افزایش مقاومت گل‌ شاخه بریده آنتوریوم به سرمازدگی پس از برداشت با تیمار اسید سالیسیلیک از طریق افزایش فعالیت مسیر GABA شانت

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بین المللی امام خمینی قزوین

2 گروه علوم باغبانی، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران

چکیده

سابقه و هدف: انبار با دمای پایین به طور گسترده برای به تاخیر انداختن پیری در سبزی ها و گل های شاخه بریده و رسیدن میوه ها استفاده می شود که موجب افزایش ماندگاری و حفظ کیفیت پس از برداشت آنها می گردد، اما کاربرد دمای پایین برای میوه ها، سبزی ها و گل های شاخه بریده گرمسیری و نیمه گرمسیری مانند گل شاخه بریده آنتوریوم به علت حساسیت آنها به سرمازدگی محدودیت دارد. با افزایش روز افزون زنجیره سرد به عنوان کاربرد دمای پایین در نگهداری و جابجایی پس از برداشت محصولات باغبانی، توسعه روش های مقرون به صرفه برای کاهش سرمازدگی پس از برداشت در محصولات حساس به سرمازدگی مانند گل شاخه بریده آنتوریوم در اولویت می‌باشد.علایم سرمازدگی در گل شاخه بریده آنتوریوم مانند قهوه‌ای شدن اسپات زمانی ظاهر می‌گردد که گل های شاخه بریده در دمای کمتر از 12 درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند یا جابجایی آنها در دمای کمتر از 12 درجه سانتی‌گراد صورت گیرد. سرمازدگی گل های شاخه بریده آنتوریوم همراه با کاهش بازار پسندی آنها می‌باشد و لذا پژوهش در جهت افزایش مقاومت به سرمازدگی پس از برداشت آنها می‌تواند در جهت استفاده عملی از زنجیره سرمایی با هدف نگهداری یا جابجایی طولانی مدت در دمای پایین مفید باشد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، تاثیر تیمار اسید سالیسیلیک (SA) در غلظت‌های صفر (شاهد)، 1، 2 و 4 میلی مولار به صورت غوطه‌وری انتهای ساقه پس از برداشت (15 دقیقه در دمای 20 درجه سانتی گراد) بر فعالیت مسیر GABA شانت در گل شاخه بریده آنتوریوم رقم Sirion نگهداری شده در دمای سرمازدگی 4 درجه سانتی گراد به مدت 21 روز مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: سرمازدگی در گل های شاخه بریده آنتوریوم با قهوه‌ای شدن اسپات به همراه افزایش نشت یونی و تجمع مالون دی آلدئید (MDA) همراه بود. تیمار SA در غلظت‌ 2 میلی مولار موجب کاهش قهوه‌ای شدن اسپات گردید و افزایش نشت یونی و تجمع MDA را به تاخیر انداخت. تیمار SA با افزایش فعالیت آنزیم GABA ترانس آمیناز (GABA-T) در گل‌های شاخه بریده آنتوریوم در طول نگهداری در دمای سرمازدگی 4 درجه سانتی گراد منجر به مصرف GABA در جهت تولید ATP و کاهش تجمع H2O2 گردید. نتایج این پژوهش پیشنهاد می‌کند که تیمار SA می‌تواند به عنوان یک راهکار موثر برای افزایش مقاومت گل‌های شاخه بریده آنتوریوم به سرمازدگی پس از برداشت مورد استفاده قرار گیرد.

نتیجه گیری: نتایج این پژوهش پیشنهاد می‌کند که تیمار SA می‌تواند به عنوان یک راهکار موثر برای افزایش مقاومت گل‌های شاخه بریده آنتوریوم به سرمازدگی پس از برداشت مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Enhancement of postharvest chilling tolerance in anthurium cut flowers by salicylic acid treatment via enhancing GABA shunt activity

نویسندگان [English]

  • Morteza Soleimani Aghdam 1
  • Abbasali Jannatizadeh 2
1 Imam Khomeini International University
2 Department of Horticultural Science, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Low temperature storage is widely used as a postharvest treatment to delay senescence in vegetables and ornamentals, and ripening in fruits, and thereby maintaining their postharvest quality. However, tropical and subtropical crops such as Anthurium flowers are sensitive to chilling injury, a physiopathy affecting these crops when subjected to temperatures below 12 °C but above the freezing point. The recommended optimum temperature for storage of anthurium cut flowers is 12.5–20 ◦C. The main symptom of chilling injury in anthurium flowers under low temperature storage is spadix wilting and spathe browning. Materials and methods: The main symptom of chilling injury in anthurium flowers under low temperature storage is spadix wilting and spathe browning. In this experiment, the impact of 0, 1, 2 and 4 mM salicylic acid (SA) treatment applied by postharvest stem-end dipping (15 min at 20 ˚C) on GABA shunt pathway activity of anthurium cut flowers (cv. Sirion) storage at 4 ˚C for 21 days were investigated. Results: SA treatment at 2 mM delayed spathe browning and retards electrolyte leakage and malondialdehyde (MDA) increase. The anthurium cut flowers in response to 2 mM SA treatment displayed significantly higher GABA transaminase (GABA-T) activity during storage at 4 ˚C for 21 days, which coincided with lower GABA content, leading to flowers with lower spathe browning. SA treatment enhanced GABA shunt pathway activity, by enhancing GABA-T activity, during storage at 4 ˚C, lead to consumption of GABA for providing higher ATP content associated with lower H2O2 content.These findings showed that SA treatment at 2 mM can be applied as an effective procedure for improving anthurium cut flowers tolerance to postharvest chilling stress. Conclusion: Anthurium flowers are sensitive to chilling injury, a physiopathy affecting these crops when subjected to temperatures below 12 °C but above the freezing point. The recommended optimum temperature for storage of anthurium cut flowers is 12.5–20 ◦C. The main symptom of chilling injury in anthurium flowers under low temperature storage is spadix wilting and spathe browning. Anthurium flowers are sensitive to chilling injury, a physiopathy affecting these crops when subjected to temperatures below 12 °C but above the freezing point. The recommended optimum temperature for storage of anthurium cut flowers is 12.5–20 ◦C. The main symptom of chilling injury in anthurium flowers under low temperature storage is spadix wilting and spathe browning.These findings showed that SA treatment at 2 mM can be applied as an effective procedure for improving anthurium cut flowers tolerance to postharvest chilling stress. These findings showed that SA treatment at 2 mM can be applied as an effective procedure for improving anthurium cut flowers tolerance to postharvest chilling stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anthurium cut flowers
  • Chilling injury
  • GABA shunt pathway
  • Salicylic acid
1.Aghdam, M.S. and Bodbodak, S. 2013.
Physiological and biochemical
mechanisms regulating chilling tolerance
in horticultural crops under postharvest
salicylates and jasmonates treatments.
Hort. Sci. 156: 73-85.
2.Aghdam, M.S., Sevillano, L., Flores, F.
B. and Bodbodak, S. 2013. Heat shock
proteins as biochemical markers for
postharvest chilling stress in horticultural
crops. Hort. Sci. 160: 54-64.
3.Aghdam, M.S., Sevillano, L., Flores, F.B.
and Bodbodak, S. 2015. The contribution
of biotechnology to improving postharvest chilling tolerance in fruits and
vegetables using heat-shock proteins. J.
Agri. Sci. 153: 7-24.
4.Ansari, M.I., Lee, R.H. and Chen, S.C.G.
2005. A novel senescence-associated gene
encoding γ-aminobutyric acid GABA.:
pyruvate transaminase is upregulated
during rice leaf senescence. Physiol Plant.
123: 1-8.
5.Bartyzel, I., Pelczar, K. and Paszkowski,
A. 2003. Functioning of the
γ-aminobutyrate pathway in wheat
seedlings affected by osmotic stress. Biol.
Plant. 47: 221-225.
6.Bouché, N., Fait, A., Bouchez, D.,
Møller, S.G. and Fromm, H. 2003.
Mitochondrial succinic-semialdehyde
dehydrogenase of the γ-aminobutyrate
shunt is required to restrict levels of
reactive oxygen intermediates in plants.
PNAS. 100: 6843-6848.
7.Bouché, N. and Fromm, H. 2004. GABA
in plants: just a metabolite? Trends Plant
Sci. 9: 110-115.
8.Deewatthanawong, R. 2011. GABA
metabolism in postharvest stress
responses. Ph.D. Thesis, Cornell
University, United States of America.
9.Ding, P. and Ling, Y.S. 2014. Browning
assessment methods and polyphenol
oxidase in UV-C irradiated Berangan
banana fruit. Intern. Food Res. J.
21: 1667-1674.
10.Fait, A., Fromm, H., Walter, D., Galili,
G. and Fernie, A.R. 2007. Highway or
byway: the metabolic role of the GABA
shunt in plants. Trends Plant Sci.
13: 14-19.
11.Hodges, D.M., DeLong, J.M., Forney,
C.F. and Prange, R.K. 1999. Improving
the thiobarbituric acid-reactive-substances
assay for estimating lipid peroxidation
in plant tissues containing anthocyanin
and other interfering compounds. Planta.
207: 604-611.
12.Michaeli, S., Fait, A., Lagor, K., NunesNesi, A., Grillich, N., Yellin, A., Bar,
D., Khan, M., Fernie, A.R., Turano, F.J.
and Fromm, H. 2011. A mitochondrial
GABA permease connects the GABA
shunt and the TCA cycle and is essential
for normal carbon metabolism. Plant J.
67: 485-498.
13.Michaeli, S. and Fromm, H. 2015.
Closing the loop on the GABA shunt in
plants: Are GABA metabolism and
signaling entwined? Fron Plant Sci.
6: 419.
14.Palma, F., Carvajal, F., Jamilena, M. and
Garrido, D. 2014. Contribution of
polyamines and other related metabolites
to the maintenance of zucchini fruit
quality during cold storage. Plant
Physiol. Biochem. 82: 161-171.
15.Palma, F., Carvajal, F., Ramos, J.M.,
Jamilena, M. and Garrido, D. 2015.
Effect of putrescine application on
maintenance of zucchini fruit quality
during cold storage: Contribution of
GABA shunt and other related nitrogen
metabolites. Postharvest Biol. Technol.
99: 131-140.
16.Patterson, B.D., Macrae, E.A. and
Ferguson, I.B. 1984. Estimation of
hydrogen peroxide in plant extracts
using titanium IV. Anal. Biochem.
139: 487-492.
17.Paull, R.E. and Goo, T. 1982. Pulse
treatment with silver nitrate extends
vase life of anthuriums. J. Ame Soci
Hort. Sci. 107: 842-844.
18.Phetsirikoon, S., Ketsa, S. and van
Doorn, W.G. 2012. Chilling injury in
Dendrobium inflorescences is alleviated
by 1-MCP treatment. Postharvest Biol.
Technol. 67: 144-153.
19.Promyou, S. and Ketsa, S.
2014. Cultivar difference in sensitivity
to chilling injury of anthurium
flowers Anthurium andraeanum. during
low temperature storage. Acta Hortic.
1025: 179-186.
20.Promyou, S., Ketsa, S. and van Doorn,
W.G. 2012. Salicylic acid alleviates
chilling injury in anthurium Anthurium
andraeanum L. flowers. Postharvest
Biol. Technol. 64: 104-110.
21.Ramesh, S.A., Tyerman, S.D., Xu, B.,
Bose, J., Kaur, S., Conn, V., Domingos,
P., Ullah, S., Wege, S., Shabala, S.,
Feijo, J.A., Ryan, P.R. and Gilliham, M.
2015. GABA signalling modulates
plant growth by directly regulating
the activity of plant-specific anion
transporters. Nature Comm. 6: 1-9.
22.Sevillano, L., Sanchez-Ballesta, M.T.,
Romojaro, F. and Flores, F.B. 2009.
Physiological, hormonal and molecular
mechanisms regulating chilling injury
in horticultural species. Postharvest
technologies applied to reduce its
impact. J. Sci. Food Agric. 89: 555-573.
23.Shelp, B.J., Bozzo, G.G., Trobacher,
C.P., Chiu, G. and Bajwa, V.S. 2012.
Strategies and tools for studying
the metabolism and function of
γ-aminobutyrate in plants. I. Pathway
structure. Botany. 90: 651-668.
24.Simpson, J.P., Clark, S.M., Portt, A.,
Allan, W.L., Makhmoudova, A.,
Rochon, A. and Shelp, B.J. 2010.
γ-Aminobutyrate transaminase limits the
catabolism of γ-aminobutyrate in coldstressed Arabidopsis plants: insights
from an overexpression mutant. Botany
88: 522-527.
25.Yang, A., Cao, S., Yang, Z., Cai, Y. and
Zheng, Y. 2011. γ-Aminobutyric acid
treatment reduces chilling injury and
activates the defence response of peach
fruit. Food Chem. 129: 1619-1622.
26.Yi, C., Qu, H.X., Jiang, Y.M., Shi, J.,
Duan, X.W., Joyce, D.C. and Li,
Y.B. 2008. ATP-induced changes in
energy status and membrane integrity
of harvested litchi fruit and its relation
to pathogen resistance. J. Phytop.
156: 365-371.