Journal of Crop Breeding

fa تاثیر تنش خشکی بر برخی خصوصیات مورفولوژیکی، فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گیاه دارویی شیرتیغک وحشی (,Sonchus arvensis L) The Effect of Drought Stress on Some Morphological, Phytochemical, and Biochemical Characteristics of the Medicinal Plant Field Sowthistle (Sonchus arvensis L.) اصلاح نباتات General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: شیرتیغک (Sonchus arvensis L.) گیاهی با پتانسیل بالای دارویی و تغذیه ای است که خواص دارویی این گیاه به دلیل وجود ترکیبات فیتوشیمیایی مهم به ویژه فنول ها و فلاونوئیدها می باشد. خشکی یک تنش غیر زیستی مهم بوده و محدود کننده ترین عامل برای رشد و تولید گیاهان است. گیاه شیرتیغک دارای متابولیت های ثانویه ی ارزشمندی می باشد، بنابراین درک پاسخ های فیزیولوژیکی این گیاه در واکنش به تنش خشکی ضروری است. هدف از این تحقیق، مطالعه تاثیر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی و برخی پارامترهای فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گیاه دارویی شیر تیغک وحشی است. مواد و روش ها: به‌منظور بررسی اثر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی، فیتوشیمیایی و بیوشیمیایی گیاه شیرتیغک وحشی، یک آزمایش گلدانی به صورت طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار اجرا شد. تیمارهای تنش خشکی شامل چهار سطح %100 (بدون تنش)، %75، %50 و %25 ظرفیت زراعی بود. صفات مورفولوژیکی مطالعه شده شامل مؤلفه های رشدی مانند وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن تر و خشک ریشه، ارتفاع گیاه و طول ریشه بود. همچنین صفات فیتوشیمیایی شامل رنگیزه های فتوسنتزی، محتوای نسبی آب، فنول کل، فلاونوئید کل، ظرفیت آنتی اکسیدانی با دو روش DPPH و FRAP، پرولین و قند محلول و همچنین صفات بیوشیمیایی مانند فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی کاتالاز، سوپر اکسید دیسموتاز، گلوتاتیون پراکسیدار، آسکوربات پراکسیداز و پروتئین کل در برگ های میانی و پایینی اندازه گیری شد. یافته ها: نتایج نشان داد که تنش خشکی تأثیر معنی&lrm;داری بر مؤلفه&lrm;های رشدی، محتوی نسبی آب برگ، پرولین، قند محلول، کلروفیل a و b و کلروفیل کل، کارتنوئید، فنول کل، فلاونوئید کل، فعالیت آنتی&lrm;اکسیدانی کاتالاز، سوپر اکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز، گایاکول پراکسیداز و مهار فعالیت رادیکالDPPH  و قدرت احیاء‌کنندگی آهن (FRAP) دارد. با کاهش مقدار آب خاک، ارتفاع بوته، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، محتوای نسبی آب، کلروفیل a و کلروفیل کل کاهش و در مقابل میزان طول ریشه، کلروفیل b، کارتنوئید، پرولین، قند محلول، پروتئین کل، فنول و فلاونوئید کل، آنزیم های آنتی اکسیدانی، مهار فعالیت رادیکالDPPH  و قدرت احیاء‌کنندگی آهن (FRAP) افزایش یافت. همچنین برخی صفات در برگ میانی و پایینی مورد بررسی قرار گرفتند که از نظر صفات فوق بین برگ میانی و پایینی اختلاف وجود داشت و برگ های میانی حاوی میزان بیشتری از صفات مورد بررسی بودند. نتیجه گیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که تنش خشکی باعث کاهش صفات مورفولوژیکی به جز طول ریشه شد. همچنین میزان بیشتری از صفات فیتوشیمیایی در برگ های میانی نسبت به برگ های پایینی مشاهده شد. بطور کلی تنش خشکی باعث افزایش صفات بیوشیمیایی و همچنین افزایش در صفات فیتو شیمیایی به جز محتوای نسبی آب، کلروفیل a و کلروفیل کل شد. </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction and Objective: Field Sowthistle (Sonchus arvensis L.) is a plant with high potential medicinal and nutritional values, the medicinal properties of this plant are due to the presence of important phytochemical compounds, especially phenols, and flavonoids. Drought is an important abiotic stress and the most limiting factor for plant growth and production. S. arvensis has valuable secondary metabolites, hence investigation on the responses of this plant against drought stress is of great importance. The purpose of this research was to study the effect of drought stress on morphological characteristics and some phytochemical and biochemical parameters in S. arvensis. Materials and Methods: To investigate the effect of drought stress on the morphological, phytochemical, and biochemical characteristics of Field Sowthistle, a pot experiment was carried out as a completely randomized design in three replications. The treatment of drought stress included four levels of 100% (non-stress), 75%, 50%, and 25% of field capacity. The morphological traits studied were shoot and root fresh weight, shoot and root dry weight, plant height, and root length. Also, phytochemical traits include photosynthetic pigments, relative water content, total phenol, total flavonoid, antioxidant capacity with two DPPH and FRAP methods, proline and soluble sugar, and biochemical traits such as activity of antioxidant enzymes catalase, superoxide dismutase, glutathione Peroxidase, ascorbate peroxidase, and total protein were also measured in middle and lower leaves. Results: The results showed that drought stress had a significant effect on the growth components, the relative content of leaf water, proline, soluble sugar, chlorophyll a and b and total chlorophyll, carotenoid, total phenol, total flavonoid, antioxidant activity of catalase, superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase and inhibition of DPPH radical activity and iron reducing power (FRAP). With the decrease in soil water content, plant height, fresh and dry weight of shoots and roots, relative water content, chlorophyll a and total chlorophyll decrease, and in contrast to root length, chlorophyll b, carotenoid, proline, soluble sugar, total protein, phenol and Total flavonoid, antioxidant enzymes, inhibition of DPPH radical activity and iron reducing power (FRAP) increased. Also, some traits were investigated in the middle and lower leaves, and there was a difference between the above traits between the middle and lower leaves, and the middle leaves contained more of the examined traits. Conclusion: The results of the present study indicated that drought stress decreases morphological traits except for root length. Also, a higher amount of phytochemical traits were observed in the middle leaves compared to the lower leaves. In general, drought stress caused an increase in the biochemical and phytochemical traits, except for the relative water content, chlorophyll a, and total chlorophyll.</div> برگ میانی و پایینی, تنش خشکی, شیرتیغک, فعالیت آنتی اکسیدانی, متابولیت‌های ثانویه Antioxidant activity, Drought stress, Lower and middle leaves, Secondary metabolites, Sonchus arvensis L. 41 55 http://jcb.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-378-6&slc_lang=fa&sid=1 Roghaieh Azizyan رقیه عزیزیان r.azizyan@yahoo.com 100319475328460022444 100319475328460022444 No Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran گروه مهندسی تولید و زنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Babak Abdollahi Mandoulakani بابک عبدالهی مندولکانی b.abdollahi@urmia.ac.ir 100319475328460022445 100319475328460022445 Yes Department of Plant Production and Genetics, Urmia University, Urmia, Iran گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران