Plant Process and Function

fa مقایسه پاسخ‌های فیزیولوژیکی و مولکولی بادرنجبویه (Melissa officinalis L.) به تنش خشکی و شوری با پتانسیل اسمزی برابر در کشت هیدروپونیک Comparison of physiological and molecular responses of Melissa officinalis L. to osmotic stress imposed by drought and salinity with iso-osmotic potential in hydroponic culture تنش خشكي Droughts Stress پژوهشي Research این پژوهش بهمنظور مقایسه برخی پاسخهای فیزیولوژیکی و مولکولی گیاه بادرنجبویه به تنش اسمزی حاصل از خشکی و شوری با پتانسیل اسمزی برابر انجام شد.گیاهان بادرنجبویه رشدیافته در کشت هیدروپونیک، در معرض تنش خشکی و شوری با استفاده از پلیاتیلن گلیکول 6000 و کلرید سدیم بهمدت 14 روز قرار گرفتند. سپس نمونهبرداری از گیاهچهها جهت بررسی میزان رنگیزههای فتوسنتزی، پرولین، ترکیبات فنلی، مالون دیآلدئید، درصد نشت یونی، فعالیت آنزیم فنیل ‌آلانین آمونیالیاز و میزان اسید رزمارینیک انجام شد. همچنین بیان ژنهای فنیل‌آلانین آمونیالیاز و رزمارینیک ‌اسید سینتاز با روش Real-time PCR بررسی شد. این آزمایش بهصورت طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تنش خشکی و شوری میزان رنگیزههای فتوسنتزی، ترکیبات فنلی، پرولین آزاد، مالون دیآلدئید، نشت یونی، فعالیت آنزیم و بیان نسبی ژن فنیلآلانین آمونیالیاز، بیان نسبی ژن رزمارینیک اسید سینتاز و میزان اسید رزمارینیک را در سطح احتمال یک درصد تحتتأثیر قرار داد. کاهش معنیدار رنگیزههای فتوسنتزی در تنش خشکی و شوری مشاهده شد. میزان ترکیبات فنلی در گیاهان تحت تنش شوری نسبت به گیاهان تحت تنش خشکی و شاهد افزایش یافت. افزایش میزان پرولین آزاد در گیاهان تحت تنش خشکی و شوری بهترتیب 11 و 25 درصد بود. میزان مالون دیآلدئید و درصد نشت یونی در گیاهان تحت تنش خشکی و شوری نسبت به گیاهان شاهد افزایش نشان داد. افزایش بیان نسبی ژن و فعالیت آنزیم فنیلآلانین آمونیالیاز در تنش شوری مشاهده شد. افزایش بیان نسبی ژن رزمارینیک اسید سینتاز در تنش خشکی و شوری، افزایش میزان اسید رزمارینیک را به میزان 42 و 60 درصد نسبت به گیاهان شاهد موجب شد. براساس نتایج بهدست آمده، گیاه بارنجبویه به تنش خشکی و شوری با پتانسیل اسمزی برابر واکنش متفاوتی نشان داد. این گیاه با افزایش بیشتر محتوای پرولین، ترکیبات فنلی، اسیدرزمارینیک، بیان ژن و فعالیت آنزیم فنیلآلانین آمونیالیاز، به تنش اسمزی حاصل از شوری پاسخ مناسبتری نسبت به تنش اسمزی حاصل از خشکی داده است.   This study was performed to compare some physiological and molecular responses of lemon balm to osmotic stress imposed by drought and salinity stresses with equal osmotic potential in hydroponic culture. Growing lemon balm plants in hydroponic culture were treated with drought and salinity stress using polyethylene glycol 6000 and sodium chloride for 14 days. Then, seedlings were sampled to evaluate the amount of photosynthetic pigments, proline, phenolic compounds, malondialdehyde, ion leakage percentage, phenylalanine ammonialyase activity and the amount of rosmarinic acid. Also, the expression of phenylalanine ammonialyase and rosmarinic acid synthase genes was examined by real-time PCR. This experiment was performed as a completely randomized design with three replications. The results showed that photosynthetic pigments, phenolic compounds, free proline, malondialdehyde, ion leakage, enzyme activity and relative expression of phenylalanine ammonialyase gene, relative expression of rosmarinic acid synthase and rosmarinic acid content affected by drought and salinity stresses at one percent level of probability. Also, a significant reduction in photosynthetic pigments was observed in drought and salinity stresses. The phenolic compounds content in plants under salinity stress increased compared to the plants under drought stress and untreated. The increase in free proline in plants under drought and salinity stresses was 11% and 25%, respectively. The amount of malondialdehyde and the percentage of ion leakage in plants under drought and salinity stress increased compared to the control plants. Relative gene expression and phenylalanine ammonialyase activity increased in salinity stress. Increasing the relative gene expression of rosmarinic acid synthase in drought and salinity stresses increased rosmarinic acid content by 42 and 60% compared to untreated plants. According to the results, lemon balm responded differently to drought and salinity with iso-osmotic potential. In another words, the plant had a better response to osmotic stress induced by salinity than drought with more increase in proline, phenolic compounds, rosmarinic acid contents, relative gene expression and phenylalanine ammonialyase enzyme activity.   اسیدرزمارینیک, بادرنجبویه, خشکی, شوری, فنیل‌آلانین آمونیالیاز Drought, Lemon balm, Phenylalanine ammonialyase, Rosmarinic acid, Salinity 91 104 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1408-3&slc_lang=fa&sid=1 Mohammadreza Dehghani محمدرضا دهقانی No Department of Genetics and Plant Production, Agriculture College, Vali-e-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran گروه ژنتیک و تولید گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر (عج)رفسنجان، رفسنجان Maryam Dahajipour Heidarabadi مریم دهجی‌پور حیدرآبادی Yes Department of Genetics and Plant Production, Agriculture College, Vali-e-Asr University of Rafsanjan, Rafsanjan, Iran گروه ژنتیک و تولید گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر (عج)رفسنجان، رفسنجان