The Role of Silicon in Modulating Defense Responses of Crop Plants to Drought Stress: A Review of Biochemical, Physiological, and Molecular MechanismsAbstract

تنش خشکی به‌عنوان یکی از چالش‌های فزاینده زیست‌محیطی، با ایجاد اختلال در فرایندهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی، کاهش چشمگیر عملکرد و بهره‌وری محصولات زراعی را در پی دارد. در این میان، سیلیسیم به‌عنوان یک عنصر شبه‌ضروری و تنظیم‌کننده رشد، توانسته است نقش مؤثری در افزایش تاب‌آوری گیاهان به کم‌آبی ایفا کند. این مقاله مروری، با رویکردی تحلیلی و مبتنی بر شواهد گلخانه‌ای و مزرعه‌ای، به بررسی مکانیسم‌های تنظیمی سیلیسیم در کاهش آثار خشکی می‌پردازد. یافته‌ها نشان می‌دهند که سیلیسیم با تقویت سامانه آنتی‌اکسیدانی، کاهش پراکسیداسیون لیپیدها و تجمع گونه‌های فعال اکسیژن، حفظ ثبات غشای سلولی، ساختار کلروپلاست و کارکرد فتوسنتزی را ممکن می‌سازد. همچنین، تنظیم اسمز از طریق افزایش اسمولیت‌های سازگار نظیر پرولین، گلایسین‌بتائین و قندهای محلول، تعدیل مسیرهای سیگنال‌دهی هورمونی، تحریک متابولیسم فنولیک و تنظیم بیان ژن‌های مرتبط با فتوسنتز، از دیگر سازوکارهای مؤثر این عنصر است. افزون بر آن، سیلیسیم با بهبود متابولیسم کربن و نیتروژن، تخصیص منابع، افزایش بیوسنتز ترکیبات ساختاری، و توسعه ساختار ریشه، کارایی جذب آب و عناصر غذایی را به‌طور معنادار افزایش می‌دهد. در مجموع، این مرور با ارائه چارچوبی جامع از سازوکارهای عملکرد سیلیسیم، ضمن معرفی آن به‌عنوان راهبردی تغذیه‌ای در مدیریت تنش خشکی، افق‌های تازه‌ای برای پژوهش‌های مولکولی، کاربردی و توسعه کشاورزی پایدار ترسیم می‌نماید.