شماره مدرك
20355
شماره راهنما
2352 دكتري
پديد آورنده
عالي پور، مريم
عنوان
اثر تنش خشكي و محلولپاشي آبسيزيك اسيد و سيليكون بر رشد و برخي خصوصيات مورفو -فيزيولوژيكي و فيتوشيميايي گونه هاي آويشن
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
فيزيولوژي توليد و پس از برداشت گياهان باغباني
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
بيست و چهار، 261 ص
توصيفگر ها
آويشن , تنش كمآبي , متابوليت هاي ثانويه , سيليكات سديم , آبسيزيك اسيد , بيان ژن
تاريخ ورود اطلاعات
1404/05/08
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
علوم و مهندسي باغباني
دانشكده
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/05/11
كد ايرانداك
23146325
چكيده فارسي
آويشن يكي از ارزشمندترين گياهان دارويي جهاني است و چندين گونه از آن به ايران تعلق دارند. با توجه به موقعيت ايران در مناطق خشك و نيمهخشك، بررسي تأثير تنش خشكي بر اين گياه جزو اولويتهاي اصلي تحقيقات در كشور است. اين پژوهش با هدف شناسايي جمعيت¬هاي متحمل و حساس به تنش كم¬آبي و ارزيابي تنوع ژنتيكي صفات مورفولوژيكي، فيزيولوژيكي و بيوشيميايي 10 جمعيت آويشن تحت شرايط تنش كم¬آبي در سه سطح (100، 70 و 40 درصد ظرفيت زراعي) در شرايط كنترلشده گلخانه بهصورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و شرايط مزرعهاي بهصورت اسپيليت پلات در قالب طرح بلوك كاملاً تصادفي با سه تكرار در دانشگاه صنعتي اصفهان انجام شد. سپس بر اساس نتايج تجزيه به مؤلفههاي اصلي، 3 جمعيت (حساس به خشكي، متحمل به خشكي و شاخص) انتخاب شدند. نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه جمعيت¬ها ازنظر اكثر صفات مورد مطالعه اختلاف معني¬داري داشتند. همچنين اثر سطوح آبياري بر تمام صفات معني¬دار بود. تنش كم¬آبي موجب كاهش معني¬داري در صفات ارتفاع گياه، طول ميانگره، طول و عرض برگ، وزنتر و خشك بوته، محتواي كلروفيل a و b، كلروفيل كل، محتواي كاروتنوئيد و محتواي نسبي آب برگ شد؛ اما تنش كم¬آبي منجر به افزايش فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني (كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز، گاياكول پراكسيداز و سوپر اكسيد ديسموتاز)، ميزان مالون¬دي¬آلدئيد، هيدروژن پر اكسيد، پرولين، نشت الكتروليت، كربوهيدرات كل، پروتئين كل، محتواي اسانس، محتواي فنول و فلاونوئيد كل، فعاليت آنتي¬اكسيداني، تركيبات پلي¬فنول و تغيير در تركيبات اسانس شد. براي انتخاب جمعيت¬هاي متحمل به تنش، شاخص¬هاي TOL، SSI، STI، MP، GMP و YSI مورد بررسي قرار گرفتند كه شاخص¬هاي STI و GMP بهعنوان شاخص¬هاي برتر براي شناسايي جمعيت¬هاي متحمل آويشن معرفي شدند. بر اساس اين شاخص¬ها جمعيت T. kotschyanus-2 به عنوان متحمل¬ترين و T. serpyllum بهعنوان حساسترين جمعيت¬ معرفي شدند. در ادامه اين پژوهش به بررسي صفات مورفو-فيزيولوژيكي و صفات فيتوشيميايي و تغييرات متابوليت¬هاي ثانويه سه جمعيت منتخب تحت رژيم آبياري در دو سطح (100 و 40 درصد ظرفيت زراعي) و محلولپاشي آبسيزيك اسيد در سه سطح (0، 25 و 50 ميكرو مولار) و سيليكات سديم در سه سطح (0، 1 و 2 ميلي مولار) جهت كاهش اثرات منفي خشكي پرداخته شد. نتايج نشان داد كه آبسيزيك اسيد در غلظت 25 ميكرو مولار و سيليكات سديم در غلظت 2 ميلي مولار تأثير مثبتي در بهبود فرايندهاي آنزيمي و متابوليكي مورد بررسي داشت. در نتيجه، استفاده از آبسيزيك اسيد و سيليكات سديم باعث بهبود رشد در شرايط آبياري معمول و افزايش مقاومت و تحمل در برابر تنش خشكي گرديد. آناليز كروماتوگرافي گازي نشان داد كه تيمول، كاريوفيلن اكسيد، اندوبورنئول، لينالول، گاماترپينن و پي¬سايمن تركيبات اصلي اسانس آويشن را تشكيل مي-دهند و بيشترين محتواي تيمول (32/57 درصد) در پاسخ به تنش كم¬آبي در جمعيت T. kotschyanus-2 مشاهده شد. علاوه بر اين، نتايج كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا وجود چهارده تركيب گاليك اسيد، كلروژنيك اسيد، كافئيك اسيد، 4- هيدروكسي بنزوئيك اسيد، وانيليك اسيد، سيرينژيك اسيد، الاژيك اسيد، پي-كوماريك اسيد، فروليك اسيد، رزمارينيك اسيد، آپيژنين، لوتئولين، روتين و كوئرستين را در عصاره فنولي جمعيت¬هاي منتخب آويشن نشان داد و بيشترين محتواي رزمارينيك اسيد (86/61 ميليگرم بر 100 گرم وزن خشك) در جمعيت T. kotschyanus-2 در شرايط تنش خشكي شديد مشاهده شد. اين پژوهش همچنين به بررسي تغييرات بيان ژن¬هاي دخيل در مسير سنتز تيمول و كارواكرول ازجمله TPS2، CYP71D178، CYP71D180 وCYP71D181 در شرايط تنش كم¬آبي و محلولپاشي آبسيزيك اسيد در سه جمعيت منتخب گياه آويشن در اتاق رشد در موسسه ماكس پلانك آلمان پرداخت. نتايج نشان داد كه بيان ژن TPS2 بيشترين افزايش را در پاسخ به آبسيزيك اسيد و تنش خشكي در هر سه جمعيت نشان داد. دادهها نشان ميدهد كه TPS2 بيشتر از CYP71D178، CYP71D180 و CYP71D181 تحت تأثير قرار گرفت كه نشان ميدهد نقش مهمي در بيوسنتز تيمول و كارواكرول دارد.
چكيده انگليسي
Thyme is one of the worldʹs most useful medicinal plants, with many species native to Iran. Considering Iranʹs location in arid and semi-arid regions, understanding the effects of drought stress on this plant is one of the countryʹs main research goals. This study aimed to identify drought-tolerant and drought-sensitive populations and to evaluate the genetic diversity in morphological, physiological, and biochemical traits among 10 thyme populations under drought stress conditions. The experiments were conducted under controlled greenhouse conditions at three irrigation levels (100%, 70%, and 40% of field capacity) using a factorial completely randomized design, and under field conditions using a split-plot design in a completely randomized block with three replications at IUT. Principal component analysis (PCA) was used to select three populations: drought-sensitive, drought-tolerant, and an indicator population. Analysis of variance (ANOVA) showed significant differences between populations for most traits. Furthermore, the effects of irrigation levels on all traits were significant. Drought stress significantly reduced plant height, internode length, leaf length and width, fresh and dry plant weight, chlorophyll a and b, total chlorophyll, carotenoid content, and relative leaf water content. However, drought stress increased antioxidant enzyme activity (catalase, ascorbate peroxidase, guaiacol peroxidase, and superoxide dismutase), malondialdehyde (MDA) levels, hydrogen peroxide, proline content, electrolyte leakage, total carbohydrates, total protein, essential oil content, total phenol and flavonoid content, antioxidant activity, polyphenol compounds, and changes in essential oil composition. To identify stress-tolerant populations, several drought tolerance indices—TOL, SSI, STI, MP, GMP, and YSI—were examined. Among them, the STI and GMP indices proved to be the most effective for identifying drought-tolerant thyme populations. Based on these indices, the T. kotschyanus-2 population was identified as the most drought-tolerant, while T. serpyllum was the most drought-sensitive. Given the negative effects of drought on agricultural productivity, it is crucial to implement management strategies such as the use of abscisic acid and sodium silicate. In a follow-up study, the morpho-physiological and phytochemical traits as well as changes in secondary metabolites were evaluated in the three selected populations under two irrigation regimes (100% and 40% field capacity) and foliar application of abscisic acid at three levels (0, 25, and 50 µM) and sodium silicate at three levels (0, 1, and 2 mM). The results showed that abscisic acid at 25 µM and sodium silicate at 2 mM improved the examined enzymatic and metabolic processes. As a result, the application of abscisic acid and sodium silicate enhanced plant growth under normal irrigation and increased drought tolerance and resilience. This suggests their potential for reducing drought-induced losses and highlights the functional relationship between these compounds, physiological responses, and drought tolerance in thyme under arid and semi-arid conditions. Gas chromatography analysis revealed that the main components of thyme essential oil were thymol, caryophyllene oxide, endoborneol, linalool, γ-terpinene, and p-cymene, with the T. kotschyanus-2 population showing the highest thymol content (58.32%) in response to drought stress. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis detected 14 phenolic compounds in the selected thyme populations: gallic acid, chlorogenic acid, caffeic acid, 4-hydroxybenzoic acid, vanillic acid, syringic acid, ellagic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, rosmarinic acid, apigenin, luteolin, rutin, and quercetin. The highest content of rosmarinic acid (61.86 mg/100 g dry weight) was observed in the T. kotschyanus-2 population under severe drought stress.
استاد راهنما
مريم حقيقي , مهدي رحيم ملك
استاد مشاور
Axel Mithofer
استاد داور
حميدرضا عشقي زاده , علي نيكبخت , محمد مقدم