برهمکنش آهن و سیلیسیم بر برخی از صفات بیوشیمیایی نخودفرنگی (Pisum sativum cv. Wando) در شرایط گلخانه‌ایی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

2 گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی دانشگاه مراغه، مراغه، ایران

3 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مراغه، مراغه ، ایران

10.22069/jopp.2020.16265.2475

چکیده

ه برهمکنش آهن و سیلیسیم بر برخی از صفات بیوشیمیایی نخودفرنگی (Pisum sativum cv. Wando) در شرایط گلخانه‌ایی
چکیده
سابقه و هدف: نخودفرنگی گیاهی علفی، یکساله و دارای طول عمر کوتاه و با نام علمی L.) Pisum sativm) که بهترین نتیجه را در آب و هوای خنک می‌دهد. هر چند وجود برخی فلزات سنگین همچون آهن، در محلول غذایی یا خاک برای رشد طبیعی گیاهان ضروری می-باشد غلظت‌های زیاد این عناصر از طریق افزایش رادیکال‌های آزاد سمی و القا تنش اکسیداتیو می‌تواند عاملی برای بازدارندگی رشد و ایجاد علایم سمیّت گردد. از طرف دیگر سیلیسیم می‌تواند باعث افزایش تولید و کیفیت محصولات در شرایط تنش ناشی از سمیّت فلزات سنگین از قبیل آهن، منگنز و آلومینیوم در گیاهان شده و بر تحریک تولید برخی آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی و فتوسنتز تاثیر مثبت می گذارد. در این پژوهش اثرات سیلیسیم در حضور مقادیر مختلف آهن بر فعالیت برخی خصوضیات بیوشیمیایی در نخود‌فرنگی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی با کاربرد سیلیسیم در سه سطح (0، 14 و 28 میلی‌گرم بر لیتر) از منبع متاسیلیکات سدیم (Na2SiO3.5H2O) و آهن در سه سطح (05/0، 1/0 و 3/0 ‌گرم بر لیتر) از منبع کلات آهن با سه تکرار در شرایط گلخانه‌ایی اجرا گردید. محلول غذایی مورد استفاده، محلول هوگلند تغییر یافته بود که، مقادیر یاد شده سیلیسیم و آهن به آن اضافه شده و سپس مصرف گردید. صفات بیوشیمیایی همچون کلروفیل کل، پروتئین محلول کل، میزان مالون‌دی‌آلدهید (MDA)، غلظت پراکسید‌هیدروژن و فعالیت ویژه آنزیم‌های کاتالاز (CAT)، گایاکول پراکسیداز (GPX) و آسکوربات پراکسیداز (APX) مورد ارزیابی قرار گرفتند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که اثرات برهمکنش بین آهن و سیلیسیم بر کلروفیل کل، پروتئین، پراکسید هیدروژن، CAT و APX معنی‌دار شده است. با افزایش غلظت آهن میزان کلروفیل و پروتئین کاهش پیدا کرده اما سیلیسیم باعث افزایش آنها شده است و به عبارت دیگر با کاربرد سلیسیم اثرات تنش ایجاد شده توسط غلظت بالای آهن تقلیل پیدا کرد. در برهمکنش آهن و سیلیسیم بر میزان پراکسید هیدروژن، آهن باعث افزایش و سیلیسیم باعث کاهش آن در تمامی سطوح تیمارها شده است. هر دو تیمار آهن و سیلیسیم باعث افزایش فعالیت آنزیم‌های CAT و APX شده است. از طرف دیگر اثرات متقابل تیمارها بر روی صفات فعالیت ویژه GPX و مالون‌دی‌آلدهید معنی دار نبود بلکه اثرات ساده آهن و سیلیسیم باعث تغییرات معنی‌دار در آنها شدند به طوری که آهن در هر دو باعث افزایش شده ولی سیلیسیم باعث کاهش مالون‌دی‌آلدهید و افزایش GPX شده است.
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج مشاهده شده می توان گفت که غلظت های بالای آهن در گیاه نخود فرنگی، همچون اکثر گیاهان باعث افزایش تنش اکسیداتیو شده و سیلیسییم تا حدودی اثرات مخرب این نوع تنش را کاهش داده است. پس می توان از سیلسیم به عنوان یک عنصر مفید در کاهش تنشهای زیستی و غیرزیستی مورد مطالعه و استفاده قرار بگیرد. بر اساس این پژوهش می‌توان گفت آهن با غلظت 1/0 گرم بر لیتر و سلیسیم با غلظت 28 میلی‌گرم بر لیتر بهترین اثر را در بهبود برخی ویژگی‌های بیوشیمیایی نخودفرنگی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Interaction of Fe and Si On Some of Biochemical Characteristics of Chickepea (Pisum Sativum Cv. Wando) In Greenhouse Conditions

نویسندگان [English]

  • Omme Leila Abbaspour shahmaras 1
  • Farhad behtash 2
  • Ahmad Agaee 3
1 horticultural science, faculty of agriculture, Maragheh University, Maragheh, Iran
2 horticultural science, faculty of agriculture, maragheh university, Maragheh, Iran
3 biology department, faculty of science, Mragheh University, Maragheh, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: The chickpea (Pisum sativum) are an herbaceous annual plant, with a short growth period which gives the best result in a cool climate. Although, exictence of some heavy metals like iron in soil and nutritional solution are essential for growth of plants but the high concentration of them can be an inhibitor of growth and causing toxicity by creation of oxidative stress and increasing ROS toxicity. On the other hand, silicon can increase the yieid and quality of the crops under stress conditions caused by the toxicity of heavy metals such as iron, manganese and aluminum in plants. In this research, the effects of silicon in presence of several iron levels on some biochemical traits in chickpea were studied.
Material and methods: The experiment was conducted as a factorial based on a completely randomized block design which Si at three levels (0, 14 and 28 mg/l) from sodium metasilicate (Na2SiO3.5H2O) and Fe in three levels (0.05, 0.1 and 0.3 g/l) from iron chelate used at three replications in greenhouse conditions. Hoagland's solution was used as nutritional solution, the amounts of Si and Fe were added to it and then consumed. Biochemical traits such as total chlorophyll, total soluble protein, malondialdehyde (MDA) level, hydrogen peroxide (H2O2) concentration, and specific activity of catalase (CAT), guaciole peroxidase (GPX) and ascorbate peroxidase (APX) were evaluated.
Results: The results showed that the interaction of Fe and Si on total chlorophyll, protein, hydrogen peroxide, CAT and APX were significant. The increasing of Fe concentration, chlorophyll and protein reduced but Si caused increasing of them. In other words, by application of Si, the effects of stress which caused by high concentrations of Fe diminished. In the interaction of Fe and Si on H2O2 content, Fe raised and Si decreased it at all the levels of the treatments. Both Fe and Si treatments increased the activity of CAT and APX enzymes. On the other hand, the interaction of treatments on GPX activity and MDA content were not significant. But the simple effects of the treatments caused significant differences in GPX and MDA, so that Fe increased both of them, but Si reduced MDA and increased GPX.
Conclusion: Based on the results, it can be concluded that high concentrations of Fe in chickpea, such as most plants, increase the oxidative stress and Si has somewhat reduced the effects of this stress. Therefore, Si can be studied and used as a useful ingredient in cutting down biotic and abiotic stresses. Based on this study, 0.1 g/l of Fe along with 28 mg/l had the best effect on improving some biochemical characteristics of chickpea.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxidative stress
  • biotic stress
  • ROS
  • elemental toxicity