بررسی اثر گابا بر بهبود تحمل تنش خشکی در زعفران مزروعی

تنش‌های محیطی واکنش‌های گسترده‌ای در گیاهان ایجاد می‌کنند که از تغییر در بیان ژن و متابولیسم سلولی تا تغییرات در نرخ رشد و عملکرد گیاه متفاوت است. خشکسالی، به عنوان یک تنش محیطی عمده، با اختلالات مختلف در رشد و توسعه گیاه همراه است. پیشنهاد شده است که استفاده از برخی مواد شیمیایی، مانند اسید گاما آمینو بوتیریک (GABA)، می‌تواند اثرات مضر تنش خشکسالی را کاهش دهد. با استفاده از طرح عاملی مبتنی بر طرح بلوک کامل تصادفی، مطالعه حاضر به بررسی تأثیر GABA بر ویژگی‌های رویشی و شاخص‌های مقاومت گیاهان زعفران (Crocus sativus L.) تحت شرایط کمبود آب پرداخت.درمان‌های GABA (با دو غلظت 25 و 50 میکرومولار) از طریق آبیاری و در سه سطح (0٪، 10٪ و 15٪) پلی‌اتیلن گلایکول (PEG 6000) به‌عنوان عوامل تحریک‌کننده تنش خشکی به گیاهان اعمال شد. نتایج نشان داد که درمان با GABA می‌تواند کاهش وزن شاخه و ریشه زعفران را در شرایط کمبود آب جبران کند. نتایج همچنین نشان داد که محتوای پرولین، مالوندی‌آلدهید و پروتئین تحت شرایط تنش خشکی کاهش یافت، اما درمان با GABA به غلظت 25 میکرومولار (PEG 15٪) به‌طور قابل توجهی محتوای پرولین و مالوندی‌آلدهید را افزایش داد. درمان GABA در هر دو غلظت 25 و 50 میکرومولار، محتوای پروتئین گیاه را تحت شرایط تنش خشکی افزایش داد. فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان (مانند کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز) تحت شرایط تنش خشکی به‌طور قابل توجهی کاهش یافت، در حالی که فعالیت پِروکسیداز در 10٪ PEG کاهش و در 15٪ PEG افزایش یافت.درمان با GABA در غلظت ۵۰ میکرومولار (۱۰٪ و ۱۵٪ PEG) آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی از جمله کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز را افزایش داد. درمان با GABA در هر دو غلظت ۲۵ و ۵۰ میکرومولار در شرایط تنش ۱۵٪ PEG باعث افزایش سوپراکسید دیسموتاز شد، اما تفاوت مشاهده شده معنی‌دار نبود. درمان با GABA در غلظت ۵۰ میکرومولار (۱۰٪ PEG) محتوای فنول را به طور معنی‌داری افزایش داد، درمان با GABA در غلظت ۲۵ میکرومولار (۱۵٪ PEG) محتوای فلاونوئید را تا حد قابل توجهی افزایش داد و درمان با GABA در غلظت ۲۵ میکرومولار (۱۰٪ PEG) محتوای آنتوسیانین را به‌طور معنی‌داری افزایش داد. بر اساس این یافته‌ها و با توجه به اثرات مثبت درمان با GABA بر القای مقاومت به خشکی در زعفران، توصیه می‌شود که GABA به عنوان یک ماده مؤثر برای مقابله با اثرات مضر تنش خشکی بر گیاهان زعفران استفاده شود.

Environmental stress triggers 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% and15% PEG) increased antioxidant enzymes including catalase and superoxide dismutase. GABA treatment at both 25and 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 considerable extent, 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.