بررسی اثر گابا بر بهبود تحمل به تنش خشکی در زعفران کشت شده (Crocus sativus L.)

تنش های محیطی واکنش های گسترده ای را در گیاهان تحریک می کند که این واکنش ها از تغییرات در بیان ژن و متابولیسم سلولی تا تغییر در نرخ رشد و عملکرد گیاه متغیر است. کمبود آب، به عنوان یک تنش محیطی عمده، با نواقص مختلفی در رشد و توسعه گیاه مرتبط است. پیشنهاد شده است که اجرای برخی مواد شیمیایی، مانند اسید گاما آمینوبوتیریک (GABA)، می تواند اثرات مضر تنش خشکی را به حداقل برساند. با استفاده از یک الگوی عاملی بر اساس طراحی بلوک کاملاً تصادفی، این مطالعه به بررسی اثر GABA بر ویژگی های رویشی و شاخص های مقاومت گیاهان زعفران (Crocus sativus L.) تحت شرایط کم آبی پرداخت. تیمارهای GABA (با دو غلظت 25 و 50 میکرومول) از طریق آبیاری و تحت سه سطح (0٪، 10٪ و 15٪) از گلیکول پلی اتیلن (PEG 6000) به عنوان القاگرهای استرس خشکی، به گیاهان اعمال شد.

نتایج نشان داد که درمان با GABA می‌تواند کاهش وزن شاخه و ریشه زعفران را به دلیل شرایط کم آبی جبران کند. همچنین نتایج نشان داد که محتوای پرولین، مالاتدیهاید و پروتئین در شرایط استرس خشکی کاهش یافته است، اما درمان با GABA به میزان 25 میکرومولار (PEG 15%) به‌طور قابل توجهی محتوای پرولین و مالاتدیهاید را افزایش داد. درمان با GABA در هر دو دوز 25 و 50 میکرومولار در شرایط استرس خشکی محتوای پروتئین گیاه را افزایش داد. فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (مانند کاتالاز و سوپر اکسید دیسموتاز) به‌طور قابل توجهی در شرایط استرس خشکی کاهش یافت، در حالی که فعالیت پرکسیداز در 10% PEG کاهش و در 15% PEG افزایش یافت. درمان با GABA به میزان 50 میکرومولار (10% و 15% PEG) آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان از جمله کاتالاز و سوپر اکسید دیسموتاز را افزایش داد.

درمان با GABA در هر دو دوز 25 و 50 میکرومولار در شرایط استرس 15% PEG سوپر اکسید دیسموتاز را افزایش داد، اما تفاوت مشاهده شده معنادار نبود. درمان با GABA به میزان 50 میکرومولار (10% PEG) به‌طور قابل توجهی محتوای فنول را افزایش داد.درمان با GABA در غلظت ۲۵ میکرومولار (۱۵٪ PEG) محتوای فلاونوئید را به طور قابل توجهی افزایش داد و درمان با GABA در غلظت ۲۵ میکرومولار (۱۰٪ PEG) به طور معنی‌داری محتوای آنتوسیانین را افزایش داد. با توجه به این یافته‌ها و به دلیل تأثیرات مثبت درمان با GABA بر القای مقاومت در برابر خشکی در زعفران، توصیه می‌شود که از GABA به عنوان یک ماده مؤثر برای مبارزه با آثار مضر استرس خشکی بر روی گیاهان زعفران استفاده شود.

“Environmental stress trigger
s a wide range of reactions in plants, ranging from changes in gene expression and cell metabolism to alterations in growth rate and plant function. Drought , as a major environmental stress, is associated with various defects in plant growth and development. It has been suggested that the implementation of certain chemicals, such as gamma amino butyric acid (GABA), can minimize the detrimental effects of drought stress. Using a factorial pattern based on the completely randomized block design, the current study sought to investigate the effect of GABA on the vegetative characteristics and resistance indices of saffron (Crocus sativus L.) plants under water deficit conditions. GABA treatments (with the two concentrations of 25 and 50 μM) were applied to the plants through irrigation and under three levels (0%, 10% and 15%) of polyethylene glycol (PEG 6000) as drought stress inducers.

Results indicated that GABA treatment could compensate for saffron shoot and root weight loss due to water deficit conditions. Results also showed that proline, malondialdehyde, and protein contents decreased under drought stress conditions, but GABA treatment 25 μM (PEG 15%) increased proline and malondialdehyde contents significantly. GABA treatment at both 25 and 50 μMs increased plant protein content under drought stress conditions. Antioxidant enzyme activity (e.g., catalase and superoxide dismutase) decreased significantly under drought stress conditions, whereas peroxidase activity decreased at 10% PEG and increased at 15% PEG. GABA treatment at 50 μM (10% and 15% PEG) increased antioxidant enzymes including catalase and superoxide dismutase.

GABA treatment at both 25 and 50 μMs in 15% PEG stress condition increased superoxide dismutase, but the observed difference was not significant. GABA treatment at 50 μM (10% PEG) significantly increased phenol content, GABA treatment at 25 μM (15% PEG) increased flavonoid content to considesable extente, and GABA treatment 25 μM (10% PEG) significantly increased anthocyanin content, respectively. Based on these findings and due to the positive effects of GABA treatment on the induction of drought resistance in saffron, it is recommended that GABA be used as an effective substance to fight the detrimental effects of drought stress on saffron plants”