دانشگاه ارومیه پژوهش و توسعه جنگل 2476-3551 12 2 2026 09 23 Antioxidant enzyme responses of two-year-old Pistacia atlantica Desf. seedlings to combined drought and dust Stress پاسخ آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی نهال‌های دو‌سالة بنه ( Pistacia atlantica Desf.) به تنش همزمان خشکی و گردوغبار 203 218 121930 10.30466/jfrd.2026.56637.1785 FA فاطمه پورفلاحی دانشجوی دکتری گروه جنگلداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه لرستان ملایر، ملایر، ایران بابک پیله ور استاد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران 0000-0002-1165-4814 زهرا میرآزادی استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران 0000-0002-0046-7538 سید وحید سیدنا استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران Journal Article 2025 10 07 <strong>Background and Objective:</strong> Over the past two decades, the severity of drought and the frequency of dust storms have increased markedly in Iran, particularly in the western and southwestern provinces, imposing substantial pressure on natural ecosystems. The Zagros forests, one of the country's most valuable and vulnerable forest ecosystems, are highly susceptible to the combined impacts of drought and dust deposition. These environmental stressors reduce tree growth, disrupt physiological processes, and accelerate forest decline. Wild pistachio (<em>Pistacia atlantica</em> Desf.), an ecologically and economically important tree species of Iran's arid and semi-arid regions, plays a crucial role in maintaining ecosystem stability. Therefore, this study aimed to investigate the combined effects of drought and dust stress on the antioxidant enzyme activities of wild pistachio seedlings in order to better understand their defense mechanisms and provide insights for improving their resilience to environmental stress.<br /><strong>Material and Methods:</strong> This study was conducted from March 2023 to December 2023 in the greenhouse of the Faculty of Agriculture and Natural Resources, Lorestan University. A factorial experiment was arranged as a split-plot design within a randomized complete block design using 384 wild pistachio seedlings. Drought stress was applied at three irrigation levels corresponding to 100% (control), 75%, and 50% of field capacity, while dust stress consisted of four concentrations: 0, 350, 750, and 1,500 μg m⁻³. Growth chambers with transparent plastic covers were constructed inside the greenhouse, and the seedlings were placed within these chambers. The potting medium consisted of equal proportions of agricultural soil, sand, and farmyard manure, similar to the substrate commonly used in forest nurseries. At the end of the experiment, leaf samples were collected and the activities of catalase (CAT), peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), and ascorbate peroxidase (APX) were determined under laboratory conditions.<br /><strong>Results: </strong>Drought and dust stresses significantly affected the activities of all antioxidant enzymes at the 1% probability level. However, the interaction between the two stressors was not significant for APX activity, indicating that each stress factor independently influenced this enzyme. Catalase activity increased markedly with increasing stress intensity. Under severe drought (50% of field capacity), APX and SOD activities showed a slight decline at the initial dust concentration (350 μg m⁻³), which may reflect temporary impairment of the antioxidant defense system under oxidative stress. With further increases in dust concentration to 750 and 1,500 μg m⁻³, SOD activity increased substantially, suggesting activation of compensatory defense mechanisms to counteract reactive oxygen species. Although POD activity was significantly influenced by both drought and dust stress, its response did not exhibit a consistent increasing or decreasing trend.<br /><strong>Conclusion:</strong> Wild pistachio seedlings responded to the combined effects of drought and dust stress by significantly enhancing the activities of CAT, POD, and SOD, demonstrating an effective antioxidant defense mechanism. The marked increase in SOD activity, as the first line of defense against reactive oxygen species, highlights its critical role in protecting cellular integrity and enhancing stress tolerance. Nevertheless, under severe drought and dust conditions, physiological performance and seedling growth were substantially impaired, increasing the likelihood of seedling mortality. Consequently, mitigating dust sources through wetland restoration, securing environmental water allocations, establishing stress-tolerant vegetation in dust-emitting areas, and strengthening regional cooperation for transboundary dust control and sustainable water resource management are recommended to reduce environmental stress and improve the resilience of Zagros forest ecosystems. <strong>مقدمه و هدف</strong>: طی دو دهه اخیر، شدت خشکسالی و وقوع طوفان‌های گردوغبار در ایران، به‌ویژه در استان‌های غربی و جنوب‌غربی، روندی افزایشی داشته و فشار قابل‌توجهی بر بوم‌سازگان‌های طبیعی وارد کرده است. جنگل‌های زاگرس به‌عنوان یکی از ارزشمندترین و حساس‌ترین بوم‌سازگان‌های کشور، در برابر تنش‌های هم‌زمان ناشی از خشکسالی و گردوغبار آسیب‌پذیر هستند. این تنش‌ها با کاهش رشد، اختلال در فرایندهای فیزیولوژیک و تسریع زوال درختان، پایداری زیست‌بوم را تهدید می‌کنند. بنه (<em>Pistacia atlantica</em> Desf.) از گونه‌های مهم جنگلی مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران است که به‌دلیل نقش بوم‌شناختی و اقتصادی خود، در حفظ تعادل این بوم‌سازگان‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد. از این‌رو، این پژوهش با هدف بررسی اثر هم‌زمان تنش‌های خشکی و گردوغبار بر فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی نهال‌های بنه، به‌منظور شناخت بهتر سازوکارهای دفاعی این گونه و ارائه راهکارهای مدیریتی برای افزایش مقاومت آن در برابر تنش‌های محیطی انجام شد.<br /><strong>مواد و روش‌ها:</strong> این پژوهش در بازه زمانی اسفندماه ۱۴۰۱ تا آذرماه ۱۴۰۲ در گلخانة دانشکدة کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه لرستان انجام شد. آزمایش به­صورت فاکتوریل با استفاده از طرح کرت­های خردشده (اسپلیت پلات) در قالب بلوک­های کامل تصادفی با ۳۸۴ نهال بنه اجرا شد. نهال‌ها تحت تنش خشکی در سه سطح شامل ۱۰۰ درصد (بدون تنش)، ۷۵ درصد و ۵۰ درصد ظرفیت زراعی و همچنین تنش گردوغبار در چهار سطح صفر، ۳۵۰، ۷۵۰ و ۱۵۰۰ میکروگرم بر مترمکعب قرار گرفتند. اتاقک‌های رشد با پوشش پلاستیکی و ابعاد مشخص در داخل گلخانه احداث و گلدان‌ها در داخل این اتاقک‌ها قرار گرفتند. خاک مورد استفاده برای گلدان‌ها ترکیبی برابر از خاک زراعی، ماسه و کود دامی بود که مشابه خاک نهالستان جنگلی تهیه شده بود. در پایان دورة آزمایش، نمونه‌برداری از برگ‌های نهال انجام شد و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز (CAT)، پراکسیداز (POD)، سوپراکسید دیسموتاز (SOD) و آسکوربات پراکسیداز (APX) در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد.<br /><strong>یافته‌ها:</strong> نتایج نشان داد که تأثیر تنش‌های خشکی و گردوغبار بر فعالیت آنزیم‌های مذکور در سطح اطمینان ۹۹ درصد معنی‌دار بوده است. هرچند اثر متقابل این دو تنش تنها در مورد آنزیم آسکوربات پراکسیداز معنی‌دار نبود، که نشان‌دهندة تأثیر مستقل هر تنش بر فعالیت این آنزیم است. آنزیم کاتالاز با افزایش شدت تنش، روند افزایشی قابل توجهی نشان داد. در شرایط تنش خشکی با سطح آبیاری ۵۰ درصد ظرفیت زراعی، فعالیت آنزیم‌های آسکوربات پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز در پاسخ به افزایش غلظت گردوغبار ابتدا کاهش مختصری را در غلظت ۳۵۰ میکروگرم بر مترمکعب نشان دادند. این کاهش اولیه احتمالاً ناشی از آسیب موقتی به سیستم آنتی‌اکسیدانی گیاه یا مهار عملکرد آنزیم در اثر فشار استرس اکسیداتیو بوده است که منجر به کاهش موقت کارایی آنزیم می‌شود با افزایش بیشتر غلظت گرد و غبار به سطوح ۷۵۰ و ۱۵۰۰ میکروگرم بر مترمکعب، فعالیت SOD به­طور قابل توجهی افزایش یافت که نشان‌دهندة فعالسازی مکانیزم‌های جبرانی و تقویت پاسخ آنتی‌اکسیدانی در گیاه برای مقابله با آسیب ناشی از گونه‌های فعال اکسیژن است. هرچند فعالیت آنزیم پراکسیداز تحت تأثیر تنش‌های خشکی و گردوغبار در سطح آماری معنی‌دار قرار گرفت، اما روند تغییرات آن در پاسخ به افزایش شدت تنش، الگوی مشخص افزایشی یا کاهشی نداشت.<br /><strong>نتیجه‌گیری:</strong> نتایج این پژوهش نشان داد که نهال‌های بنه در مواجهه با تنش هم‌زمان خشکی و گردوغبار، با افزایش معنی‌دار فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز، پاسخ دفاعی مؤثر و سازگارانه‌ای از خود نشان می‌دهند. افزایش فعالیت سوپراکسید دیسموتاز به‌عنوان نخستین خط دفاعی در برابر گونه‌های فعال اکسیژن، نقش مهمی در حفظ یکپارچگی سلولی و کاهش آسیب‌های اکسیداتیو ایفا می‌کند و بیانگر توان سازگاری این گونه با شرایط نامساعد محیطی است. با این حال، در سطوح بالای تنش خشکی و گردوغبار، عملکردهای فیزیولوژیک گیاه به‌شدت تحت تأثیر قرار گرفته و رشد نهال‌ها محدود می‌شود؛ به‌گونه‌ای که احتمال خشکیدگی آن‌ها افزایش می‌یابد. ازاین‌رو، کاهش منابع تولید ریزگرد از طریق احیای تالاب‌ها، تأمین حق‌آبه، استفاده از گونه‌های گیاهی مقاوم در کانون‌های گردوغبار و توسعه همکاری‌های منطقه‌ای برای مدیریت منابع آب و کنترل کانون‌های فرامرزی گردوغبار، می‌تواند نقش مؤثری در کاهش شدت این تنش‌ها، بهبود کیفیت هوا و افزایش پایداری جنگل‌های زاگرس ایفا کند. https://jfrd.urmia.ac.ir/article_121930_555c9a3c97179110a6f2e95ccf730234.pdf