نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

تاثیر تنش آب شور و تیمار ملاتونین بر گلدهی و برخی صفات مورفوفیزیولوژیک گیاه بنفشه (Viloa× wittrockiana)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه باغبانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران.
2 گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
3 دانشجوی دکتری علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
چکیده
بنفشه گیاه زینتی یک‌ساله با گل‌های زیبا و معطر کاربرد فراوانی در فضای سبز شهری دارد. با توجه به اینکه ملاتونین دارای ظرفیت آنتی‌اکسیدانی بالایی است، این پژوهش با هدف بررسی نقش ملاتونین در کاهش تنش شوری در گیاه بنفشه انجام شد. فاکتورها شامل ملاتونین در سه سطح (صفر،۵۰ و ۱۰۰ میکرومولار) و تنش شوری در چهار سطح (صفر،۶۰،۳۰ و۹۰ میلی‌مولار) بود. طبق نتایج به‌دست آمده بیشترین ارتفاع گیاه در تیمار 100 میکرومولار ملاتونین با افزایش 07/16 درصدی نسبت به شاهد بدون تنش شوری مشاهده شد. بیشترین تعداد گل در گیاهان تیمار شده با ملاتونین 100 میکرومولار تحت شوری صفر، 30 و 60 میلی‌مولار مشاهده شد که نسبت به شاهد 50 درصد افزایش تعداد گل نشان دادند. بیشترین حجم ریشه در گیاهان تیمار شده با ملاتونین 100 میکرومولار تحت شوری 30 میلی‌مولار ثبت شد. کمترین درصد محتوای نسبی آب گیاه، در شوری 90 بدون کاربرد ملاتونین به‌دست آمد. نشت یونی در تیمار شوری با افزایش میزان غلظت نمک افزایش یافت. بیشترین غلظت یون سدیم در بافت گیاه در تیمار شوری 60 میلی‌مولار بدون کاربرد ملاتونین و کمترین تجمع سدیم در تیمار بدون شوری مشاهده شد. بیشترین غلظت عنصر پتاسیم در شوری در 50 میکرومولار ملاتونین تحت شوری 30 میلی مولار ثبت شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده کاربرد ملاتونین برای کاهش آسیب به گیاه بنفشه در شرایط تنش شوری پیشنهاد می‌شود. کاربرد ملاتونین در شوری 30 و 60 میلی‌مولار در مقایسه با شوری 90 میلی‌مولار بهتر عمل کرد و تواست صفات رشدی و فیزیولوژیکی را بهبود دهد. بنابراین بر اساس نتایج به‌دست‌آمده استفاده از ملاتونین 50 و 100 میکرومولار برای گیاه بنفشه در شرایط تنش شوری بویژه در شوری 30 و 60 میلی‌مولار قابل توصیه است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The effect of salt water stress and melatonin on flowering and some morphophysiological traits of Viloa× wittrockiana

نویسندگان English

Mahnaz Karimi 1
Sajedeh Eskandari cherati 2
Fatemeh Ghorbanalizade 3
1 Department of horticulture sciences
2 Dept. of Horticultural Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
3 Ph.D student, Dept. of Horticultural Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده English

Violet is an annual ornamental plant that is widely used in urban green spaces. The aim of this study was to investigate the role of melatonin in reducing salinity stress in violet. The factors included melatonin at three levels (0, 50 and 100 μM) and salinity stress at four levels (0, 60, 30 and 90 mM). According to the obtained results, The highest plant height was observed in the treatment of 100 μM melatonin with an increase of 16.07% compared to the control without salt stress.The highest number of flowers was recorded in plants treated with 100 µM melatonin under 0, 30 and 60 mM salinity which showed a 50% increase in the number of flowers.The maximum root volume was in 100 μM melatonin under 30 mM salinity. The lowest percentage of relative plant water content was obtained at 90 mM salinity without the use of melatonin. Ionic leakage in salinity increased with increasing salt concentration. The highest sodium ion concentration of the plant was observed in the 60 mM salinity treatment without the use of melatonin, and the lowest sodium accumulation was observed in the no salinity treatment. The highest concentration of potassium element in salinity was recorded at 50 μM melatonin under 30 mM salinity. According to the obtained results, the use of melatonin is suggested to reduce damage to the violet plant under salt stress conditions.

کلیدواژه‌ها English

Antioxidants
Flowering
Ornamental plant
Proline
Sodium
جوادی، ف.، کلاته جاری، س.، دیانت، م. و عسگری، ف. ۱۴۰۰. اثر روش‌های کاربرد سلنات سدیم بر بنفشه زینتی (Viola wittrickiana cv. Queen Yellow Bee) در شرایط تنش شوری. فرایند و کارکرد گیاهی، ۱۰ (42): 228-211.
چراغی، م‌.، حاتم نیا، ع. و قنبری، ف. ۱۴۰۲. اثرات تنش شوری در گل همیشه‌بهار(Calendula officinalisL.) کاربرد خارجی ملاتونین. فرایند و کارکرد گیاهی، ۱۲: ۳۷-۲۱.
سادات میر طاهری، ح.، کلاته جاری، س.، متشرع‌زاده، ب. و فاتحی، ف. 1400. بررسی اثر اسیدآسکوربیک وملاتونین برخصوصیات مورفوفیزیولوژیکی و تحمل به شوری در رز مینیاتوری (Rosa chinensis var.minima). تحقیقات آب و خاک ایران، 52(3): 652-665.
قاسمی قهساره، م. و کافی، م. 1390. گلکاری علمی و عملی. جلد اول. انتشارات گلبن.
کریمی، م.و محمدی، م.1398. تأثیر ملاتونین برونزا بر رشد، نشت الکترولیت و فعالیت آنزیم آنتی‌اکسیدانی در رزماری(Rosmarinusofficinalis L.) تحت تنش شوری. فرآیند و کارکرد گیاهی. 9(37):59-66.
ناصری مقدم،ع.، بیات، ح.،امینی‌فرد، م. ح.، ومرادی نژاد، ف. 1399.تأثیرتنش‌های خشکی وشوری بر برخی از خصوصیات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی گل نرگس(Narsicuss tazetta L.). علوم باغبانی ایران. 51(1): 79-90.
Ahmad, I., Song, X., Hussein Ibrahim, ME., Jamal, Y., Younas, MU., Zhu, G., Zhou, G. and Adam Ali, AY .2023. The role of melatonin in plant growth and metabolism, and its interplay with nitric oxide and auxin in plants under different types of abiotic stress. Frontiers in Plant Science. 14:1108507.
Alenazi, M.M.; El-Ebidy, A.M.; El-shehaby, O.A.; Seleiman, M.F.; Aldhuwaib, K.J. and Abdel-Aziz, H.M.M. 2024. Chitosan and Chitosan Nanoparticles Differentially Alleviate Salinity Stress in Phaseolus vulgaris L. Plants. Plants. 13: 398.
Boorboori, M. R. 2023. Investigating the role of silicon in reducing the risk of arsenic, cadmium, drought and salinity stresses in wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Crop Science and Biotechnology. 26: 387-404. https://doi.org/10.1007/s12892-022-00191-z.
Chen, G., Liu, C., Gao, Z., Zhang, Y., Zhang, A., Zhu, L., et al. 2018. Variation in the abundance of oshaki transcript underlies the differential salinity tolerance of an indica and a japonica rice cultivar. Frontiers in Plant Science. 8: 2216
Cirillo, C., De Micco, V., Arena, C., Carillo, P., Pannico, A., De Pascale, S. and Rouphael Y. 2019.Biochemical, Physiological and Anatomical Mechanisms of Adaptation of Callistemon citrinus and Viburnum lucidum to NaCl and CaCl2 Salinization. Frontiers in Plant Science. 10:742.
Cui, G., Zhao, X., Liu, S., Sun, F., Zhang, C., Xi, Y. 2017. Beneficial effects of melatonin in overcoming drought stress in wheat seedlings. Plant Physiology and Biochemistry.118:138-149.
Deinlein, U., Stephan, AB., Horie, T., Luo, W., Xu, G.andSchroeder, J. I. 2014. Plant salt-tolerance mechanisms. Trends in Plant Science. 19(6):371-9.
Eisa, E.A.; Honfi, P.; Tilly-Mándy, A. and Mirmazloum, I.2023.Exogenous Melatonin ApplicationInduced Morpho-Physiological andBiochemical Regulations ConferringSalt Tolerance in Ranunculus asiaticusL. Horticulturae. 9: 228.
EL Moukhtari, A., Cabassa-hourton, C., Farssi, M. andSavoure, A. 2020. How Does Proline Treatment Promote Salt Stress Tolerance During Crop Plant Development? Frontiers in Plant Science. 11:1-16.
EL-bauome, H. A., Doklega, S. M., Saleh, S. A., Mohamed, A. S., Suliman, A.A.and EL-hady, M. A. M. A. 2024. Effects of melatonin on lettuce plant growth, antioxidant enzymes and photosynthetic pigments under salinity stress conditions. Folia Horticulturae. 36 (1): 1-17.
EL-Bauome, H.A.; Abdeldaym, E.A.; Abd El-Hady, M.A.; Darwish, D.B.E.; Alsubeie, M.S.; El-Mogy, M.M.; Basahi, M.A.; AlQahtani, S.M.; Al-Harbi, N.A. and Alzuaibr, F.M. 2022. Exogenous Proline, Methionine, and Melatonin Stimulate Growth, Quality, and Drought Tolerance in Cauliflower Plants. Agriculture.12:1301.
Farsaraei, S., Moghaddam, M. and Pirbalouti, A.G. 2020. Changes in growth and essential oil composition of sweet basil in response of salinity stress and superabsorbents application. Scientia Horticulturae.271: 109465. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109465.
Guo, J., Shan, C., Zhang, Y., Wang, X., Tian, H., Han, G. and Wang, B. 2022. Mechanisms of salt tolerance and molecular breeding of salt-tolerant ornamental plants. Frontiers in Plant Science. 13: 854116.
Hawrylak -Nowak, B., Rubinowska, K., Molas, J., Woch, W., Matrasses -Gawron, R. and Szczurowska, A. 2019. Selenium -induced improvements in the ornamental value and salt stress resistance of Plectra thus scutellarioides (L.) R. Br. Folia Horticulture. 31:213 -221.
Hayat , S ., Hayat , Q ., Alyemeni , M. N ., Wani , A.S., Pichtel , J. and Ahmad, A. 2012. Role of proline under changing environments: A review. Plant Signaling and Behavior. 7: 1456 -1466.
Kamiab, F. Exogenous melatonin mitigates the salinity damages and improves the growth of pistachio under salinity stress. Journal of Plant Nutrition. 43: 1468–1484.
Li, J., Liu, J., Zhu, T., Zhao, C., Li, L. and Chen, M. 2019. The role of melatonin in salt stress responses. International journal of molecular sciences. 20:1735.
Li, J.; Yang, Y.; Sun, K.; Chen, Y.; Chen, X. and Li, X. 2019. Exogenous melatonin enhances cold, salt and drought stress tolerance by improving antioxidant defense in tea plant (Camellia sinensis (L.) O. Kuntze). Molecules. 24: 1826.
Liu, L.; Liu, D.; Wang, Z.; Zou, C.; Wang, B.; Zhang, H.; Gai, Z.; Zhang, P.; Wang, Y. and Li, C. 2020. Exogenous melatonin improves the salt tolerance of sugar beet by increasing putrescine metabolism and antioxidant activities. Plant Physiology and Biochemistry. 154:699–713.
Martinez, V., Nieves-Cordones, M., Lopez-Delacalle, M., Rodenas, R., Mestre, T. C., Garcia-Sanchez, F., Rubio, F., Nortes, P. A., Mittler, R. and Rivero, R.M. 2018. Tolerance to stress combination in tomato plants: New insights in the protective role of melatonin. Molecules. 23(3): 535.
Mohammadi, M., Aelaei, M. and Saidi, M.2021. Pre‑harvest spray of GABA and spermine delays postharvest senescence and alleviates chilling injury of gerbera cut flowers during cold storage. Scientific Reports. 11: 14166. https://doi.org/10.1038/s41598-021-93377-4.
Morsi, M.M., Abdelmigid, H.M., and Aljoudi, N.G.S. 2018. Exogenous Salicylic Acid Ameliorates the Adverse Effects of Salt Stress on Antioxidant System in Rosmarinus officinalis L. Egyptian Journal of Botany. 58 (2): 249 – 263.
Safdar, H., Amin, A., Shafiq, Y., Ali, A., Yasin, R., Shoukat, A., Hussan, M. U. and Sarwar, M. I. 2019. A review: Impact of salinity on plant growth. Natural sciences. 17: 34-40.
Sharma, A., Kumar, V., Shahzad, B., Ramakrishnan, M., Sidhu, G. P. S., Bali, A. S. and Zheng, B. 2019. Photosynthetic response of plants under different abiotic stresses: a review. Journal of Plant Growth Regulation. 1-23.
Sheikhalipour, M, Kulak, M, Mohammadi, S.A, Esmaielpour, B, Nouraein, M, t ZekiKocak, M, Farajzadeh, S.M, Gohari, Gh, Fotopoulos, V, Vita, F. 2024. Foliar application of either melatonin or sodium nitroprusside regulates the antioxidant status, and the morpho-physiological attributes and essential oil production in sage (Salvia officinalis L.) under salinity stress. Scientia Horticulturae. 323:112526.
Sun, Y.-D., Guo, D.-L., Yang, S.-D., Zhang, H.-C., Wang, L.L. and Yu, Y.-H. 2020. Melatonin treatment improves the shelf life and postharvest quality of table grape (Vitis labrusca l. cv. Fengzao). Journal of Berry Research. 10: 665–676.
Sychta, K., Słomka, A. and Kuta, E. 2020. Garden pansy (Viola × wittrockiana Gams.) – A good candidate for the revitalisation of polluted areas. Plant, Soil and Environment. 66 (6): 272–280.
Tiwari, R. K., Kumar, R., Lal, M. K., Kumar, A., Altaf, M. A., Devi, R., Mangal, V., Naz, S., Altaf, M. M. & DEY, A. 2023. Melatonin-polyamine interplay in the regulation of stress responses in plants. Journal of Plant Growth Regulation. 42:4834-4850.
Turk, H., Erdal, S., Genisel, M., Atici, O., Demir, Y.and Yanmis, D. 2014. Theregulatory effect of melatonin on physiological, biochemical and molecular parameters in cold-stressed wheat seedlings. Plant Growth Regulation. 74(2): 139-152.
Varghese, N., Alyammahi, O., Nasreddine, S., Alhassani, A., & Gururani, M. A. 2019. Melatonin Positively Influences the Photosynthetic Machinery and Antioxidant System of Avena sativa during Salinity Stress. Plants. 8(12): 610.
Villarino, G. H., & Mattson, N. S. 2011. Assessing tolerance to sodium chloride salinity in fourteen floriculture species. HortTechnology. 21:539-545.
Wahing, I.W., Van, V.J.G., Houba, J.J., Van der, L. 1989. Soil and plant analysis, a series of syllabi. Part 7, plant analysis procedure. Wageningen Agriculture University.
Xiang, D., Nguyen Ch., Felter Liz. Clark D., Huo H. 2020. The effects of preharvest LED light, melatonin and AVG treatments on the quality of postharvest snapdragon and vase life. Journal of Floriculture and Landscaping. 6: 14-19.
Yang, X., Han, Y., Hao, J., Qin, X., Liu, C., and Fan, S. 2022. Exogenous spermidine enhances the photosynthesis and ultrastructure of lettuce seedlings under high-temperature stress. Scientia Horticulture. 291:110570.
Younessi-Hamzekhanlu, M., Dibazarnia, Z., Oustan, S., Vinson, T., Katam, R. and Mahna, N. 2021. Salinity stimulates biochemical activities and metabolites associated with anticancer activities in Black horehound (Ballota nigra L.). Agronomy. 11: 2538. https://doi.org/10.3390/agronomy11122538.
Zahedi, S., Hosseini, M., Abadía, M. S., J. and Marjani, M. 2020. Melatonin foliar sprays elicit salinity stress tolerance and enhance fruit yield and quality in strawberry (Fragaria× ananassa Dutch.). Plant Physiology and Biochemistry. 149: 313-323.
Zulfiqar, F., Moosa, A., Ferrante, A., Darras, A., Ahmed, T., Jalil, S., Al-Ashkar, I. and El Sabagh, A. 2024. Melatonin seed priming improves growth and physio-biochemical aspects of Zinnia elegans under salt stress, Scientia Horticulturae. 323:112495.
Zulfiqar, F., Moosa, A., Ali, H. M., Ferrante, A., Nazir, M. M., Makhzoum, A. and Soliman, T.M.A. 2023. Preharvest melatonin application mitigates arsenic-induced oxidative stress and improves vase life of tuberose (Polianthes tuberosa L.) cut flowers. South African Journal of Botany. 163:330-337.
Zulfiqr, F., Moosa, A., Ferrnte, A., Darras, A., Ahmed, T., Jalil, S., AL-Ashkar, I. and Sabagh, A.E. 2024. Melatonin seed priming improves growth and physio-biochemical aspects of Zinnia elegans under salt stress. Scientia Horticulturae. 323: 112495.