پاسخ‌های مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه زعفران طی ‏برهم‌کنش ملاتونین و تنش خشکی

ملاتونین سبب افزایش تحمل به تنش در گیاهان می‌شود. کلاله‌های قرمزرنگ زعفران جایگاه ویژه‌ای بین محصولات صنعتی و صادراتی ایران دارد. هدف مطالعۀ حاضر، بررسی اثر ملاتونین بر برخی ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی زعفران در شرایط تنش خشکی بود. تنش با پلی‌اتیلن‌گلایکول 6000 در سطوح 10 و 20 درصد اعمال شد. تیمار ریشه‌ای ملاتونین در غلظت 100 میکرومولار اعمال شد. نتایج نشان دادند تنش خشکی به‌ویژه تنش 20 درصد اثر کاهشی بر شاخص‌های رشدی دارد. تنش20 درصد، میزان کلروفیل a را 22.32 درصد، کلروفیل b را 35.84 درصد، کاروتنوئیدها را 10.05 درصد و سرعت فتوسنتز را 51.35 درصد در مقایسه با گروه شاهد کاهش داد؛ درحالی‌که نشت یونی را 2.70 درصد، محتوای پرولین را 15.00 درصد و فلاونوئید را 1.94 درصد افزایش داد. نتایج پژوهش حاضر نشان دادند کاربرد خارجی ملاتونین با تاثیر بر شاخص‌های فیزیولوژیکی ازجمله شاخص‌های فتوسنتزی و سیستم آنتی‌اکسیدانی، در افزایش مقاومت گیاه به تنش خشکی اثر مثبت دارد.

morphophysiological and biochemical responses of crocus sativus ‎during the interaction of melatonin and drought stress

melatonin increases stress tolerance in plants. saffron’s red stigmas are the main iran’s industrial and export products. the aim of this study was to investigate the effect of melatonin on some morphophysiological and biochemical characteristics of saffron under drought-stress conditions. drought stress was applied by polyethylene glycol 6000 at 10% and 20% levels. root treatment of melatonin was applied at a concentration of 100 μm. drought stress, particularly 20% stress, led to a decrease in growth parameters. under 20% stress, the amount of chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, and photosynthesis rate decreased by 22.32%, 35.84%, 51.35%, and 10.05%, respectively, while the ion leakage (2.70%), proline content (15.00%), and flavonoid (1.94%) increased. exogenous application of melatonin has a positive effect on increasing plant resistance to drought stress by affecting physiological indicators such as photosynthetic parameters and the antioxidant system. introduction drought is one of the limiting and effective abiotic factors in agricultural productivity in the world. under drought stress conditions, plant growth factors decrease (zhang et al., 2014; brunner et al., 2015). drought stress leads to the accumulation of reactive oxygen species in cells. excessive accumulation of ros causes lipid peroxidation and ion leakage. by inactivating enzymes, proteins, and nucleic acids, ros reduces photosynthesis and the yield of crops (altaf et al., 2022). plants use different strategies to respond to stress. an increase in abscisic acid levels, compatible osmolyte content, protective enzyme activities, and antioxidant levels with inhibiting energy consumption pathways are among these strategies (li et al., 2018). natural or synthetic growth regulators such as melatonin can affect plant physiological processes at low concentrations. melatonin regulates the biological responses of plants by modulating various physiological, biochemical, and molecular processes and finally increases the resistance of plants against drought conditions. saffron with the common name saffron and the scientific name crocus sativus is from the iridaceae family. as the most expensive agricultural and medicinal product in the world, saffron has a special place among iran’s industrial and export products (farooq et al., 2009). since most of the regions of iran are facing the problem of water shortage, studying the responses of plants to water stress is of particular importance. the aim of this study was to investigate the potential improving effects of melatonin on the antioxidant and photosynthetic responses of crocus sativus l. under drought-stress conditions.