Plant Process and Function

fa القای مقاومت به نیکل با نیتروپروساید سدیم در گیاه گوجه‌فرنگی Induction of nickel resistance by sodium nitroprusside in tomato plant تنش فلزات سنگین Toxic ions stress پژوهشي Research انباشت فلزات سنگین در سراسر اکوسیستم مشکلات زیست‌محیطی بزرگی است که کیفیت زندگی همه موجودات زنده را تهدید می‌کند. در آزمایشی به صورت فاکتوریل بر مبنای طرح بلوک کاملاً تصادفی، اثر نیتروپروساید سدیم بر پاسخ‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گوجه‌فرنگی تحت تنش نیکل مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان گوجه‌فرنگی در دو سطح نیتروپروساید سدیم (صفر و 100 میکرومولار) و سه سطح مختلف نیکل (صفر، 25، 50 میکرومولار) همراه با سه تکرار تحت شرایط هیدروپونیک کشت داده شدند. نتایج نشان داد که 50 میکرومولار سولفات نیکل تحت عدم کاربرد نیتروپروساید سدیم به طور قابل‌توجهی باعث کاهش محتوای آب نسبی برگ (1/43 درصد) در مقایسه با شرایط کاربرد نیتروپروساید سدیم شد. افزایش نشت یونی و مالون دیآلدهید، به‌عنوان شاخص آسیب اکسیداتیو در گیاهان تحت تنش سولفات نیکل مشاهده شد. در پاسخ به اکسیداتیو ناشی از تنش سولفات نیکل، میزان کلروفیل روندی نزولی و کربوهیدارت و غلظت پرولین نسبت به شاهد روندی صعودی داشتند. کاربرد 100 میکرومولار نیتروپروساید سدیم سبب افزایش کلروفیل b (54/4 درصد) و کلروفیل کل (57/3 درصد) در شرایط عدم تنش سولفات نیکل نسبت به شاهد شد. فعالیت آنتی‌اکسیدانی، پراکسیداز و کاتالاز در تیمار 100 میکرومولار نیتروپروساید سدیم نسبت به گیاهان بدون این ماده به‌ترتیب، 62، 37 و 38 درصد تحت تنش 50 میکرومولارسولفات نیکل افزایش یافت. با توجه به نتایج، نیتروپروساید سدیم در غلظت 100 میکرومولار، اثرات منفی تنش نیکل را بر صفات رشدی گیاه گوجه‌فرنگی نظیر تعداد برگ و وزن خشک گیاه با افزایش فعالیت آنتیاکسیدانی (افزایش فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز) و همچنین تأثیر مثبت تجمع پرولین بر محتوای نسبی آب، کاهش داد، لذا کاربرد این ماده برای گیاه گوجه‌فرنگی تحت رشد در شرایط نیکل توصیه می‌شود. The accumulation of heavy metals throughout the ecosystem is now a major environmental problem that threatens the quality of life of all living organisms. In a factorial experiment based on a completely randomized design, the effect of sodium nitroprusside on the physiological and biochemical responses of tomatoes under nickel stress was investigated. Tomato plants were grown in two concentrations of sodium nitroprusside (zero and 100 µM) and three different nickel concentrations (zero, 25, and 50 µM) with three replications under hydroponic conditions. The results showed that 50 μM nickel sulfate without sodium nitroprusside significantly reduced the relative water content of leaves (43.1%) compared to the same treatment with-sodium nitroprusside. An increase in electrolyte leakage and malondialdehyde were observed as an indicator of oxidative damage in plants under nickel sulfate stress. In response to oxidative stress caused by nickel sulfate, the amount of chlorophyll decreased and carbohydrate and proline concentrations increased compared to the control. Application of sodium nitroprusside resulted in higher concentrations of chlorophyll b (4.54%) and total chlorophyll (3.57%) under non-nickel sulfate stress than the control. Antioxidant, peroxidase, and catalase activity increased by 62, 37, and 38%, respectively, under nickel sulfate stress when treated with 100 µM sodium nitroprusside compared to non-sodium nitroprusside treatment. According to the results, sodium nitroprusside at a concentration of 100 µM can reduce the negative effects of nickel exposure on the growth characteristics of tomato plants such as the number of leaves and dry weight of the plant, by increasing the antioxidant activity (increasing the activity of the enzymes catalase and peroxidase) and also the positive effect of proline accumulation on the RWC, so the use of this substance is recommended for tomato plants growing under nickel conditions. گوجه‌فرنگی, تنش غیرزیستی, فلزات سنگین, نیتریک اکسید Tomato, Abiotic stress, Heavy metals, Nitric oxide 109 126 http://jispp.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1663-2&slc_lang=fa&sid=1 Atiyeh Oraee عطیه اورعی atiyeh.oraee@alumni.um.ac.ir 100319475328460034036 100319475328460034036 No Department of Horticultural Science and Landscape Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران matineh moradian متینه مرادیان M.moradian@mail.um.ac.ir 100319475328460034037 100319475328460034037 No Department of Horticultural Science and Landscape Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Yahya selahvarzi یحیی سلاح ورزی selahvarzi@um.ac.ir 100319475328460034038 100319475328460034038 Yes Department of Horticultural Science and Landscape Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Ali Tehranifar علی تهرانی فر tehranifar@um.ac.ir 100319475328460034039 100319475328460034039 No Department of Horticultural Science and Landscape Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران Amir Ali Salavati امیرعلی صلواتی amirali.salavati@yahoo.com 100319475328460034040 100319475328460034040 No Department of Horticultural Science and Landscape Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران