Document Type : Original Article
Authors
1 Agronomy and plant breeding department, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
2 Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Yasouj University, Yasouj, Iran.
Abstract
Keywords
Main Subjects
کتان روغنی یا بزرک با نام علمی Linum usitatissimum L. از گیاهان زراعی است ﻛﻪ در زﻣﻴﻨﻪ ﺗﻮﻟﻴﺪ روغن‌های گیاهی و بندرت الیاف و تأمین علوفه کاربرد دارد. روغن کتان علاوه‌بر امگا 3، ویتامین E نیز دارد. مصرف آن ﻣﺼـﻮﻧﻴﺖ ﺑـﺪن را در ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﻴﻤﺎرﻳﻬﺎ ﺑﺎﻻ ﺑﺮده و از ﺑـﺮوز ﺳﺮﻃﺎن ﭘﻴﺸﮕﻴﺮی ﻣﻲﻛﻨﺪ (Iran Nejad, 2005). تنشهای غیر زنده، به ویژه خشکی و شوری از تنشهای اﺻﻠﻲ و ﻣﻬﻢ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺳﺒﺐ ﻛﺎﻫﺶ ﺗﻮﻟﻴﺪات زراﻋﻲ در ﺳﺮاﺳﺮ جهان ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ (Bybordi, 2010). یکی از شاخص‌های فیزیولوژیک متأثر از تنش خشکی محتوی کلروفیل و کاروتنوئید برگ است. برخی از گیاهان در طول تنش خشکی کلروفیل خود را حفظ میکنند و برخی دیگر کلروفیل خود را از دست میدهند (Muller et al., 2010). کاهش در محتوای کلروفیل تحت تنش خشکی به‌علت خسارت به کلروفیل با اکسیژن فعال است (Mafakheri et al., 2010). یکی از سازوکارهای گیاهان برای مقابله با تنش خشکی تنظیم اسمزی است، که تا حدی شرایط لازم برای جذب آب، و حفظ آماس سلولی را فراهم میکند. افزایش در میزان قندهای محلول و پرولین از جمله واکنشهایی است که گیاهان مختلف برای تنظیم اسمزی و کاهش پتانسیل اسمزی برای مقابله با تنش خشکی از خود بروز میدهند (Sanches et al., 1998). Ghorbanli و همکاران (2012) در بررسی اثر تنش خشکی بر واکنش‌های فیزیولوژیک گیاه کتان نتیجه‌گیری کردند که با افزایش تنش خشکی میزان پرولین، فلاونوئید و آنتوسیانین در مقایسه با شاهد افرایش معنیداری نشان دادند؛ ولی میزان کاروتنوئید نسبت به شاهد کاهش معنیداری داشت. همچنین تجمع پرولین در اندام هوایی بیشتر از ریشه بود. تنش شوری همچنین موجب تغییرات شیمیایی، مرفولوژیک و فیزیولوژیک متعددی در گیاهان میشود. این تنش، رشد، فتوسنتز، سنتز پروتئین، متابولیسم لیپیدها، تنفس و تولید انرژی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. آثار زیان‌آور شوری بر گیاهان به شیوه‌های مختلف ازجمله، مرگ یا کاهش تولید گیاهان نمایان میشود (Parida and Das, 2005). ﺳﺪﻳﻢ ﻛﻠﺮاﻳﺪ ﻓﺮوان‌ترﻳﻦ ﻧﻤﻜﻲ اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻮﺟﺐ ﺷﻮری خاک میشود (Koca et al., 2007).
استفاده از تنظیم‌کنندههای رشد گیاهی مانند سالیسیلیک اسید باعث مقاومت گیاهان به تنشهای زنده و غیرزنده میشود و به عنوان یک راهکار برای جلوگیری از آثار مخرب تنشهای محیطی به شمار می‌رود (Singh and Usha, 2003). سالیسیلیک اسید از طریق تحریک سامانه آنتی اکسیدانی، بهبود یکپارچگی غشا و کاهش تلفات آب منجر به تاخیر در لوله شدن برگ گیاهان (Kadioglu et al., 2011)، همچنین باعث محافظت رنگدانههای گیاهی، آنتی اکسیدان‌ها و آنزیم‌ها میشود (Chaves et al., 2009). در بررسی اثر محلولپاشی سالیسیلیک اسید به میزان صفر و 3 میلیمولار روی گل حنا تحت تنش خشکی که توسط پلی اتیلن گلایکول در یک دوره تنش خشکی 60 روزه ایجاد شد، محتوی کلروفیل، محتوی آب نسبی ، میزان رشد، وزن تازه، نمو برگ و ساقه کاهش یافت. خشکی ناشی از پلی اتیلن گلایکول از دست دادن آب برگ را افزایش داد و باعث تجمع پرولین، H2O2 و مالوندیآلدهید گردید. در پاسخ به تنش خشکی میزان فعالیت کاتالاز، سوپر اکسید دیسموتاز و پراکسیداز افزایش یافت. محلولپاشی سالیسیلیک اسید (SA) بجز تجمع پرولین، آثار پلی اتیلن گلایکول بر رشد و شاخص‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی را خنثی کرد. سالیسیلیک اسید به‌طور ویژه میزان رشد اندام هوایی و آب برگ را افزایش داد و رنگدانهها و غشاهای فتوسنتزی را از صدمات اکسیداتیو محافظت کرد (Antonic et al., 2016). در بررسی کاربرد سالیسیلیک اسید در بهبود رشد و فتوسنتز خردل روغنی تحت تنش خشکی، با محلولپاشی غلظت صفر و 5/0 میلیمولار سالیسیلیک اسید و تیمارهای تنش آبی 100 و 50 درصد ظرفیت زراعی، نتایج نشان داد که تنش خشکی به‌طور معنیداری باعث کاهش رشد، شاخص‌های فتوسنتزی، فعالیت روبیسکو، نیترات رداکتاز و ATP سولفوریلاز شد؛ درحالیکه افزایش معنیداری در میزان متابولیسم پرولین مشاهده شد. محلولپاشی سالیسیلیک اسید به میزان 5/0 میلیمولار ، با افزایش تولید پرولین وکاهش گلوتامین کیناز، اثر تنش خشکی را کاهش داد Nazar et al., 2015)). Shahbazi Zadeh و همکاران (2015) در بررسی اثر محلولپاشی سالیسیلیک اسید برصفات فیزیولوژیک سویا تحت تنش شوری نشان دادند که ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺷﺪت ﺗﻨﺶ ﻣﯿﺰان ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ، ﮐﻠﺮوﻓﯿﻞ ﮐﻞ، ﮐﺎروﺗﻨﻮﺋﯿﺪﻫﺎ، ﻫﺪاﯾﺖ روزﻧﻪای، ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ و ﺳﻄﺢ ﺑﺮگ ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﻌﻨﯽداری ﮐﺎﻫﺶ ﯾﺎﻓﺘﻨﺪ. ﻣﺤﻠﻮلﭘﺎﺷﯽ ﺑﺎ ﺳﺎﻟﯿﺴﯿﻠﯿﮏ اﺳﯿﺪ 3 میلیمولار و آﺳﮑﻮرﺑﯿﮏ اﺳﯿﺪ 5/1 میلیمولار به عنوان بهترین تیمار ﺟﻬﺖ ﺗﺨﻔﯿﻒ اﺛﺮات ﺳﻤﯽ ﺷﻮری ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪند.
باتوجه‌به‌اینکه آثار تنشهای همزمان شوری و خشکی بر کتان روغنی بررسی نشده است، همچنین باتوجه‌به اهمیت نقش تنظیمکنندگی سالیسیلیک اسید در مقابله با تنشها و بخصوص تنش خشکی و شوری، انتظار می‌رود که کاربرد آن بتواند تا حدودی از آثار مخرب تنشهای خشکی و شوری بکاهد. بنابراین هدف از اجرای این پژوهش مقایسة پاسخ‌های فیزیولوژیک کتان به تنش خشکی و شوری و محلولپاشی با سالیسیلیک اسید گیاه کتان بود.
مواد و روش‌ها.
برای مقایسة پاسخ‌های فیزیولوژیک کتان به تنش خشکی و شوری و محلولپاشی با سالیسیلیک اسید، اﻳﻦ ﭘﮋوﻫﺶ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﮔﻠـﺪاﻧﻲ در ﮔﻠﺨﺎﻧـة تحقیقاتی داﻧﺸـﻜﺪة ﻛﺸﺎورزی داﻧﺸﮕﺎه ﻳﺎﺳﻮج در پاییز و زمستان 1394 به صورت ﻓﺎﻛﺘﻮرﻳﻞ با ﻃﺮح پایه کاملاً ﺗﺼﺎدﻓﻲ در ﺳـﻪ ﺗﻜﺮار اﺟﺮا شد. تیمارها شامل سطوح مختلف تنش شوری و خشکی با پتانسیل اسمزی برابر (2-، 4-، 7- و 9- بار) در 8 سطح به اضافه یک تیمار شاهد بود که در محلول هوگلند اعمال شد. عامل دوم شامل ﺳﺎﻟﯿﺴﯿﻠﯿﮏ اﺳﯿﺪ در دو سطح صفر (شاهد) و 5/0 میلیمولار بودند. شوری با سدیم کلرید و خشکی با پلی اتیلن گلیکول 6000 اعمال شدند. واحدهای آزمایشی شامل گلدان‌های پلاستیکی به قطر 20 و ارتفاع 30 سانتیمتر بودند. تعداد 108 گلدان با ماسه نرم و شسته شده، پر و در دستگاه ضدعفونی با بخار (شاهرضایی، ایران) ضدعفونی شدند. در هر گلدان 20 عدد بذر جوانه‌زده در عمق یک سانتی‌متری کشت شدند. زمانی‌که 50 درصد سبز‌شدن انجام شد، گلدان‌ها با یک‌چهارم غلظت عناصر غذایی محلول هوگلند (جدول 1) آبیاری شدند. بعد از اینکه گیاهچه‌ها بیشتر رشد نمودند، با نصف غلظت عناصر غذایی محلول هوگلند، آبیاری شدند. دو هفته بعد از استقرار، گیاهان تنک شدند و در هر گلدان 10 بوته نگهداری شد. در مرحله 4 برگی محلولﭘﺎﺷﯽﻫﺎ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺖ و ﺑﺎ اﻓﺰودن ﺗﺪرﯾﺠﯽ ﮐﻠﺮﯾﺪ سدیم و پلی اتیلن گلایکول در ﻣﺤﻠﻮل ﻫﻮﮔﻠﻨﺪ اﻋﻤﺎل ﺷﻮری و خشکی آﻏﺎز ﺷﺪ. برای تهیۀ هر پتانسیل آب لازم از سدیم کلرید، محاسبات با رابطة 1 به‌نام رابطة Van’t Hoff (1887) انجام شد.
|
رابطة 1: |
Ψ= -CIRT |
در این رابطه C مولاریته محلول، I ضریب یونیزاسـیون، R ثابت گازها و T درجه حرارت محلول برحسب کلوین و Ψ پتانسیل اسمزی بر حسب مگا پاسکال بود، که برای رسیدن به پتانسیلهای مدنظر بترتیب صفر، 92/2، 84/5، 76/8 و 68/11 گرم نمک سدیم کلرید در محلول هوگلند حل می‌شد. محاسبه میزان پلی اتیلن گلیکول 6000 مورد نیاز، از قرار به ترتیب صفر، 127، 190، 238 و 280 گرم در یک کیلوگرم آب، با رابطة Michel and Kaufmann (1973) انجام می‌شد؛ ﺑﻪطوری‌‌که اﺑﺘﺪا در ﻫﺮ ﻧﻮﺑﺖ آﺑﯿﺎری به هرکدام از گلدان‌ها به جزء سطح شاهد پتانسیل اسمزی 2- بار در هر سطح شوری و خشکی در ﻣﺤﻠﻮل ﻫﻮﮔﻠﻨﺪ اﻋﻤﺎل ﺷﺪ. در دفعات بعدی آبیاری، به‌طور متناوب این مقادیر در هر سطح اضافه گردید. اﻋﻤﺎل ﺗﯿﻤﺎرﻫﺎی خشکی و ﺷﻮری ﺗﺎ ﭘﺎﯾﺎن ﻣﺮﺣﻠﻪ روﯾﺸﯽ و ﻫﻢ زﻣﺎن ﺑﺎ ﻧﯿﺎز آﺑﯽ ﮔﯿﺎه اداﻣﻪ یافت و در زﻣﺎن ﻣﺸﺎﻫﺪه ﺷﻮره در ﺳﻄﺢ ﮔﻠﺪانﻫﺎ، برای ﺟﻠﻮﮔﯿﺮی از ﺗﺠﻤﻊ ﺑﯿﺶ از ﺣﺪ ﻧﻤﮏ، ﻋﻼوه ﺑﺮ زه‌کشی ﮔﻠﺪاﻧﯽ، آب ﺷﻮﯾﯽ ﺑﺎ آب ﻣﻌﻤﻮﻟﯽ ﺑﻪ ﻃﻮر ﯾﮑﻨﻮاﺧﺖ ﺑﺮای همة ﺗﯿﻤﺎرﻫﺎ انجام شد (Javadipour et al., 2013). محلولپاشی ﺳﺎﻟﯿﺴﯿﻠﯿﮏ اﺳﯿﺪ با غلظتهای صفر و 5/0 میلیمولار دقیقا قبل از اعمال تیمارهای شوری و خشکی به‌صورتی که سطح گیاه کاملاً پوشانده و خیس شود، اعمال شد. 20 روز بعد از شروع اعمال تنشها، برای اندازه‌گیری‌های پرولین، پروتئین محلول، قندهای محلول، آنزیم کاتالاز، مالوندیآلدهید، کلروفیل کل، کاروتنوئید، وزن خشک اندام هوایی، وزن خشک ریشه و وزن خشک اندام هوایی به ریشه از هر گلدان 4 نمونه گرفته شد. ارتفاع بوته‌ها نیز ثبت گردید و نمونه‌ها در دمای 40- درجة سانتی‌گراد تا زمان اندازه‌گیری صفات نگهداری شدند. میزان ﮐﻠﺮوﻓﯿﻞ ﺑا روش ﭘﯿﺸﻨﻬﺎدی Arnon (1949) و ﮐﺎروﺗﻨﻮﺋﯿﺪ ﺑا روش Lichtenthder (1987) اندازه‌گیری شد. برای سنجش فعالیت ﮐﺎﺗﺎﻻزاز روش Aebi (1984)، پرولین با روش Paquine و Lechasseur (1979)، قندهای محلول با روش Irrigoyen و همکاران (1992)، ﭘﺮوﺗﺌﯿﻦ ﻣﺤﻠﻮل ﺑﺮگ به روش Kar و Mishra (1976) و مالوندیآلدهید با روش Heat و Pacher (1969) اندازه‌گیری شدند.
تحلیل آماری: ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت آﻣﺎری و رﺳﻢ ﻧﻤﻮدارﻫـﺎ ﺑـﺎ نرم‌افزارهای SAS و Excel و مقایسة میانگین آثار اصلی با آزمون حداقل میانگین مربعات (LSD) در سطح 5 درصد و ﻣﻘﺎﯾﺴة ﻣﯿﺎﻧﮕﯿﻦ آثار ﻣﺘﻘﺎﺑﻞ ﺑا روش L.S.Means اﻧﺠﺎم ﺷﺪ.
نتایج و بحث
محتوای پروتئین محلول برگ:برهمکنش پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر پروتئین محلول برگ کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، میزان پروتئین محلول کتان در سطوح مختلف تیمارهای تنش شوری و خشکی نسبت به عدم تیمار تنش (شاهد) کاهش معنیداری نشان داد (شکل 1). همچنین بیشترین میزان پروتئین محلول در شرایط 2- بار تنش شوری و خشکی، و کمترین میزان پروتئین محلول کتان در تیمار 9- بار تنش شوری و خشکی بدست آمد (شکل 1). طبق گزارش Bajji و همکاران (2001) غلظت پروتئینهای محلول در اثر تنش خشکی به علت افزایش فعالیت آنزیمهای تجزیه کننده پروتئینها، کاهش سنتز پروتئین و تجمع آمینواسید پرولین، کاهش مییابد. کاهش محتوای پروتئین برگ در اثر شوری در آویشن نیز گزارش شده است (Razavizadeh and Mohagheghian, 2015). همبستگی منفی و معنیدار محتوای پروتئین محلول با میزان پرولین ( **93/0- =r 2 ) نیز بر این موضوع تأکید میکند که کاهش پروتئین محلول برگ به تولید بیشتر پرولین منجر میگردد (جدول 2). همچنین به نظر میرسد که، با توجه به پتانسیل 2- تنش شوری و خشکی، محتوای پروتئین محلول با تنش خشکی نسبت به تنش شوری کاهش بیشتری نشان داد. در واقع اثر اسمزی بر اثر سمیت غالب بوده است؛ اما در سایر سطوح اثر تنش خشکی و شوری یکسان بود. کاهش در محتوای پروتئین محلول در شرایط تنش، ممکن است به‌علت کاهش فعالیت آنزیم نیتریت ریداکتاز و گلوتامین سنتتاز باشد (Dolat Abadeyan et al., 2009). این نتایح با نتایج Jahantigh و همکاران (2016) در گیاه زوفا مبنی بر افزایش پروتئین محلول برگ با افزایش شدت تنش شوری همخوانی ندارد.
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، بین تیمارهای شوری بیشترین میزان پروتئین محلول در تیمار شاهد و 2- بار تنش شوری، و کمترین آن در تیمار 9- بار تنش شوری بود. در تیمارهای مربوط به تنش خشکی نیز بیشترین میزان پروتئین محلول کتان در تیمار 2- بار بود که با تیمار 4- بار تفاوت معنیداری نداشت و کمترین آن در تیمار 9- بار مشاهده شد (شکل 1). به نظر میرسد که در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید نسبت به شرایط عدم مصرف، تأثیر منفی تنش خشکی و تنش شوری شدت کمتری داشتهاست. در واقع مصرف سالیسیلیک اسید تا حدودی باعث تعدیل تنش خشکی و شوری شده است. همچنین به نظر میرسد تأثیر مثبت مصرف سالیسیلیک اسید در شرایط تنش شوری و خشکی، در همه سطوح موثر بود. استفاده از تنظیم کننده‌های رشد گیاهی مانند سالیسیلیک اسید مقاومت گیاهان را به تنشهای زنده و غیرزنده سبب میشود و راهکاری برای جلوگیری از آثار مخرب تنشهای محیطی بوده است (Singh and Usha 2003).
|
جدول 1- نتایج تجزیة واریانس (میانگین مربعات) تأثیر سطوح مختلف شوری، خشکی و سالیسیلیک اسید بر پروتئین محلول، پرولین، قند محلول، مالوندیآلدهید، کاتالاز، کلروفیل کل، کلروفیل a/b ، کارتنوئید، وزن خشک اندام هوایی و وزن خشک ریشه |
منابع تغییرات |
سالیسیلیک اسید (SA) |
پتانسیل اسمزی(OP) |
SA*OP |
خطا |
ضریب تغییرات |
* و **، به‌ترتیب نشان‌دهندة معنیداربودن در سطح احتمال 5 درصد و 1 درصد و ns، نشان‌دهندة معنی‌دارنبودن تفاوت است.
|
|
درجة آزادی |
1 |
8 |
8 |
53 |
- |
||
|
پروتئین محلول |
074/880** |
97/1937** |
67/51** |
4/9 |
3/9 |
||
|
پرولین |
66/6016** |
25/443** |
*08/251 |
42/111 |
3/6 |
||
|
قند محلول |
**0/3552 |
**54047 |
**1144 |
98/122 |
9/6 |
||
|
مالون‌دی آلدهید |
**3/105 |
**5/203 |
**12/17 |
0/1 |
8/10 |
||
|
کاتالاز |
**13/0 |
**039/0 |
0012/0ns |
0027/0 |
42/13 |
||
|
کلروفیل کل |
**92/0 |
**19/1 |
**044/0 |
0013/0 |
9/3 |
||
|
کلروفیل a/b |
0004/0 |
**04/0 |
**004/0 |
0014/0 |
5/5 |
||
|
کارتنوئید |
**05/0 |
**05/0 |
**004/0 |
00006/0 |
2/6 |
||
|
وزن خشک اندام هوایی |
**0016/0 |
**0036/0 |
**00007/0 |
00001/0 |
98/9 |
||
|
وزن خشک ریشه |
**003/0 |
**002/0 |
00001/0ns |
00002/0 |
62/11 |
||
|
وزن خشک ریشه به ساقه |
32/0ns |
**59/0 |
**16/0 |
38/0 |
81/33 |
|
جدول 2- همبستگی بین صفات ارزیابی‌شده در کتان در سطوح مختلف تیمارهای شوری، خشکی و سالیسیلیک اسید |
پروتئین |
پرولین |
قندهای محلول |
مالوندیآلدهید |
کاتالاز |
کلروفیل کل |
کلروفیلa/b |
کارتنوئید |
وزن خشک اندام هوایی |
وزن خشک ریشه |
وزن خشک ریشه به اندام هوایی |
* و **، به‌ترتیب نشان‌دهندة معنیداربودن در سطح احتمال 5 درصد و 1 درصد و ns، نشان‌دهندة معنی‌دارنبودن تفاوت است. |
|
|
پروتئین |
1 |
92/0-** |
88/0-** |
83/0-** |
74/0** |
94/0** |
29/0** |
86/0** |
89/0** |
91/0** |
44/0-** |
||
|
پرولین |
1 |
95/0** |
67/0-** |
-89/0-** |
42/0-** |
78/0-** |
85/0-** |
8/0** |
48/0** |
||||
|
قندهای محلول |
82/0** |
-59/0** |
-87/0** |
-18/0** |
-7/0** |
-75/0** |
-78/0** |
35/0** |
|||||
|
مالون‌دی آلدهید |
-65/0** |
-87/0** |
-18/0ns |
-68/0** |
-7/0** |
08/0** |
19/0 |
||||||
|
کاتالاز |
76/0** |
19/0ns |
82/0** |
82/0** |
78/0** |
-44/0** |
|||||||
|
کلروفیلa |
98/0** |
36/0** |
84/0** |
85/0** |
89/0** |
-43/0** |
|||||||
|
کلروفیلb |
9/0** |
-18/0ns |
77/0** |
78/0** |
88/0** |
-19/0 |
|||||||
|
کلروفیل کل |
2/0ns |
86/0** |
86/0** |
92/0** |
-37/0** |
||||||||
|
کلروفیلa/b |
27/0* |
21/0ns |
06/0ns |
-5/0** |
|||||||||
|
کاروتنوئید |
91/0** |
84/0** |
-55/0** |
||||||||||
|
وزن خشک اندام هوایی |
86/0** |
-56/0** |
|||||||||||
|
وزن خشک ریشه |
-21/0ns |
شکل 1- مقایسة محتوای پروتئین محلول برگ در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
برهمکنش تیمار شوری و خشکی بر محتوای پرولین برگ کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، میزان پرولین کتان در سطوح مختلف تیمارهای تنش شوری و خشکی نسبت به عدم تیمار تنش (شاهد) افزایش معنیداری و چندین برابری نشان داد (شکل 2). یعنی تیمارهای شوری 2- و 4- بار، کمترین میزان محتوای پرولین را داشتند، که با تیمار 9- و 7- بار تنش شوری تفاوت معنیداری داشت. افزایش تنش خشکی نیز منجر به افزایش محتوای پرولین کتان شد؛ به‌طوری‌که بیشترین میزان محتوای پرولین برگ کتان در تیمار 9- بار و کمترین آن در تیمار 2- بار خشکی مشاهده شد (شکل 2). افزایش پرولین برگ در اثر شوری در آویشن گزارش شده است (Razavizadeh and Mohagheghian, 2015). افزایش سطح پرولین در شرایط تنش به این علت است که پرولین، اسمولیت سازگاری است که اکسیژن‌های آزاد تولید‌شده در تنشهای محیطی را حذف و از مولکول‌های بزرگ حفاظت میکند (Rahdari et al., 2012). همچنین پرولین حفظ فعالیت‌های آنزیمی را در شرایط شوری موجب میشود (Ozturk et al., 2012). همچنین افزایش پرولین در هنگام تنش نشان دهنده نقش این آمینواسید در تنظیم اسمزی است (Ashraf et al., 1994). تنظیم اسمزی در گیاهان سازوکار عمده تحمل تنش خشکی است. پرولین علاوه‌بر تنظیم اسمزی به‌طور مستقیم و غیر مستقیم با ماکرومولکول‌ها اثر متقابل داشته و به حفظ شکل و ساختار طبیعی آنها در شرایط تنش کمک میکند Koc et al., 2010)).
با توجه به نتایج این پژوهش به نظر میرسد که در پتانسیلهای یکسان تنش شوری و خشکی محتوای پرولین محلول با افزایش تنش خشکی نسبت به تنش شوری افزایش بیشتری نشان داد (به استشنای پتانسیل 9- بار). بنابراین در تنش ملایم تا متوسط شوری اثر سمیت یونی مشاهده نشد و سدیم کلرید، القای تنظیم اسمزی را باعث شد؛ ولی در تنش شدید (غلظت زیاد نمک) تأثیر سمیت نمک نیز علاوه‌بر اثر اسمزی، مشاهده شده و تأثیر بیشتری بر تجمع پرولین داشته است.
شکل2- مقایسة محتوای پرولین برگ در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، بین تیمارهای 4- و 2- بار تنش شوری با تیمار شاهد تفاوت معنیداری وجود نداشت. بیشترین میزان پرولین مربوط به تیمار 9- بار تنش شوری بود. افزایش تنش خشکی نیز منجر به افزایش پرولین کتان شد؛ به‌طوری‌که بیشترین میزان پرولین کتان در تیمار 9- بار بود که با بقیه تیمارها تفاوت معنیداری داشت (شکل 2). به‌نظر میرسد که با مصرف سالیسیلیک اسید تأثیر منفی افزایش پتانسیل اسمزی (ناشی از تنش شوری) بر محتوای پرولین نسبت به شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، کمتر شده است (به استثنای پتانسیل 9- بار). در واقع مصرف سالیسیلیک اسید باعث تعدیل تنش خشکی و بهخصوص شوری شده است، و در شرایط تنش شوری تأثیر بهتری نسبت به تنش خشکی نشان داد. از آنجایی که پرولین اغلب یک محلول سازگاری در تنظیم اسمزی در شرایط تنش است، افزایش مقدار پرولین نشان‌دهنده آثار نامطلوب تنش شوری و خشکی بر گیاه میباشد. بنابراین با کاربرد سالیسیلیک اسید گیاه از وضعیت تنش خارج شده و بهبود یافته است و درنتیجة این روند، مقدار پرولین در گیاه اندکی کاهش یافته است.
محتوای قندهای محلول کل برگ:نتایج نشان داد که برهمکنش تیمار شوری و خشکی بر محتوای قند محلول برگ کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). مقایسه میانگین نشان داد که در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، میزان قند محلول کتان در سطوح مختلف تیمارهای تنش شوری و خشکی نسبت به عدم تیمار تنش (شاهد) افزایش معنیداری نشان داد (شکل 3). بین تیمارهای شوری کمترین میزان قند محلول مربوط به تیمار شاهد بود و بیشترین میزان قند محلول در شرایط تیمار 9- بار تنش شوری بود. با افزایش تنش خشکی تا سطح 7- بار میزان قند محلول کتان افزایش یافت و سپس ثابت ماند. در پتانسیلهای یکسان تنش شوری و خشکی (به استشنای پتانسیل 9- بار) محتوای قندهای محلول با افزایش تنش خشکی نسبت به تنش شوری افزایش بیشتری نشان داد.
به نظر میرسد علت افزایش اولیه قندهای محلول در تنش خشکی ملایم و متوسط، افزایش مقاومت گیاه با تنظیم فشار اسمزی بوده است. در شرایط تنش، گیاه با افزایش قندهای محلول و تاثیر بر پتانسیل اسمزی در حفظ عملکرد غشای سلولی نقش داردKaur et al., 2000) ). عدم افزایش قندهای محلول در تنش های شدید خشکی میتواند به‌علت مصرف قندها در سنتز متابولیت‌هایی چون پرولین باشد Irrigoyen et al., 1992)).
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، در شرایط تنش شوری کمترین میزان قندهای محلول کتان مربوط به تیمار 2- بار تنش شوری بود و بیشترین آن در تیمار 9- بار بود. در شرایط تنش خشکی کمترین میزان قندهای محلول کتان مربوط به تیمار 2- بار و بیشترین آن در تیمار 9- بار بود که با تیمار 7- بار تفاوت معنیداری نداشت (شکل 3). تأثیر افزایش پتانسیل اسمزی بر محتوای قندهای محلول، در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید نسبت به شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، کمتر بود. در واقع به نظر میرسد مصرف سالیسیلیک اسید باعث کاهش اثر تنش شده است، و در شرایط تنش شوری (بخصوص در تیمار 7- بار) تجمع قند را کاهش می‌دهد. استفاده از سالیسیلیک اسید از کاهش اکسین و سیتوکنین در گیاهان جلوگیری میکند، تقسیمات سلولی بهبود مییابد و رشد گیاه بهتر میشود (Hayat et al., 2010)؛ درنتیجه، کاربرد سالیسیلیک اسید میتواند مصرف متابولیک فعال قندها را به‌صورت محلول در ترکیبات سلول جدید، به عنوان مکانیسمی برای افزایش رشد در شرایط تنش شوری و خشکی باعث شود. برخلاف نتایج این آزمایش افزایش قندهای محلول با کاربرد سالیسیلیک اسید در توتون گزارش شده است (Habibi et al., 2015).
شکل3- مقایسة قندهای محلول برگ در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
مالوندیآلدهید:برهمکنش تیمار شوری و خشکی بر مالوندیآلدهید برگ کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). نتایج نشان داد که در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، میزان مالوندیآلدهید کتان در سطوح مختلف تیمارهای تنش شوری و خشکی نسبت به عدم تیمار تنش (شاهد) افزایش معنیداری نشان داد (شکل 4). کمترین میزان مالوندیآلدهید مربوط به تیمار شاهد بود. در شرایط تنش شوری بیشترین میزان مالوندیآلدهید در شرایط تیمار 9- بار تنش شوری بود، که با سایر سطوح تفاوت معنیداری داشت. در بین تیمارهای خشکی تیمار 2- بار تنش خشکی کمترین میزان مالوندیآلدهید را دارا بود، و با افزایش تنش خشکی تا سطح 9- بار میزان مالوندیآلدهید کتان به بیشترین سطح رسید (شکل 4). به‌طور‌کلی در پتانسیلهای یکسان در تنش شوری، بخصوص سطوح بالای تنش میزان مالوندیآلدهید کتان نسبت به تنش خشکی افزایش بیشتری نشان داد. به نظر میرسد اثر سمیت یونی بر روی مالوندیآلدهید بیشتر از اثر اسمزی بوده است.
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، در شرایط تنش شوری میزان مالوندیآلدهید کتان با افزایش تنش روند افزایشی نشان داد و بیشترین میزان مالوندیآلدهید در تیمار 9- بار بود (شکل4). از طرفی در تیمارهای تنش خشکی با افزایش تنش تا سطح 4- تفاوت معنیداری در میزان مالوندیآلدهید مشاهده نشد. و تنها در سطح 7- و 9- تفاوت معنیدار بود. به نظر میرسد با توجه به نتایج سالیسیلیک اسید نتوانسته است میزان مالون دی آلدهید را در مواجهه با تنش کاهش دهد.
شکل 4- مقایسة محتوای مالوندیآلدهید برگ در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
به‌طور‌کلی بسیاری از گیاهان وقتی در شرایط تنش خشکی قرار میگیرند غشای سلولی آنها آسیب جدی میبینند و مقدار مالوندیآلدهید سلولی آنها افزایش مییابد. رادیکال‌های سوپراکسید که با تنش خشکی تولید میشود، باعث پراکسیداسیون لیپید میشود. حاصل پراکسیداسیون لیپیدهای غشا ترکیباتی مانند مالوندیآلدهید است (Heat and Pacher, 1969). پراکسیداسیون لیپیدها و تولید مالوندیآلدهید، شاخصی برای میزان خسارت تنش اکسیداسیو میباشد. گزارش شده که سالیسیلیک اسید ممکن است با پاکسازی رادیکال‌های آزاد، از پراکسیداسیون چربی‌ها جلوگیری نموده و مانع افزایش مالوندیآلدهید شود؛ اما در این پژوهش این اثر در تنش شدید شوری تا حدودی دیده شد.
کاتالاز:نتایج نشان داد که اثر ساده پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر محتوای کاتالاز برگ کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). بین تیمارهای شوری کمترین میزان محتوای کاتالاز در شرایط 9- بار تنش شوری بود که با تیمار 7- بار تنش شوری تفاوت معنیداری نداشت، و بیشترین میزان محتوای کاتالاز کتان در تیمار شاهد بدست آمد که با تیمار 2- بار تفاوت معنیداری نداشت. بین تیمارهای خشکی افزایش تنش خشکی تا سطح 4- بار تأثیر معنیداری روی محتوای کاتالاز کتان نداشت؛ ولی در تیمار 7- و 9- بار تنش خشکی کاهش معنیداری مشاهده شد (شکل 5). به نظر میرسد که در پتانسیلهای یکسان تنش شوری و خشکی، تأثیر تنش خشکی بر کاهش محتوای کاتالاز بیشتر بود. گیاهان در شرایط تنش به سازوکارهای دفاعی مانند چرخه گزانتوفیل، چرخه گلوتاتیون-آسکوربات و تنفس نوری برای مقابله با تأثیرات تخریبی و مضر انواع اکسیژن فعال یا ممانعت از تولید آنها، می‌پردازند. که این چرخه‌ها با کمک آنزیمهای آنتی‌اکسیدان مانند سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، کاتالاز و آنتی‌اکسیدانهایی مانند آسکوربات، گلوتاتیون و کارتنوئید تشکیل شده است.
شکل 5- اثر پتانسیل اسمزی بر محتوای کاتالاز- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با آزمون LSD است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
به نظر می رسد در پژوهش حاضر، آنزیم کاتالاز در کاهش آثار تنش خشکی و شوری نقش چندانی نداشته است. نتیجة این کار، تجمع پراکسید هیدروژن و مالوندیآلدهید خواهد بود که در این آزمایش مشاهده شد. همبستگی منفی و معنیدار مالوندیآلدهید با کاتالاز ( **65/0- =r 2) نیز بر این موضوع تأکید میکند (جدول 2). بررسی‌های انجام‌شده در زمینة تنشهای شوری و خشکی، افزایش و یا کاهش فعالیت کاتالاز را گزارش دادهاند. این تفاوتها میتواند مربوط به تفاوت در گونههای گیاهی، شدت تنش و یا زمانهای نمونهبرداری باشد. کاهش آنزیم کاتالاز با افزایش تنش توسط پژوهشگران دیگر ازجمله Esfandiari و همکاران (2013) نیز گزارش شده است. در پژوهش بر آویشن، در تنش شوری کاتالاز افزایش نشان داده است (Razavizadeh and Mohagheghian, 2015). برخی از پژوهشگران معتقدند، ازآنجاکه سنتز پروتئینها بر اثر تنشهای شدید شوری کاهش مییابد، فعالیت آنزیم کاتالاز نیز در تنشهای شدید شوری ممکن است کاهش یابد (Khanna-Chopra and Selote, 2007). همبستگی مثبت معنیدار بین میزان فعالیت کاتالاز و محتوای پروتئین محلول (**74/0=( r 2 نیز بر این موضوع تأکید میکند (جدول 2).
با مصرف سالیسیلیک اسید، روندی افزایشی در محتوای کاتالاز مشاهده شد (شکل 6). بر اساس مشاهدات Pasandy pour و همکاران (2013) پیشتیمار سالیسیلیک اسید، موجب افزایش فعالیت آنزیم کاتالاز گردید. افزایش فعالیت این آنزیم، همراه با کاهش مقدار پراکسیداسیون لیپید، پراکسیدهیدروژن و نشت یونی میباشد. بنابراین کاربرد سالیسیلیک اسید با فعال کردن سیستم دفاع آنتی اکسیدانی آنزیمی مقاومت گیاهان به تنشهای شوری و خشکی را باعث میشود.
شکل 6- اثر سالیسیلیک اسید بر محتوای کاتالاز- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با آزمون LSD است.
کلروفیل کل: نتایج نشان داد که برهمکنش پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک بر محتوای کلروفیل کل برگ کتان معنیدار بود (01/0>P) (جدول 1). مقایسه میانگین برهمکنش پتانسیل اسمزی و کاربرد سالیسیلیک برای کلروفیل کل نشان داد که در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید در سطوح مختلف تیمارهای تنش شوری و خشکی محتوای کلروفیل کل نسبت به تیمار عدم تنش (شاهد) کاهش معنیداری نشان داد (شکل 7). بین تیمارهای شوری بیشترین میزان محتوای کلروفیل کل در 2- بار و کمترین میزان محتوای کلروفیل کل در تیمار 9- بار تنش شوری بدست آمد. بین تیمارهای خشکی بیشترین میزان محتوای کلروفیل کل کتان در تیمار 2- بار و کمترین آن در تیمار 9- بار تنش خشکی مشاهده شد (شکل 7). تشکیل گونههای اکسیژن فعال در کلروپلاست، به‌علت کاهش فعالیت فتوسیستم II، کاهش فعالیت آنزیم روبیسکو و مهار سنتز ATP، افزایش مییابد. لذا به نظر میرسد تخریب کلروفیل با گونههای اکسیژن فعال، باعث کاهش محتوای کلروفیل در شرایط تنش شده است. کاهش میزان کلروفیل میتواند به‌علت تغییر مسیر متابولیسم نیتروژن به سمت ساخت ترکیباتی مانند پرولین باشد، که در تنظیم اسمزی بهکار می‌رود (Lawlor, 2002). همبستگی منفی و معنیدار بین محتوای کلروفیل کل با محتوای پرولین (**89/0- = (r 2نیز این موضوع را تأیید میکند (جدول 2). به نظر میرسد که در تیمار بدون سالیسیلیک اسید در پتانسیلهای یکسان تنش شوری و خشکی، تأثیر منفی تنش خشکی و شوری (به استثنای پتانسیل 7- بار) بر روی محتوای کلروفیل کل یکسان بود.
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، روندی مشابه شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید مشاهده شد (شکل 7). به نظر می رسد که تأثیر منفی تنش خشکی و شوری با افزایش سطوح آنها، در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید نسبت به شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، کمتر شدهاست. همچنین به نظر میرسد تأثیر مثبت مصرف سالیسیلیک اسید در شرایط تنش شوری و خشکی، در پتانسیلهای اسمزی 4-، 7- و 9- بار بیشتر است. سالیسیلیک اسید به‌طور ویژه میزان رشد اندام هوایی و نقصان آب برگ را افزایش داده و رنگدانهها و غشاهای فتوسنتزی را از صدمات اکسیداتیو محافظت میکند (Antonic et al., 2016). کاهش کلروفیل کل در اثر تنش خشکی و جبران و افزایش کلروفیل در اثر کاربرد سالیسیلیک اسید در شرایط تنش خشکی در گیاه توتون گزارش شده است (Habibi et al., 2015). آثار مثبت سالیسیلیک اسید ممکن است به افزایش آسیمیلاسیون و درصد فتوسنتز و افزایش جذب مواد معدنی توسط گیاهان تنش دیده تحت تیمار سالیسیلیک اسید نسبت داده شود (Khan et al., 2003).
شکل 7- مقایسة محتوای کلروفیل کل در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
نسبت کلروفیل :a/bبرهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی بر نسبت کلروفیل a/b برگ کتان معنیداری بود (01/0>P) (جدول 1). مقایسه میانگین برهمکنش پتانسیل اسمزی و کاربرد سالیسیلیک برای نسبت کلروفیل a/b نشان داد که در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، با افزایش تنش شوری از 0 به 7- بار، نسبت کلروفیل a/b افزایش و سپس در تنش 9- کاهش یافت. یعنی با افزایش تنش شوری غلظت کلروفیل b کاهش بیشتری نسبت به غلظت کلروفیل a داشت و در تنش شدیدتر غلظت کلروفیل a بیشتر از کلروفیل b کاهش یافت؛ اما افزایش تنش خشکی منجر به کاهش نسبت کلروفیل a/b کتان شد. نتایج ضد و نقیضی در ارتباط با تأثیر تنش شوری و خشکی بر نسبت کلروفیل a/b وجود دارد. Setayeshmehr و Ganjali (2013) گزارش دادند که با افزایش تنش خشکی، نسبت کلروفیل a/b به صورت معنیداری کاهش یافت. در تنشهای خشکی و شوری، به‌علت حساسیت بیشتر کلروفیل a به تنش خشکی و شوری، کاهش محتوای کلروفیل a بیشتر از کلروفیل b بود (Jaleel et al., 2009)؛ درحالیکه Ashraf و همکاران (1994) گزارش دادند که تنش خشکی غلظت کلروفیل b را بیشتر از کلروفیل a در گندم کاهش می‌دهد، که باعث افزایش نسبت کلروفیل a/b میشود (شکل 8).
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، با افزایش تنش شوری از 0 به 4- دسی زیمنس نسبت کلروفیل a/b تغییر معنیداری نشان نداد؛ سپس در تنش 7- افزایش در تنش 9- کاهش یافت. یعنی با افزایش تنش شوری غلظت کلروفیل b کاهش بیشتری نسبت به غلظت کلروفیل a داشت و در تنش شدیدتر غلظت کلروفیل a بیشتر از کلروفیل b کاهش یافت. نتایج دیگر نشان می‌دهد که افزایش تنش خشکی تا سطح 4- تأثیر معنیداری روی نسبت کلروفیل a/b نداشت و با افزایش بیشتر تنش تا سطح 7- نسبت کلروفیل a/b کاهش یافت که با سطح 9- تفاوت معنیداری نداشت (شکل 8).
شکل 8- مقایسة نسبت کلروفیل a/b در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
محتوای کارتنوئید برگ:نتایج نشان داد که برهمکنش پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر محتوای کارتنوئید برگ کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین دادهها نشان داد که در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، محتوای کارتنوئید برگ کتان در سطوح مختلف تیمارهای تنش شوری و خشکی نسبت به عدم تیمار تنش (شاهد) کاهش معنیداری نشان داد (شکل 9). بین تیمارهای شوری بیشترین میزان کارتنوئید برگ در شرایط 2- بار و کمترین میزان در تیمار 9- بار تنش شوری بدست آمد. بین تیمارهای خشکی بیشترین میزان کارتنوئید برگ کتان در تیمار 2- بار و کمترین آن در تیمار 9- بار تنش خشکی مشاهده شد (شکل 9). به نظر میرسد که در پتانسیلهای یکسان تنش شوری و خشکی، تأثیر منفی تنش خشکی نسبت به تنش شوری بیشتر بود. درواقع اثر اسمتیک بر اثر سمیت غالب بوده است، که در‌نهایت، کاهش میزان کارتنوئید برگ کتان را موجب میشود. Parida و Das (2005) بیان کردند که محتوای کلروفیل و کارتنوئیدهای گیاهان، در شرایط شوری کاهش پیدا میکند. به‌این‌ترتیب برگ‌ها بر اثر شوری، ابتدا به کلروز دچار می‌شوند؛ سپس شروع به ریزش میکنند. کاهش در رنگدانههای فتوسنتزی گیاهان در شرایط شوری بیشتر بر اثر جلوگیری از بیوسنتز یا تجزیة آنهاانجام میشود.
شکل 9- مقایسة محتوای کارتنوئید برگ در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید، نیز روند کاهش میزان کارتنویید برگ با کاهش پتانسیل اسمزی مشاهده شد؛ به‌طوری‌که بین تیمارهای شوری، کمترین میزان کارتنوئید برگ در تیمار 9- بار، و بیشترین آن در تیمار 2- بار تنش شوری بود. بین تیمارهای خشکی بیشترین میزان کارتنوئید برگ کتان در تیمار 2- بار ، و کمترین آن در تیمار 9- بار مشاهده شد (شکل 9). به نظر میرسد که تأثیر منفی تنش خشکی و تنش شوری با افزایش غلظت آنها، در شرایط مصرف سالیسیلیک اسید نسبت به شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، شدت کمتری پیدا کرده است. در واقع مصرف سالیسیلیک اسید باعث تعدیل تنش خشکی و شوری در همه سطوح تیمارها شدهاست. افزایش رنگدانههای فتوسنتزی در پاسخ به پیش تیمار سالیسیلیک اسید ممکن است به القای پاسخ‌های آنتی اکسیدانی، که سلول را از آسیب‌های اکسیداتیو ناشی از تنش محافظت میکند، مربوط باشد (Hayat et al., 2009).
وزن خشک اندام هوایی:برهمکنش پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر وزن خشک اندام هوایی کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید، وزن خشک اندام هوایی کتان در سطوح مختلف تیمارهای شوری و خشکی نسبت به عدم تیمار تنش (شاهد) کاهش معنیداری نشان داد (شکل 10). به‌طور‌کلی بیشترین میزان وزن خشک اندام هوایی مربوط به تیمار شاهد و کمترین وزن خشک اندام هوایی مربوط به تیمار 9- تنش شوری و خشکی بود. از دلایل عمده کاهش ماده خشک در بسیاری از گیاهان، کاهش سطوح فتوسنتز کننده و مصرف بیش از حد انرژی در جهت کنترل و کاهش اثر تنش شوری برای برقراری تعادل اسمزی برای حفظ آماس سلولی است (Kabiri et al., 2012). همبستگی مثبت و معنیدار این صفت با محتوای کلروفیل ( **86/0= (r2 نیز بر این موضوع تأکید میکند (جدول 2). به نظر میرسد در پتانسیلهای یکسان تنش شوری و خشکی، با افزایش خشکی وزن خشک اندام هوایی کتان کاهش بیشتری نشان داد. بنابراین اثر اسمتیک بر روی وزن خشک اندام هوایی کتان بیشتر از اثر سمیت یونی بوده است.
در شرایط مصرف سالیسیلیک نیز، با افزایش تنش شوری و خشکی روند کاهشی در وزن خشک اندام هوایی مشاهده شد. البته به نظر میرسد آثار منفی تنش شوری و خشکی بر وزن خشک اندام هوایی با مصرف سالیسیلیک اسید در مقایسه با شرایط عدم مصرف، کمتر شده است. وزن خشک اندام هوایی در تیمارهایی که سالیسیلیک اسید مصرف شده بود، در مقایسه با همان تیمار در شرایط بدون مصرف سالیسیلیک اسید بالاتر بود. همچنین اثر مثبت مصرف سالیسیلیک اسید بر وزن خشک اندام هوایی در تنش شوری بیشتر از تنش خشکی بود. سالیسیلیک اسید باعث افزایش معنیدار سطح برگ و وزن خشک اندام هوایی در مقایسه با عدم مصرف آن در شرایط تنش خشکی میشود (Arvin et al., 2011).
شکل 10- مقایسة وزن خشک اندام هوایی در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
وزن خشک ریشه:نتایج برهمکنش پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر وزن خشک ریشه کتان معنیدار (01/0>P) نبود؛ ولی اثر اصلی پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر این صفت معنیدار بود (جدول 1). نتایج مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بین تیمارهای شوری در شرایط عدم تیمار تنش (شاهد) وزن خشک ریشه کتان بیشترین مقدار بود که نسبت به شرایط 9- بار تنش شوری اختلاف معنیداری نشان داد (شکل A-11).
افزایش تنش خشکی نیز منجر به کاهش میزان وزن خشک ریشه کتان گردید. البته به نظر میرسد که در پتانسیلهای یکسان، با افزایش تنش شوری وزن خشک ریشه کاهش بیشتری در مقایسه با شرایط تنش خشکی نشان داد. بنابراین اثر سمیت یونی بر روی وزن خشک ریشه کتان بیشتر از اثر اسمتیک بوده است. احتمال دارد فراهمی یون سدیم در شرایط تنش شوری و جایگزین شدن آن با یون پتاسیم در محلول غذایی و درنتیجه، جذب بیشتر آن توسط ریشه ایجاد سمیت یونی را باعث شده است. کاهش رشد ریشه‌ها ممکن است به‌علت اثر سمّیت یونی تنش شوری و عدم تعادل در جذب عناصر غذایی باشد. همچنین ممکن است قابلیت سامانه ریشه‌‌ای در کنترل یون‌های ورودی به اندام‌های هوایی برای زنده ماندن گیاه در شرایط تنش شوری علت دیگر باشد (Belkheiria and Mulas, 2011).
با مصرف سالیسیلیک اسید، روندی افزایشی در وزن خشک ریشه کتان مشاهده شد (شکل B-11). در واقع سالیسیلیک اسید باعث کاهش آثار منفی تنش خشکی و شوری بر وزن خشک ریشه شده است. احتمال دارد که سالیسیلیک اسید تعادل هورمونی را در گیاه تغییر داده و تحت شرایط تنش، سبب افزایش اکسین، آبسزیک اسید و مانع از کاهش سیتوکنین شود (Shakirova et al., 2003). Hayat و Ahmad (2007) نیز گزارش دادند که در گیاه لوبیا، سالیسیلیک اسید باعث بهبود آثار اکسین در سیستم ریشه‌دهی شد.
نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی:برهمکنش پتانسیل اسمزی و سالیسیلیک اسید بر نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی کتان معنیدار (01/0>P) بود (جدول 1). نتایج نشان داد که در شرایط عدم مصرف سالیسیلیک اسید با افزایش تنش شوری اختلاف معنیداری در وزن خشک ریشه به اندام هوایی مشاهده نشد (شکل 12)؛ اما با افزایش تنش خشکی تا سطح 7- بار، نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی افزایش یافت و با شدیدتر شدن تنش تا سطح 9- بار نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی کاهش یافت. در واقع در تنشهای ملایم تا متوسط (2- بار تا 7- بار) تأثیر منفی تنش خشکی بر اندام هوایی بیشتر از ریشه بود؛ ولی در تنش شدید (9- بار) تأثیر منفی تنش خشکی بر وزن ریشه بیشتر بود.
با مصرف سالیسیلیک اسید، با افزایش تنش شوری اختلاف معنیداری در وزن خشک ریشه به اندام هوایی مشاهده نشد (شکل 12)؛ اما با افزایش تنش خشکی تا سطح 7- بار، نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی افزایش یافت و در سطح 9- بار ثابت ماند. در واقع مصرف سالیسیلیک اسید از کاهش شدید ریشه در تنش شدید جلوگیری نمود.
شکل 11- A- اثر پتانسیل اسمزی بر وزن خشک ریشه؛ B- اثر سالیسیلیک اسید بر وزن خشک ریشه. مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با آزمون LSD است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
شکل12- مقایسة نسبت وزن خشک ریشه به اندام هوایی در برهمکنش سالیسیلیک اسید و پتانسیل اسمزی- مقادیر، میانگین سه تکرار± انحراف معیار است. حروف غیرمشابه، بیان‌کنندة اختلاف معنیدار با رویة L.S.Means است. 0= شاهد (هوگلند)، NaCl2=پتانسیل اسمزی 2- بار با NaCl، NaCl4=پتانسیل اسمزی 4- بار با NaCl، NaCl7=پتانسیل اسمزی 7- بار با NaCl، NaCl9=پتانسیل اسمزی 9- بار با NaCl، PEG2=پتانسیل اسمزی 2- بار با PEG، PEG4=پتانسیل اسمزی 4- بار با PEG، PEG7=پتانسیل اسمزی 7- بار با PEG و PEG9=پتانسیل اسمزی 9- بار با PEG
جمع‌بندی
کاهش رشد در شرایط شوری در گیاه، نتیجة تاثیر سمّیت نمک، به هم خوردن تعادل یونی، عکسالعمل بیوشیمیایی یا ترکیبی از این فاکتورها میباشد .(Kashem et al., 2000) نتایج به‌دست‌آمده در این پژوهش حاکی از این است که افزایش تنش شوری و خشکی منجر به کاهش میزان وزن خشک اندام هوایی کتان گردید. به علت آثار منفی پتانسیل اسمزی بالای محلول خاک و جذب کم آب و عناصر غذایی و تاثیر سوء شوری بر فتوسنتز و محتوای کلروفیل، انرژی لازم برای رشد مناسب ریشه و اندام هوایی در اختیار آنها قرار نمی‌گیرد (Ashraf and Foolad, 2007). از طرف دیگر با افزایش تنش خشکی تا سطح 7- بار، نسبت وزن خشک ریشه به ساقه افزایش یافت و با شدیدتر شدن تنش تا سطح 9- بار نسبت وزن خشک ریشه به ساقه کاهش یافت. در واقع در تنشهای ملایم تا متوسط (2- بار تا 7- بار) تأثیر منفی تنش خشکی بر اندام هوایی بیشتر از ریشه بود؛ ولی در تنش شدید (9- بار) تأثیر منفی تنش خشکی بر ریشه بیشتر بود. افزایش میزان قندهای محلول و محتوای پرولین میتواند عامل مهمی در بالا بردن میزان مقاومت گیاهان به تنش باشد. ظرفیت و توانایی فعالیت آنتی اکسیدان‌ها تحت شرایط تنش که میتواند از آسیب تنش شوری جلوگیری کند، به مقاومت گیاه بستگی دارد، چرا که فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیدانی در گیاهان نشان دهنده مقاومت گیاهان در برابر تنشهای مختلف است. به نظر میرسد در پژوهش حاضر آنزیم کاتالاز نقش چندانی در کاهش آثار تنش خشکی و شوری نداشته است. نتیجة این کار تجمع پراکسید هیدروژن و مالوندیآلدهید خواهد بود که در این آزمایش مشاهده گردید. از سوی دیگر کتان در واکنش به تنش شوری و خشکی، محتوای پروتئین محلول را کاهش و محتوای پرولین برگ، قندهای محلول را افزایش داده و از طریق آن، تحمل خود را در برابر تنش بهبود میبخشد.
به نظر میرسد مصرف سالیسیلیک اسید 5/0 میلی مولار در مقایسه با شرایط عدم مصرف، تا حدودی آثار منفی تنش شوری و خشکی را کاهش داده است. با توجه به اینکه خشکی و شوری مشکل اصلی اکثر مناطق ایران میباشد، پیشنهاد میگردد به استفاده از هورمونهای گیاهی بویژه سالیسیلیک اسید جهت کاهش آثار منفی تنش شوری و خشکی توجه بیشتری شود. همچنین پیشنهاد میشود تأثیر غلظتهای بالاتر از 5/0 میلی مولار سالیسیلیک اسید در شرایط تنش خشکی و شوری در کتان آزمایش شود.
سپاسگزاری
نگارندگان سپاسگزاری خود را از معاونت محترم پژوهش و فناوری دانشگاه یاسوج به‌علت حمایت مادی از این پژوهش، اعلام میکنند.
)
