اثر ملاتونین بر محتوای اسیدهای چرب و آنتی‌اکسیدان‌های زعفران

پیری زودرس برگ در پایان فصل رشد چالشی مهم در کشت زعفران محسوب می‌شود. در حالی که تغییرات ترکیب برگ در طول پیری در گیاهان مختلف به طور گسترده ثبت شده است، مطالعات مشابه در مورد زعفران هنوز بررسی نشده است. علاوه بر این، هیچ تحقیقی در مورد نقش بالقوه ملاتونین در تأخیر پیری برگ در زعفران انجام نشده است. این مطالعه با هدف بررسی تغییرات ترکیب برگ زعفران و ارزیابی اثرات کاربرد برگی ملاتونین در مرحله رشد پایانی انجام شد.

این تحقیق در طول دو سال زراعی متوالی (2022-2021 و 2021-2020) انجام شد. در آزمایش اول، پنج غلظت ملاتونین (200، 150، 100، 50 و 0 میکرومولار) به صورت محلول‌پاشی برگی برای ارزیابی اثرات آن‌ها بر ترکیب اسیدهای چرب و سبزینگی گیاه استفاده شد. آزمایش دوم شامل غلظت‌های مختلف ملاتونین و دو زمان کاربرد (124 و 131 روز پس از جوانه‌زنی) برای مطالعه تأثیر آن‌ها بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان بود. هر دو آزمایش به صورت آزمایش‌های فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار طراحی شدند. نتایج نشان داد که تیمار با ملاتونین 100 میکرومولار به طور معنی‌داری تولید اسیدهای چرب از جمله C8:0 (67.60 درصد)، C10:0 (98.66 درصد)، C12:0 (40.73 درصد) و C18:0 (35.32 درصد) را در مقایسه با شاهد تیمار نشده افزایش داد. همچنین، بالاترین فعالیت آنزیم‌های پراکسیداز آسکوربات و کاتالاز با کاربرد ملاتونین 100 میکرومولار در 124 روز پس از جوانه‌زنی مشاهده شد. در همان روز، بیشترین محتوای پروتئین کل با ملاتونین 50 میکرومولار ثبت شد، اگرچه با تیمار 100 میکرومولار تفاوت معنی‌داری نداشت.

در نتیجه، تیمار ملاتونین 100 میکرومولار به عنوان مؤثرترین تیمار در افزایش سبزینگی گیاه، تغییر ترکیب اسیدهای چرب، تقویت فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان و افزایش محتوای پروتئین کل شناخته شد. با این حال، زمان کاربرد ملاتونین به عنوان عاملی حیاتی که نیازمند توجه دقیق است، ظاهر شد. این یافته‌ها نقش امیدوارکننده ملاتونین را در بهبود ویژگی‌های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان زعفران برجسته می‌کند.

Early leaf senescence at the end of the growing season poses a significant challenge in saffron cultivation. While changes in leaf composition during senescence have been extensively documented in various plants, similar studies on saffron remain unexplored. Furthermore, there has been no investigation into the potential role of melatonin in delaying leaf senescence in saffron. This study aimed to examine the changes in saffron leaf composition and evaluate the effects of melatonin foliar application during the late growth stage. The research was conducted over two consecutive cropping years (2020–2021 and 2021–2022).

In the first experiment, five concentrations of melatonin (0, 50, 100, 150, and 200 μM) were applied as foliar sprays to assess their effects on fatty acid composition and plant greenness. The second experiment involved varying melatonin concentrations and two application timings (124 and 131 days after germination) to study their impact on antioxidant enzyme activity. Both experiments were designed as factorial trials within a completely randomized block design with three replicates. The results demonstrated that treatment with 100 μM melatonin significantly increased the production of fatty acids, including C8:0 (67.60 %), Cl:0:0 (98.66 %), Cl:2:0 (40.73 %), and Cl:8:0 (35.32 %) compared to the untreated control. Also, the highest activities of ascorbate peroxidase and catalase enzymes were observed with 100 μM melatonin applied 124 days after germination.

On the same day, the highest total protein content was recorded with 50 μM melatonin, although it was not significantly different from the 100 μM treatment. In conclusion, the 100 μM melatonin treatment was found to be the most effective in enhancing plant greenness, modifying fatty acid composition, boosting antioxidant enzyme activity, and increasing total protein content. However, the timing of melatonin application emerged as a critical factor warranting careful consideration. These findings highlight the promising role of melatonin in improving the physiological and biochemical attributes of saffron plants.