دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های تولید گیاهی 2322-2050 33 1 2026 03 21 The Impact of Elicitors on Growth and Photosynthetic Traits of Sour Orange Rootstock Under Waterlogging Stress اثر القاگرها بر صفات رشدی و فتوسنتزی پایه نارنج تحت تنش غرقاب 125 142 7095 10.22069/jopp.2024.22906.3199 FA سیده فائزه فاطمی نیا دانشجوی دکترا، گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران، علی دهستانی کلاگر نویسنده مسئول، دانشیار، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران اسماعیل سیفی استاد، گروه علوم باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران پویان مهربان جوبنی استادیار، گروه علوم پایه، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران علی اسدی کنگرشاهی دانشیار، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران ، ساری، ایران Journal Article 2024 10 27 Background and objectives: Waterlogging stress is a major factor limiting plant growth, primarily due to oxygen deficiency, which disrupts physiological processes, impairs aerobic respiration, and ultimately reduces plant performance. Due to the oxidative nature of waterlogging stress, which is caused by the production of free radicals in the plant. In this study, to deal with this stress, some compounds with antioxidant properties were used as a way to control the harmful effects of stress.<br /><br />Materials and methods: This study was conducted as a factorial experiment based on a completely randomized design, incorporating two factors and three replications three in the year 2021 at the Genetics and Biotechnology Research Institute of Tabarestan, Mazandaran. The first factor was water treatment at two levels: waterlogging stress and field capacity. The second factor involved three elicitors, each tested at two concentrations. The elicitors were melatonin (50 and 100 μM), gamma-aminobutyric acid (GABA) (5 and 10 mM), and potassium phosphite (Kphi) (2 and 3 g L⁻¹). Distilled water was also used for control plants. Waterlogging stress was applied to the plants for four weeks, and the elicitors were sprayed weekly. At the end of the experiment, various growth, biochemical, and photosynthetic traits of sour orange were evaluated.<br /><br />Results: Waterlogging stress significantly reduced both the fresh and dry weights of roots and leaves compared to control plants. However, the application of 10 mM GABA led to an increase in the fresh 15% and dry weight 6% of leaves, as well as an increase in the dry weight of roots 23% compared to controls. In field capacity conditions, both concentrations of GABA significantly increased root dry weight. The lowest crown diameter (2.98 mm) was observed in the waterlogged control, while the largest was recorded in plants treated with 2 g L⁻¹ Kphi under stress. Waterlogging stress also caused a marked increase in leaves vapor pressure deficit, with the highest values observed in plants treated with melatonin 100 μM (68.51 Pa kPa⁻¹), melatonin 50 μM (65.89 Pa kPa⁻¹), and GABA 10 mM (64.23 Pa kPa⁻¹), accompanied by a significant reduction in stomatal conductance. Under field capacity conditions, the highest CO₂ assimilation rates were observed in plants treated with Kphi 3 g L⁻¹and GABA 10 mM (3.74 and 3.88 µmolCO2 m⁻² s⁻¹, respectively), while the lowest rate was found in the waterlogged control. The highest water use efficiency under waterlogging stress was observed in plants treated with 100 μM melatonin and GABA 10 mM (2.37 and 2.26 µmol CO2/mmol H2O, respectively). Additionally, the highest photosystem efficiency under field capacity was recorded in plants treated with GABA 10 mM and melatonin 100 μM.<br /><br />Conclusion: This study demonstrates that waterlogging stress significantly reduces plant biomass. However, the use of GABA 10 Mm as an elicitor improved several growth traits. The results suggest that elicitors can enhance plant tolerance to stress by modulating stomatal behavior and increasing photosynthetic capacity. Improved stomatal water use efficiency helps prevent water loss, thereby enhancing plant resilience under stress conditions. <br /><br />Keywords: Field capacity, Gamma-aminobutyric acid, Melatonin, Oxidative stress, Potassium phosphite سابقه و هدف: تنش غرقاب یکی از مهم‌ترین عوامل محدودکننده رشد در گیاهان است که به‌طور عمده سبب کمبود اکسیژن شده و موجب اختلال در فرآیند فیزیولوژیکی، اختلال در تنفس هوازی و در نهایت کاهش عملکرد گیاه می‌شود. با توجه به ماهیت اکسایشی تنش غرقاب که ناشی از تولید رادیکال‌های آزاد در گیاه است. در این مطالعه برای مقابله با این تنش، از برخی ترکیبات با خاصیت انتی اکسیدانی به عنوان راهکاری برای کنترل اثرات زیان‌بخش تنش استفاده شد.<br /><br />مواد و روش‌ها: پژوهش حاضر به صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی طراحی و در سه تکرار در سال 1400 در پژوهشکده ژنتیک و زیست‌فناوری طبرستان مازندران اجرا شد. فاکتور اول تیمار آبی در دو سطح (تنش غرقاب و ظرفیت مزرعه) و فاکتور دوم سه القاگر هر کدام در دو غلظت بود. القاگرها عبارت بودند از ملاتونین (50 و 100 میکرومولار)، گاما آمینوبوتریک اسید (گابا) (5 و 10 میلی‌مولار) و فسفیت پتاسیم (2 و 3 گرم بر لیتر) که جهت کاهش اثرات تنش غرقاب استفاده شدند. همچنین برای گیاهان شاهد از آب مقطر استفاده شد. تنش غرقاب به مدت چهار هفته بر گیاهان اعمال شد و القاگرها به‌طور هفتگی محلول‌پاشی شدند و در پایان صفات رشدی، بیوشیمیایی و فتوسنتزی نارنج بررسی شدند.<br /><br />یافته‌ها: نتایج حاصل نشان داد که تنش غرقاب سبب کاهش معنی‌دار وزن تر و خشک ریشه و برگ نسبت به گیاهان شاهد شد. درحالی‌که کاربرد گابا 10 میلی‌مولار سبب افزایش وزن تر و خشک برگ و وزن تر ریشه به ترتیب 15%، 6% و 23% نسبت به گیاهان شاهد گردید. وزن خشک ریشه در هر دو غلظت گابا در ظرفیت زراعی افزایش معنی‌داری پیدا کرد و در شاهد غرقاب، نسبت به شاهد ظرفیت زراعی 47 درصد کاهش یافت. در این پژوهش، کمترین میزان قطر طوقه (98/2 میلی‌متر) در شاهد غرقاب و بیشترین قطر در تیمار فسفیت پتاسیم 2 گرم بر لیتر تحت تنش مشاهده شد. تحت تنش غرقاب، افزایش معنی‌دار اختلاف فشار بخار آب برگ در ملاتونین 100 (51/68 پاسکال بر کیلوپاسکال)، ملاتونین 50 میکرومولار (89/65 پاسکال بر کیلوپاسکال) و گابا 10 میلی‌مولار (23/64 پاسکال بر کیلوپاسکال) مشاهده شد. این افزایش همراه با کاهش معنی‌دار میزان رسانایی روزنه در این تیمارها بود. میزان جذب دی‌اکسید کربن در ظرفیت زراعی تحت تیمار فسفیت پتاسیم 3 گرم بر لیتر و گابا 10 میلی‌مولار (به ترتیب 74/3 و 88/3 میکرومول ‌دی‌اکسید کربن بر متر مربع بر ثانیه) بیشترین میزان بودند، درحالی‌که در شاهد غرقاب به پایین‌ترین میزان رسید. بالاترین کارایی مصرف آب تحت تنش غرقاب در ملاتونین 100 میکرومولار و گابا 10 میلی‌مولار (به ترتیب 37/2 و 26/2 میکرومول ‌دی‌اکسید کربن بر میلی‌مول بخار آب) و همچنین بالاترین کارایی فتوسیستم در ظرفیت زراعی در گابا 10 میلی‌مولار و ملاتونین 100 میکرومولار حاصل شد.<br /><br />نتیجه‌گیری: در این پژوهش، تنش غرقاب سبب کاهش معنی‌دار زیست‌توده گیاه و از طرف دیگر القاگر گابا 10 سبب بهبود این صفات شد. به نظر می‌رسد کاربرد القاگرها توانسته است، با تغییر رفتار روزنه و بهبود ظرفیت فتوسنتزی به گیاه تحت تنش کمک کند. از طرفی بهبود کارایی مصرف آب روزنه منجر به جلوگیری از اتلاف آب شده است که می‌تواند در افزایش تحمل گیاه تحت تنش موثر باشد. https://jopp.gau.ac.ir/article_7095_6f2659e5d818ed3f26d21832eb8f4159.pdf