| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,846 |
| تعداد مقالات | 32,300 |
| تعداد مشاهده مقاله | 41,386,887 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,562,121 |
تغییرات شاخص‌های رشدی و بیان ژن 1- دئوکسی گزیلولوز 5- فسفات ردوکتاز ایزومراز (DXR) تحت تأثیر سالیسیلیک اسید و کیتوزان در Thymbra spicata L. در سطوح مختلف آبیاری | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقاله 8، دوره 39، شماره 3، مهر 1402، صفحه 415-432 اصل مقاله (1.54 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2023.361047.3273 | ||
| نویسندگان | ||
| مریم مؤمنی1؛ عبدالله قاسمی پیربلوطی2؛ امیر موسوی* 3؛ حسنعلی نقدی بادی4 | ||
| 1، دانشکده علوم کشاورزی و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران. | ||
| 2مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرقدس، تهران، ایران | ||
| 3عضو هیئت علمی پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری | ||
| 4زراعت؛ پژوهشکده گیاهان دارویی جهاد دانشگاهی / اکوفیزیولوژی گیاهان دارویی | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: آویشن زوفایی (Thymbra spicata L.) گیاهی از تیره نعنائیان (Lamiaceae) منبعی غنی از ترکیب‌های معطر و اسانس است. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر الیسیتورهای سالیسیلیک اسید و کیتوزان بر شاخص‌های رشدی و بیان ژن 1- دئوکسی گزیلولوز 5- فسفات ردوکتاز ایزومراز (DXR) در این گیاه تحت تأثیر سطوح مختلف آبیاری در راستای افزایش بهره‌وری این گیاه دارویی، به صورت کشت گلدانی و در شرایط گلخانه‌ای در استان ایلام در سال 97-1396 انجام شد. مواد و روش‌ها: آزمایش مورد نظر به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با 15 تیمار و سه تکرار انجام شد. تیمارهای آبیاری در سه سطح نرمال (A₁)، آبیاری 70% ظرفیت مزرعه (A₂)، آبیاری 40% ظرفیت مزرعه (A₃) و تیمار محلول‌پاشی در پنج سطح که شامل تیمار شاهد (B₁)، تیمارهای کیتوزان در غلظت‌های 5/0 گرم در لیتر (B₂) و 1 گرم در لیتر (B₃)، محلول‌پاشی سالیسیلیک اسید در غلظت‌های 2.5 میلی‌مولار (B₄) و 5 میلی‌مولار (B₅) اعمال شد. محلول‌پاشی در مرحله 10 تا 12 برگی انجام شد. برای استفاده از الیسیتورهای کیتوزان و اسید سالیسیلیک، پودر آنها را در اسید استیک 5% حل کرده و بعد در آب مقطر با غلظت‌های مختلف محلول‌ها آماده شدند. سه ماه بعد از کاشت (بوته‌ها در ارتفاع 20-15 سانتی‌متری) اقدام به اعمال تیمارهای تنش آبی شد. برای اعمال الیسیتورها، همزمان با تیمار تنش آبی، طی سه نوبت به فواصل ده روزه، محلول‌پاشی انجام گردید. برای بررسی تغییرات بیان ژن DXR به‌عنوان یکی از ژن‌های کلیدی در مسیر بیوسنتز کارواکرول، از روش RT-PCR کمّی استفاده شد. در همین راستا، RNA تام از نمونه‌ها استخراج و کمّیت و خلوص آنها ارزیابی و تأیید شد. سپس cDNA سنتز و از آغازگرهای اختصاصی طراحی شده برای تکثیر توالی هدف استفاده شد. با استفاده از ژن مرجع GAPDH مربوط به آویشن زوفایی، میزان بیان ژن به روش سنجش نسبی بررسی شد. برای آنالیز داده‌ها از روش اختلاف در تغییرات چرخه آستانه (2-∆∆CT) و نرم‌افزار Relative Expression Software Tool (REST) استفاده گردید. نتایج: نتایج حاصل از جدول تجزیه واریانس نشان داد سطوح مختلف آبیاری بر همه شاخص‌های کمّی رشد شامل ارتفاع گیاه، طول ریشه، تعداد انشعابات اصلی شاخه، وزن‌تر و خشک ریشه، وزن‌تر برگ، وزن‌تر و خشک ساقه بجز وزن خشک برگ معنی‌دار بود (0.01>p). اثر متقابل کم‌آبیاری و محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک و کیتوزان بر وزن تر ریشه، وزن تر برگ و وزن تر ساقه در سطح احتمال 1% معنی‌دار بود. براساس همین نتایج، شاخص وزن خشک ساقه در تیمار اثر متقابل آبیاری و محلول‌پاشی در سطح احتمال 5% معنی‌دار بود. نتایج نشان داد که اثر متقابل تیمار آبیاری و محلول‌پاشی بر وزن خشک برگ، تعداد انشعابات اصلی بوته و طول ریشه معنی‌دار نبود. در این پژوهش، بیان ژن DXR بعد از اعمال دو غلظت مختلف کیتوزان (0.5 و 1 گرم بر لیتر) تغییرات چندانی از خود نشان نداد، در حالی که تیمار سالیسیلیک اسید با غلظت 2.5 میلی‌مولار در سطح احتمال 1% معنی‌دار بود و سبب افزایش بیان ژن DXR شد. سطح رونوشت این ژن بعد از اعمال تیمار 5 میلی‌مولار این محلول به اندازه 29.72برابر افزایش پیدا کرد که در سطح 1% معنی‌دار بود. میزان کم‌آبیاری، بیان این ژن را کاهش داد. نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده نشان داد که بهترین نوع آبیاری، آبیاری نرمال بود تا گیاه آویشن زوفایی بتواند در شاخص‌های رشدی در وضعیت مطلوبی قرار گیرد. محلول‌پاشی کیتوزان در غلظت‌های مختلف اثر معنی‌داری بر وزن خشک، وزن تر و بیان ژن DXR نشان نداد؛ در حالی که اسید سالیسیلیک در افزایش شاخص‌های رشدی تأثیرگذار بود و بیان ژن DXR نیز همزمان در گونه مذکور در طی محلول‌پاشی اسید سالیسیلیک افزایش پیدا کرد که می‌تواند حکایت از تأثیر مثبت این الیسیتور در افزایش عملکرد و سنتز مواد موثره ارزشمند ازجمله کارواکرول باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آویشن زوفایی (Thymbra spicata L.)؛ سالیسیلیک اسید؛ سطوح مختلف آبیاری؛ کیتوزان؛ DXR | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Variation of growth indices and expression of 1- deoxyxylulose 5-phosphate reductase isomerase (DXR) gene under the effect of salicylic acid and chitosan in Thymbra spicata L. with different irrigation levels | ||
| نویسندگان [English] | ||
| M. Momeni1؛ A. Ghasemi Pirbalouti2؛ A. Mousavi3؛ H.A. Naghdibadi4 | ||
| 1Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran. | ||
| 2Research Center for Medicinal Plants, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| 3- | ||
| 4- | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objectives: Thymbra spicata L. belongs to the Lamiaceae family and is a rich source of aromatic compounds and essential oils. This research was conducted to study the effect of salicylic acid and chitosan elicitors on the growth indicators and DXR gene expression in T. spicata L. under different levels of irrigation towards enhancing the performance of this medicinal plant in experimental pots in a greenhouse in Ilam province during 2017-18. Methodology: A factorial design was used with 15 treatments and three replications in a completely randomized study. Irrigation regimes at three levels of normal (A₁), 70% of field capacity (A₂), 40% of field capacity (A₃), and foliar spraying at five levels, including control (B₁), chitosan at concentrations of 0.5 g.l-1 (B₂) and 1 g.l-1 (B₃), salicylic acid foliar spraying at concentrations of 2.5 mM (B₄) and 5.0 mM (B₅) were used at the 10-12 leaf stage. To prepare chitosan and salicylic acid elicitors, the powders were dissolved in 5% acetic acid and then adjusted to desired concentrations with ddH2O. Irrigation regimes were applied three months after cultivation (15-20 cm seedlings). To apply the elicitors simultaneously with the water stress treatment, foliar spraying was done three times at ten-day intervals. Quantitative RT-PCR was used to investigate the expression changes of the DXR gene, which is one of the key genes in the carvacrol biosynthesis pathway. In this regard, total RNA was extracted, and cDNA was synthesized after assessment of its quantity and quality. With the aid of specific primers, the target sequence was amplified. Furthermore, using the GAPDH reference gene reported in Hyssop thyme, the gene expression level was investigated through the relative quantification method. The method of difference in cycle threshold (2-∆∆CT) and Relative Expression Software Tool (REST) were used to analyze the data. Results: The analysis of the variance table showed the effect of different levels of irrigation on all quantitative growth indices, including plant height, root length, number of main branches, root fresh and dry weight, leaf fresh weight, stem fresh and dry weight, except leaf dry weight, were significant (p<0.01). The interactive effect of low irrigation and foliar spray of salicylic acid and chitosan on root fresh weight, leaf fresh weight, and stem fresh weight was significant at 1%. Accordingly, the interaction effect of irrigation and foliar spraying on the dry weight of the stem was significant at the 5% probability level. The results showed that the interactive effect of irrigation and foliar spray on leaf dry weight, number of main branches, and root length was insignificant. In this study, DXR gene expression did not show many changes after applying two different levels of chitosan (0.5 and 1.0 g.l-1). In contrast, salicylic acid treatment with 2.5 mM was significant at 1% probability and caused an increase in gene expression. The transcript level of this gene increased 29.72 times after applying 5.0 mM of this solution, which was significant at the 1% level. The amount of low irrigation decreased this gene's expression. Conclusion: Based on the obtained data, the normal irrigation method is the most suitable for hyssop thyme plants regarding their growth indicators. Foliar spraying of chitosan at different levels did not significantly affect growth indices and DXR gene expression. At the same time, salicylic acid increased them in this species. As a result, salicylic acid elicitor can increase carvacrol yield and biosynthesis. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Thymbra spicata L, Salicylic Acid, Different levels of irrigation, Chitosan, DXR | ||
| مراجع | ||
|
- Abdi, L., Asghari, H., Tolyat Abolhassani, M., Amerian, M. and NaghdiBodi, H., 2021. Effect of salicylic acid on growth and phytochemical characteristics of Thymus daenensis under drought irrigation. Journal of Plant Process and Function, 11(48): 195-210. - Ahmadi, H., Babalar, M., Sarcheshmeh, M., Morshedloo, M.R. and Shokrpour, M., 2020. Effects of exogenous application of citrulline on prolonged water stress damages in hyssop (Hyssopus officinalis L.): Antioxidant activity, biochemical indices and essential oils profile. Food Chemistry, 333: 127433. - Babaei, K., Moghaddam, M., Farhadi, N. and Ghasemi Pirbalouti, A., 2021. Morphological, physiological and phytochemical responses of Mexican marigold (Tagetes minuta L.) to drought stress. Scientia Horticulturae, 284 110-116. - Chen, Y., Guo, Q., Liu, L., Liao, L. and Zhu, Z., 2011. Influence of fertilization and drought stress on the growth and production of secondary metabolites in Prunella vulgaris L. Journa of Medicinal Plants Research, 5: 1749-1755. - Deshamps, C., Raskin, I. and Simon, J.E., 2008. Regulation of Essential Oil accumulation in Basil (Ocimum basilicum L.) in Response to Elicitation. International Journal of Plant Sciences, 169(8):981-986. - Emami Bistgani, Z., Siadat, S.A., Bakhshandeh, A., Ghasemi Pirbalouti, A. and Hashemi, M., 2017. Interactive effects of drought stress and chitosan application on physiological characteristics and essential oil yield of Thymus daenensis Celak. The Crop Journals, 5(5): 407-415. - Emami Bistgani, Z., Siadat, S.A., Bakhsandeh, M. and Ghasemi Pirbaluti, A., 2016. The effect of drought stress and elicitor of chitosan on photosynthetic pigments, proline, soluble sugars and lipid peroxidation in Thymus deanensis Celak. In Shahrekord climate, Environmental Stresses in Agricultural Sciences, 10(1): 1-20. - Esmaeilzadeh Bahabadi, S., Sharifi, M., Safaie, N. and Behmanesh, M., 2012. Enhancement of lignan and phenylpropanoid compounds production by chitosan in Linum album cell culture. Journal of Plant Biology, 11: 13-26. - Farooq, M., Wahid, A., Lee, D.J., Cheema S.A. and Aziz, T., 2010. Comparative time course action of the foliar applied glycinebetaine, salicylic acid, nitrous oxide, brassinosteroids and spermine in improving drought resistance of rice. Journal of Agriculture and Crop Sciences, 196: 336-345. - Ghasemi Pirbalouti, A., Samani, M.R., Hashemi, M. and Zeinali, H., 2013. Salicylic acid affects growth, essential oil and chemical compositions of thyme (Thymus daenensis Celak.) under reduced irrigation. Plant Growth Regulation, 72(3): 289-301. - Ghassemi Pirbalouti, A., Malekpoor, F., Salimi, A., Golparvar, A. and Hamedi, B., 2017. Effects of foliar of the application chitosan and reduced irrigation on essential oil yield, total phenol content and antioxidant activity of extracts from green and purple basil. Acta Scientlarum. Polonorum HortorumCultus, 16(6): 177-186. - Ghobadi, S., Marofi, A. and Majdi, M., 2017. Differential expression of the key genes involved in the biosynthesis of monoterpenes in different tissues and in response to abiotic elicitors in Summer savory (Satureja hortensis). Journal of Cell & Tissue (JCT), 7(3): 275-291. - Goudarzian, A., Ghasemi Pirbalouti, A. and Hossaynzadeh, M., 2020. Menthol, balance of menthol/menthone, and essential oil contents of Mentha Piperita L. under foliar-applied chitosan and inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 23(5): 1012-1021. - Harish Prashanth, K.V.S.M., Dharmesh, K.S., Jagannatha, R. and Tharanathan, R.N., 2007. Free radical-induced chitosan depolymerized products protect calf thymus DNA from oxidative damage. Carbohydrat, 342: 190-195. - Hassanzadeh, K., Hemmati, Kh. and Alizadeh, M., 2016. Effect of organic fertilizers and salicylicacid on the yield and some secondary metabolites of Melissa officinalis L. Journal of Plant Production Research, 23(1): 107-130. - Heng, Y., Xavier, C., Lars, F., Christensen, P. and Kai, G., 2012. Chitosan oligosaccharides promote the content of polyphenols in Origanum vulgare ssp. Hirtum. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60: 136-143. - Hussein, M.M., Balbaa, L.K. and Gaballah, M.S., 2007. Salicylic acid and salinity effects on growth of maize plants. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 3: 321-328. - Khaje, H. and Naderi, S., 2014. The effect of chitosan on some antioxidant enzymes activities and biochemistry characterization in Melissa officinalis. Crop Science Research. Arid Region, 1(1): 100-117. - Khosh Eqbal, F., Ghasemi Pirbalouti, A., Enteshari, S. and Davarpanah, S.J., 2020. Qualitative and quantitative effects of drought stress on essential oil compositions of hyssop (Hyssopus officinalis L.). Journal of Plant Research, 33(2): 292-303. - Kizil, S., 2010. Determination of essential oil variations of Thymbra spicata L., naturally growing in the wild flora ogeast Mediterranean and southeastern Anatolia regions of Turkey. Industrial Crops and Products, 32: 593-600. - Livak, K.J. and Schmittgen, T.D., 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2− ΔΔCT method. Methods, 25(4): 402-408. - Malk Maleki, F., Abbasi, N., Sharifi Ashourabadi, A., Brari, M. and Zare, M., 2017. Investigating the effect of moisture stress levels on yield, essential oil amount and physiological characteristics of (Thymbra spicata L.). Environmental Stresses in Agricultural Sciences, 11(4): 943-957. - Maskan, M. and Horuz, E., 2017. Evaluation of antioxidant properties of Za’atar (Thymbra spicata) essential oils as natural antioxidant for stability of palm olein during deep-fat frying process. Journal of Food Science and Technology, 54: 1794-1801. - Naderi, S., Esmaeilzadeh Bahabadi, S. and Fakheri, B., 2015. The effect of chitosan on some physiological and biochemictry characterization in basil (Ocimum basilicum). Plant Process and Function, 4(12): - Naderi, M., Mosleh Arani, A., Ahmadi, R., Jafarzadeh, A.A. and Tahmasabipour, A., 2016. Investigating some ecological features of medicinal and endangered species of Thymbra spicata L. in Ilam province (Telome, Tang Bina and Shirpanah regions). Journal of Environmental Protection, 4(9): 387 - Namdeo, A.G., 2007. Plant cell elicitation for production of secondary metabolites: A review. Pharmacognosy, 1: 69-79. - Omidbaigi, R., 2007. Production and processing of medicinal plants. Astane Ghods Razavi Press, 325p. (In Persian) - Pu, G.B., Dong-Ming, M., Chen, J.L. and Ma, L.Q., 2009. Salicylic acid activates artemisinin biosynthesis in Artemisia annua L. Plant Cell Reports, 28(7): 1127-1135. - Ramak, P., Osaloo, S. K., Sharifi, M., Ebrahimzadeh, H. and Behmanesh, M., 2014. Biosynthesis, regulation and properties of plant monoterpenoids. Journal of Medicinal Plants Research, 8(29): - Ramroudi, M. and Khmer, A., 2013. Interaction effects of salicylic acid spraying and different irrigation levels on some quantity and quality traits, and osmoregulators in Ocimum basilicum. Applied Research of Plant Ecophysiology, 1(1): 19-31. - Taheri, Q., 2014. Effect of chitosan foliar application on the physiological characteristics of Ferula flabelliloba under drought stress. Agricultural Research of Iran, 13(4): 728-737. - Viera, H.J., Bergamaschi, H., Angelocci, L.R. and Libardi, P.L., 1991. Performance of two bean cultivars under two water availability regimes. II. Stomatal resistance to vapour diffusion, transpiration flux density and water potential in the plant (in Portugal). Pesquisa Agropecuária Brasileira, - Zhao, J., Davis, L.C. and Verpoorte, R., 2005. Elicitor signal transduction leading to production of plant secondary metabolites. Biotechnology Advances, 23: 283-333. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 362 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 359 |
||