| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,909 |
| تعداد مقالات | 32,812 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,140,795 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 19,712,837 |
تأثیر سالیسیلیک اسید بر برخی پارامترهای مورفو-فیزیولوژیکی و بیان ژن در نعناع فلفلی (Mentha piperita L.) تحت اشعه UV-B | ||
| تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران | ||
| مقاله 7، دوره 31، شماره 1 - شماره پیاپی 61، شهریور 1402، صفحه 85-99 اصل مقاله (1015 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijrfpbgr.2023.362216.1435 | ||
| نویسندگان | ||
| ثریا الهی کرمدار1؛ سیاوش حسینی سرقین1؛ رضا درویش زاده* 2؛ رشید جامعی1 | ||
| 1گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران | ||
| 2گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه. ایران | ||
| چکیده | ||
| چکیده ﺳﺎﺑﻘﻪ و ﻫﺪف: نازک شدن لایه ازن در نتیجه اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن‌های هالوژنه، سبب افزایش تابش پرتو فرابنفش بر کره زمین شده است. این پرتو می‌تواند بسیاری از ویژگی‌های فیزیولوژیکی و آناتومیکی گیاهان را تحت تأثیر قرار دهد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر اشعه UV-B بر پارامترهای مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیان ژن لیمونن سینتاز (LS) در گیاه نعناع فلفلی (Mentha piperita L.) و تأثیر اسید سالیسیلیک (SA) در کاهش اثرهای مضر این پرتو بر گیاه است. ژن LS در ابتدای مسیر تولید منتول قرار داشته و نقش مهمی در تولید پیش‌ماده برای تولید منتول دارد. روش تحقیق: این پژوهش در شرایط گلخانه در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با هشت گروه تیماری در سه تکرار روی گیاه نعناع فلفلی انجام شد. تیمارها شامل: 1) گروه کنترل که هیچ مادهای دریافت نکردند، 2) SA0.5، 3) SA1، 4) SA2، 5) UV-B، 6) SA0.5+UV-B، 7) SA1+UV-B، و 8) SA2+UV-B بودند. گیاهان کشت شده بعد از یک ماه به مرحله ۶ برگی رسیدند و در این مرحله، تیمارها اعمال شد. تیمار سالیسیلیک اسید (SA) در غلظتهای مختلف در طی سه مرحله و به فاصله 10 روز به‌صورت محلولپاشی بر روی برگها اعمال گردید و یک روز بعد از محلولپاشی دوم، تیمار UV-B به مدت 8 روز متوالی و هر روز 40 دقیقه اعمال شد. سپس پارامترهای مختلف مورفو- فیزیولوژیکی بررسی شد. برای ارزیابی بیان ژن، نمونهبرداری از برگها، یک روز بعد از اتمام تیمار UV (مرحله اول برداشت، 18 روز بعد از اسپری SA) و بعد از زمان بازیابی (ریکاوری) (مرحله دوم برداشت، 30 روز بعد از اسپری SA) انجام شد. یافتهها: نتایج نشان داد که اشعه UV-Bباعث کاهش معنیدار وزن تر و خشک ریشه در مقایسه با گروه کنترل شد. بیشترین وزن تر و خشک ریشه در گروه تیماری SA1mM و کمترین آن در تیمار UV-B مشاهده شد. تعداد برگها تحت تیمار UV-B نسبت به گروه کنترل کاهش معنیدار یافت. بیشترین تعداد برگ در تیمار SA0.5mM و کمترین آن در UV-B مشاهده شد.UV-B مقدار پروتئین محلول ریشه و اندام هوایی را به شکل معنیدار کاهش داد. حداکثر مقدار پروتئین محلول اندام هوایی در تیمار SA2mM در ریشه در تیمار SA2+UV-B و کمترین مقدار پروتئین محلول ریشه و اندام هوایی در تیمار UV-B مشاهده شد. تحت تیمار UV-B در مقایسه با گروه کنترل افزایش معنیدار در میزان آنتوسیانین مشاهده شد. بیشترین میزان آنتوسیانین در گروه تیماریSA1+UV-B و کمترین آن در گروه کنترل مشاهده گردید. افزایش معنیدار در میزان پرولین ریشه و اندام هوایی از دیگر اثرهای تابش UV-B بود. بیشترین مقدار پرولین در SA0.5+UV-B و کمترین آن در گروه کنترل مشاهده شد. میزان بیان ژن LS در مرحله دوم (مرحله بازیابی) نسبت به مرحله اول افزایش یافت. ﻧﺘﯿﺠﻪگیری: نتایج نشان داد که اشعه UV-Bباعث کاهش معنیدار وزن تر و خشک ریشه، تعداد برگها و پروتئین محلول و افزایش معنیدار میزان آنتوسیانین و پرولین نسبت به گروه کنترل شد. میزان بیان ژن LS در مرحله دوم (مرحله بازیابی) نسبت به مرحله اول افزایش یافت. نتایج نشان داد که تیمار با اسید سالیسیلیک موجب کاهش آسیب ناشی از اعمال اشعه UV-Bدر گیاه نعناع فلفلی شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| اسید سالیسیلیک؛ اشعه‌ی UV-B؛ ژن لیمونن سینتاز؛ گیاه نعناع فلفلی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The effect of salicylic acid on some morpho-physiological parameters and gene expression in peppermint (Mentha piperita L.) under UV-B radiation | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Soraya Elahi Karamdar1؛ Siavash Hosseini Sarghein1؛ Reza Darvishzadeh2؛ Rashid Jamei1 | ||
| 1Department of Biology, Faculty of Science, Urmia University, Urmia, I.R. Iran. | ||
| 2Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Extended Abstract Background and objectives: The thinning of the ozone layer due to nitrogen oxides and halogenated hydrocarbons has caused an increase in ultraviolet radiation on the planet. This radiation can affect many physiological and anatomical characteristics of plants. This study aimed to investigate the effect of UV-B radiation on the morphological, physiological, and molecular parameters of the peppermint plant (Mentha piperita L.) and the effect of salicylic acid (SA) on reducing the harmful effects of this radiation. Methodology: The eight treatments, including 0.0SA, 0.5mM SA, 1mM SA, 2mM SA, UV-B, SA0. 5+UV-B, SA1+UV-B, and SA2+UV-B were evaluated using a completely randomized design with three replications. Treatments were applied four weeks after planting. Different concentrations of SA were applied as a foliar spray three times at an interval of 10 days. UV-B rays were applied for eight days (40 min each day). Different morpho-physiological parameters were measured. For the gene expression assay, leaf samplings were done one day after the UV treatment stop (named first stage; 18 days after SA spraying) and after recovery time (named second stage; 30 days after SA spraying). Results: Compared to the control plants, UV-B radiation caused a significant decrease in the roots' fresh and dry weight. The highest root fresh and dry weights were observed in the SA1mM and the lowest in the UV-B treatments. Under the influence of UV-B rays, the number of leaves significantly decreased in peppermint compared to the control. The highest number of leaves was observed in the SA0.5mM, and the lowest in the UV-B treatment. The amount of anthocyanin under UV-B rays increased significantly compared to control plants. The highest amount of anthocyanin was observed in SA1+ UV-B and the lowest in control plants. The amount of soluble protein in shoots and roots significantly decreased under UV-B rays compared to the amount in the control plants. The highest amount of soluble protein was observed in the shoots in the SA2mM and the roots in the SA2+ UV-B, and the lowest amount was observed in the shoots and roots under UV-B treatment. The amount of proline increased significantly in the shoots and roots under UV-B radiation compared to control plants. The highest amount of proline was observed in shoots and roots in the SA0.5+ UV-B and the lowest amount was observed in the control plants. LS gene expression increased in recovery time compared to the first stage. Conclusion: The results showed that the application of UV-B rays to the peppermint plant caused a decrease in the fresh and dry weight of the root, the number of leaves, soluble protein, and LS gene expression and a significant increase in the amount of anthocyanin and proline. Treatment using salicylic acid reduced the damage caused by applying the UV-B rays to the plants. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| LS gene, Peppermint plant, Salicylic acid, UV-B | ||
| مراجع | ||
|
Afkar, S., Karimzadeh, G., Jalali-Javaran, M., Sharifi, M., Behmanesh, M., 2013. Influence of methyl jasmonate on menthol production and gene expression in peppermint (Mentha piperita L.). Journal of Medicinal Plants and By-Products, 1:75–82. Ballare, CL., Caldwell, MM., Flint, SD., Robinson, SA., Bornman, JF., 2011. Effects of solar ultraviolet radiation on terrestrial ecosystems. Patterns, mechanisms, and interactions with climate change. Photochemical & Photobiological Sciences, 10: 226–241. Balouchi, H. R., Sanavy, S. A. M., Emam, Y. and Dolatabadian, A., 2009. UV radiation, elevated CO2 and water stress effect on growth and photosynthetic characteristics in durum wheat. Plant Soil and Environment, 55: 443-453. Bates, L.S., Walderon, R.P. and Teare, I.D., 1973. Rapid Determination of Free Proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39: 205-207. Chen, J., Cheng, Z. and Zhong, S., 2007. Effect of exogenous salicylic acid on growth and H2O2- Metabolizing enzymes in rice seedlings lead stress. Journal of Environmental Sciences, 19:44- 49. Croteau, R. and Gershenzon, J., 1994. Genetic control of monoterpen biosynthesis in mint (Mentha Lamiaceae). In Genetic engineering of plant secondary metabolism (pp. 193-229). Springer US. Dolzhenko,Y., Bertea, M., Occhipinti, A., Bossi, S., Maffei, E., 2010. UVB modulates the interplay between terpenoids and flavonoids in peppermint (Mentha piperita L.). Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 100(2):67–75. Figurera, P., Marely, G., Rocha, N.E. and Reynosa, R. (2014) Effect of chemical elicitors on peppermint (Mentha piperita) plants and their impact on the metabolite profile and antioxidant capacity of resulting infusion. Food Chemistry, 156: 273 -278. Gunes, A., Inal, A., Alpaslan, M., Eraslan, F., Guneri Bagci, E. and Cicek, N. 2007. Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize (Zea mays L.) grown under salinity. Journal of Plant Physiology, 164: 728-736. Hashempour, A., Ghasemzhade, M., Fotouhi, G. and Sohani, M.M., 2014. The physiological and biochemical response to freezing stress olive plants treated with salicylic acid. Russian Journal Plant Physiology, 61(4): 443-450. Hassan, I. A., Basahi, J. M. and Kadi, M. W., 2012. Physiological and biochemical impairment in bean plants due to supplementary ultraviolet radiation and water stress: possible protective roles of secondary metabolites. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 6: 552-563. Hoque, E. and Remus, G., 1999. Natural UV screening mechanisms of Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) needles. Journal of Photochemistry and Photobiology, 69(2): 405-619. Horii, A., Mccup, P. and Shetty, K., 2007. Enhancement of seed vigour following insecticide and phenolic elicitor treatment. Bioresource Technology, 98(3): 623-632. Hosseini sarghein, S., Carapetia, J. and Khara, J., 2008. Effects of UV radiation on photosynthetic pigments and UV-absorbing compounds in Capsicum longum L. International Journal of Botany, 4:486-490. Kafi and Damghani M., 1997. Mechanisms of environmental stress resistance in plants. Ferdowsi University of Mashhad Press.Iran, 467 p. Kaydan, D., Yagmur, M. and Okut, N., 2007. Effects of salicylic acid on the growth and some physiological characters in salt stressed wheat (Triticum aestivum L.). Tarim Bilimleri Dergisi, 13: 114-119. Khan, W., Prithiviraj, B., Smith, D. L., 2003. Photosynthetic responses of corn and soybean to foliar application of salicylates. Plant Physiology, 160:485-492. Kiong, A., Lai, A., Hussein, S. and Harun, AR., 2008. Physiological responses stamineus plantlets to gamma irradiation. American-Eurasian Journal of Sustainable Agriculture, 2: 135-149. Lamas, A., Ullrich, C.I. and Sanz, A., 2001. Cadmium Effects on Transmembrane Electrical Potential Difference, Respiration and Membrane Permeability of Rice (Oryza sativa) Roots. Plant and Soil, 219: 21-28. Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L. and Randall, R.J. 1951. Protein measurement with the Folin phenol reagent. Journal of Biology and Chemistry, 193: 265–276. Mahdavian, K., Ghorbanli, M. and Kalantari, M. K., 2008. The effects of ultraviolet radiation on contents of chlorophyll, flavonoid anthocyanin and proline in Capsicum annum L. Turkish Journal of Botany, 32: 25-33. Marely G. Figueroa Pérez, Nuria Elizabeth Rocha-Guzmán, Edmundo Mercado-Silva, Guadalupe Loarca-Piña, Rosalía Reynoso-Camacho, 2014. Effect of chemical elicitors on peppermint (Mentha piperita) plants and their impact on the metabolite profile and antioxidant capacity of resulting infusions. Food Chemistry, 156: 273-278. Miura, K. and Tada, Y., 2014. Regulation of water, salinity, and cold stress responses by salicylic acid. Plant Science, 5: 410. Mohammadi Y. and Khorsandnia Z., 2021. The effects of drought, salinity, and temperature stresses on the expression of menthone menthol reductase gene in Peppermint (Mentha piperita L.). Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 29(2): 196-206. In Persian Moosavi, S. M., Khara, J. and Heidari, R., 2009. Effects of salicylic acid on photosynthetic pigment content in Ocimum basillicum L. under UV radiation stress. International Journal of Biological Sciences, 1: 57-60. Morales, L.O., Brosché, M., Vainonen, J., Jenkins, G.I, Wargent, J.J., Sipari, N., Strid, Å., Lindfors, A.V., Tegelberg, R. and Aphalo, P.J., 2013. Multiple roles for UV resistance locus8 in regulating gene expression and metabolite accumulation in Arabidopsis under solar ultraviolet radiation. Plant Physiology, 161: 744–759. Paul, N. D., and Gwynn-jones, D. 2003. Ecological roles of solar ultraviolet radiation: towards an integrated approach. Trends in Ecology and Evolution, 18: 48-55. Pourakbar, L. and Abedzadeh, M. 2014. Effects of UV-B and UV-C radiation on antioxidative enzymes activity of Melissa officinalis and influences of salicylic acid in UV-stress ameliorations. Iranian Journal of Plant Biology, 6(21): 23-34. In Persian Rahimi, Y., Taleei, A. and Ranjbar, M. 2017. Changes in the expression of key genes involved in the biosynthesis of menthol and menthofuran in Mentha piperita L. under drought stress. Acta Physiologiae Plantarum, 39:203. Rivas-San Vicente, M. and Plasencia, J. 2011. Salicylic acid beyond defense: its role in plant growth and development. Journal of Experimental Botany, 62: 3321–3338. Saidi, I., Ayouni, M., Dhieb, A., Chtourous, Y., Chaibi, W. and Djebali, W., 2013. Oxidative damages induced by short-term exposure to cadmium in bean plants: Protective role of salicylic acid. South African Journal of Botany, 85: 32-38. Samadi, S., Ghasemnajad, A. and Alizadeh, M., 2015. Investigation on phenylalanine ammonia-lyase activity of artichoke (Cynara scolymus L.) affected by methyl jasmonate and salicylic acid in in-vitro conditions. Journal of Plant Production Research, 21(4): 135-148. Sarikhani, H., 2014. Effect of UV-A Radiation on Growth and Some Physiological Properties of Peppermint (Mentha piperita). Plant Production Technology, 5(2): 35-44. Senaratna, T., Touchell, D., Bunn, E. and Dixon, K., 2002. Acetylsalicylic acid (aspirin) and salicylic acid induce tolerance in bean and tomato plant. Plant Growth Regulation, 30:157–161. Shakirova, A.R., Fatkhutdinova, D. R., Bezrukova, M.VF. and Shakirova, M. 2003. Salicylic acid prevents the damaging action of stress factors on wheat plants. Plant Physiology, 314-319. Shamsi-Fard, M.H., Mirzaghaderi, G. and Majdi, M. 2014. Transcript expression analysis of geranyl diphosphate synthase gene in different tissues of black cumin (Nigella sativa L.). Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 22(2): 143-155. In Persian Soleymani, F., Taheri, H., 2015. Effects of Gibberellic on gene expression of menthol biosynthesis pathway in Peppermint) Mentha piperita L.). International Journal of Advances in Chemical Engineering and Biological Sciences 2(2): 2349-1515. Tasgin, E., Atici, O., Nalbantoglu, B., 2006. Effects of salicylic acid and cold on freezing tolerance in winter wheat leaves. Plant Growth Regulation, 41: 231-236. Ulm, R. and Nagy, F., 2005. Signalling and gene regulation in response to ultraviolet light. Current Opinion in Plant Biology, 8: 477-482. Vesna, K. and Bauer, B. 2015. Antifungal activity of the essential oil of wild -growing Mentha piperita L. and Mentha spicata L. from the Mariovo region, republic Macedonia. Second Mediterranean Symposium on Medicinal and Aromatic Plants: 22 -25. Apr 2015, Antalya, Turkey. Wang, H., Feng, T., Peng, X., Yan, M. and Tang, X. 2009. Up -regulation of chloroplastic antioxidant capacity is involved in alleviation of nickel toxicity of Zea mays L. by exogenous salicylic acid. Ecotoxicology and Environmental Safety, 72: 1354 -1362. Wu, L., Liu, B., Zhang, J. and Han, B. 2019. A novel UV -emitting Ce3+-doped chloroborate Ba2GaB4O9Cl phosphor. Optik, 184: 241-246. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 242 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 243 |
||