Effect of Salicylic Acid on Growth and Biochemical Characteristics and Essential Oil Percentage of Lemon Verbena at Different Irrigation Water Salinity

Document Type : Research Paper

Authors

Department of Horticulture Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.

Abstract

In order to study the effect of salicylic acid on some growth and biochemical characteristics of lemon verbena (Lippia citrodora L.) under salt stress, a pot experiment was conducted as factorial, based on completely randomized design, with four levels of water salinity (control, 50, 100, and 150 mM NaCl) and four levels of salicylic acid (SA) (0, 150, 300 and 450 mg/L, equivalent to 0, 1.06, 2.12, and 3.2 mM, respectively). The results showed that interaction effects of salinity and salicylic acid on all of the studied traits were significant, except leaf dry weight, and fresh and dry weights of root. Based on the results, the highest amount of leaf fresh weight, fresh and dry weights of aerial parts, chlorophyll a and chlorophyll b and carotenoid contents were found in the treatment without salinity and application of 3.2 mM SA. The highest amount of soluble carbohydrate was in the treatment without salinity and application of 2.12 mM SA, the highest proline was in 100 mM NaCl and application of 3.2 mM SA, and the highest total phenol was in 100 mM salinity and application of 2.12 mM SA. Therefore, application of SA (especially at 3.2 mM) under salinity stress (100 and 150 mM NaCl) mitigated the negative effects of this stress, increased morphological traits and photosynthetic pigments, and, conversely, decreased the amount of total phenol, soluble carbohydrates, and proline by reducing salinity stress.
 
Keywords: Photosynthetic pigments, Plant growth regulator, Proline, Soluble carbohydrates

Keywords

References

  1.  احمدی ع و سی و سه مرده ع، 1383. اثر تنش خشکی بر کربوهیدرات محلول و پرولین در 4 رقم گندم سازگار با شرایط اقلیمی ایران. مجله علوم کشاورزی ایران، 35(3): 769-753.
  2.  آروین پ، 1394. اثر جیبرلین بر روی برخی صفات رویشی، محتوی رنگیزه‏های فتوسنتزی و پرولین در گیاه دارویی مرزه (Satureja hortensis L.) در شرایط تنش شوری. مجله پژوهش‏های به زراعی، 7(2): 104-89.
  3.  ارچنگی آ، خدامباشی م و محمد خانی ع، 1391. تأثیر تنش شوری بر ویژگی‏های مورفولوژیک و میزان عناصر سدیم، پتاسیم و کلسیم در گیاه دارویی شنبلیله (Trigonella foenum gracum) تحت شرایط کشت هیدروپونیک. علوم و فنون کشت­های گلخانه­ای،10(3): 44-33.
  4. جهان تیغ ا، نجفی ف، نقدی بادی ح ع، خاوری نژاد ر.ع و سنجریان ف، 1395. مطالعه برخی از شاخص های فیزیولوژیک زوفا(Hyssopus officinalis)  در مرحله رویشی تحت تأثیر تنش شوری. زیست شناسی گیاهی ایران، 8(27): 81-94.
  5. خرسندی ا، حسنی ع، سفیدکن ف، شیرزاد ح و خرسندی ع. ر، 1389. اثر تنش شوری ناشی از کلرید سدیم بر رشد، عملکرد، میزان و ترکیب‏های اسانس Agastache foeniculum Kuntz.. تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 26(3): 451-438.
  6. رضایی م. ب و جایمند ک، 1380. بررسی ترکیب‏های شیمیایی اسانس به‏لیمو (Lippia citrodora H.B.). فصلنامه پژوهش و سازندگی، 53: 14-13.
  7. رضایی چیانه ا، جمالی م، پیرزاد ع.ر و توفیق س، 1395. تاثیر قارچ مایکوریز بر برخی صفات مورفوفیزیولوژیکی و عملکرد مرزه تابستانه (Satureja hortensis L.) در شرایط تنش شوری. فرآیند و کارکرد گیاهی، 5(17): 15-29.
  8. شهبازی م و محقق دوست ز.ت، 1375. بررسی اثرات کلرور سدیم بر رشد و انباشت ترکیبات آلی و معدنی در گندم. مجله علوم کشاورزی ایران، 27(4): 78-69.
  9. شهبازی م، امینی ف و اصغری غ.ر، 1392. تاثیر تنش شوری بر پراکسیداسیون لیپید، نشت یونی و پرولین در گیاه دارویی به‏لیمو (Lipppia citrodora L.) تحت تیمار 24- اپی براسینولید. اولین کنفرانس ملی تنش شوری در گیاهان و راهکارهای توسعه کشاورزی در شرایط شور. 869-873.
  10.  صفرنژاد ع، سلامی م. ر و حمیدی ح، 1386. بررسی ویژگی‏های مورفولوژی گیاه دارویی اسفرزه در برابر تنش شوری. پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی. 20: 160-152.
  11. عسکری م، امینی ف و حسین پور ل، 1395. مطالعه تغییرات رشد، سیستم دفاع آنتی اکسیدانتی و مقدار پروتئین با کاربرد عنصر روی در گیاه دارویی پریوش (Catharanthus roseus (L.)G. Don.) تحت تنش شوری. دوماهنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 32(1): 46-35.
  12. فاضلی آ، زارعی ب و طهماسبی ز، 1396. تأثیر تنش شوری و سالیسیلیک اسید بر برخی ویژگی­های فیزیولوژیک و بیوشیمیایی سیاه دانه (Nigella sativa L.). زیست شناسی گیاهی ایران، 34: 69-83.
  13. کریمی ه. 1395. فرهنگ رستنی‏های ایران. انتشارات پرچم. تهران.
  14. معصومی زواریان ا، یوسفی راد م و اصغری م، 1394. بررسی اثرات قارچ مایکوریزا بر ویژگی‏های کمی و کیفی گیاه دارویی انیسون (Pimpinella anisum) تحت تنش شوری. فصلنامه گیاهان دارویی، 14(2): 148-139.
  15. مومنی ن، آروین م. ج، خواجویی نژاد غ، کرامت ب و دانشمند ف، 1392. اثر کلرید سدیم و سالیسیلیک  اسید بر برخی شاخص‏های فتوسنتزی و تغذیه معدنی گیاه ذرت(Zea mays L.) . زیست شناسی گیاهی، 5(15): 30-15.
  16. نقوی م. ر و خلیلی م، 1394. مکانیسم‏های مقاومت به تنش شوری در گیاهان، چهارمین کنفرانس ملی کشاورزی و منابع طبیعی پایدار.
  17. نورافکن ح. 1393. اثر اسید سالیسیلیک بر القای مقاومت نعناع فلفلی به تنش شوری در شرایط گلخانه. فصلنامه دانش نوین کشاورزی پایدار، 10-2(2): 95-85.
  18.  نورانی آزاد ح. ف و حاجی باقری م. ر، 1387. تأثیر تنش شوری بر روی برخی از ویژگی های فیزیولوژیک گیاه شوید (Anthum graveolens L.). مجله دانش نوین کشاورزی، 4 (12): 100-93.
  19. وطن خواه ا، کلانتری ب و عندلیبی ب، 1396. اثر متیل جاسمونات و تنش شوری بر ویژگی های فیزیولوژیکی و فیتوشیمیایی گیاه نعناع فلفلی (Mentha piperita L.) تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 33 (2): 449-465.
  20. هراتی ا، کاشفی ب و متینی زاده م، 1395. بررسی کاهش اثرات سوء تنش شوری بر صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی آویشن(Thymus daenensis Celak.)  از طریق کاربرد اسید سالیسیلیک. فناوری تولیدات گیاهی، 16(2): 125-111.
  21. 19. Ashraf M., Mukhtar N., Rehman S. and Rha E.S. 2004. Salt-induced changes in photosynthetic activity and growth in a potential medicinal plant Bishop’s weed (Ammi majus L.). Photosynthetica, 42(2): 543-550.
  22. 20.  Arnon A.N. 1967. Method of extraction of chlorophyll in the plants. Agronomy Journal, 23:112-121.
  23. 21. Barrett-Lennard E.G. 2003. The interaction between waterlogging and salinity in higher plants: causes, consequences and implications. Plant and Soil, 253(1): 35-54.
  24. 22. Bates L.S., Waldron R.P. and Teare I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studied. Plant Soil, 39: 205-207.
  25. Dianat M., Saharkhiz M.J. and Tavassolian I. 2016. Salicylic acid mitigates drought stress in Lippia citriodora L.: Effects on biochemical traits and essential oil yield. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 8: 286.293.
  26. Gallego-Giraldo L., Escamilla-Trevino L., Jackson L.A., Richard A. and Dixon. 2011. Salicylic acid mediates the reduced growth of lignin down-regulated plants. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108(51): 20814–20819.
  27. Gunes A., Inal A., Alpaslam M., Erslan F., Bagsi E.G. and Cicek N. 2007. Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize (Zea mays L.) grown under salinity. Journal of Plant Physiology, 164: 728-736.
  28. Irriogyen J.H., Emerich D.W. and Sanchez Diaz M. 1992. Water stress induced changes in concentration of proline and total soluble sugars in modulated alfalfa plant. Acta Physiologiae Plantarum, 84: 55-66.
  29.  Janmohammadi M., Abbasi A. and Sabaghnia N. 2012. Influence of NaCl treatments on growth and biochemical parameters of castor bean (Ricinus communis L.). Acta Agriculturae Slovenica, 96(1): 31-40.
  30. Kerepesi I. and Galiba G. 2000. Osmotic and salt stress-induced alteration in soluble carbohydrate content in wheat seedlings. Crop Science, 40(2): 482-487.
  31. Levent Tuna A., Kaya C., Dikilitas M., Yokas I.B., Burun B. and Altunlu H. 2007. Comparative effects of various salicylic acid derivatives on key growth parameters and some enzyme activities in salinity stressed maize (Zea mays L.) plants. Pakistan Journal of Botany 39(3): 787-798.
  32. Munns R. 2002. Comparative physiology of salt and water stress. Plant, Cell & Environment, 25(2): 239-250.
  33.  Parida A.K. and Das A.B. 2005. Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60: 324-349.
  34. Rasool S., Hamees A., Azooz M.M., Rehman M., Siddiqi T.O. and Ahmad P. 2013. Salt stress: Causes, Types and Responses of Plants. Springer, pp: 1-24.    
  35.  Reimond G., Rouphael Y., Di Stasio E., Napilitano F., Clemente G., Maiello R., Giordano M. and De Pascale S. 2017. Evaluation of Salvia hispanica performance under increasing salt stress conditions. Acta Horticulturae, 8: 703-708.
  36.  Said-Alahl H.A.H. and Omer E.A. 2011. Medicinal and aromatic plants production under salt stress. A review. Herba Polonica Journal, 57(1): 72-86.
  37. Sakhabutdinova A.R., Fatkhutdinova D.R., Bezrukova M.V. and Shakirova F.M. 2003. Salicylic acid prevents the damaging action of stress factors on wheat plants. Bulgarian Journal of Plant Physiology, 1: 314-319.
  38.  Tanou G., Molassiotis A. and Diamantidis G. 2009. Induction of reactive oxygen species and necrotic death-like destruction in strawberry leaves by salinity. Environmental and Experimental Botany, 65(3): 270-281.
  39. Tester M. and Davenport R. 2003. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants. Annales Botanici Fennici, 91(5): 503-527.
  40. Yamada M., Morishita H., Urano K., Shiozaki N., Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki, K. and Yoshiba, Y. 2005. Effect of free proline accumulation in petunias under drought stress. Journal of Experimental Botany, 56(417): 1975-1978.
  41. Yusuf M., Hasan S.A., Ali B., Hayat S., Fariduddin Q. and Ahmad A. 2008. Effect of salicylic acid on salinity induced changes in Brassica juncea. Journal of Integrative Plant Biology, 50: 1096-1102.
  42.  Zhang X., Ervin E.H., Evanylo G.K. and Haering K.C. 2009. Impact of biosolids on hormone metabolism in drought- stressed tall fescue Crop. Food and Agriculture Organization of the United Nation, 49(5): 1893-19
Journal of Water Research in Agriculture
Volume 33, Issue 1
June 2019
Pages 95-107

Files

Share

How to cite

Statistics