once (mild stress) and irrigation applied once every 16 days (severe stress). results: in the first stage, the results of the laboratory section showed that different treatments of spermidine and melatonin in comparison with the control treatment had a significant effect on germination traits so that under drought stress concentrations of 1.5 mm spermidine and 0.375 ml melatonin molar had the greatest effect on improving dilar germination, so they were selected as experimental treatments in greenhouses and farms. in greenhouse experiments, the three-way interactions of drought stress, seed pretreatment and foliar application of spermidine and melatonin on the activity of antioxidant enzymes and proline content were significant and the highest amount of catalase was 259.8 mg (mg protein). per minute) and proline 5.12 (μg / ml) in combination of seed pretreatment with melatonin (0.375 mmol) and melatonin foliar application (0.375 mmol) under 70% discharge conditions crop capacity was observed. in field conditions, the interaction of drought stress, seed pretreatment and foliar application of spermidine and melatonin had a significant effect on plant growth period and grain yield and the highest grain yield to seed pretreatment with melatonin with foliar application. with a concentration of 0.375 mmol and normal moisture conditions were allocated.conclusion: seed pretreatment and seedling treating with melatonin in 0.375 mmol concentration, showed more effects in buckwheat plant in both greenhouse and open field condition and the highest yield (538.2 kg/ha) seen in this concentration too.