تخفیف تنش شوری توسط ید در دو رقم انگور

Transcript

1 فیزیولوژی تنش گیاهان سال اول شماره اول پائیز و زمستان 3131 صفحات مقاله کامل پژوهشی تخفیف تنش شوری توسط ید در دو رقم انگور * قادر حبیبی لیال باقرزاده سمیه سروری گروه زیست شناسی دانشگاه پیام نور ایران چکیده کاربرد عنصر ید به شکل نمک یدات میتواند باعث تخفیف اثرات مضر تنش شوری در گیاهان شود. هدف اصلی اینن پنهوهش تعینین اثرات تخفیفی کاربرد برگی ید )02 میکرو موالر یدات پتاسیم( تحت تنش شوری ( 1- m )EC=12 ds در دو رقم انگور )شامل»بیدانه سفید«و»حسینی«( رشد یافته در شرایط مزرعه بود. اعمال شوری در هر دو رقم باعث افت معنی دار وزن تر و خشک برگها مقدار نسبی آب برگها و افزایش پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی نسبت به شاهد گردید. محلول پاشی برگی یدات پتاسیم در برگهای درختان تحت تنش شوری رقم»بیدانه سفید«توانست اثرات مضر شوری بر وزن تر و خشک برگها را تخفیف دهد ولی در رقم»حسینی«نتوانست. شوری باعث افزایش غلظت سدیم برگها نسبت به شاهد شد ولی کاربرد یدات پتاسیم در شرایط شوری در رقم»بیدانه سفید«از طریق کناهش سدیم کل و افزایش اتصال آن به دیواره باعث کاهش میزان سمیت سدیم گردید. همچنین کاربرد یدات پتاسیم بهویهه در شرایط شنوری باعث افزایش فعالیت آنزیم فنیل آالنین آمونیا لیاز و در نتیجه افزایش غلظت فنلها )به عنوان ترکیبات موثر در تخفیف شوری( در هر دو رقم و افزایش فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در رقم»بیدانه سفید«شد. بنابراین کاربرد یدات بهویهه در رقم»بیدانه سفید«از طریق بهبود روابط آبی کاهش جذب و انتقال سدیم به اندام هوایی تشدید انباشت آمینواسیدها تحریک دفاع آنتی اکسیداتیو وحفظ تمامیت غشا ها موجب تخفیف تنش شوری گردید. واژههای کلیدی: آنزیمهای آنتی اکسیداتیو سدیم شوری متابولیسم فنلها یدات Vitis vinifera مقدمه کشاورزی جهانی در آینده با دو چالش مهم مواجه خواهد شد از یک طرف پیش بینی میشود که جمعیت دنیا در سال 0202 حدود 0/3 میلیارد نفر افزایش یابد که برای تأمین غذای این تعداد تولیدات کشاورزی بایستی به 1/7 برابر تولیدات امروزی برسد و از طرف دیگر زمینهای کشاورزی در معرض تغییرات آب و هوایی کره زمین ]11[ خواهند بود. بهرهوری پایین گیاهان زراعی در بسیاری از موارد به تنشهای محیطی نسبت داده میشود. در بسیاری از نقاط دنیا گیاهان اغلب با تنشهای غیر زیستی مانند شوری خشکی باال و یا پایین نویسنده مسئول پست الکترونیک: gader.habibi@gmail.com بودن دما مسمومیت با فلزات ازن پرتو فرابنفش و علف کشها مواجهاند که تهدید جدی برای تولید گیاهان محسوب می شوند ]1[. شوری یکی از مهمترین عوامل تنشزای محدود کننده بهره وری گیاهان زراعی است. بخش قابل توجهی از زمینهای کشاورزی در جهان تحت تأثیر شوری قرار دارند و سرعت گسترش شوری حدود 1/0 میلیون هکتار در هر سال تخمین زده میشود ]03[. شناسائی روشهائی که موجب تخفیف اثر تنش شوری شده و تا حد ممکن از افت عملکرد گیاهان

2 تخفیف شوری توسط ید در انگور جلوگیری نمایند میتواند یکی از روشه یا مقابله با این معضل باشد ]01[. اثر تنش شوری بر گیاهان به غلظت نمک و زمان قرار گرفتن در معرض نمک ژنوتیپ گیاه و عوامل محیطی بستگی دارد. سازوکارهای تحمل به شوری هنوز به طور کامل شناخته نشده و تالش برای بهبود عملکرد در شرایط تنش شوری به دلیل منشاء چند ژنی پاسخهای سازگاری تا حد زیادی ناموفق بوده است. با این حال یافتن و معرفی تخفیف دهندههای تنش یکی از وظایف زیستشناسان گیاهی است. در دهههای اخیر اثر تخفیف دهندههای مهمی از جمله ترکیبات سازگار اسمزی )پرولین گالیسین بتائین و ترههالوز( هورمونهای گیاهی )اسید جیبرلیک جاسمونیک اسید براسینواستروئیدها و سالیسیلیک اسید( آنتیاکسیدانها (اسید آسکوربیک گلوتاتیون و توکوفرول( مولکولهای عالمتدهنده )نیتریک اکسید و پراکسید هیدروژن( پلیآمینها )اسپرمیدین اسپرمین و پوترسین( و عناصر مفید )سلنیم و یدات( برای کاهش آسیب های ناشی از شوری در گیاه مورد مطالعه قرار گرفته است ]9 و 11[. کاربرد برونزای سلنیم و سیلیکون از طریق افزایش فعالیت آنزیمهای سوپراکسید دیسموتاز کاتاالز و پراکسیداز افزایش غلظت رنگیزههای برگ افزایش فتوسنتز خالص و جذب پتاسیم و کاهش جذب سدیم موجب افزایش تحمل تنش شوری می شوند ]11[. گزارشها در مورد تأثیر کاربرد ید بر روی پاسخ گیاه به تنش شوری بسیار نادر است ]01[. تأثیر کاربرد ید در تخفیف تنش شوری در گیاه کاهو ]1 و 01[ مورد مطالعه قرار گرفته است. لیوا و همکاران ]01[ نشان دادهاند که کاربرد ید از طریق افزایش غلظت قندهای محلول کاهش غلظت سدیم و کلر اندام هوایی و افزایش فعالیت آنزیمهای سوپراکسید دیس موتاز آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز موجب افزایش تحمل تنش شوری شده است. ترکیبات فنلی متابولیتهای غنی از کربن و به عنوان گروه بزرگی از متابولیتهای ثانویه گیاهی هستند. همچنین این ترکیبات جزء آنتیاکسیدانتها محسوب شده و در شرایط تنشهای غیر زیستی ممکن است در جاروب کردن رادیکال های آزاد و گونههای فعال اکسیهن نقش ایفا کنند ]0[. با توجه به اینکه نقش افزایش توان سیستم آنتی اکسیداتیو و تحریک متابولیسم فنلها ]3[ در سازوکار تخفیف تنش شوری توسط ید مورد توجه قرار گرفته است در تحقیق حاضر نیز فرضیه دخالت انباشت فنلها در سازوکار تخفیف تنش شوری توسط ید مورد آزمون قرار خواهد گرفت. انگور گیاهی نسبتا مقاوم به شوری محسوب میشود و در اغلب نقاط شمالغرب ایران بهوفور کشت میگردد. با جدیتر شدن مشکل کمآبی دریاچه ارومیه و خشکی حوضههای آبریز آن شوری حاصل از کمآبی در خاکهای سطحی این مناطق افزایش یافته است. بنابراین افزایش تحمل شوری ارقام انگور مورد کشت در این نقاط حداقل از طریق اعمال محافظت کنندههای بیرونی بیش از پیش ضروری به نظر میرسد. درباره تاثیر تیمار ید در گیاه انگور تحت تنش شوری تحقیقی انجام نگرفته است. هدف این بررسی مطالعه سازوکارهای فیزیولوژیک و بیوشیمیایی اثر ید در تخفیف تنش شوری است که با بررسی تغییر در غلظت آمینواسید کل مقدار نسبی آب هومئوستازی یونهای سدیم و پتاسیم توان سیستم آنتی اکسیداتیو و متابولیسم فنلها مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. اینکه آیا مجموعه تغییرات فیزیولوژیک و بیوشیمیایی فوق پس از کاربرد ید میتواند باعث افزایش تحمل تنش شوری شود و اینکه آیا تفاوتهای بین رقمی از این نظر وجود دارد فرضیه مهم مورد آزمون در این آزمایش خواهد بود. مواد و روشها قلمههایی با 0 جوانه برگی از گیاهان انگور vinifera( )Vitis رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«1 ساله هر کدام به تعداد 12 عدد در اواخر بهمن ماه 1390 جدا شده و در آزمایشگاه بر روی ماسه مرطوب برای ریشهزایی کشت شدند. در اواسط اردیبهشت ماه 1393 قلمههای ریشه داده به گلدانهای حاوی خاک انتقال یافتند. گلدانها دارای خاک ماسهای لومی با ds ( دسی زیمنس بر متر و EC=0/23±2/10 ph=7/03±2/11 1- m( بودند. گلدانها به شرایط مزرعهای )طول جغرافیایی 11 درجه و 1 دقیقه شرقی و عرض 31 درجه و 00 دقیقه شمالی با ارتفاع 1311 متر از سطح دریا( انتقال یافته و گیاهان در شدت نور میکرومول/مترمربع/ثانیه دوره ساعت روشنائی و 12 1 ساعت تاریکی رطوبت روز 72 0 و شب 70 3 درصد و دمای روز 01 1/1 و شب 10 3 درجه سانتیگراد رشد داده شدند. متوسط بارندگی در این منطقه 070 میلیمتر بود. پس از سه ماه نمک به شکل کلرید سدیم به

3 فیزیولوژی تنش گیاهان حبیبی باقرزاده سروری صفحات خاک گلدانها به روش حاجی بلند و همکاران ]10[ اضافه شد و EC نمونههای تیمار شوری با EC متر بر روی 12 تنظیم گردید. گلدانها به دو گروه شاهد ( 1- m )EC=0 ds و شوری ( 1- m )EC=12dS تقسیم شدند. همزمان ید به شکل یدات پتاسیم ( 3 )KIO در غلظت 02 میکروموالر محلول پاشی شد در حالیکه نمونههای شاهد با آب محلول پاشی شدند. محلول پاشی برگی یک هفته بعد تکرار شد و در نهایت پس از گذشت شش هفته پس از اولین کاربرد برگی نمونههای برگ برای اندازهگیری وزن )میانگین وزن یک برگ در هر تیمار حاصل توزین دومین سومین و چهارمین برگ در هر یک از شش تکرار مستقل( برداشت شده و جهت سنجش فعالیت آنزیمها و متابولیتها بالفاصله به ازت مایع انتقال یافتند. اندازهگیری مقدار نسبی آب )RWC( مقدار نسبی آب برگها با استفاده از وزن تر )FW( وزن خشک )DW( و وزن اشباع )SW( و بر اساس رابطه RWC=100 (FW-DW)/(SW-DW) بدست آمد ]19[. برای تعیین وزن خشک نمونهها در دمای 72 درجه سانتیگراد به مدت 10 ساعت خشک شدند سپس وزن آنها تعیین گردید. سنجش آمینواسیدهای آزاد برای سنجش غلظت کل آمینواسیدهای آزاد نمونهها در بافر فسفات 02 میلی موالر )ph=1/0( همگن و استخراج شده و بعد از سانتریفوژ به مدت 02 دقیقه در 3222 g بر روی نمونه های روشناور معرف نینهیدرین )محلول 1:0 رقیق شده از 302 میلی گرم نینهیدرین در 122 میلی لیتر اتانل( اضافه گردید و 1-7 دقیقه در حمام آب با دمای درجه سانتیگراد قرار گرفت. پس از سرد شدن در حمام آب جذب نمونهها در طول موج 072 نانومتر توسط اسپکتروفتومتر )مدل UV-VIS Scanning UV-3100PC ساخت تایلند( قرائت شد. از غلظتهای مختلف گلیسین برای ترسیم منحنی استاندارد استفاده گردید ]10[. سنجش فعالیت آنزیمها فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز )SOD( بر اساس درصد ممانعت از احیاء نیتروبلوتترازولیوم )NBT( به ترکیب ارغوانی رنگ دیفورمازان بوسیلۀ رادیکال سوپراکسید ( 2 O( حاصل از فتولیز ریبوفالوین توسط آنزیم موجود در عصاره مورد اندازه گیری قرار گرفت ]12[. نمونه ها بالفاصله پس از برداشت در ازت مایع پودر شده و عصارۀ آنزیمی در بافر 00 mm از هیدروکسی اتیل پیپرازین اتان سولفونیک اسید )HEPES( با ph=7/0 و حاوی اتیلن دی آمین تترا استیک اسید )EDTA( با غلظت 2/1 mm استخراج شد. عصارهها بهمدت 10 دقیقه در 10222g سانتریفوژ شده و روشناور برای سنجش فعالیت مورد 02 استفاده قرار گرفت. 122 میکرولیتر از عصاره به یک میلی لیتر از محلول واکنشی شامل HEPES 00 mm با ph=7/1 mm -L 10 mm )ph=12/0( Na 2 CO 3 mm EDTA 2/1 متیونین و μm NBT 70 و 1 μm ریبوفالوین اضافه شده و مخلوط حاصل به مدت 02 دقیقه در شدت نور تقریبا 0222 لوکس به منظور انجام واکنش قرار گرفت. برای تهیه نمونههای شاهد مخلوط فوق بدون افزودن عصارۀ آنزیمی تهیه گردید و جذب نمونهها در 012 nm توسط اسپکتروفتومتر اندازه گیری شد. یک واحد فعالیت آنزیم بر اساس غلظت پروتئین آنزیمی الزم برای القاء 02 درصد ممانعت از احیاء NBT در مقایسه با نمونه های شاهد بدون عصارۀ آنزیمی محاسبه شده و به صورت واحد/ میلیگرم پروتئین بیان گردید. فعالیت آنزیم کاتاالز )CAT( مطابق روش سایمون و همکاران ]32[ و بر اساس کاهش جذب پراکسید هیدروژن ( 2 )H 2 O در 012 nm مورد اندازه گیری قرار گرفت. عصارۀ آنزیمی پس از پودر شدن نمونهها در ازت مایع در بافر فسفات با غلظت 02 mm ph=7 استخراج شده و به مدت 12 دقیقه در g سانتریفوژ گردید. برای سنجش فعالیت آنزیم غلظت مناسبی از عصاره به محلول واکنش شامل بافر فسفات )ph=7( 02 mm و 12 mm از H 2 O 2 افزوده شده و تغییرات جذب به مدت دو دقیقه توسط اسپکتروفتومتر مورد اندازهگیری قرار گرفت. در نهایت فعالیت آنزیم بر اساس ضریب خاموشی ( H 2 O 2 mm -1 2/1) بر حسب میکرومول پراکسیدهیدروژن/ میلیگرم cm -1 پروتئین/ دقیقه محاسبه گردید. سنجش متابولیتهای مرتبط با دفاع آنتیاکسیداتیو سنجش مالون دی آلدئید )MDA( به عنوان معیاری برای بررسی میزان پراکسیداسیون لیپیدها بر اساس روش بومیناتان و دوران ]1[ صورت گرفت. عصارۀ برگ در محلول %2/1 )w/v( تری کلرواستیک اسید )TCA( استخراج شده و به مدت پنج دقیقه در g سانتریفوژ گردید. نسبت 1 به 1 از روشناور با محلول %02 از TCA حاوی %2/0 تیوباربیتوریک اسید در لولۀ آزمایش با هم مخلوط شده و به مدت 32 دقیقه در حمام آب گرم با دمای 90 درجۀ سانتی گراد قرار گرفت. سپس لوله

4 تخفیف شوری توسط ید در انگور 32 دقیقه جوشانده شد و با استفاده از کاغذ واتمن شماره 10 ها بهسرعت در یخ سرد شده و به مدت 10 دقیقه در g سانتریفوژ شدند. همزمان با عصاره برگ محلولهای استاندارد در محدودۀ صفر تا 122 نانومول از تترا اتوکسی پروپان تهیه شده و جذب نمونهها در 030 nm توسط اسپکتروفتومتر مورد اندازهگیری قرار گرفت. در نهایت غلظت مالون دی آلدئید نمونهها بر حسب نانومول/ گرم وزن ترمحاسبه شد. غلظت پراکسید هیدروژن ( 2 H( 2 O بر اساس روش ولی کوا و همکاران ]33[ به دست آمد. استخراج برگها در تری کلرواستیک اسید )2/1 درصد وزنی به حجمی( انجام گرفت. عصارهها به مدت 10 دقیقه در 10222g سانتریفوژ شده و 022 میکرولیتر از روشناور به یک میلی لیتر از محلول واکنشی شامل 12 میلی موالر بافر فسفات پتاسیم )ph=7( و یک موالر یدید پتاسیم اضافه شده و مخلوط حاصل به مدت 12 دقیقه در تاریکی به منظور انجام واکنش قرار گرفت. جذب نمونهها در 392 نانومتر توسط اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد. مقادیر بر اساس منحنی استاندارد H 2 O 2 در محدودۀ صفر تا 02 نانومول محاسبه شد. سنجش فعالیت آنزیم فنیلآالنین آمونیالیاز 02 فعالیت فنیلآالنین آمونیالیاز )PAL( مطابق روش زوکر ]30[ مورد اندازهگیری قرار گرفت. ابتدا عصارۀ آنزیمی در بافر mm بافر فسفات سدیم با ph=7/0 تترااستیکاسید )EDTA( با غلظت مرکاپتواتانول و عصارهها به مدت و حاوی اتیلن دیآمین 10 mm 0 mm 2/1 درصد تریتون X-100 استخراج شد. 10 دقیقه در g سانتریفوژ شده و روشناور برای سنجش فعالیت مورد استفاده قرار گرفت. 122 میکرولیتر از عصاره به یک میلیلیتر از محلول واکنشی شامل 02 mm بافر سدیم بورات )ph=0/0( و L -فنیل 0 mm آالنین اضافه شده و مخلوط حاصل به مدت 12 دقیقه در دمای 32 درجه به منظور انجام واکنش قرار گرفت. جذب نمونهها در 092 nm توسط اسپکتروفتومتر اندازهگیری شد. یک واحد فعالیت آنزیم بر اساس غلظت پروتئین آنزیمی الزم برای تولید یک نانومول سینامیک اسید محاسبه شد. سنجش فنل کل از آنجایی که بیشترین ترکیبات فنلی گیاهان از نوع پلیفنلها می باشد از روش معرف فنلی فولینسیوکالتو ]00[ برای سنجش فنل کل استفاده شد. برای این منظور 0 گرم برگ پس از پودر شدن توسط هاون در 122 میلی لیتر آب مقطر به مدت صاف گردید. غلظت 002 میکرولیتر معرف فولین 00 با 02 میکرولیتر عصاره و 022 میکرولیتر محلول آبی کربنات سدیم درصد مخلوط شد. نمونههای شاهد فاقد عصاره بودند. پس از قرار دادن نمونهها در دمای آزمایشگاه به مدت 32 دقیقه جذب آنها در طول موج 710 نانومتر اندازه گیری شد و غلظت فنل کل بر اساس منحنی استاندارد اسید گالیک به دست آمد. این سنجش برای هر عصاره 1 بار تکرار شد و میانگین فنل کل موجود در عصاره تیمارها به صورت میلیگرم اسید گالیک در گرم بافت بیان گردید. اندازهگیری پروتئین کل عصارۀ پروتئینی در بافر فسفات سدیم با غلظت 02 mm و ph=1/0 استخراج شده و به مدت دقیقه در g سانتریفوژ شد. از روشناور حاصل برای سنجش پروتئین کل به روش برادفورد ]7[ استفاده به عمل آمد. سنجش عناصر برای سنجش عناصر ابتدا یک گرم از نمونههای خشک شده در 0 ml مخلوط اسید نیتریک و اسید پرکلریک غلیظ )با نسبت حجمی 1:1( و در دمای 132 درجه سانتیگراد بهمدت یک ساعت هضم شدند. پس از خنک شدن 0 ml اسید کلریدریک غلیظ اضافه شده و به مدت 02 دقیقه در دمای 110 درجه سانتیگراد حرارت از پس شد. داده هضم نمونهها و خنک سازی در دمای آزمایشگاه عصارهها به لولههای 02 میلیلیتری انتقال و با آب مقطر دو بار تقطیر به حجم رسانده شدند و محلولهای بهدست آمده برای تعیین سدیم و پتاسیم با استفاده از اسپکترومتر نشر اتمی ( Integra (ICP-OES spectrometer XL 2, GBC مورد استفاده قرار گرفتند. جداسازی دیواره و تعیین غلظت سدیم آزاد و سدیم متصل به دیواره جداسازی دیواره سلولها بر اساس روش ساجیب و همکاران ]00[ انجام شد. قطعات برگ پس از استخراج در ساکاروز 2/1 موالر به مدت 12 دقیقه در دمای چهار درجه سانتی گراد و g 722 سانتریفوژ شدند. رسوب بهدست آمده بهترتیب توسط 2/1 2/1 و یک موالر ساکارز به همراه 2/1 درصد تریتون -X 100 و در نهایت توسط آب مقطر شستشو داده شدند. محلول حاصل از شستشو برای تعیین سدیم آزاد به کار رفت. دیواره های سلولی جدا شده پس از شستشو توسط کلرید کلسیم 02

5 فیزیولوژی تنش گیاهان حبیبی باقرزاده سروری صفحات میلی موالر و اسید کلریدریک 2/0 میلی موالر در دمای 72 درجه خشک شدند و در نهایت توسط اسید نیتریک 0 موالر هضم شده و برای تعیین سدیم متصل به دیواره توسط اسپکترومتر نشر اتمی مورد استفاده قرار گرفتند. طرح آزمایشی و تجزیه دادهها آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با چهار تکرار اجرا شد. تجزیه و تحلیل دادهها با کمک نرم افزار سیگما استات )نسخه 3/0( با استفاده از تست توکی در سطح پنج درصد انجام گردید. مقایسه میانگین رقمهای انگور جداگانه انجام شد. نتایج شوری باعث افت معنیدار وزن تر و وزن خشک برگها نسبت به برگهای شاهد شد )شکل 1 (. یدات پتاسیم به تنهایی اثری بر وزن تر و خشک برگهای این رقم نداشت. محلول پاشی برگی یدات پتاسیم از افت وزن تر و خشک برگهای درختان تحت تنش شوری رقم»بیدانه سفید«ممانعت کرده به طوری که وزن تر و خشک برگهای تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم با وزن برگهای شاهد تفاوت معنیدار نداشت. اعمال شوری در رقم»حسینی«باعث افت معنی دار وزن تر و خشک برگها نسبت به شاهد گردید ولی بر خالف»بیدانه سفید«که اعمال یدات پتاسیم در تیمار شوری از افت رشد ممانعت کرده بود این تیمار در این رقم نتوانست اثر مضر شوری بر رشد را تخفیف دهد. در این رقم نیز یدات پتاسیم به تنهایی اثری بر وزن تر و خشک برگها نداشت. تیمار شوری باعث افت قابل مالحظه مقدار نسبی آب در هر دو رقم گردید که با کاهش وزن تر برگها همبستگی داشت. کاربرد یدات پتاسیم در تیمار شوری در رقم»بیدانه سفید«اثر مضر شوری در کاهش مقدار نسبی آب برگها را تخفیف داد به طوری که درصد مقدار نسبی آب این تیمار با شاهد از نظر آماری متفاوت نبود )شکل 0 (. شوری باعث افزایش غلظت آمینواسید کل در هر دو رقم شد هر چند این افزایش تنها در مورد رقم»حسینی«معنیدار بود. بیشترین غلظت آمینواسید کل در رقم»بیدانه سفید«در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم به دست آمد )شکل 3(. شکل 1 وزن تر و خشک برگ ها )گرم/برگ( در گیاه انگور رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد ( 1- m )EC=0 ds و شوری ( 1- m )EC=12 ds در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور ید )محلول پاشی با 02 میکرو موالر یدات پتاسیم( به مدت شش هفته رشد کردهاند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر شکل که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنی دار نمیباشد )2/20 p و 1=n(.

6 تخفیف شوری توسط ید در انگور شکل 0 مقدار نسبی آب برگ )درصد( در گیاه انگور رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد ( -1 m )EC=0 ds و شوری ( 1- m )EC=12 ds در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کردهاند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر شکل که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنی دار نمیباشد )2/20 p و 1=n(. شکل 3 غلظت اسید آمینه کل )میکرومول/ گرم وزن تر( در گیاه انگور رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد ds m -1 ( )EC=0 و شوری ( 1- m )EC=12 ds در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کردهاند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر شکل که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنیدار نمیباشد )2/20 p و 1=n(. بررسی اثر تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم بر غلظت سدیم برگها نشان داد که در هر دو رقم با افزایش شوری غلظت سدیم آزاد به صورت معنیداری افزایش یافت. کاربرد یدات پتاسیم در رقم»بیدانه سفید«در تیمار شوری باعث کاهش میزان سدیم آزاد و افزایش سدیم متصل به دیواره نسبت به تیمار شوری گردید. ولی در رقم»حسینی«کاربرد یدات پتاسیم باعث تغییر معنیدار سدیم آزاد و سدیم متصل به دیواره نسبت به تیمار شوری نشد )شکل 1 (. غلظت پتاسیم برگهای هر دو رقم تحت تأثیر شوری کاهش معنیدار نشان داد و کاربرد یدات پتاسیم در هیچ کدام از ارقام نتوانست از افت پتاسیم برگها که در اثر شوری حاصل شده بود جلوگیری کند ( شکل 0(. شوری به تنهایی بر فعالیت آنزیم فنیل آالنین آمونیالیاز اثر نداشت ولی تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم باعث افزایش معنیدار فعالیت این آنزیم نسبت به شاهد گردید هر چند یدات پتاسیم به تنهایی فقط در رقم»حسینی«توانست فعالیت این آنزیم را افزایش دهد )شکل 1(. نتایج نشان دادند که یدات پتاسیم به تنهایی توانست غلظت فنل کل برگها را در هر دو رقم افزایش دهد. بیشترین غلظت فنل در هر دو رقم زمانی به دست آمد که یدات پتاسیم به همراه شوری به کار رفت )شکل 1(.

7 فیزیولوژی تنش گیاهان حبیبی باقرزاده سروری صفحات شکل 1 غلظت سدیم آزاد و متصل به دیواره )میلیگرم/ گرم وزن خشک( در برگهای گیاه انگور رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد )EC=12 ds m -1 ( و شوری )EC=0 ds m -1 ( در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کردهاند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر رقم که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنیدار نمیباشد )2/20 p و 1=n(. شکل 0 غلظت پتاسیم )میلیگرم/ گرم وزن خشک( برگهای گیاه انگور رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد ds m -1 ( )EC=0 و شوری ( 1- m )EC=12 ds در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کردهاند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر رقم که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنیدار نمیباشد )2/20 p و 1=n(.

8 تخفیف شوری توسط ید در انگور شکل 1 فعالیت آنزیم فنیل آالنین آمونیالیاز )میکرومول سینامیک اسید/ گرم پروتئین در دقیقه( و غلظت فنل کل )میلیگرم اسید گالیک/ گرم وزن تر بافت( در برگهای گیاه انگور رقمهای )EC=12 ds m -1 (»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد ( 1- m )EC=0 ds و شوری در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کردهاند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر شکل که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنیدار نمی باشد )2/20 p و 1=n(. شوری فقط در رقم»حسینی«توانست باعث افزایش فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز گردد. فعالیت این آنزیم در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم رقم»بیدانه سفید«نسبت به تیمار شوری بیشتر بود ( شکل 7(. افزایش فعالیت آنزیم کاتاالز در تیمارهای مختلف در هر دو رقم از یک الگو تبعیت کرد به طوری که بیشترین فعالیت این آنزیم در تیمارهای شوری مشهود بود و یدات پتاسیم به تنهایی اثری بر فعالیت این آنزیم نداشت )شکل 7(. اعمال شوری باعث افزایش معنیدار غلظت پراکسید هیدروژن ( 2 H( 2 O در برگهای هر دو رقم گردید و یدات پتاسیم به تنهایی و یا همراه با شوری بر غلظت پراکسید هیدروژن موثر نبود )شکل 0(. برخالف رقم»حسینی«کاربرد یدات پتاسیم در تیمار شوری در رقم»بیدانه سفید«توانست از غلظت مالون دی آلدئید حاصل از پراکسیداسیون غشاها بکاهد. تجزیه واریانس دو عاملی برای تعیین اثر شوری و یدات پتاسیم نشان داد که اثر شوری بر اکثر شاخصهای فیزیولوژیک دو رقم انگور معنی دار بود )جدول 1(. اثر متقابل شوری با یدات پتاسیم بر روی شاخصهای غلظت سدیم آزاد پتاسیم و آمینواسید کل در رقم»بیدانه سفید«معنی دار بود. این نتایج نشان میدهد که کاربرد یدات پتاسیم اکثر شاخصهای فیزیولوژیکی را در تیمار توأم یدات پتاسیم و شوری تحت تأثیر قرار داده است.

9 فیزیولوژی تنش گیاهان حبیبی باقرزاده سروری صفحات شکل 7 فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز )واحد/ میلیگرم پروتئین( و کاتاالز )میکرومول پراکسیدهیدروژن/میلیگرم پروتئین/ دقیقه( در برگهای گیاه انگور رقمهای»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد )EC=12 ds m -1 ( و شوری )EC=0 ds m -1 (.)n=1 در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کرده اند. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر شکل که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنیدار نمیباشد )2/20 p و شکل 0 غلظت مالون دی آلدئید )نانومول/ گرم وزن تر( و پراکسیدهیدروژن )میکرومول/ گرم وزن تر( در برگهای گیاه انگور رقم های»بیدانه سفید«و»حسینی«که در شرایط شاهد )EC=12 ds m -1 ( و شوری )EC=0 ds m -1 ( در غیاب )محلول پاشی با آب مقطر( و یا در حضور یدات پتاسیم )محلول پاشی با 02 میکرو موالر( به مدت شش هفته رشد کرده است. تفاوت مابین ستونهای مربوط به هر شکل که دارای حروف مشترک میباشند از نظر آماری معنیدار نمیباشد )2/20 p و 1=n(..

10 تخفیف شوری توسط ید در انگور جدول 1 نتایج تجزیه واریانس دو عاملی )میانگین مربعات( برای تعیین اثر شوری یدات پتاسیم و اثر متقابل شوری با یدات پتاسیم بر شاخصهای مختلف فیزیولوژیک در دو رقم انگور. شاخصهای رقم»بیدانه سفید«شوری یدات پتاسیم شوری یدات پتاسیم 2/071 2/231 * 02/0 91/1 2/220 2/200 7/73 * 00/1 1/70 وزن تر برگ 2/010 وزن خشک برگ 0/11 آمینواسید کل 12/9 فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز فعالیت آنزیم کاتاالز 309 2/711 2/1 113/1 1/03 2/ /110 پراکسید هیدروژن مالون دی آلدئید /103 فعالیت فنیل آالنین آمونیا لیاز 2/200 11/1 33/1 1/30 2/ /3 فنل کل /3 سدیم آزاد 01/3 سدیم متصل به دیواره * 12/1 10/12 * 00/0 پتاسیم شاخصهای رقم»حسینی«شوری یدات پتاسیم شوری یدات پتاسیم * 2/111 2/0 01/1 2/1 1/09 * 2/ /1 2/239 وزن تر برگ 2/293 وزن خشک برگ 71 /0 آمینواسید کل 2/2 فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز 1/12 2/220 00/0 0/00 2/2 1/20 11/0 فعالیت آنزیم کاتاالز 2/001 پراکسید هیدروژن مالون دی آلدئید /239 فعالیت فنیل آالنین آمونیا لیاز 2/0 9/22 2/2 2/391 2/ /2 2/202 01/0 فنل کل سدیم آزاد /0 سدیم متصل به دیواره 0/ 120 پتاسیم 017 : غیر معنیدار : معنیدار در سطح احتمال 0/000 : معنیدار در سطح احتمال 0/00 *: معنیدار در سطح احتمال 0/00 با استفاده از تست توکی. بحث یکی از اثرات مضر شوری در اکثر گونههای گیاهی افت رشد بهخصوص رشد شاخساره میباشد که بهعنوان یک شاخص برای تعیین میزان تحمل شوری در اکثر گونهها محسوب می شود ]03 و 07[. در این آزمایش کاهش رشد برگها تحت تأثیر شوری نشان داد که ارقام مور مطالعه تحمل این سطح از شوری را ندارند. تیمار درختان انگور رشد یافته در شرایط شوری با یدات پتاسیم باعث تخفیف اثرات مضر شوری بر شاخصهای رشد گردید. این یافته با یافتههای لیوا و همکاران ]01[ که اثر مفید یدات پتاسیم بر روی رشد کاهو تحت تنش شوری را نشان دادهاند در انطباق است. مطابق انتظار مقدار نسبی آب در هر دو رقم تحت تأثیر شوری کاهش معنیدار نشان داد ( شکل 0(. اعمال شوری در سطحی که در این آزمایش به کار رفته است میتواند باعث کاهش مقدار نسبی آب حتی در شورپسندهایی مثل چغندر قند شود ]9[. کاهش مقدار نسبی آب برگ نشان دهنده کاهش فشار تورژسانس ناشی از محدودیت دسترسی به آب برای فرآیند های گسترش سلولی میباشد ]17 و 31[. در طی تنش شوری 12

11 فیزیولوژی تنش گیاهان حبیبی باقرزاده سروری صفحات بخاطر انباشت یونهای سدیم و کلر در برگها نوعی عدم تعادل در تغذیه کاتیونی گیاه بوجود آمده ]0 و 00[ و گیاه دچار کمبود عناصری مثل منیزیم کلسیم و پتاسیم و آنیونهایی مثل نیترات میشود ]09[. در این پهوهش غلظت سدیم پس از اعمال شوری نسبت به شاهد افزایش قابل مالحظهای نشان داد. ولی تیمار توأم یدات پتاسیم و شوری باعث کاهش غلظت سدیم کل در رقم»بیدانه سفید«شد هر چند تیمار یدات پتاسیم بر غلظت سدیم کل برگهای تحت تنش شوری رقم»حسینی«موثر نبود. در رقم»بیدانه سفید«اعمال یدات پتاسیم از یک طرف باعث کاهش غلظت سدیم کل برگها شد و از طرف دیگر نسبت سدیم متصل به دیواره به سدیم آزاد را افزایش داد. کاهش سدیم آزاد سیتوزولی باعث کاهش اثرات مخرب سدیم برکدههای مختلف سیتوپالسم و بهویهه غشاها می شود ]0 و 00[. دادههای این بررسی نیز نشان میدهد که کاربرد یدات پتاسیم در رقم»بیدانه سفید«تحت تنش شوری از افزایش مالون دیآلدئید حاصل از پراکسیداسیون غشاها ممانعت به عمل آورده است. کاهش پراکسیداسیون لیپیدها در این رقم در اثر کاهش سدیم آزاد برگها شرایط را برای رشد بهینه این گیاه در شرایط شوری مهیا کرد. با اینحال بررسی نتایج مربوط به غلظت پتاسیم در برگها نشان داد که کاربرد ید نقشی در ممانعت از کاهش پتاسیم برگها که در اثر شوری ایجاد شده بود نداشت. نتایج بهدست آمده در این تحقیق در تطابق با یافته های قبلی ]01[ نشان میدهند که هومئوستازی پتاسیم تحت تاثیر کاربرد ید قرار نمیگیرد. انباشت آمینواسیدها به عنوان اسموتیکوم در طی تنش شوری نقش مهمی در تنظیم اسمزی گیاه ایفا میکند و بین میزان تحمل گیاه به شوری و انباشت آمینواسیدها همبستگی مثبت وجود دارد ]31[. کاربرد یدات پتاسیم باعث تشدید انباشت آمینواسیدها به ویهه در رقم»بیدانه سفید«در شرایط تنش شوری شد. این افزایش با حفظ مقدار نسبی آب و وزن تر گیاه»بیدانه سفید«در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم مرتبط بود و میتوان نتیجهگیری نمود که انباشت آمینواسیدها به عنوان اسموتیکوم نقش موثری در بهبود روابط آبی این رقم ایفا نمود. وقتی گیاهان در معرض تنش شوری قرار میگیرند تولید مولکولهای اکسیهن فعال ROS( )Reactive Oxygen Species, در آنها افزایش مییابد ]00[. تنش شوری باعث انباشت انواع اکسیهن فعال در سلول و آسیب رساندن به لیپیدهای غشا و انباشت مالون دی آلدئ د ی آسیب به پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک میشود.. افزایش مولکولهای H 2 O 2 و مالون دی آلدئ دی میتواند باعث مهار رشد و کاهش توان سازگاری گیاه در برابر تنش شوری شود ]11 و 30[. در این آزمایش کاهش غلظت مالون دی آلدئ دی به عنوان معیاری از پراکسیداسیون لیپیدها در رقم بیدانه در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم نسبت به تیمار شوری به احتمال زیاد بخاطر فعالیت موثر آنزیم سوپراکسید دیسموتاز بوده است هر چند افزایش فعالیت کاتاالز در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم نسبت به تیمار شوری معنیدار نبود ولی همین افزایش فعالیت جزئی احتماال در جاروب کردن رادیکالهای آزاد موثر بوده است به طوری که پراکسیداسیون لیپیدهای غشا در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم رقم»بیدانه سفید«رخ نداده است. بر اساس گزارش کیم و همکاران ]10[ در گیاه کاهو و تحقیقات لوپز-برینگر ]02[ در گیاه کلم تیمار بلند مدت شوری باعث کاهش انباشت فنلها و تیمار کوتاه مدت باعث افزایش انباشت فنلها میگردد. در تطابق با شواهد فوق تیمار بلند مدت شوری باعث افزایش فعالیت آنزیم فنیل آالنین آمونیالیاز )آنزیم کلیدی بیوسنتز فنلها( و غلظت فنل کل رقم»بیدانه سفید«و»حسینی«شد. افزایش غلظت فنلها در مهار پراکسیداسیون لیپیدها و جاروب کردن رادیکالهای آزاد موثر است ]01[. با وجود افزایش فنلها در هر دو رقم مورد مطالعه پس از اعمال یدات پتاسیم در شرایط شوری فقط رقم»بیدانه سفید«کاهش پراکسیداسیون لیپید را در تیمار توأم شوری و یدات پتاسیم نشان داد. به عبارت دیگر این نتایج نشان میدهند که هر چند افزایش فنلها در افزایش توان آنتی اکسیداتیو موثر میباشد ]3 و 0[ ولی باید توجه داشت که در کنار افزایش فنل ها فعال شدن سایر مولفههای سیستم دفاع آنتیاکسیداتیو شامل متابولیتها و آنزیمهای آنتیاکسیداتیو و نیز سازگاری در هومئوستازی یونهای مهم سدیم و پتاسیم در شاخساره و ریشه برای افزایش مقاومت در برابر شوری مورد نیاز می باشد و این توانایی از یک رقم به رقم دیگر متفاوت است. در مجموع نتایج این پهوهش نشان داد که شوری باعث افت معنی دار وزن تر خشک و مقدار نسبی آب برگهای هر دو رقم مورد مطالعه در این آزمایش شد. هر چند اثرات کاربرد یدات پتاسیم از قبیل انباشت اسموتیکومها )مثل آمینواسید کل( و متابولیسم فنلها در هر دو رقم تحت تنش شوری یکسان 12

12 تخفیف شوری توسط ید در انگور [9] Ghoulam C, Foursy A, Fares K (2002) Effects of salt stress on growth, inorganic io and proline accumulation in relation to osmotic adjustment in five sugar beet cultivars. Environmental and Experimental Botany 47: [10] Giannopolitis CN, Ries SK (1977) Superoxide dismutase: occurrence in higher plants. Plant Physiology 59: [11] Habibi G (2014) Hydrogen Peroxide (H 2 O 2 ) Generation, Scavenging and Signaling in Plants. In: Ahmad P, (eds.), Oxidative Damage to Plants: Antioxidant Networks and Signaling. New York, USA, Elsevier. [12] Hajiboland R, Aliasgharzadeh N, Laiegh SF, Poschenrieder C (2010) Colonization with arbuscular mycorrhizal fungi improves salinity tolerance of tomato (Solanum lycopersicum L.) plants. Plant Soil 331: [13] Hasanuzzaman M, Fujita M (2011) Selenium pretreatment upregulates the antioxidant defee and methylglyoxal detoxification system and confers enhanced tolerance to drought stress in rapeseed seedlings. Biological Trace Element Research 143: [14] Hasanuzzaman M, Nahar K, Fujita M (2013) Plant Respoe to Salt Stress and Role of Exogenous Protectants to Mitigate Salt-Induced Damages. In: Ahmad P, Azooz MM, Prasad MNV (eds.), Ecophysiology and Respoes of Plants under Salt Stress. New York, USA, Springer. [15] Hwang M, Ederer GM (1975) Rapid hippurate hydrolysis method for presumptive identification of group streptococci. Journal of Clinical Microbiology 1: [16] Iqbal N, Masood A, Khan NA (2012) Phytohormones in Salinity Tolerance: Ethylene and Gibberelli Cross Talk. In: Khan NA, Nazar R, Iqbal N, Anjum NA (eds.), Phytohormones and Abiotic Stress Tolerance in Plants. Berlin, Germany, Springer. [17] Katerji N, Van Hoorn JW, Hamdy A, Mastrorilli M, Moukarzel E (1997) Osmotic adjustment of sugar beets in respoe to soil salinity and its influence on stomatal conductance, growth and yield. Agricultural Water Management 34: [18] Kim HJ, Foeca JM, Choi JH, Kubota C, Kwon DY (2008) Salt in irrigation water affects the nutritional and visual properties of romaine lettuce (Lactuca sativa L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry 56: [19] Lara MV, Disante KB, Podesta FE, Andreo C, Drincovich MF (2003) Induction of a crassulacean acid like metabolism in the C 4 succulent plant, Portulaca oleracea L.: physiological and morphological changes are accompanied by specific modificatio in phosphoenolpyruvate carboxylase. Photosynthesis Research 77: [] Leyva R, Sánchez-Rodríguez E, Ríos JJ, Rubio- Wilhelmi MM, Romero L, Ruiz JM, Blasco B (2011) Beneficial effects of exogenous iodine in lettuce plants subjected to salinity stress. Plant Science 181: [20] López-Berenguer C, Martínez-Ballesta MC, Moreno DA, Carvajal M, García-Viguera C (2009) Growing hardier crops for better health: salinity tolerance and the nutritional value of broccoli. Journal of Agricultural and Food Chemistry 57: [22] Mavi A, Terzi Z, Ozgen U (2004) Antioxidant properties of some medicinal plants: Prangos ferulacea بود ولی پاسخهای دو رقم مورد مطالعه )که تحمل به شوری تقریبا یکسانی دارند( به یدات پتاسیم متفاوت بود. اعمال یدات پتاسیم تنها در تخفیف اثرات تنش شوری در رقم»بیدانه سفید«مفید بود. تاثیر مثبت یدات پتاسیم در بهبود تحمل شوری»بیدانه سفید«از طریق کاهش غلظتهای سمی یون + Na و به ویهه افزایش نسبت سدیم متصل به دیواره به سدیم آزاد انجام پذیرفت. کاربرد یدات پتاسیم در شرایط شوری باعث افزایش فعالیت آنزیم فنیل آالنین آمونیالیاز و در نتیجه غلظت فنلها در هر دو رقم گردید. افزون بر فواید فوق که یدات را به عنوان یک عنصر مفید در تخفیف تنش شوری معرفی میکنند کاربرد این عنصر باعث غنی شدن محصوالت کشاورزی از ید و ترکیبات فنلی شده و بر کیفیت غذایی آنها میافزاید. با توجه به فواید کاربرد یدات پتاسیم برای گیاهان مناطق شور و تأثیر این عنصر بر هومئوستازی یونها و روابط آبی گیاه پیشنهاد میگردد در تحقیقات آتی اثر کاربرد یدات پتاسیم بر فتوسنتز و تعرق گیاهان و توزیع سایر یونها در گیاهان تحت تنش شوری مطالعه گردد. منابع [1] Ahmad P, Prasad MNV (2012) Abiotic Stress Respoes in Plants: Metabolism, Productivity and Sustainability. New York, Springer. [2] Ashraf M, Harris PJC (2004) Potential biochemical indicators of salinity tolerance in plants. Plant Science 166: [3] Blasco B, Leyva R, Romero L, Ruiz JM (2013) Iodine effects on phenolic metabolism in lettuce plants under salt stress. Journal of Agricultural and Food Chemistry 61: [4] Blasco B, Rios JJ, Leyva R, Cervilla L, Sanchez- Rodriguez ME, Wilhelmi MM, Rosales MA, Ruiz JM, Romero L (2010) Does iodine biofortification affect oxidative metabolism in lettuce plants? Biological Trace Element Research 142: [5] Blasco B, Rios JJ, Leyva R, Melgarejo R, Cotan- Aguilar C, Sánchez-Rodríguez E, Rubio-Wilhelmi MM, Romero L, Ruiz JM (2011) Photosynthesis and metabolism of sugars from lettuce plants (Lactuca sativa L. var. longifolia) subjected to biofortification with iodine. Plant Growth Regulation 65: [6] Boominathan R, Doran PM (2002) Ni induced oxidative stress in roots of the Ni hyperaccumlator, Alyssum bertoloni. New phytologist 156: [7] Bradford MM (1976) A rapid and seitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 72: [8] Dicko MH, Gruppen H, Barro C, Traore AS, van Berkel WJH, Voragen AGJ (2005) Impact of phenolic compounds and related enzymes in sorghum varieties for resistance and susceptibility to biotic and abiotic stresses. Journal of Chemical Ecology 31:

13 فیزیولوژی تنش گیاهان حبیبی باقرزاده سروری صفحات [29] Sariam RK, Rao KV, Srivastava GC (2002) Differential respoe of wheat genotypes to long term salinity stress in relation to oxidative stress, antioxidant activity and osmolyte concentration. Plant Science 163: [30] Simon LM, Fatrai Z, Jonas DE, Matkovics B (1974) Study of peroxide metabolism enzymes during the development of Phaseolus vulgaris. Biochemie und Physiologie der Pflanzen 166: [31] Thakur M, Sharma AD (2005) Salt-stress-induced proline accumulation in germinating embryos: evidence suggesting a role of proline in seed germination. Journal of Arid Environments 62: [32] Tuteja N (2007) Mechanisms of high salinity tolerance in plants. Methods in Enzymology 428: [33] Velikova V, Yordanov I, Edreva A (2000) Oxidative stress and some antioxidant systems in acid rain-treated bean plants-protective role of exogenous polyamines. Plant Science 151, [34] Vysotskaya L, Hedley PE, Sharipova G, Veselov D, Kudoyarova G, Morris J, Jones HG (2010) Effect of salinity on water relatio of wild barley plants differing in salt tolerance. AoB Plants 86: [35] Zucker M (1965) Induction of phenylalanine deaminase by light, its relation to chlorogenic acid synthesis in potato tuber tissue. Physiologia Plantarum 40: (Apiaceae), Sedum sempervivoides (Crassulaceae), Malva neglecta (Malvaceae), Cruciata taurica (Rubiaceae), Rosa pimpinellifolia (Rosaceae), Galium verum subsp. Verum (Rubiaceae), Urtica dioica (Urticaceae). Biological and Pharmaceutical Bulletin 27: [23] Mun R, Husain S, Rivelli AR, James RA, Condon Tony AG, Lindsay MP, Lagudah ES, Schachtman DP, Hare RA (2002) Avenues for increasing salt tolerance of crops, and the role of physiologically based selection traits. Plant Soil 247: [24] Mun R, James RA, Lauchli A (2006) Approaches to increasing the salt tolerance of wheat and other cereals. Journal of Experimental Botany 57: [25] Mun R, Tester M (2008) Mechanisms of salinity tolerance. Annual Review of Plant Biology 59: [26] Oh MM, Trick HN, Rajashekar CB (2009) Secondary metabolism and antioxidants are involved in environmental adaptation and stress tolerance in lettuce. Journal of Plant Physiology 166: [27] Parida V, Das AB (2005) Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety 60: [28] Saqib M, Zörb C, Schubert S (2008) Siliconmediated improvement in the salt resistance of wheat (Triticum aestivum) results from increased sodium exclusion and resistance to oxidative stress. Functional Plant Biology 35:

14 Plant Stress Physiology Vol. 1, No. 1, September 2014 March 2015, pp: Iodine alleviates salt stress in two cultivars of grape plants Ghader Habibi *, Leila Bagerzadeh and Somaiie Sarvari Department of Biology, Payame Noor University, Iran Abstract Iodine, applied as IO 3, has been coidered as a beneficial element mitigating the harmful effects of salt stress in plants. The objective of this study was to evaluate the effect of foliar-applied iodate (80 µm KIO 3 ) on the improvement of tolerance to salt stress (EC=10 ds m -1 ) in two cultivars of grape plants (Vitis vinifera cv. Bidane-Sefid and Hosseini ). Salt stress decreased dramatically leaf fresh and dry mass and relative water content and caused lipid peroxidation in both cultivars. Application of iodate, however, alleviated these effects in Bidane-sefid, but not in Hosseini. Concentration of Na in the leaves was increased significantly by salinity treatment; however, iodate application caused Na detoxification via increasing cell wall-bound Na in the leaves of Bidane-sefid. Iodate application induced activity of phenylalanine ammonia-lyase and increased concentration of total phenolic compounds in both cultivars and increased activity of superoxide dismutase in Bidane-Sefid under salinity. Results suggested that alleviation of salt stress in Bidane-sefid by iodate is mediated by improvement of water relation parameters, reduction of Na uptake and traport, accumulation of amino acids, activation of antioxidative defee system and protection of membranes. Keywords: Antioxidant enzymes, iodate, phenolic metabolism, salinity, sodium, Vitis vinifera * Corresponding author, gader.habibi@gmail.com 11