نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد،گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه لرستان
2 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان
3 استادیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان
4 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Abstract
Because of high levels of fatty acids, sunflower seed is susceptible to deterioration and damages caused by deterioration will reduce the quality of seed and seedling. To compare the effect of sunflower seed (cv. Barzegar) priming with gibberellin and ascorbic acid under two conditions, i.e. before and after the seed deterioration, an experiment was conducted in 2016 in the greenhouse of the Faculty of Agriculture, Lorestan University. The factorial pot experiment was performed based on a randomized complete block design with three replications. The first factor was the application time of priming in two levels (priming before and after seed deterioration) and the second factor was priming treatments in six levels (hydropriming, 50 and 75 ppm of gibberellin, 100 and 150 ppm of ascorbic acid, gibberellin 50 ppm + ascorbic acid 100 ppm and none primed control). Accelerated aging (72 h at 43 °C and 100% RH) was used to deteriorate the seed. The results showed that priming after seed deterioration in comparison with priming before deterioration was more efficient to improve traits such as seedling emergence and growth rate and seedling dry weight (p<0.05). However, for other traits such as emergence and seedling root length, there was an interaction between priming time and treatments; for these traits, priming after seed deterioration was generally more effective than priming before deterioration (p<0.05). Hydropriming after seed deterioration significantly improved percentage and rate of seedling emergence; and 75 ppm of gibberellin could improve seedling growth rate and dry matter accumulation. Therefore, 75 ppm of gibberellin and hydropriming are suggested for improving the quality of sunflower deteriorated seeds.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
آفتابگردان (Helianthus annuus L.) یکی از مهم‌ترین گیاهان دانه روغنی در جهان است (FAO, 2015). این گیاه روغنی، نقش بسزایی در تأمین نیاز به روغن‌های گیاهی خوراکی ایفا می‌کند Rassam et al., 2015)). زوال بذر، از دست دادن کیفیت فیزیولوژیکی بذر و مرگ آن در اثر عوامل محیطی نامطلوب است
(Kapoor et al., 2010). البته این فرآیند حتی در صورت نگه‌داری بذر در ایده‌ال ترین شرایط نیز غیر قابل اجتناب است (Copland & McDonald, 1985; Eisvand & Alizadeh, 2003 ).
در سطح سلولی، زوال بذر باعث تغییرات مختلف از جمله اختلال در یکپارچگی غشای سلول، نشت مواد از سلول، کاهش انرژی سوخت و ساز، اختلال در ساخت RNA و پروتئین و همچنین تخریب DNA می‌شود که اثرات مخربی روی بذر دارد (Jyoti & Malik, 2013). زوال بذرها عموماً با افزایش آسیب پذیری گیاه نسبت به تنش‌ها و کاهش تحمل بذر برای انبارداری تحت شرایط بد همراه است (Mousavi-Nik et al., 2011). گیاهچه‌های ضعیف که رشد کمتری نسبت به گیاهچه‌های معمول دارند، از امکانات محیطی مثل نور، رطوبت و مواد غذایی خاک، کمتر استفاده می‌کنند و همچنین به شرایط نامساعد محیطی، حساس‌تر هستند. این تفاوت در رشد اولیه گیاهان ممکن است تا زمان برداشت محصول ادامه یابد و روی عملکرد گیاهان نیز تاثیر داشته باشد. نتایج مطالعات نشان داد که درصد جوانه‌زنی بذرهای کلزا (Ghassemi-Golezani et al., 2010) سویا (Saha & Sultana, 2008) و ذرت (Kapilan, 2015) با افزایش پیری کاهش یافت.
Verma et al. (2003) در مطالعه بر روی بذرهای زوال یافته کلزا گزارش کردند که در اثر زوال بذر، درصد و سرعت جوانه زنی و بنیه بذرکاهش یافت.
برای بررسی مکانیزم پیری بذر در شرایط آزمایشگاهی، از آزمون پیری تسریع شده استفاده می‌شود
(Khan, 2017) که از مهم‌ترین روشها به شمار می‌رود. در طی این آزمون، بذرها را در شرایط دمایی 35 تا 45 درجه سانتی‌گراد و رطوبت کنترل شده قرار می‌دهند (Demir et al., 2005). بذرهای روغنی حاوی مقادیر زیادی اسید چرب لینولئیک، بسیار مستعد زوال هستند (Goel & Sheoran, 2003). بذر آفتابگردان، حاوی اسیدهای چرب اولئیک و لینولئیک می‌باشد که در طول زمان، مستقل از شرایط ذخیره سازی، کاهش می‌یابند (Abreu et al., 2013).
پرایمینگ بذر، یک تکنیک به خوبی شناخته شده برای بهبود عملکرد بذر با جوانه زدن سریع و هماهنگ در طیف وسیعی از شرایط محیطی است (Nawaz et al., 2013; Singh et al., 2015). پرایمینگ با تأثیر مثبتی که در تسریع سبز شدن گیاه، استقرار بهتر و سریع‌تر گیاهچه، پوشش سریع‌تر زمین، قدرت رقابت بهتر با علف‌های‌هرز، توسعه بهتر ریشه و در نتیجه جذب بیشتر آب و مواد غذایی و ... دارد، می‌تواند سبب بهبود عملکرد شود و در صورت نامساعد بودن شرایط محیطی، اثرات مفید آن بهتر نمایان می‌شود Eisvand et al., 2010)). گزارش‌های متعددی، پرایمینگ بذر را عامل افزایش ساخت RNA ریبوزومی (Misra et al., 1980) و تولید بیشتر DNA میتوکندریایی (Bradford, 1986) معرفی کرده اند.
پرایمینگ بذر آفتابگردان، اثرات مفیدی بر شاخص‌های جوانه‌زنی دارد (Kathiresan et al.,1984; Dharmalingam & Basu, 1990).یکی از روش‌های مناسب برای به حداقل رساندن پراکسیداسیون لیپیدها در بذرهای زوال یافته، هیدورپرایمینگ می‌باشد (McDonald, 1999). گزارش‌های متعددی مبنی بر تأثیر مثبت پرایمینگ بر جوانه‌زنی و سبز شدن در گیاهان مختلف وجود دارد (Murungu et al., 2003; Demir Kaya et al., 2006; Ashraf & Rauf, 2001). هیدروپرایمینگ موجب بهبود درصد و سرعت جوانه‌زنی و وزن خشک گیاهچه کلزا تحت تنش شوری شد (Mosavian et al., 2016). پرایم کردن بذرها در غلظت مطلوب تنظیم کننده‌های رشد گیاهی (PGRs) می‌تواند باعث افزایش جوانه‌زنی، استقرار و رشد و عملکرد اقتصادی گیاهان زراعی در هر دو شرایط طبیعی و تنش شود .(Ghobadi et al., 2012; Zaidi et al., 2013)
جیبرلین‌ها به عنوان یکی از موثرترین هورمون‌های گیاهی در خصوص تحریک جوانه‌زنی بذور شناخته شده‌اند. فعالیت زیستی جیبرلین‌ها سبب تحریک تقسیم یا طویل شدن سلولی و یا هر دو می‌شود. البته در ارتباط با تحریک جوانه‌زنی، مهم‌ترین نقش آن‌ها، فعال سازی آنزیم آلفا آمیلاز و در نتیجه تجزیه بافت نشاسته و انتقال آن به محور جنینی در حال رشد می‌باشد (Taiz et al., 2015). آسکوربات در دیواره سلول یافت می‌شود و اولین خط دفاعی سلول محسوب می‌شود. همچنین نشان داده شده است که آسکوربات دیواره سلولی و آسکوربات اکسیداز موجود در دیواره سلولی، در کنترل رشد نیز دخالت دارند و فعالیت بالای آسکوربات اکسیداز، با توسعه سریع سلول‌ها همراه است (Shalata & Neumann, 2001). آسکوربات، تقسیم سلولی را افزایش می‌دهد و سبب افزایش تعداد و وزن خشک و تر برگ در گیاه می‌شود (Miguel et al., 2006). وظیفه اسید اسکوربیک، تنظیم پتانسیل اکسیداسیون احیاء در طول مدت جوانه زنی است (Copeland & Mcdonald, 1985). Ijaz et al. (2012) با بررسی گیاه ذرت بیان کردند که اسید آسکوربیک، باعث افزایش وزن خشک ریشه و ساقه‌چه، درصد و سرعت جوانه‌زنی، شاخص بنیه بذر و کاهش زمان جوانه‌زنی شد.
گزارش‌های مختلف حاکی از آن است که استفاده از پیش تیمارهای مختلف بذر، سبب افزایش شاخص‌های جوانه‌زنی بذرهای زوال یافته آفتابگردان و کلزا (Alivand et al., 2012) و چاودار کوهی (Ansari and Sharif zadeh, 2012) می‌شود. تحقیقات بر روی بذر آفتابگردان نشان داد که به احتمال زیاد پرایمینگ به ترمیم برخی از آسیبهای غشا ناشی از زوال کمک می‌کند (Kausar et al., 2009).
Bobak et al. (2015) اثر هورمون‌های اسید جیبرلیک و هیدروکسید پتاسیم را بر روی بذرهای زوال یافته ذرت مورد بررسی قرار دادند و نشان دادند که تیمار بذرهای زوال یافته با فیتوهورمون‌ها، سبب بهبود صفات جوانه‌زنی شد.افزایش پیری بذر گلرنگ، ویژگی‌های جوانه‌زنی (درصد و سرعت جوانه‌زنی) را کاهش داد و پس از پیر شدن، پرایمینگ با جیبرلین ۵۰ پی پی ام، ویژگی‌های جوانه‌زنی را افزایش داد (Khajeh et al., 2015).
رقم برزگر که امروزه به همراه رقم آذرگل در مناطق مختلف تحت کشت آفتابگردان در ایران کشت می شود، در سال 1391 توسط موسسه اصلاح و تهیه بذر و نهال معرفی شد. این رقم، به دلیل داشتن ویژگی‌هایی نظیر عملکرد بیشتر نسبت به آذرگل، زودرسی نسبی، مقاومت به سفیدک کرکی و زنگ نژادهای ایرانی و درصد روغن بالا، یکی از هیبریدهای برتر به شمار می‌رود. بنا بر گزارش موسسه اصلاح و تهیه بذر و نهال، رقم برزگر در آزمایش های مقایسه‌ای در سطح زارعان پیشرو، نتایج مطلوبی داشته است. به دلیل سازگاری با مناطق مختلف کشت آفتابگردان در ایران و برخورداری از ویژگی مقاومت به بیمارهای محدود کننده سفیدک کرکی و زنگ، جایگزین خوبی برای هیبریدهای خارجی محسوب می شود (SPII, 2012). از آن‌جا که تا کنون تحقیقی درخصوص نقش پرایمینگ قبل و بعد از زوال بذر در این رقم انجام نشده است، بذر رقم مذکور برای این تحقیق انتخاب شد.
این تحقیق دو هدف عمده داشت؛ اول این‌که جهت تخفیف اثرات زوال بذر بر کیفیت بذر و گیاهچه، پرایمینگ قبل از زوال بذر موثرتر است یا بعد از آن؟ و دوم آن‌که از بین تیمارهای پرایمینگ استفاده شده در این تحقیق، کدام یک برای بهبود کیفیت بذر زوال یافته آفتابگردان موثرتر هستند.
مواد و روشها
این پژوهش در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان، به صورت آزمایش گلدانی فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. در این تحقیق، بذر آفتابگردان رقم برزگر از موسسه تحقیقاتی بذر و نهال کرج تهیه شد. بذرها به دو قسمت تقسیم شدند؛ یک قسمت ابتدا بر اساس روش Delouche and Baskin (1973)، تحت شرایط پیری زودرس، به مدت 72 ساعت در ظرف دسیکاتور با مقدار مشخص آب (به منظور ایجاد رطوبت نسبی 100%)، درون آونی با دمای 2±41 درجه سانتی‌گراد (شرایط پیری زود رس) قرار داده شدند و 18 ساعت بعد از آن پرایم شدند و قسمت دیگر، ابتدا پرایم شدند و بعد از خشک شدن، در معرض تیمار پیری زودرس با روش گفته شده قرارداده شدند. پس از آن، بذرها در دمای اتاق (◦C 25) و به مدت 24 ساعت خشک شدند.
برای پرایمینگ، ابتدا سطح بذرها به مدت 30 ثانیه با هیپوکلرید سدیم (یک درصد کلر فعال) ضد عفونی شدند و پس از آن با آب مقطر شستشو داده شدند و به مدت 12 ساعت (دمای ◦C 22 در ژرمیناتور)، در شش سطح تیمار پرایمینگ شامل غلظت صفر (هیدروپرایم)، جیبرلین (50 و 75 ppm)، اسید آسکوربیک (100و 150 ppm) و ترکیبی (جیبرلین 50 ppm + آسکوربیک اسید 100ppm)، قرار داده شدند. پس از خروج از محلول‌های پرایمینگ، بذرها توسط آب مقطر شسته شدند و در دمای اتاق ( ◦C 25) به مدت 24 ساعت خشک شدند. همچنین بذر پرایم نشده نیز کشت شد.
خاک مورد استفاده در گلدان‌ها (به قطر 20 و ارتفاع 30 سانتی‌متر) از نوع لومی رسی بود. پس از الک کردن خاک، با ماسه و کود دامی پوسیده به نسبت 1:1:1 با هم ترکیب شد و برای یکنواخت شدن، خوب هم زده شدند. پس از پر کردن، گلدان‌ها (هر گلدان بعنوان یک تکرار آزمایشی) مطابق با نقشه طرح که قبلا تهیه شده بود، کنار هم در هر تکرار قرار داده شدند. تعداد 10 بذر در عمق 5/1 تا دو سانتی‌متری از سطح خاک در هر گلدان کشت شدند و پس از کاشت، آبیاری انجام شد. مراحل داشت (وجین و آبیاری) طی 21 روز انجام شد. هر روز تعداد گیاهچه‌های ظاهر شده شمارش و ثبت شد و سپس گیاهچه‌ها برداشت شدند و صفات مورد نظر اندازه‌گیری شد.
درصد ظهور گیاهچه (SEP): معیار سبز شدن، خروج برگ‌های لپه‌ای از خاک در نظر گرفته شد و بر اساس فرمول زیر محاسبه شد .(Nicols & Heydecker, 1986)
که در آن n: تعداد گیاهچه ظاهر شده و N: تعداد بذرهای کشت شده است.
سرعت ظهور گیاهچه (SER): برای اندازه گیری این صفت، گلدان‌ها هر روز بازدید شدند و تعداد گیاهچه ظاهر شده در آن روز یاداشت‌برداری شد و طبق فرمول زیر، سرعت ظهور گیاهچه محاسبه شد.
Seedling emergence rate (seedling/day)
که در آن ni: تعداد گیاهچه ظاهر شده در روز iام و Di: تعداد روز پس از شروع آزمایش (Agrawal, 2004) است.
سرعت رشد گیاهچه (SGR): سرعت رشد گیاهچه از فرمول زیر محاسبه شد:
SGR (mg/seedling/day) = (W2- W1)/ (T2- T1)
که آن، W1: وزن خشک گیاهچه در نمونه‌برداری اول، W2: وزن خشک گیاهچه در نمونه‌برداری دوم، T1: زمان اولین نمونه‌برداری و T2: زمان دومین نمونه‌برداری می‌باشد (Gardner et al., 1985).
طول ریشه: 21 روز پس از کاشت، پنج گیاهچه به صورت تصادفی از هر تیمار انتخاب شدند و به‌طور کامل و به‌گونه‌ای که آسیبی به ریشه وارد نشود، از خاک خارج شدند. طول ریشه به وسیله خط‌کش اندازه‌گیری شد.
وزن خشک گیاهچه: برای محاسبه این صفت، پنج گیاهچه درون پاکت‌های مخصوص گذاشته شدند و سپس در آون (دمای 75 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت) خشک شدند و با تراوزی دیجیتالی به دقت (001/0 گرم)، وزن آن‌ها اندازه‌گیری شد.
محتوای کلروفیل (میزان کلروفیلa، کلروفیلb و کاروتنوئید): 21 روز پس از کاشت و از نمونه هایی که برای سایر اندازه گیری ها برداشت شده بودند 2/0 گرم برگ‌های تازه گیاه، در هاون چینی که حاوی 15 میلی لیتر استون 80 درصد بود، ساییده شد و پس از صاف کردن با کاغذ صافی، در طول موج‌های 663، 674، 470 نانومتر، با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر UV-2100خوانده شد. محلول استون 80 درصد، به‌عنوان شاهد در نظر گرفته شد. غلظت رنگیزه‌ها با استفاده از فرمول‌های زیر محاسبه شد:
Chl a = 12.25 A663 - 2.79 A647
Chl b = 12.21 A647 - 5.1 A663
CX+C = (1000 A470-1.82 Chl a-85.02 Chl b)/198
در این فرمول‌ها، Chl a، Chl b، CX+Cبه ترتیب غلظت کلروفیلa، کلروفیلb و کاروتنوئیدها هستند. غلظت‌های به‌دست آمده بر حسب میکروگرم در میلی لیتر عصاره بیان شد (Lichtenthaler, 1987).
پس از بررسی نرمال بودن و صحت سنجی به وسیله نرم افزار Minitab، تجزیه واریانس داده‌ها با نرم افزار SAS انجام شد.
نتایج و بحث
درصد ظهور گیاهچه: اثر زمان و تیمار پرایمینگ بر درصد ظهور گیاهچه در سطح یک درصد و همچنین اثر متقابل زمان با تیمار پرایمینگ در سطح پنج درصد معنی‌دار بود (جدول 1).
جدول 1- میانگین مربعات جدول تجزیه واریانس اثر زمان اعمال و نوع تیمار پرایمینگ بر برخی صفات گیاهچه حاصل از بذر زوال یافته آفتابگردان
Table 1. ANOVA (Mean squares) of priming time and priming treatments effects on some seedling traits produced from deteriorated sunflower seeds.
|
Carotenoids |
Chlorophyll b |
Chlorophyll a |
Seedling DW |
Seedling growth rate
|
Root length
|
Seedling emergence rate |
Seedling emergence percentage |
Df |
(S.O.V) |
|
ns 0.008 |
ns 0.10 |
ns 0.59 |
ns 205.8 |
ns 60.7 |
ns 0.13 |
ns 671.4 |
ns 8.984 |
2 |
Repeat |
|
ns 0.06 |
ns 0.43 |
ns 3.30 |
5173.0** |
1749.6** |
ns 9.33 |
7573.7** |
2112.8** |
1 |
Priming time |
|
ns 0.07 |
0.86** |
17.3** |
1401.5** |
498.0** |
ns 3.03 |
3820.5** |
264.3** |
6 |
Priming treatment |
|
ns 0.18 |
ns 0.24 |
17.2** |
ns 143.2 |
140.3 ns |
ns 2.03 |
ns 459.4 |
262.9** |
6 |
Priming time × Priming treatment |
|
0.09 |
0.20 |
2.9 |
179.7 |
117.5 |
2.76 |
630.2 |
44.8 |
26 |
Error |
|
33.5 |
15.0 |
11.6 |
3.7 |
15.0 |
20.4 |
38.9 |
11.6 |
|
CV (%) |
**، *، ns به ترتیب نشانگر اثر معنی‌دار در سطح احتمال یک و پنج درصد و غیر معنی‌دار است.
**, * and ns indicate significant differences at 1%, 5% of probability levels and not significant, respectively
بیشترین درصد ظهور گیاهچه در شرایط پرایمینگ، بعد از زوال و از تیمار هیدروپرایمینگ بدست آمد (جدول 2). در هر دو وضعیت پرایمینگ قبل و بعد از زوال، بیشترین درصد سبز شدن مربوط به تیمار هیدروپرایمینگ بود. سایر تیمارها از جمله تیمار ترکیبی جیبرلین و اسید اسکوربیک، با توجه به زمان اعمال پرایمینگ، اثر متفاوتی بر درصد ظهور گیاهچه داشتند (جدول 2).
جدول 2- اثر زمان و تیمار پرایمینگ بر برخی صفات بذر و گیاهچه آفتابگردان
Table 2. Effects of priming time and treatments on some traits of sunflower seeds and seedlings.
|
|
|
Seedling emergence percentage |
Seedling emergence rate (seedling/day) |
Chl. a (µg/ml) |
|
Priming time |
Priming treatments |
|
|
|
|
After seed deterioration |
Control |
54.6cd |
1.12 cde |
13.60de |
|
Hydro-priming |
85.4a |
1.63 ab |
12.93 de |
|
|
GA50 ppm |
52.8cd |
1.43 bc |
12.19e |
|
|
GA75 ppm |
53.5cd |
1.90 a |
20.38a |
|
|
AsA100 ppm |
75.0ab |
1.34bcd |
17.72ab |
|
|
AsA150 ppm |
57.1c |
0.90de |
12.00e |
|
|
AsA100 + GA50 ppm |
73.6b |
1.71 ab |
13.11de |
|
|
|
Control |
50.8cd |
1.12 cde |
13.94cde |
|
Before seed deterioration |
Hydro-priming |
51.4cd |
1.77 ab |
15.61bcd |
|
GA50 ppm |
52.3cd |
0.75e |
14.22 cde |
|
|
GA75 ppm |
49.4 cd |
0.73 e |
14.41cde |
|
|
AsA100 ppm |
53.3 cd |
1.04cde |
15.22 bcde |
|
|
AsA150 ppm |
45.5cd |
0.95de |
14.88 bcde |
|
|
AsA100 + GA50 ppm |
48.83cd |
0.89 de |
13.21de |
|
|
|
LSD |
11.2 |
0.40 |
2.88 |
|
GA, gibberellic acid; AsA, Ascorbic acid. |
|
GA: جیبرلین،AsA اسید آسکوربیک |
||
کاهش درصد و سرعت جوانه زنی در اثر پیری در بذور آفتابگردان (Halder et al., 1983; Hussein et al. 2011) و سویا (Mohammadi et al., 2011) گزارش شده است. از عواقب مهم زوال بذر، تخریب غشای سلولی، مختل شدن متابولیسم سلولی و کاهش درصد جوانه‌زنی است (Peng et al., 2011). طبق نتایج تحقیقات متعدد، در مقایسه با بذرهای شاهد، بذرهایی که با آب پرایمینگ می‌شوندبا سرعت بیشتری جوانه می‌زنند (Ashraf & Foolad, 2005; Abdolrahmani et al., 2007). Demir et al., (2006) گزارش کردند که پرایمینگ، باعث افزایش درصد جوانه‌زنی آفتابگردان در شرایط تنش خشکی شد. همچنین پرایمینگ موجب افزایش درصد جوانه‌زنی بذرهای فرسوده شده آفتابگردان شد (Bailly et al., 1998, 2002; Kausar et al., 2009; Kibinza et al., 2011). استفاده از پیش تیمارهای مختلف بذر، سبب افزایش شاخص‌های جوانه‌زنی بذرهای زوال یافته آفتابگردان می‌شود (Alivand et al., 2012). هیدروپرایمینگ موجب بهبود درصد جوانه زنی بذر کلزا تحت شرایط تنش شوری شد (Mosavian et al., 2016).
سرعت ظهور گیاهچه: اثر زمان و نیز نوع تیمار پرایمینگ بر سرعت ظهور گیاهچه در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1).سرعت ظهور گیاهچه در شرایطی که پرایمینگ بعد از زوال بذر انجام شد، به‌طور معنی‌داری بیشتر از زمانی بود که پرایمینگ قبل از زوال انجام شد. در میان تیمارهای پرایمینگ، بیشترینسرعت ظهور گیاهچه در تیمار هیدروپرایمینگ مشاهده شد (جدول 3).گزارش شده است که هیدروپرایمینگ بذر آفتابگردان، سرعت جوانه‌زنی آن را تحت تنش شوری و خشکی افزایش می‌دهد (Kaya, 2006). Demir et al. (2006) گزارش کردند که پرایمینگ، باعث افزایش سرعت جوانه‌زنی آفتابگردان در شرایط تنش خشکی شد. در مطالعه‌ای که Toselli and Casenave (2003) روی پنبه انجام دادند مشخص شد که پرایمینگ، باعث افزایش سرعت جوانه‌زنی پنبه تحت تنش‌های شوری و دمایی شد اما تاثیر معنی‌داری بر درصد جوانه‌زنی نداشت. هیدروپرایمینگ موجب بهبود سرعت‌جوانه زنی بذر کلزا تحت شرایط تنش شوری شد (Mosavian et al., 2016).
جدول 3. مقایسه میانگین اثر تیمارهای پرایمینگ بر شاخص های ظهور و کیفیت گیاهچه حاصل از بذر زوال یافته آفتابگردان.
Table 3. Mean comparisons of the effects of priming treatments on emergence and quality of seedlings produced from deteriorated sunflower seeds.
|
Traits |
Seedling emergence percentage |
Seedling emergence rate (seedling/day) |
Root length (cm) |
Seedling growth rate (mg/seedling/day) |
Seedling DW (mg) |
Chlorophyll a (µg/ml) |
Chlorophyll b (µg/ml)
|
Carotenoids (µg/ml) |
|
Treatments |
|
|
|
|||||
|
Priming before SD |
50.5b |
1.0b |
6.7 a |
65.6 b |
769.1b |
14.4 a |
3.1 a |
0.9 a |
|
Priming after SD |
64.7a |
1.5 a |
6.8 a |
78.5 a |
792.1 a |
15.0 a |
2.9 a |
0.8 a |
|
LSD |
4.2 |
0.15 |
1.0 |
6.8 |
8.5 |
1.0 |
0.28 |
0.19 |
|
Control |
53.6 bc |
1.51 b |
8.08 ab |
61.8 b |
770.5 cb |
15.5 ab |
3.25 a |
0.80a |
|
Hydro-priming |
69.8 a |
1.83 a |
8.16 ab |
66.5 b |
774.7 cb |
14.26 ab |
2.92 b |
0.92 a |
|
GA50 ppm |
52.4 c |
1.09 cd |
8.50 ab |
84.2 a |
775.2 cb |
13.20 c |
3.52 a |
0.99 a |
|
GA75 ppm |
51.4 c |
1.18 cd |
7.50 ab |
84.7 a |
804.3 a |
17.39 a |
2.77 b |
1/05 a |
|
AsA100 ppm |
64.2 a |
1.19cd |
7.16 b |
72.6 ab |
799.3 a |
16.46 a |
3.02ab |
0.78 a |
|
AsA150 ppm |
51.3 c |
0.93 d |
8.16 ab |
70.1 b |
780.4 b |
13.43 c |
2.70 b |
0.90 a |
|
AsA100 + GA50 ppm |
60.4 ab |
1.30 bc |
9.38 a |
64.8 b |
762.6 c |
13.15 c |
2.57 b |
0.76 a |
|
LSD |
7.9 |
0.28 |
1.97 |
12.8 |
15.9 |
2.0 |
0.53 |
0.35 |
*میانگین‌های دارای حروف مشترک در ستون، بر اساس آزمون LSD از نظر آماری و در سطح احتمال پنج درصد اختلاف معنی‌داری ندارند: (GA: جیبرلین،AsA : اسید آسکوربیک).
* Means with same letter had not significant differences, according to LSD, p<0.05. (GA, gibberellic acid; AsA, Ascorbic acid)
سرعت رشد گیاهچه: اثر زمان و تیمار پرایمینگ بر سرعت رشد گیاهچه در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1). بیشترینسرعت رشد گیاهچه در تیمار GA75 ppm مشاهده شد؛ هرچند تفاوت معنی‌داری بین این تیمار با تیمارهای GA50ppm وAsA100 ppm وجود نداشت (جدول 3). Seyedi et al. (2013) با بررسی اثر پرایمینگ بذر بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و رشد گیاهچه گلرنگ تحت تنش خشکی نشان دادند که پرایمینگ با بهبود ویژگی‌های جوانه‌زنی گلرنگ، منجر به افزایش سرعت رشد گیاهچه در شرایط تنش خشکی شد. اثرات مفید پرایمینگ با جیبرلین ممکن است به واسطه نقش غلظت بهینه آن در تسریع و بهبود جوانه‌زنی از یک طرف و افزایش طویل شدن و تقسیم سلولی در گیاهچه تولیدی از طرف دیگر باشد
(Arteca. 1995; Da Silva et al., 2005).
وزن خشک گیاهچه: اثر زمان و تیمار پرایمینگ بر وزن خشک گیاهچه در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1).پرایمینگ بعد از زوال بذر نسبت به پرایمینگ قبل از زوال آن، تاثیر مثبت بیشتری بر وزن خشک گیاهچه داشت وبیشترینوزن خشک گیاهچه در تیمار GA75 ppm مشاهده شد (جدول 3).
Demir et al. (2006) گزارش کردند که پرایمینگ، باعث افزایش وزن خشک گیاهچه آفتابگردان در شرایط تنش خشکی شد.در تحقیق دیگری گزارش شده است که هیدروپرایمینگ بذر آفتابگردان، موجب افزایش وزن خشک گیاهچه‌های آن، تحت تنش شوری و خشکی می‌شود (Kaya. 2006).
طول ریشه: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمار پرایمینگ، زمان پرایمینگ و اثر متقابل آن‌ها بر طول ریشه معنی‌دار نبود (جدول 1). بیشترین طول ریشه در تیمارAsA100 ppm + GA50 ppmمشاهده شد که تنها با تیمار اسیداسکوربیک AsA100ppm تفاوت معنی‌دار داشت (جدول 3). البته به نظر می‌رسد که با توجه به گلدانی بودن آزمایش، محدودیت‌هایی برای رشد ریشه وجود داشته است و بنابراین اثرات تیمارها از یک مرحله‌ای از رشد ریشه به بعد، چندان ملموس و قابل محاسبه نباشد چراکه مناطق مریستمی جنین به خصوص ریشه‌چه، بیشتر تحت تاثیر زوال قرار می‌گیرد (McDonald, 1999). رابطه معکوسی میان طول ریشه‌چه با دوره فرسودگی بذر در آفتابگردان وجود دارد (Rassam et al., 2015). جیبرلین، پیامدهای ناشی از پیری تسریع شده بر روی طول ریشه آفتابگردان را به شدت خنثی می‌کند (Lekić et al., 2015). تنش پیری بذر باعث کاهش طول ریشه‌چه در گیاهانی نظیر کلزا (Balouchi et al., 2013) و گلرنگ (Balouchi et al., 2015) شد.
محتوای کلروفیل (میزان کلروفیلa و کاروتنوئیدها):تیمار پرایمینگ و همچنین اثر متقابل زمان پرایمینگ با تیمار پرایمینگ بر کلروفیل a در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1) و تیمار پرایمینگ بر کلروفیل b در سطح یک درصد معنی‌دار بود (جدول 1). نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمار پرایمینگ، زمان پرایمینگ و اثر متقابل آن‌ها بر کاروتنوئید معنی‌دار نبود. بیشترین میزان کلروفیل a و کاروتنوئیدها و بیشترین میزان کلروفیل b در تیمار GA50 ppm مشاهده شد (جدول 3). میزان کلروفیل در اثر تنش اکسیداتیو ناشی از تولید رادیکال‌های آزاد اکسیژن در سلول که باعث پراکسیداسیون و تجزیه کلروفیل در سویا شدند، کاهش یافت (Wang et al., 2001). ازجمله نقشهای هورمون جیبرلین، ایجاد تاخیر در پیری برگ و ممانعت از تجزیه کلروفیل است (Jordi et al., 1995). بنابراین امکان باقی ماندن بخشی از جیبرلین جذب شده در طی پرایمینگ تا زمان رشد اولیه گیاهچه و اثرات آن بر میزان کلروفیل غیر ممکن نیست. از طرفی جیبرلین به‌صورت غیرمستقیم با تسریع جوانه زنی و رشد اولیه گیاهچه نیز می‌تواند اثرات مثبتی بر نمود کلی گیاهچه داشته باشد و با استفاده بهتر از عناصر غذایی، آب و نور، سبب افزایش کلروفیل شده باشد.
درصورت بروز تنش اکسیداتیو (ناشی از زوال بذر)، کاروتنوئیدها نقش حفاظتی در مقابل تنش اکسیداتیو دارند و موجب سمیت‌زدایی از کلروفیل و باعث کاهش اثرات سمی رادیکال‌های آزاد می‌شوند. به نظر می‌رسد که پرایمینگ با افزایش رنگیزه‌هایی نظیر کاروتنوئیدها و مولکول‌های آب‌دوست و همچنین به کمک آنزیم‌های سرکوب کننده رادیکال‌های آزاد، مانع از خسارت به ساختار کلروفیل‌ها می‌شود و به این صورت، صدمات ناشی از زوال را کاهش می‌دهد (Sanitata and Gabbriella, 1999).
نتیجه‌گیری کلی
نتایج نشان داد که اعمال پرایمینگ قبل از زوال تسریع شده در بذر آفتابگردان، نمی‌تواند به‌طور معنی‌داری مانع خسارات اساسی ناشی از زوال شود و بنابراین بهبود چشمگیری در صفات مرتبط با جوانه‌زنی و به‌ویژه رشد گیاهچه در مقایسه با شرایط پرایمینگ بعد از زوال مشاهده نشد. در مقابل، پرایمینگ بعد از زوال بذر آفتابگردان، به‌طور معنی‌داری بسیاری از صفات کیفی بذر و گیاهچه را بهبود بخشید. با توجه به این‌که هیدروپرایمینگ بعد از زوال بذر توانست درصد و سرعت ظهور گیاهچه را افزایش دهد و تیمار جیبرلین ppm 75 نیز توانست سرعت رشد گیاهچه و تجمع ماده خشک آن را به‌طور معنی داری بهبود بخشد، بنابراین هیدروپرایمینگ و جیبرلین در غلظت ppm 75 به عنوان تیمار برتر و توصیه شده برای بهبود کیفیت بذرهای زوال یافته آفتابگردان در این تحقیق می‌باشند. نظر به این‌که بذر آفتابگردان به لحاظ محتوی روغن بالا مستعد زوال است، به‌نظر می‌رسد با توجه به ارزان بودن تیمار هیدروپرایمینگ، کشاورزان هم بتوانند از آن استفاده کنند. همچنین تیمار جیبرلین در غلظت ppm 75 نیز با وجود هزینه بالا، در مواردی نظیر احیا و تکثیر بذرهای آفتابگردان موجود در بانک ژن که مقدار کمی بذر کشت می شود، کاربرد خواهد داشت. در تحقیقاتی که بر روی نقش پرایمینگ هورومونی در بهبود کیفیت بذرهای زوال یافته (قدیمی) نظیر علف‌پشمکی[1] (Eisvand et al., 2010) و علفگندمی بلند[2] (Eisvand et al., 2008) و بذر بابونه[3] متاثر از پیری زودرس (Eisvand et al., 2014) انجام شد، هورمون‌ها بویژه جیبرلین توانستند در بهبود کیفیت آن‌ها موثر واقع شود. از میان صفات مورد اندازه گیری، درصد ظهور گیاهچه و درصورتی‌که درصد ظهور یکسان باشد، سرعت ظهور و سرعت رشد گیاهچه می توانند مهم‌ترین صفات برای انتخاب تیمار موثر در بهبود کیفیت باشند چراکه در گیاهان مختلف به این موضوع اشاره شده است و سرعت ظهور و رشد گیاهچه، همبستگی مثبت و معنی داری با موفقیت در استقرار گیاهچه و در نهایت عملکرد نهایی دارند.
REFERENCES
REFERENCES
)
