بررسی پاسخ های دفاعی گیاهچه های آویشن (.Thymus vulgaris L) تحت تنش خشکی در شرایط این ویترو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی ،19395-3697تهران- ایران

2 دانشجوی دکتری، گروه زیست شناسی، دانشگاه شهید باهنرکرمان

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه زیست شناسی، دانشگاه پیام نور نجف آباد، اصفهان

چکیده

آویشن (Thymus vulgaris) گیاهی از تیره نعناعیان، دارای خواص متعدد دارویی، آنتی اکسیدانی و تغذیه­ای است. رشد، تولیدات گیاهی و فعالیت­های آنتی اکسیدانی گیاه تحت تأثیر بسیاری از عوامل محیطی از جمله خشکی تغییر می­یابد. از اینرو، آزمایشی به منظور بررسی تأثیرات تنش خشکی بر رشد، انباشت متابولیت­های سازگار و فعالیت­های آنتی اکسیدانی گیاه آویشن، به صورت کنترل شده تحت شرایط کشت درون شیشه­­ای انجام گرفت. گیاهچه­­های آویشن به مدت 14 روز در محیط کشت MS شامل غلظت­های 0، 2 و 4% مانیتول و سوربیتول به طور جداگانه، کشت داده شدند. سوربیتول و مانیتول هر دو باعث کاهش معنی­دار پارامترهای رشد، رنگیز­ه­های فتوسنتزی، افزایش محتوای پروتئین، متابولیت­های ثانویه و افزایش فعالیت آنزیم­های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز شدند. در مقایسه با شاهد، هر دو تیمار باعث کاهش در فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز شدند در حالیکه بین شاهد و تیمار 2% تفاوت معنی­داری مشاهده نشد. همچنین ﻧﺘﺎﻳﺞ نشان داد ﻛﻪ انباشت متابولیت­های سازگار، پرولین و ﻣﺤﺘﻮای ﻗﻨﺪﻫﺎی اﺣﻴﺎﻛﻨﻨﺪه موجود در برگ و ریشه، ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ﻏﻠﻈﺖ عوامل تنش­زا در ﻣﺤﻴﻂ به­ﻃﻮر ﻣﻌﻨﻲ­داری اﻓﺰاﻳﺶ ﭘﻴﺪا ﻛﺮد. افزایش اسمولیت­هایی سازگار، متابولیت­های ثانویه و افزایش فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدانت را می­توان واکنش­های تدافعی این گیاه در مقابل تنش خشکی در نظرگرفت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of defensive responses of Thymus vulgaris L. seedlings to drought stress under in vitro conditions

نویسندگان [English]

  • Rooya Razavizadeh 1
  • Fatemeh Adab Avazeh 2
  • Akram Gaderi Samani 3

1 Asistant Professor, Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran

2 Ph.D. Student, Department of Biology, Shahid Bahonar University of Kerman

3 MSc , Payame Noor University of Najafabad, Isfahan

چکیده [English]

Thymus vulgaris is a plant of the Lamiaceae family, with numerous medicinal, antioxidant and nutritional properties. Growth and crop productivity and antioxidant activities of the plant are affected by many environmental factors such as drought. Therefore, a controlled experiment under in vitro conditions was conducted to evaluate the effects of drought stress on growth, accumulation of compatible metabolites and antioxidant activity of thyme seedlings. Seedlings of thyme were cultured in MS medium containing 0, 2 and 4% sorbitol and mannitol for 14 days. Both sorbitol and mannitol were found to reduce the growth parameters, photosynthetic pigments but increased the proteine, secondary metabolites and catalase and ascorbate peroxidase activity. Compared to the control, both treatments led to a significant decrease in superoxide dismutase activity at 4% while no significant differences were observed between control and mild stress (2%). Moreover, the results indicated that the accumulation of compatible metabolites, proline and the reducing sugar contents in leaves and roots, increased significantly with increasing drought concentration in the culture media. Increased compatible metabolites, secondary metabolites and antioxidant enzymesactivities could consider as a defensive reaction of thyme against drought stress.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thymus vulgaris
  • antioxidant enzymes
  • Drought stress
  • Physiological parameters
  • Secondary metabolites

Abde Mishani, S., and Shahnejate Boushehri, A. A. (1997) Supplementary of plant breeding. Tehran University Press, Tehran, Iran. 

Alege, G. O., Abu Ngozi, E., and Sunday, C. E. (2014) Seed storage protein electrophoresis of some members of the family Fabaceae. African Journal of Biotechnology 13: 3730-3735.

Al- Saghir, M. G. and Abdel- Salam, A. S. (2015) Genetic Diversity of Peanut (Arachis hypogea L.) Cultivars as Revealed by RAPD Markers. American Journal of Plant Sciences 6: 2303-2308.

Bonato, A.V., CalvoII, E.S., Geraldi, I.O. and Arias, A.A. (2006) Genetic similarity among soybean (Glycine max (L.) Merrill) cultivars released in Brazil using AFLP markers. Genetics and Molecular Biology 29: 692-704.

Bushehri, S. A. A., abd-Mishani, C., Yazdi- Samadi, B., Sayed- Tabatabaei, B. E. (2000) Variety specific electrophoretic profiles of soybean cultivars. Iranian Journal Agriculture Science 31: 55-61.

Bradford, M.M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram of protein utilizing of protein– day binding. Analytical Biochemistry 72: 248–254.

Dvoracek, V., Curn, V. and Moudry, J. (2003) Suitability of oat-seed storage-protein markers for identification of cultivars in grain and flour samples. Plant, Soil Environment 49: 486-491.

Ehsanpour, A. A., Shojaie, B. and Roatami, F. (2010) Characterization of seed storage protein patterns of four Iranian Pistachios using SDS-PAGE. Natural Science 2: 737-740.

Iqbal, S.H., Ghafoor, A. and Ayub, N. (2005) Relationship between SDS-PAGE markers and Ascochyta blight in chickpea. Pakistan Journal of Botany 37: 87-96.

Javaid, A., Ghafoor, A. and Anwar, R. (2004) Seed storage protein electrophoresis in groundnut for evaluating genetic diversity. Pakistan Journal of Botany 36: 25-29.

Krishna, G., Singh, B. K., Kim, E. K., Mrya, V.K. and Ramteke, P.W. (2015) Progress in genetic engineering of peanut (Arachis hypogaea L.). Plant Biotechnology Journal 13:147-162.

Magni, C., Scarafoni, A., Herndl, A. and Sessa, F. (2007) Combined 2D electrophoretic approaches for the study of white lupin mature seed storage proteome. Phytochem 68: 997-1007.

Nematollahi, A. KH., Golein, B., Vadati, K. (2013) Analysis of genetic diversity in Citrus (citrus spp.) species using SSR markers. Journal of Plant Physiology and Breeding 3: 41-49.

Rasekh, H., safarzadeh wishkahi, M. N. and Asghari, J. (2006) Response of yield and  qualitative characteristics of peanut (Arachis hypogaea L.) to planting pattern and plant density in guilan province. Journal of Agricultural Sciences 12(2):387-395 (in persian).

Razavizadeh, R., and Ehsanpour, A.A. (2013) Application of seed storage protein marker for identification of seven soybean (Glycine max) cultivars. Journal of Cell and Tissue 3(4):319-324 (in persian).

Rostami, F., Ehsanpour, A. A. (2009) Application of silver thiosulfate (STS) on silver accumulation and protein pattern of potato (Solanum tuberosum L.) under in vitro cultivar. Malaysian Applied Biology 38: 49-54.

Sadia, M., Salman, A. M., Rabbani, M. A., Pearce S. R. (2009) Electrophoretic characterization and the relationship between some Brassica species. Electron Journal of Biology 5: 1-4.

Valizadeh, M. (2001) Seed storage protein profile of grain legumes grown in Iran, using SDS-PAGE. Journal of Agriculture Science Technology 3:287-292.

Wang, X.J., Liu, S. T., Xia, H., Wan, S. B., Zhao, C. Z. and Li, A. Q. (2011) Peanut (Arachis hypogaea L.) Omics and Biotechnology in China. Plant Omics Journal 4: 339-349.