اثرات سدیم نیتروپروساید و کیتوزان بر کیفیت و ترکیبات بیوشیمیایی میوه توت‌فرنگی (ارقام کاماروسا و سابرینا) تحت تنش شوری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای فیزیولوژی تولید و پس از برداشت گیاهان باغبانی ، گروه باغبانی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: توت‌فرنگی (Fragaria × ananassa Duch.) از مهم‌ترین محصولات باغی است که به دلیل محتوای بالای ترکیبات زیست‌فعال مانند آنتوسیانین‌ها، ترکیبات فنولی و ویتامین ث از ارزش تغذیه‌ای بالایی برخوردار است. با این حال، حساسیت بالای آن به تنش شوری موجب کاهش رشد، عملکرد و کیفیت میوه می‌شود. استفاده از القاگرهای زیستی نظیر کیتوزان و سدیم نیتروپروساید (SNP) به‌عنوان دهنده نیتریک اکسید (NO) می‌تواند به‌عنوان رویکردی مؤثر در کاهش اثرات منفی شوری و بهبود پاسخ‌های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی گیاه مورد استفاده قرار گیرد. هدف این پژوهش بررسی اثرات منفرد و ترکیبی کیتوزان و SNP بر ویژگی‌های کمی و کیفی میوه توت‌فرنگی در شرایط شوری بود.

مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در گلخانه دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. فاکتور اول شوری در سه سطح (۰، ۳۰ و ۶۰ میلی‌مولار کلرید سدیم) که به‌ترتیب معادل تقریباً 0، 3 و 6 دسی‌زیمنس بر متر (dS m⁻¹) هدایت الکتریکی می‌باشند و فاکتور دوم القاگر شامل پنج سطح (شاهد،SNP در غلظت‌های ۵۰ و ۱۰۰ میکرومولار و کیتوزان در غلظت‌های ۲۵/۰ و ۵/۰ گرم بر لیتر) بود. تیمارها روی دو رقم توت‌فرنگی کاماروسا و سابرینا به طور مستقل اعمال شدند. محلول‌پاشی القاگرها در سه نوبت (دو هفته قبل از تنش، هم‌زمان با تنش، و دو هفته پس از آن) انجام گرفت.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که افزایش شوری از ۰ به ۶۰ میلی‌مولار باعث کاهش معنی‌دار وزن میوه (۸/۲۶٪)، طول میوه (۳/٪۱۸)، مواد جامد محلول (۵/٪۲۲) و ویتامین ث (۷/٪۳۰) گردید. در مقابل، تیمارهای القاگر اثرات مثبتی بر بسیاری از صفات داشتند. تیمار کیتوزان ۲۵/0 گرم بر لیتر موجب افزایش فنول کل از ۳/۱۶۱ به ۹/۲۱۷ میلی‌گرم اسید گالیک معادل در هر ۱۰۰ گرم وزن تازه و آنتوسیانین کل از ۵/۲۸ به ۴/۳۷ میلی‌گرم سیانیدین-۳-گلوکوزید در هر ۱۰۰ گرم وزن تازه گردید.در رقم کاماروسا، کاربرد SNP در غلظت ۵۰ میکرومولار به‌ویژه در سطح شوری ۶۰ میلی‌مولار کلرید سدیم موجب افزایش ویتامین ث از 26/467 به 9/1026 میلی‌گرم در هر 100 گرم وزن تازه و بهبود نسبی سفتی میوه نسبت به شاهد شد، در حالی‌که در رقم سابرینا بیشترین حفظ ویتامین ث در شرایط شوری بالا مربوط به تیمار کیتوزان 5/0 گرم بر لیتر بود. اثر متقابل شوری × القاگر در بیشتر صفات معنی‌دار بود. در رقم کاماروسا، تیمار کیتوزان ۲۵/0٪ در سطح شوری ۳۰ میلی‌مولار بالاترین مواد جامد محلول (9/8 درجه بریکس) و اسیدیته قابل تیتر (93/0 ٪) را نشان داد، درحالی‌که SNP 100 میکرومولار در شرایط شوری بالا (۶۰ میلی‌مولار) سبب حفظ بیشتر وزن (2/13 گرم) و سفتی میوه (83/1 نیوتن) شد. در رقم سابرینا، کیتوزان در هر دو غلظت موجب افزایش قابل‌توجه ترکیبات فنولی و آنتوسیانین کل شد، اما اثر SNP محدودتر بود.

نتیجه‌گیری: به‌طورکلی تنش شوری تأثیر منفی معنی‌داری بر صفات کمی و کیفی میوه توت‌فرنگی داشت، اما کاربرد کیتوزان و SNP توانست این اثرات را تا حد زیادی تعدیل کند. کیتوزان عمدتاً با افزایش متابولیت‌های ثانویه نظیر ترکیبات فنولی و آنتوسیانین‌ها و SNP با بهبود وضعیت آنتی‌اکسیدانی و تعادل یونی، کیفیت میوه را در شرایط شوری بهبود بخشیدند. رقم کاماروسا در مقایسه با سابرینا، با حفظ بیشتر وزن و سفتی میوه و سطوح بالاتر ویتامین ث تحت تنش شوری، تحمل بالاتر و پاسخ مؤثرتری به تیمارهای القاگر نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of Sodium Nitroprusside and Chitosan on Fruit Quality and Biochemical Traits of Strawberry (Cultivars Camarosa and Sabrina) under Salinity Stress

نویسندگان [English]

  • Seyedeh Roghayeh Hosseini Kordkheili 1
  • Esmaeil Seifi 2
  • Mehdi Hadadinejad 3
1 Ph.D. student in the physiology of production and post-harvest of horticultural plants, Department of Horticulture Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
3 Assistant Professor, Department Horticultural Sciences,Crop sciences college, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran.
چکیده [English]

Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) is one of the most important horticultural crops, valued for its high content of bioactive compounds such as anthocyanins, phenolics, and vitamin C, which contribute to its high nutritional quality. However, its high sensitivity to salinity stress significantly reduces growth, yield, and fruit quality. The use of biostimulants such as chitosan and sodium nitroprusside (SNP), as a nitric oxide donor, has emerged as an effective approach to mitigate the adverse effects of salinity and to enhance physiological and biochemical responses in plants. This study aimed to evaluate the individual and combined effects of chitosan and SNP on the quantitative and qualitative traits of strawberry fruits under salinity stress. The experiment was conducted in a factorial arrangement based on a completely randomized design with three replications at Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University greenhouse. The first factor was salinity at three levels (0, 30, and 60 mM NaCl) that around 0, 3 and 6 ds.m-1 respectively, and the second factor was biostimulant treatment at five levels (control, SNP at 50 and 100 µM, and chitosan at 0.25 and 0.5 g L⁻¹). Treatments were applied to two strawberry cultivars (‘Camarosa’ and ‘Sabrina’) through foliar spraying at three stages: two weeks before salinity imposition, at the onset of stress, and two weeks after. Results showed that increasing salinity from 0 to 60 mM significantly reduced fruit weight (by 26.8%), fruit length (18.3%), TSS (22.5%), and vitamin C content (30.7%). In contrast, the application of biostimulants improved many of these attributes. Foliar application of 0.25 g L⁻¹ chitosan increased total phenolic content from 161.3 to 217.9 mg GAE 100 g⁻¹ FW and total anthocyanins from 28.5 to 37.4 mg C3G 100 g⁻¹ FW. In Camarosa cultivar, application of 50 µM SNP under 60mM salinity increased vitamin C content from 467.26 to 1026.9 mg 100 g⁻¹ FW and enhanced fruit firmness compared with the control. Although in sabrina cultivar, 0.5% chitosan under severe salinity(60mM) showed maximum vitamin C . Almost traits showed a significant salinity × biostimulant interaction. In ‘Camarosa’, 0.25% chitosan under moderate salinity (30 mM) produced the highest TSS (8.9 °Brix) and TA (0.93%), whereas 100 µM SNP under severe salinity (60 mM) maintained the highest fruit weight (13.2 g) and firmness (1.83 N). In ‘Sabrina’, both chitosan concentrations significantly enhanced phenolic and anthocyanin contents, while the effect of SNP was more limited. Overall, salinity stress had pronounced negative effects on fruit yield and quality, but foliar application of chitosan and sodium nitroprusside substantially mitigated these impacts. Chitosan improved fruit quality mainly through the enhancement of secondary metabolites and water balance, while SNP acted by regulating antioxidant cycles and ionic homeostasis. The ‘Camarosa’ cultivar compared to Sabrina, with enhancement weight and firmness fruit and highest level vitamin C under salinity stress, highest tolerance and effective reply to elicitor treatments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anthocyanins
  • Biostimulant
  • Cultivar
  • Fruit weight
  • Phenolic compounds