
تعداد نشریات | 31 |
تعداد شمارهها | 367 |
تعداد مقالات | 3,581 |
تعداد مشاهده مقاله | 4,565,842 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,150,133 |
بهینهسازی عملکرد و صفات دفاعی نعناع گریپفروتی (Mentha suaveolens×piperita) تحت شرایط تنش خشکی با کاربرد قارچ میکوریزا و نانوذرات کربن کوانتوم دات | ||
تولید و ژنتیک گیاهی | ||
دوره 6، شماره 1 - شماره پیاپی 9، مرداد 1404، صفحه 1-18 اصل مقاله (869.6 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/plant.2024.142333.1130 | ||
نویسندگان | ||
محمد حقانی نیا1؛ عبدالله جوانمرد* 2؛ فرزاد رسولی3؛ فاطمه حضرتی حاصلقوبی افشار4 | ||
1دانش آموخته دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
2استاد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
3دانشیار، گروه مهندسی علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
4دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه مراغه، مراغه، ایران | ||
چکیده | ||
پژوهشی با هدف بررسی اثر نانوذرات کربن کوانتوم دات و قارچ میکوریزا آربوسکولار بر رشد و پاسخهای بیوشیمیایی نعناع گریپفروتی تحت تنش خشکی انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه سطح تنش خشکی (90، 70 و 50 درصد ظرفیت زراعی) و شش تیمار کودی شامل بدون کود (شاهد)، قارچ میکوریزا آربوسکولار (AMF)، کربن کوانتومدات 5 پیپیام (CQD5)، کربنکوانتوم دات 10 پیپیام (CQD10)، AMF+CQD5، و AMF+CQD10 در 4 تکرار اجرا شد. نتایج نشان داد که ترکیب AMF+CQD10 در شرایط آبیاری نرمال، بهطور قابل توجهی منجر به بهبود رشد گیاه و افزایش عملکرد ماده خشک نعناع گریپفروتی گردید. با این حال، در شرایط تنش شدید خشکی، گیاهان شاهد با بالاترین سطح آسیب اکسیداتیو (محتوای بالای مالوندیآلدهید و پراکسید هیدروژن) مواجه بودند، در حالیکه تیمارهای حاویAMF + CQDباعث کاهش این نشانگرهای استرس شدند. علاوه بر این، در شرایط تنش خشکی، کاربرد AMF+CQD10 منجر به افزایش محتوای فنل، فلاونوئید، پرولین، کربوهیدراتهای محلول، آنتوسیانین و اسید اسکوربیک شد که نشاندهنده افزایش تحمل به خشکی در نعناع گریپفروتی بود. علاوه بر این، در شرایط تنش با کاربرد AMF+CQD10، افزایش محتوای فنل، فلانوئید، پرولین، کربوهیدراتهای محلول، آنتوسیانین و اسید آسکوربیک نشانگر بهبود مقاومت گیاه در برابر خشکی است. بطور خلاصه، کاربرد ترکیب قارچ میکوریزا آربوسکولار و غلظت 10 پیپیام نانوذرات کربن کوانتوم دات میتواند بهطور موثری صفات دفاعی و بیوشیمیایی نعناع گریپفروتی را در مواجهه با تنش خشکی بهبود بخشد. | ||
کلیدواژهها | ||
تنشهای غیرزیستی؛ عملکرد؛ کشاورزی پایدار؛ متابولیتهای ثانویه؛ نانوذرات | ||
مراجع | ||
Aalipour, H., Nikbakht, A., Etemadi, N., Rejali, F., & Soleimani, M. (2020). Biochemical response and interactions between arbuscular mycorrhizal fungi and plant growth promoting rhizobacteria during establishment and stimulating growth of Arizona cypress (Cupressus arizonica G.) under drought stress. Scientia Horticulturae, 261, 108923. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.108923 Aebi, H. (1984). Catalase in vitro. In P. D. Boyer (Ed.), Methods in Enzymology, 105, pp. 121-126. Academic Press. Akbarzadeh, S., Morshedloo, M. R., Behtash, F., Mumivand, H., & Maggi, F. (2023). Exogenous β-aminobutyric acid (BABA) improves the growth, essential oil content, and composition of grapefruit mint (Mentha suaveolens× piperita) under water deficit stress conditions. Horticulturae, 9(3), 1-14. https://doi.org/ 10.3390/horticulturae9030354 Alam, M. Z., Choudhury, T. R., & Mridha, M. A. U. (2023). Arbuscular mycorrhizal fungi enhance biomass growth, mineral content, and antioxidant activity in tomato plants under drought stress. Journal of Food Quality, (1), 1-14. https://doi.org/10.1155/2023/2581608 Alexieva, V., Sergiev, I., Mapelli, S., & Karanov, E. (2001). The effect of drought and ultraviolet radiation on growth and stress markers in pea and wheat. Plant. Cell & Environment, 24(12), 1337-1344. https://doi.org/10.1046/j.1365-3040.2001.00778.x Arpanahi, A. A., Feizian, M., Mehdipourian, G., & Khojasteh, D. N. (2020). Arbuscular mycorrhizal fungi inoculation improves essential oil and physiological parameters and nutritional values of Thymus daenensis Celak and Thymus vulgaris L. under normal and drought stress conditions. European Journal of Soil Biology, 100,1-14. https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2020.103217 Attaran Dowom, S., Karimian, Z., Mostafaei Dehnavi, M., & Samiei, L. (2022). Chitosan nanoparticles improve physiological and biochemical responses of Salvia abrotanoides (Kar.) under drought stress. BMC Plant Biology, 22(364), 1-17. https://doi.org/10.1186/s12870-022-03689-4 Azizi, S., Kouchaksaraei, M. T., Hadian, J., Abad, A. R. F. N., Sanavi, S. A. M. M., Ammer, C., & Bader, M. K. F. (2021). Dual inoculations of arbuscular mycorrhizal fungi and plant growth-promoting rhizobacteria boost drought resistance and essential oil yield of common myrtle. Forest Ecology and Management, 497, 123-138. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2021.119478 Bates, L. S., Waldren, R. P. A., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and soil, 39, 205-207. Beauchamp, C., & Fridovich, I. (1971). Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 44(1), 276-287. https://doi.org/10.1016/0003-2697(71)90370-8 Begum, N., Akhtar, K., Ahanger, M. A., Iqbal, M., Wang, P., Mustafa, N. S., & Zhang, L. (2021). Arbuscular mycorrhizal fungi improve growth, essential oil, secondary metabolism, and yield of tobacco (Nicotiana tabacum L.) under drought stress conditions. Environmental Science and Pollution Research, 28(33), 45276-45295. https://doi.org/ 10.1007/s11356-021-13755-3 Chang, C. C., Yang, M. H., Wen, H. M., & Chern, J. C. (2002). Estimation of total flavonoid content in propolis by two complementary colorimetric methods. Journal of Food and Drug Analysis, 10(3), 178-182. https://doi.org/10.38212/2224-6614.2748 Chavoushi, M., Najafi, F., Salimi, A., & Angaji, S. A. (2020). Effect of salicylic acid and sodium nitroprusside on growth parameters, photosynthetic pigments and secondary metabolites of safflower under drought stress. Scientia Horticulturae, 259, 108823. https://doi.org/ 10.1016/j.scienta.2019.108823 Farhangi-Abriz, S., Ghassemi-Golezani, K., Torabian, S., Rahimzadeh, S., Osati, F., & Safarpour, H. (2024). Response of soybean plants to the foliar application of carbon quantum dots under drought stress: a field study. Journal of Plant Growth Regulation, 44(2), 621-631. https://doi.org/ 0.1007/s00344-024-11464-y Ghani, M. I., Saleem, S., Rather, S. A., Rehmani, M. S., Alamri, S., Rajput, V. D., Kalaji, H. M., Saleem, N., Sial, T. A., & Caparrós Liu, M. (2022). Foliar application of zinc oxide nanoparticles: An effective strategy to mitigate drought stress in cucumber seedling by modulating antioxidant defense system and osmolytes accumulation. Chemosphere, 289, 133202. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.133202 Giusti, M. M., & Wrolstad, R. E. (2001). Characterization and measurement of anthocyanins by UV‐visible spectroscopy. Current protocols in food analytical chemistry, 1, 1-12. https://doi.org/10.1002/0471142913.faf0102s00 Gong, Y., Gong Dong, Z. (2021). Transfer, transportation, and accumulation of cerium-doped carbon quantum dots: Promoting growth and development in wheat. Ecotoxicology and Environmental Safety, 226, 112852. https://doi.org/ 10.1016/j.ecoenv.2021.112852 Haghaninia, M., Javanmard, A., Mahdavinia, G. R., Shah, A. A., & Farooq, M. (2023). Co-application of biofertilizer and stress-modulating nanoparticles modulates the physiological, biochemical, and yield responses of camelina (Camelina sativa l.) under limited water supply. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 23(4), 6681-6695. https://doi.org/ 10.1007/s42729-023-01521-y Haghaninia, M., Javanmard, A., Radicetti, E., Rasouli, F., Ruiz-Lozano, J. M., & Sabbatini, P. (2024). Adoption of arbuscular mycorrhizal fungi and biochar for alleviating the agro-physiological response of lavander (Lavandula angustifolia L.) subjected to drought stress. Plant Stress, 12, 100461. https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100461 Hamedani, N. G., Gholamhoseini, M., Bazrafshan, F., Habibzadeh, F., & Amiri, B. (2022). Yield, irrigation water productivity and nutrient uptake of arbuscular mycorrhiza inoculated sesame under drought stress conditions. Agricultural Water Management, 266, 107569. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.107569 Heath, R. L., & Packer, L. (1968). Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics, 125(1), 189-198. https://doi.org/10.1016/0003-9861(68)90654-1 Igiehon, O. N., & Babalola, O. O. (2021). Rhizobium and mycorrhizal fungal species improved soybean yield under drought stress conditions. Current Microbiology, 78(4), 1615-1627. https://doi.org/10.1007/s00284-021-02432-w Jabborova, D., Annapurna, K., Al-Sadi, A. M., Alharbi, S. A., Datta, R., & Zuan, A. T. K. (2021). Biochar and arbuscular mycorrhizal fungi mediated enhanced drought tolerance in okra (Abelmoschus esculentus) plant growth, root morphological traits and physiological properties. Saudi Journal of Biological Sciences, 28(10), 5490-5499. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.08.016 Jahanafrooz, Z., Mousavi, M. M. H., Akbarzadeh, S., Hemmatzadeh, M., Maggi, F., & Morshedloo, M. R. (2024). Anti-breast cancer activity of the essential oil from grapefruit mint (Mentha suaveolens× piperita). Fitoterapia, 174, 105875. https://doi.org/10.1016/j.fitote.2024.105875 Kakaei, K., Javan, H., Khamforoush, M., & Zarei, S. A. (2016). Fabrication of new gas diffusion electrode based on carbon quantum dot and its application for oxygen reduction reaction. International journal of hydrogen energy, 41(33), 14684-14691. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2016.06.093 Kausar, A., Hussain, S., Javed, T., Zafar, S., Anwar, S., Hussain, S., Zahra, N., & Saqib, M. (2023). Zinc oxide nanoparticles as potential hallmarks for enhancing drought stress tolerance in wheat seedlings. Plant Physiology and Biochemistry, 195, 341-350. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.01.014 Khodadadi, F., Ahmadi, F. S., Talebi, M., Moshtaghi, N., Matkowski, A., Szumny, A., & Rahimmalek, M. (2022). Essential oil composition, physiological and morphological variation in Salvia abrotanoides and S. yangii under drought stress and chitosan treatments. Industrial Crops and Products, 187, 115429. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2022.115429 Li, H., Huang, J., Lu, F., Liu, Y., Song, Y., Sun, Y., & Lifshitz, Y. (2018). Impacts of carbon dots on rice plants: boosting the growth and improving the disease resistance. ACS Applied Bio Materials, (3), 663-672. https://doi.org/10.1021/acsabm.8b00345 Mohammadi, H., Kazemi, Z., Aghaee, A., Hazrati, S., Golzari Dehno, R., & Ghorbanpour, M. (2023). Unraveling the influence of TiO2 nanoparticles on growth, physiological and phytochemical characteristics of Mentha piperita L. in cadmium-contaminated soil. Scientific Reports, 13(1), 22280. https://doi.org/10.1038/s41598-023-49666-1 Nakano, Y., & Asada, K. (1981). Hydrogen peroxide is scavenged by ascorbate-specific peroxidase in spinach chloroplasts. Plant and Cell Physiologhy, 22(5), 867-880. Napoli, E., Kim, M., Sowndhararajan, K., Ruberto, G., & Kim, S. (2023). The effect of exposure to Mentha suaveolens Ehrh. Essential oil on the electroencephalographic activity according to gender difference. Journal of Essential Oil Research, 35(5), 486-499. https://doi.org/10.1080/10412905.2023.2240798 Omaye, S. T., Turnbull, J. D., & Sauberlich, H. E. (1979). Selected methods for the determination of ascorbic acid in animal cells, tissues, and fluids. Methods in Enzymology, 62, 3-11. https://doi.org/10.1016/0076-6879(79)62181-x Panahirad, S., Dadpour, M., Gohari, G., Akbari, A., Mahdavinia, G., Jafari, H., Kulak, M., Alcázar, R., & Fotopoulos, V. (2023). Putrescine-functionalized carbon quantum dot (put-CQD) nanoparticle: a promising stress-protecting agent against cadmium stress in grapevine (Vitis vinifera cv. Sultana). Plant Physiology and Biochemistry, 197, 107653. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.107653 Rasouli, F., Amini, T., Skrovankova, S., Asadi, M., Hassanpouraghdam, M. B., Ercisli, S., Buckova, M., Mrazkova, M., & Mlcek, J. (2023). Influence of drought stress and mycorrhizal (Funneliformis mosseae) symbiosis on growth parameters, chlorophyll fluorescence, antioxidant activity, and essential oil composition of summer savory (Satureja hortensis L.) plants. Frontiers in Plant Science, 14, 1151467. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1151467 Razavizadeh, R., Mosayebi, Z., & Forghani, A. H. (2022). The Role of chitosan in improvisation the drought stress in Carum copticum through biochemical and essential oil components. Russian Journal of Plant Physiology, 69(7), 156. https://doi.org/10.1134/s1021443722100223 Sarshad, A., Talei, D., Torabi, M., Rafiei, F., & Nejatkhah, P. (2021). Morphological and biochemical responses of Sorghum bicolor (L.) Moench under drought stress. SN Applied Sciences, 3(1), 81. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03977-4 Singleton, V. L., & Rossi, J. A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American journal of Enology and Viticulture, 16(3), 144-158. https://doi.org/10.5344/ajev.1965.16.3.144 Xu, X., Ray, R., Gu, Y., Ploehn, H. J., Gearheart, L., Raker, K., & Scrivens, W. A. (2004). Electrophoretic analysis and purification of fluorescent single-walled carbon nanotube fragments. Journal of the American Chemical Society, 126(40), 12736-12737. https://doi.org/10.1021/ja040082h Yin, K., Bao, Q., Li, J., Wang, M., Wang, F., Sun, B., & Lian, F. (2024). Molecular mechanisms of growth promotion and selenium enrichment in tomato plants by novel selenium-doped carbon quantum dots. Chemosphere, 364, 143175. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2024.143175 Zahedi, S. M., Hosseini, M. S., Karimi, M., Gholami, R., Amini, M., Abdelrahman, M., & Tran, L. S. P. (2023). Chitosan-based schiff base-metal (Fe, Cu, and Zn) complexes mitigate the negative consequences of drought stress on pomegranate fruits. Plant Physiology and Biochemistry, 196, 952-964. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2023.02.021 Zayova, E., Stancheva, I., Geneva, M., Hristozkova, M., Dimitrova, L., Petrova, M., & Mudroncekova, S. (2018). Arbuscular mycorrhizal fungi enhance antioxidant capacity of in vitro propagated garden thyme (Thymus vulgaris L.). Symbiosis, 74, 177-187. https://doi.org/10.1007/S13199-017-0502-7 Zhang, Z., Zhang, J., Xu, G., Zhou, L., & Li, Y. (2019). Arbuscular mycorrhizal fungi improve the growth and drought tolerance of Zenia insignis seedlings under drought stress. New Forests, 50(4), 593-604. https://doi.org/10.1007/s11056-018-9681-1 Zhong, M., Yu, H., Jiang, Y., Liao, J., Li, G., Chai, S., Yang, R., Jiang, H., Wang, L., Deng, X., & Zhang, L. (2024). Physiological and molecular mechanisms of carbon quantum dots alleviating Cu2+ toxicity in Salvia miltiorrhiza bunge. Environmental Pollution, 358, 124521. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2024.124521 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 639 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 488 |