بررسی تأثیر سیلیس بر بهبود تحمل به تنش شوری کلرید سدیم در یونجه یک‌ساله (Medicago scutellata L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه گلستان

2 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تأثیر سیلیکون در افزایش تحمل به شوری کلرید سدیم گیاه یونجه طراحی شده است. گیاهان در محیط کشت شنی در گلخانه کاشته شدند. محلول غذایی مورد استفاده هوگلند بود که براساس تیمارهای آزمایش تعدیل شد. آزمایش به‌صورت طرح کاملاً تصادفی و با دو عامل انجام شد. فاکتور شوری شامل دو سطح صفر، 100 میلی‌مولار کلرید سدیم و فاکتور سیلیکون شامل سه سطح صفر، 75/0 و 5/1 میلی‌مولار سیلیکون به‌صورت سیلیکات سدیم بود. نتایج نشان داد که شوری رشد گیاهان را کم کرد و تغذیه سیلیکون به ویژه در سطح 5/1 میلی‌مولار سبب بهبود رشد و افزایش وزن تر و خشک کل گیاهان شد. شوری موجب افزایش میزان سدیم و کاهش پتاسیم شد، درحالی که تیمار سیلیسیم به ویژه در سطح 5/1 میلی مولار موجب کاهش سدیم و افزایش یون پتاسیم شد. فعالیت آنزیم کاتالاز در گیاهان تحت شوری کاهش و محتوی پراکسید هیدروژن و میزان پراکسیداسیون لیپید و نشت الکترولیت‌ها از غشاهای زیستی افزایش یافت، درحالی که سیلیکون موجب ازدیاد فعالیت این آنزیم در گیاهان تحت شوری شده و محتوی پراکسید‌هیدروژن را کم کرد. میزان پراکسیداسیون لیپید و نشت الکترولیت‌ها این نتایج آشکار می‌سازد که سیلیکون احتمالاً با کاهش میزان سدیم و افزایش پتاسیم در سطح 5/1 میلی مولار موجب بهبود فعالیت آنزیم های آنتی‌اکسیدان و کاهش تنش اکسیداتیو شد، این امر منجر به افزایش رنگیزه‌های فتوسنتزی، کارآمدی بیشتر غشاهای زیستی در گیاهان تحت شوری گردید. به این ترتیب کاربرد سیلیکون موجبات افزایش تحمل تنش شوری گیاه یونجه یک ساله را فراهم کرد.

کلیدواژه‌ها


1. Jafari, M. 1995. Salinity and halophytes. Research Institute of Forests and Ranglands. N. 90. (in Persian).
2. Hoseini, A., 1995. Autecoloogical evaluation of Puccinellia distans in saline and sodic soils of north Gorgan region. Master's theses. Gorgan University of Agriculture and Natural Resource. (in Persian).
3. Sofi, S., and Janmohammadi, H. 2001. Animal Nutrition. Amiedi Publishing Center. Translated. Tabriz. (in Persian).
4. Dianatnejad, H., and Behfar, A. A. 1988. Deserts, Ecological researches, Plants in saline environments. translated International desert research center. (in Persian).
5. Ahmad R., Syed, H. Z., and Shoaib I. 1992. Role of silicon in salt tolerance of wheat (Triticom aestivum L.). Plant Science 85: 43-50.
6. Al-aghabary, K., Zhu, Z., and Shi, Q. 2004. Influence of silicon supply on chlorophyll content, chlorophyll fluorescence, and antioxidative enzyme activities in tomato plants under salt stress. Plant Nutrition 27: 2101-2115.
7. Arnon, D. I. 1949. Copper enzymes in isolated chloroplasts. ‎polyphenoloxidase in Beta Vulgaris. Plant Physiology 24: 1-15.
8. Ashraf, M. 1994. Breeding for salinity tolerance in plants. Critical Reviews in Plant Sciences 13: 17-42.
9. Blokhina, O., Virolainen, E., and Fagerstedt, K. 2003. Antioxidant, Oxidative damage and Oxygen deprivation salt-sensitive maize: a Review. Annals of Botany 91: 179-194.
10. Blum, A., and Ebercon, A. 1981. Cell Membrane Stability as a Measure of Drought and Heat Tolerance in Wheat. Crop Science 21: 43-47.
11. Bradford, M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 72: 248-254.
12. Chance, B., and Maehly, C. 1955. Assay of catalase and peroxidases. Methods in Enzymology 2: 764-775.
13. Elliot, C. L., and Synder, G. H. 1991. Autoclave-Indused digestion for the colorimetric determination of silicon in Rice Straw. Journal of Agriculture Food Chemistry 39: 1118-1119.
14. Epstein, E. 1999. Silicon Annual review of Plant Physiology. Plant Molecular Biology 50: 641-664.
15. Farshidi, M., Abdolzadeh, A., and Sadeghipour, H. R. 2012. Silicon nutrition alleviates physiological disorders imposed by salinity in hydroponically grown canola (Brassica napus L.) plants. Acta physiologiae plantarum 56: 244-253.
16. Hashemi, A., Abdolzadeh, A., and Sadeghipour, H. R. 2010. Beneficial effects of silicon nutrition in alleviation salinity stress in hydroponically grown canola, Brassica napus L., plants. Soil Science and Plant Nutrition 56: 244-253.
17. Li, Q., Ma, C., and Shang, Q. 2007. Effects of silicon on photosynthesis and antioxidant enzymes of maize under drought stress. The journal of applied ecology 18: 531-536.
18. Liang, Y. C., Shen, Q. R., Shen, Z. G., and Ma, T. S. 1996. Effects of silicon on salinity tolerance of two barley cultivars. Journal of Plant Nutrition 19: 173-183.
19. Liang, Y. C., Zhang, W. H., Chen, Q., and Ding, R. X. 2005. Effects of silicon on tonoplast H+-ATPase and H+-PPase activity, fatty acid composition and fluidity in roots of salt-stressed barley (Hordeum vulgare L.). Environmental and Experimental Botany 53: 29-37.
20. Ma, J. F., and Takahashi, E. 2002. Soil, fertilizer, and plant silicon research in Japan, 1st ed. Elsevier, Amsterdam.
21. Mali, M., and Aery, N. C. 2008. Influence of silicon on growth, relative water contents and uptake of silicon, calcium and potassium in wheat grown in nutrient solution. Journal of Plant Nutrition 31: 1867-1876.
22. Marchner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Second Edition Academic Press. 890p. New York. Pp: 313-323.
23. Munns R. 2006. Physiological processes limiting plant growth in saline soil: some dogmas and hypotheses. Plant Cell and Environment 16: 15-24.
24. Sego, R. D. 1982. Chemical and microbiological properties. p. 105–111. In A.L. Page et al. (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed. American Society of Agronomy, Soil Science.
25. Sergive, I., Alexieva, V., and Karanov, E. 1997. Effect of spermine, atrazine and combination between them on some endogeneus protective systems and stress markers in plants. Comptes rendus de l'Academie bulgare des Sciences 51: 121-124.
26. Shi, G., Cai, Q., Liu, C., and Wu, L. 2010. Silicon alleviates cadmium toxicity in peanut plants in relation to cadmium distribution and stimulation of antioxidative enzymes. Plant hormones and growth regulators 61: 45-52.
27. Szabolics, I. 1992. Salinization of soil and water its relation to desertification. Desertification Control bulletin 21: 32-37.
28. Tester, M., and Devenport, R. 2003. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants. Annals of Botany 91: 1-25.
29. Yeo, A. R., Flowers, S. A., Rao, G., Welfare, K., Senanayake, N., and Flowers, T. J. 1999. Silicon reduces sodium uptake in rice (Oryza sativa L.) in saline conditions and this is accounted for by a reduction in the transpirational bypass flow. Plant, Cell and Environment 22: 559-565.