فهرست مطالب
نشریه پژوهش های بذر ایران
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 13، بهار و تابستان 1399)
- تاریخ انتشار: 1399/09/16
- تعداد عناوین: 12
-
-
صفحات 1-22مقدمه
ذرت شیرین (Zea mays var. saccharata) یکی از واریتههای ذرت معمولی است که با حضور ژن و یا ژنهایی که بر ساخت نشاسته در آندوسپرم تاثیر میگذارند، از میان انواع ذرت متمایز شده است. با توجه به اینکه بیشتر گیاهان از جمله ذرت شیرین در مراحل اولیه جوانهزنی با مشکلاتی چون جوانهزنی غیر یکنواخت، سبز شدن ضعیف بذر روبرو هستند، به همین دلیل استفاده از محرکهای آلی یکی از روشهای کاهش اثرات مضر تنشهای غیر زیستی، افزایش جوانهزنی، ظهور یکنواخت، افزایش عملکرد و کیفیت آنها میباشد. تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر غلظتهای مختلف کیتوزان بر جوانهزنی بذر و برخی شاخصهای بیوشیمیایی ذرت شیرین در شرایط پتانسیل اسمزی انجام گردیده است.
مواد و روشهابه منظور بررسی تاثیر کیتوزان و تنش اسمزی بر شاخصهای جوانهزنی و بیوشیمیایی ذرت شیرین، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی، با چهار تکرار در آزمایشگاه فناوری بذر دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج در سال 1397 اجرا شد. فاکتور اول تنش اسمزی در پتانسیلهای صفر، 3-، 6- و 9- بار و فاکتور دوم پیشتیمار در پنج سطح کیتوزان صفر، 25/0، 5/0، 75/0 و 1 درصد و یک سطح آب مقطر بود. ابتدا بذرها به مدت 3 ساعت در دمای 25 درجه سلسیوس و تحت شرایط تاریکی درون محلولهای موردنظر کیتوزان غوطهور شدند، سپس بذرهای پیشتیمار شده تحت آزمون جوانهزنی استاندارد قرار گرفتند و پتانسیل اسمزی با استفاده از پلیاتیلنگلایکول 6000 اعمال گردید. جوانهزنی بذرها در داخل ژرمیناتور با دمای 1±25 درجه سلسیوس به مدت 7 روز تحت شرایط تاریکی انجام شد. صفات جوانهزنی و شاخصهای بیوشیمیایی طبق روشهای استاندارد اندازهگیری شدند.
یافتههاتنش اسمزی موجب کاهش درصد و سرعت جوانهزنی، شاخص طولی بنیه گیاهچه، ضریب یکنواختی جوانهزنی، ضریب آلومتریک و محتوای پروتئین محلول و همچنین باعث افزایش میانگین مدت زمان جوانهزنی، میزان پرولین، محتوای قندهای محلول و پراکسید هیدروژن گردید. پیش تیمار بذر با غلظت 5/0 درصد کیتوزان سبب افزایش میزان پروتئین محلول، پرولین و محتوای قندهای محلول در تمامی پتانسیلهای اسمزی گردید. در سطوح تنش اسمزی، بیشترین و کمترین میزان پراکسید هیدروژن به ترتیب در تیمار 5/0 درصد کیتوزان و تیمار آب مقطر مشاهده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که پیش تیمار با کیتوزان 5/0 درصد باعث افزایش درصد و سرعت جوانهزنی و شاخص طولی بنیه گیاهچه گردید؛ همچنین باعث کاهش میانگین مدت زمان جوانهزنی و مالوندیآلدیید گردید. پیش تیمار بذر با کیتوزان صفر و 1 درصد در مقایسه با غلظتهای 25/0، 5/0 و 75/0 درصد کیتوزان باعث کاهش برخی از صفات جوانهزنی و بیوشیمیایی گردید.
نتیجهگیرینتایج کلی آزمایش نشان داد که تیمار بذر با کیتوزان 5/0 درصد میتواند به میزان زیادی اثرات مضر ناشی از تنش اسمزی بر صفات جوانهزنی و بیوشیمیایی را در گیاهچه ذرت شیرین کاهش داده و رشد گیاهچه را بهبود بخشد.
جنبههای نوآوریکیتوزان میزان درصد و سرعت جوانهزنی را افزایش میدهد. کیتوزان میزان قندهای محلول، پرولین و پروتئین محلول را افزایش میدهد. کیتوزان میزان مالوندیآلدیید و پراکسیدهیدروژن را کاهش میدهد.
کلیدواژگان: بنیه بذر، پرولین، ضریب آلومتریک، محتوای مالون دی آلدئید -
صفحات 23-37مقدمه
گیاهان بسیاری از مواد شیمیایی فعال زیستی را از بخشهای مختلف مانند برگ، ساقه و ریشه از طریق سازوکارهای مختلف به محیط پیرامون خود منتشر میکنند. این مواد شیمیایی زیست فعال اغلب به عنوان مواد آللوشیمیایی نامیده میشوند. ترکیبات دگرآسیب نقش عمدهای در کاهش رشد و جوانهزنی محصولات زراعی دارند.
مواد و روشهادر این مطالعه اثر آبشویی بر کاهش سمیت چهار گیاه سویا، سیاهدانه، بادرشبو و شوید بر سبز شدن و رشد اولیه کلزا مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در سال 1395 در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه شهرکرد انجام شد. تیمارها شامل شامل چهار نوع گیاه پیش کاشت (سویا، سیاهدانه، بادرشبو و شوید) و سه سطح آبشویی (بدون آبشویی، یکبار آبشویی و دوبار آبشویی) بودند. تیمار بدون آبشویی به منظور یکسان بودن رطوبت محیط از کف آبیاری شد. پنج روز بعد از آبشویی اول تیمارهای دو بار آبشویی دوباره از سطح آبیاری شدند. پنج روز بعد از آبشویی دوم زمانی که رطوبت خاک برای کشت مناسب بود در هر گلدان 10 بذر کلزا در عمق 3 سانتیمتری خاک با فاصله معین کشت شد. پس از سه هفته گیاهچههای کلزا از گلدان خارج و صفات مورد نظر اندازهگیری شد.
یافتههانتایج نشان داد ویژگیهای رشدی کلزا به استثنای طول ریشه تحت تاثیر بقایای گیاهی و آبشویی قرار گرفت. در شرایط بدون آبشویی، بقایای چهار گیاه سرعت و میزان سبز شدن کلزا را کاهش دادند و بیشترین کاهش سبزشدن کلزا در استفاده از بقایای سیاهدانه به میزان 5/7 درصد ثبت شد. در شرایط آبشویی طول برگ کلزا افزایش یافت و این افزایش در تیمار دو بار آبشویی بیشتر بود. این روند نشان میدهد با افزایش میزان دفعات آبشویی به احتمال زیاد مواد بازدارنده بیشتری از خاک خارج میشود و شرایط برای جوانهزنی و رشد کلزا فراهم میگردد. بیشترین وزن خشک ریشه کلزا در تیمار یکبار آبشویی مشاهده گردید. وزن خشک برگ کلزای رشد یافته در بقایای شوید و سویا با یک بار آبشویی بیشتر شد در حالی که وزن خشک کلزا رشد یافته در بقایای سیاهدانه و بادرشبو در شرایط دو بار آبشویی افزایش بیشتری نشان داد. نتایج نشان میدهد که چهار گیاه مورد مطالعه دارای مواد بازدارنده رشد کلزا هستند. با آبشویی میتوان این اثر را تخفیف داد. نتایج حاکی از آن است که شاخص پاسخ کلزا در خاک حاوی بقایای سیاهدانه و بادرشبو با دوبار آبشویی بیشتر است و در خاک حاوی بقایای گیاهی شوید یکبار آبشویی کفایت میکند. در خاک حاوی بقایای گیاهی سویا در صورت انجام یکبار و دوبار آبشویی شاخص پاسخ تقریبا یکسان بود.
نتیجهگیریبه طور کلی نتایج حاصل نشان داد که اعمال یک مرحله آبشویی قبل از کاشت کلزا سبب کاهش اثرات بازدارنده بقایای گیاهی بر جوانهزنی و رشد کلزا میگردد. لذا پیشنهاد میشود در اکوسیستمهای زراعی که کلزا پاییزه در تناوب زراعی است بایستی در شرایط وجود بقایای گیاه سویا، سیاهدانه، بادرشبو و شوید از کشت کلزا خودداری کرد تا اثرات ممانعت کننده رشد کلزا از بین رود و در مناطقی که محدودیت آب آبیاری امکان انجام آبشویی را محدود مینماید بارندگی پاییزه میتواند به عنوان آبشویی عمل کرده و اثر ترکیبات آللوپاتیک را کاهش دهد. در صورت عدم امکان آبشویی بایستی از کشت کلزا در داخل بقایای این گیاهان خودداری کرد.
جنبههای نوآوری1- آبشویی میتواند اثر ترکیبات آللوپاتیک را با سبز شدن کلزا تقلیل دهد. 2- ترکیبات آللوپاتیک برخی گیاهان مانند سیاهدانه در برابر دو مرحله آبشویی پاسخ بهتری را نشان داد.
کلیدواژگان: دگرآسیبی، سمیت گیاهی، سرعت سبز شدن، شاخص پاسخ -
صفحات 39-52مقدمه
بذرها نیز همانند سایر مواد دارای خاصیت هیگروسکوپی بوده و با محیط اطراف خود تبادل رطوبتی دارند. تغییرات رطوبتی بذرها طی انبارداری به ماهیت هیگروسکوپی آنها وابسته است و این ویژگی نقش مهمی در تعیین کیفیت و طول عمر بذرها دارد. ازطرفی مطالعه خصوصیات هیگروسکوپی بذرها میتواند علاوه بر مطالعات انبارداری در مباحث تجاری مانند خشککردن و فراوری بذر نیز مورد استفاده قرار بگیرد. از این رو در این پژوهش رابطه رطوبت بذر و رطوبت نسبی در بذر ارقام کلزا مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
مواد و روشهادر این مطالعه به بررسی رابطه رطوبت نسبی محیط و محتوی رطوبت بذر سه رقم کلزا در دماهای 10، 20 و 30 درجه سلسیوس با استفاده از منحنیهای تعادل هیگروسکوپی پرداخته شد. بهاینمنظور منحنیهای دفع و جذب آب بهطور جداگانه مورد بررسی قرار گرفتند. منحنیهای جذب و دفع آب به ترتیب با خشک کردن بذرها در رطوبت نسبی یک درصد و آبگیری بذرها در رطوبت نسبی 100 درصد و پس از آن با انتقال به رطوبتهای نسبی و دماهای مختلف و در نهایت تعیین محتوی رطوبت تعادلی بذرها بهدست آمدند. لازم به ذکر است بهمنظور ایجاد رطوبتهای نسبی مختلف از محلولهای وزنی گلیسرول و اسید سولفوریک استفاده شد. در نهایت نیز کمی سازی رابطه محتوی رطوبت بذرها و رطوبت نسبی با کمک مدل دیآرکی-وات انجام گرفت.
یافتههانتایج حاکی از آن بود که محتوی رطوبت بذرها بسته به رقم و دما در رطوبتهای نسبی مختلف متفاوت بود. همچنین در تمامی ارقام و دماها بین منحنیهای دفع و جذب آب اختلاف وجود داشت؛ و بطور کلی منحنیهای دفع بالاتر از منحنیهای جذب آب قرار گرفتند. بین ارقام مختلف از لحاظ محتوی رطوبت بذر در دماهای مختلف بیشترین اختلافات در رطوبت نسبی 100 درصد مشاهده شد و در رطوبتهای نسبی پایینتر این اختلاف کمتر بود. همچنین در مجموع بیشترین مقدار رطوبت بذر ارقام کلزا در دمای 20 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 100 درصد و کمترین مقدار رطوبت بذر نیز در دمای 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 1 درصد مشاهده شد.
نتیجهگیریبا توجه به یافتههای این آزمایش مشخص شد رابطه محتوی رطوبت بذرها و رطوبت نسبی از یک تابع سیگموییدی تبعیت میکند و همچنین این رابطه بسته به رقم و دما میتواند دارای تفاوتهایی باشد. بین منحنیهای جذب و دفع آب اختلاف وجود داشت. این اختلاف یا فاصله بین منحنی جذب و دفع آب که هیستریس نام دارد، نشان داد معمولا رطوبت بذرها در یک رطوبت نسبی ثابت در حالتی که بذرها درحال آبگیری هستند نسبت به حالتی که درحال کاهش رطوبت هستند کمتر است که همین امر سبب بالاتر قرار گرفتن منحنی دفع نسبت به منحنی جذب میباشد.
کلیدواژگان: جذب آب، دفع آب، هیستریس، انبارداری بذر، مدل سازی تغییرات رطوبتی -
صفحات 53-65مقدمه
خاکشیر تلخ (Sisymbrium irio L.) از مهمترین علفهای هرز پاییزه یکساله از تیره شببو است که به وسیله بذر تکثیر میشود. جوانهزنی یک جمعیت بذری در پاسخ به کاهش پتانسیل آب با استفاده از مفهوم هیدروتایم مدلسازی میشود. این مدل دارای خروجیهایی است که از نظر فیزیولوژیکی و اکولوژیکی معنیدار میباشند. یکی از پیش فرضهای مدل هیدروتایم، توزیع نرمال پتانسیل آب پایه در میان بذرهای یک جمعیت است.
مواد و روشهابه منظور کمیسازی خصوصیات جوانهزنی و تعیین دماهای کاردینال جوانهزنی بذر علفهرز خاکشیر تلخ، آزمایشی در دانشگاه آزاد اسلامی-واحد علوم و تحقیقات در سال 1397 انجام شد. بذرها در ژرمیناتور در معرض دماهای ثابت 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35، 40 و 45 درجه سلسیوس قرار گرفتند. صفات درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه، طول ساقهچه، طول گیاهچه و وزن تر گیاهچه مورد بررسی قرار گرفتند. جهت تخمین دماهای کاردینال مدلهای خطوط متقاطع، دندان مانند و چندجملهای درجه 2 مورد استفاده قرار گرفتند. برای بررسی اثر پتانسیل آب بر جوانهزنی در دمای بهینه 80/22 درجه سلسیوس بذور در معرض پتانسیلهای اسمزی (0، 2/0-، 4/0-، 6/0- و 8/0- مگاپاسکال) قرار گرفتند. جهت بررسی اثر کاهش پتانسیل آب بر جوانهزنی، از مدل هیدروتایم بر مبنای توزیع نرمال استفاده شد.
یافتههانتایج نشان داد که که بذر خاکشیر تلخ در دماهای 5، 35، 40 و 45 درجه سلسیوس جوانهزنی نشان نداد و بهترین دما برای جوانهزنی بذر، دمای 25 درجه سلسیوس (48 درصد جوانهزنی) بود. بیشترین طول ریشهچه (49/4 میلیمتر) در دمای 20 درجه سلسیوس مشاهده شد که اختلاف معنیداری با دماهای 15 و 25 درجه سلسیوس نداشت. در دمای 25 درجه سلسیوس بیشترین طول ساقهچه (19/10 میلیمتر) حاصل شده اختلاف معنیداری با دماهای 15 و 20 درجهسلسیوس نداشت. با توجه به ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا، بهترین مدل جهت تعیین دماهای کاردینال جوانهزنی بذر خاکشیر تلخ، مدل خطوط متقاطع بود. دماهای کمینه، بهینه و بیشینه برآورد شده توسط این مدل به ترتیب 83/5، 80/22 و 91/37 درجه سلسیوس بودند. ثابت هیدروتایم و پتانسیل آب پایه (آستانه پتانسیل آب برای شروع جوانهزنی) بذر خاکشیر تلخ در دمای 80/22 درجه سلسیوس به ترتیب 28/284 مگاپاسکال ساعت و 18/1- مگاپاسکال براساس مدل هیدروتایم بر مبنای توزیع نرمال برآورد شد.
نتیجهگیریآگاهی از جوانهزنی و سبز شدن علفهای هرز به پیشبینی پتانسیل پراکنش به مکانهای جدید کمک میکند. ضریب تبیین به دست آمده (94/0) با برازش مدل ساده خطی به دادههای کسر جوانهزنی واقعی در مقابل کسر جوانهزنی پیشبینی شده نشان داد که مدل هیدروتایم مبتنی بر توزیع نرمال از برازش مناسبی به دادههای جوانهزنی خاکشیر تلخ برخوردار بوده است. با توجه به ضریب هیدروتایم پایین این علف هرز و مشکل خشکی که اکثر استانها با آن روبروهستند پیش بینی می شود که این علف هرز در آینده در بیشتر استان ایران مشکل ساز شود.
جنبههای نوآوری1- بهترین دما برای جوانهزنی بذر خاکشیر تلخ، دمای 25 درجه سلسیوس است. 2- بهترین مدل جهت تعیین دماهای کاردینال جوانهزنی بذر خاکشیر تلخ، مدل خطوط متقاطع است. 3-ثابت هیدروتایم و پتانسیل آب پایه بذر خاکشیر تلخ در دمای اپتیمم به ترتیب 28/284 مگاپاسکال ساعت و 18/1- مگاپاسکال براساس مدل هیدروتایم بر مبنای توزیع نرمال میباشد.
کلیدواژگان: ثابت هیدروتایم، جذر میانگین مربعات خطا، سرعت جوانه زنی، مدل خطوط متقاطع -
صفحات 67-82مقدمه
بدون شک دگرآسیبی گیاهان یکی از عوامل مهم در مشخص نمودن توزیع و فراوانی بعضی از گونهها در داخل جامعه گیاهی است. هدف از این آزمایش، ارزیابی اثر ترکیب فنلی حاصل از عصاره متانولی علفهرز سوروف بر صفات جوانهزنی و رفتارهای سیتوژنتیک برنج است.
مواد و روشهااین آزمایش بهمنظور بررسی پتانسیل دگرآسیبی غلظتهای مختلف (0، 024/0، 048/0، 076/0 و 1/0 میلیمولار) ترکیب فنلی بهدست آمده از عصاره متانولی کل اندام سوروف (Echinochloa crus-galli) بر صفات جوانهزنی برنج و همچنین تقسیم میتوزی سلولهای مریستمی ریشهچه بهصورت طرح کاملا تصادفی به اجرا درآمد. استخراج ترکیب فنلی از روش عصارهگیری گرم با کمک حلال متانول انجام شد. بهمنظور مطالعه تقسیم میتوزی، ابتدا بذور برنج جوانهدار گردید. سپس بر روی قسمت انتهایی ریشهچهها هر یک از مراحل نظیر تثبیت، هیدرولیز، رنگ آمیزی، له نمودن و بررسی میکروسکوپی نمونهها انجام شد. شاخصهای میتوزی و درصد ممانعت میتوزی محاسبه و همچنین درصد هر کدام از ناهنجاریهای کروموزومی در چهار مرحله پروفاز، متافاز، آنافاز و تلوفاز نسبت به کل سلولها محاسبه شد.
یافتههاکمترین میزان درصد و سرعت جوانهزنی و درصد جوانهزنی نسبی مربوط به دو غلظت 076/0 و 1/0 میلیمولار ترکیب فنلی سوروف بود، بهطوریکه در این تیمارها جوانهزنی مشاهده نشد. در این مطالعه، تقسیم میتوز در نمونههای شاهد کاملا طبیعی بود. طوریکه گیاه برنج، 12 کروموزوم را در مرحله متافاز نشان داد. همچنین کروموزومها در مرحله تلوفاز نیز حالت طبیعی داشتند و بینظمیهای کروموزومی در سلولهای مریستمی نوک ریشهچه در تیمار شاهد مشاهده نشد. کمترین میزان شاخصهای میتوزی و تعداد سلولهای در حال تقسیم مربوط به غلظت 048/0 میلیمولار بهترتیب 19/30 و 385 سلول بود. در مطالعه حاضر، میزان بینظمیهای کروموزومی در مراحل متافاز، آنافاز و تلوفاز با افزایش غلظتهای ترکیب فنلی افزایش نشان داد، به گونهای که در تیمار با غلظت 048/0 میلیمولار ترکیب فنلی بهترتیب 85/28 و 95/16 درصد بود. بیشترین بینظمیهای کروموزومی از نوع چسبندگی و کرموزومهای سرگردان مربوط به غلظت 048/0 میلیمولار ترکیب فنلی بهترتیب 83/39 و 25/32 درصد بود. از طرفی بیشترین پلهای کروموزومی و تودهای شدن کروموزومها در تیمار 024/0 میلیمولار ترکیب فنلی بهترتیب، 27/19 و 83/29 درصد بهدست آمد. ن
تیجهگیریدر این مطالعه، ترکیب فنلی حاصل از عصاره متانولی سوروف اثر بازدارندگی معنیداری بر صفات جوانهزنی بذر، تقسیم میتوزی در سلولهای نوک ریشهچه برنج داشتند. لذا در کشت مستقیم و یا نشایی برنج میبایست میزان بقایای حاصل از علفهرز سوروف را در مزرعه مورد کاشت این گیاه مد نظر قرار داد.
جنبههای نوآوری1-تفاوت در تاثیر غلظتهای مختلف ترکیب فنلی حاصل از عصاره متانولی علفهرز سوروف بر جوانهزنی و کاهش رفتارهای سیتوژنتیک برنج مربوط به حد آستانه غلظت آنها است. 2-کاشت ارقام مقام برنج در کشت مستقیم و یا در شرایط خزانه به ترکیبات دگرآسیب بقایای علفهرز سوروف پیشنهاد میگردد.
کلیدواژگان: بی نظمی های کروموزومی، پل های کروموزومی، ترکیب فنلی، درصد جوانه زنی نسبی -
صفحات 83-97مقدمه
حبوبات، مهم ترین منبع تامین پروتئین گیاهی بوده و ماش سبز با تولید دانه هایی حاوی درصد بالای پروتئین، از ارزش غذایی زیادی برای انسان برخوردار است. عمده مشکل شوری در جوانهزنی بذر گیاهان عالی در اثر مقادیر بیشازحد کلرید سدیم، ایجاد فشار اسمزی، اختلال در جذب و انتقال یونهای غذایی و اثرات مستقیم سمیت یونی روی غشا و سیستمهای آنزیمی میباشد که در کل موجب کاهش جوانهزنی بذرها میگردند. استفاده خارجی از متیل جاسمونات میتواند اثرات ناشی از تنش های مختلف از جمله شوری و خشکی را از طریق افزایش فعالیت آنتیاکسیدانی بذر تعدیل نماید. لذا هدف از این تحقیق ارزیابی اثر متیل جاسمونات و تیمار شوری بر ویژگیهای جوانهزنی و فعالیت آنزیمی ماش سبز است.
مواد و روشهااین آزمایش بهصورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه گروه زراعت دانشگاه تربیت مدرس انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار پیش تیمار متیل جاسمونات، صفر، 50، 100 و 150 میلی مولار و چهار تیمار شوری، صفر، 2، 4 و 6 دسی زیمنس بر متر شوری از منبع کلراید سدیم بود. پتری ها در ژرمیناتور در دمای 25 درجه سلسیوس و در تاریکی کامل به مدت 14 روز قرار داده شدند. در این آزمایش صفات سرعت و درصد جوانهزنی، زمان رسیدن به 50 درصد جوانهزنی، آلفا و بتا آمیلاز، کاتالاز و پراکسیداز اندازهگیری شد.
یافتههانتایج آزمایش نشان داد که کمترین شیب سرعت و درصد جوانه زنی نهایی، در تیمارهای 50 و 100 میلی مولار محلول متیل جاسمونات حاصل شد. از نظر زمان لازم برای 50 درصد جوانهزنی، افزایش 7/4 روز به ازای افزایش هر یک دسی زیمنس بر متر تنش شوری و کمترین زمان آن در غلظت 79 میلی مولار محلول متیل جاسمونات برآورد شد. از نظر فعالیت آنزیم های جوانه زنی، کاهش 031/0 میکرومول بر میلیلیتر بر دقیقه به ازای افزایش هر یک دسی زیمنس بر متر تنش شوری و بیشترین مقدار آلفا آمیلاز 6/72 میکرومول بر میلیلیتر بر دقیقه در غلظت 73 میلی مولار محلول متیل جاسمونات تخمین زده شد. همچنین، کمترین فعالیت آنزیم بتا آمیلاز 79/0 میکرومول بر میلیلیتر بر دقیقه در غلظت 57/5 دسیزیمنس بر متر تنش شوری و بیشترین فعالیت آنزیم بتا آمیلاز 3/1 میکرومول بر میلیلیتر بر دقیقه در غلظت 87 میلی مولار محلول متیل جاسمونات برآورد شد. بیشترین فعالیت آنزیم کاتالاز (7/25 بر میلیگرم پروتئین بر دقیقه) در 72/14 دسیزیمنس بر متر تنش شوری و کمترین فعالیت آنزیم کاتالاز (8/8 تغییرات جذب بر میلیگرم پروتئین بر دقیقه) در 88 میلیمولار محلول متیل جاسمونات برآورد شد. بیشترین فعالیت آنزیم پرکسیداز (06/22 تغییرات جذب بر میلیگرم پروتئین بر دقیقه) را در غلظت 30/24 دسیزیمنس بر متر تنش شوری و کمترین فعالیت آنزیم پرکسیداز (5/2 تغییرات جذب بر میلیگرم پروتئین بر دقیقه) را در غلظت 267 میلی مولار محلول متیل جاسمونات تخمین زده شد.
نتیجهگیریبه طور کلی، کاربرد پیشتیمار متیل جاسمونات، از طریق بهبود فعالیت آنزیم های جوانه زنی و افزایش فعالیت آنزیمهای تنش، موجب افزایش فعالیت آنزیم های هیدرولیزکننده در آندوسپرم بذرهای جوانهزده شده، که این امر سبب کاهش مدت زمان جوانهزنی، افزایش سرعت جوانهزنی و کاهش تنش اکسیداتیو در شرایط تنش شوری میگردد.
جنبه های نوآوری1- سرعت و درصد جوانه زنی و تغییرات مورفولوژیک بذر ماش سبز تحت تاثیر متیل جاسمونات بررسی گردید. 2- نقش آنزیم های جوانه زنی آلفا و بتا آمیلاز در تسریع تولید گیاهچه ماش سبز تحت شرایط شور تخمین زده شد. 3- فعالیت آنزیمهای کاتالاز و پراکسیداز ناشی از متیل جاسمونات در بروز مقامت به تنش شوری برآورد شد.
کلیدواژگان: آمیلاز، تنش، اسید جاسمونیک، حبوبات، کلرید سدیم -
صفحات 99-119مقدمه
سویا گیاهی است که دارای تحملپذیری متوسطی نسبت به خشکی است. تنش خشکی یکی از مهمترین تنشهای غیرزیستی است که تولید سویا را تا حدود 40 درصد تحت تاثیر قرار میدهد. بعلاوه تنش خشکی باعث کاهش قوه نامیه بذر حاصل از شرایط تنش میشود. اثرات مثبت قارچهای میکوریزا در افزایش ماده خشک و زیست توده گیاهی بهویژه در شرایط کمآبیاری و در نواحی خشک به اثبات رسیده است. علت افزایش عملکرد محصول در گیاهان تلقیح شده با میکوریزا، تعادل آبی آنها در شرایط تنش کمآبی و در نتیجه جذب بیشتر آب و عناصر معدنی گزارش شده است. باکتریهای ریزوبیوم، کربوهیدراتها و سایر مواد غذایی را از آوند آبکشی گرفته و انرژی دریافتی را صرف تبدیل نیتروژن هوا به یون آمونیوم و در نهایت اسیدهای آمینه میکنند. باکتری ریزوبیوم ژاپونیکوم بهصورت طبیعی در خاکهای ایران وجود ندارد و باید باکتریها همراه بذر به خاک اضافه شود.
مواد و روشهااین آزمایش به منظور بررسی خصوصیات جوانهزنی، قدرت بذر و صفات مرتبط با آن روی بذر سویا رقم کوثر رشد یافته تحت شرایط تنش خشکی و تلقیح با قارچ میکوریزا و باکتری، در سال 1397 در سه تکرار انجام گرفت. در آزمایش مزرعهای، عامل تنش خشکی شامل آبیاری مطلوب (آبیاری بعد از 70 میلیمتر تبخیر)، تنش ملایم خشکی (آبیاری بعد از 110 میلیمتر تبخیر) و تنش شدید خشکی (آبیاری بعد از 150 میلیمتر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A)، قارچ میکوریزا در سه سطح شامل بدون میکوریزا و تلقیح با گونه گلوموس موسهآ و گلوموس اینترارادیسز و باکتری ریزوبیوم در دو سطح شامل عدم تلقیح و تلقیح با ریزوبیوم جاپونیکوم بود.
یافتههامقایسه میانگین نشان داد بذرهای بدست آمده در شرایط آبیاری نرمال، تلقیح با میکوریزا و باکتری بیشترین وزن خشک ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه، درصد و سرعت جوانهزنی را داشتند. در شرایط فوق کمترین هدایت الکتریکی بذر و مدت جوانهزنی بدست آمد. تنش خشکی شدید و ملایم در مقایسه با آبیاری مطلوب، شاخص مقاومت به خشکی، شاخص تحمل ریشه، شاخص تحمل ساقه، شاخص بنیه گیاهچه و شاخص بنیه بذر را به ترتیب به میزان 42 و 23، 38 و 18، 30 و 18، 50 و 26 و 41 و 21 درصد کاهش داد. تلقیح با قارچ میکوریزا گونه موسهآ و اینترارادیسز در مقایسه با عدم تلقیح قارچ، شاخص بنیه بذر، طول ریشهچه، طول ساقهچه و طول گیاهچه را به ترتیب به میزان 48 و 42، 27 و 26، 41 و 37 و 35 و 33 درصد افزایش داد. تلقیح با باکتری در مقایسه با عدم تلقیح باکتری نیز صفات طول ریشهچه، طول ساقهچه و طول گیاهچه را به ترتیب به میزان 21، 16 و 18 درصد افزایش داد. بیشترین درصد آب بافت گیاهچه در شرایط آبیاری مطلوب، تلقیح با قارچ میکوریزا و تلقیح با باکتری ریزوبیوم بدست آمد.
نتیجهگیریبا توجه به نتایج این تحقیق، در هر سه شرایط مختلف آبیاری جهت بهبود جوانهزنی و افزایش قدرت بذر، استفاده از قارچ میکوریزا بویژه گونه موسهآ و تلقیح با باکتری ریزوبیومی موثر میباشد.
جنبههای نوآوریخصوصیات جوانهزنی، سرعت و مدت جوانهزنی سویا رقم کوثر روی بذرهای بدست آمده از شرایط مختلف آبیاری بررسی گردید. تاثیر میکوریزا و باکتری بر قدرت بذر و صفات مرتبط با آن تحت سطوح مختلف تنش خشکی ارزیابی گردید. میزان آسیب وارده به غشاهای بذر حاصل از برهمکنش آبیاری، تلقیح با میکوریزا و باکتری بررسی شد.
کلیدواژگان: جوانه زنی، شاخص پایداری غشا، ضریب آلومتریک، بنیه بذر، هدایت الکتریکی بذر -
صفحات 121-134مقدمه
جوانه زنی و استقرار گیاهچه از اولین مراحل رشد گیاهان زراعی است که به تنش های شوری و خشکی حساسیت بالایی دارند. از طرف دیگر سختی بذر بر کیفیت جوانهزنی گیاهان تاثیر میگذارد. هدف این مطالعه بررسی تاثیر روشهای پیشتیماردهی بذر بر ویژگیهای جوانهزنی یونجه یکساله بود.
مواد و روشهادر این مطالعه تاثیر روش های آماده سازی خراش دهی (سنباده، چاقو و ماسه)، سرمادهی (0، 5-، 10- و 15- درجه سلسیوس)، امواج فراصوت (3، 6، 9، 12 و 15 دقیقه) و میدان مغناطیسی (در دو سطح 125 و 250 میلی تسلا و در زمان های 6، 12، 18 و 24 ساعت) بر جوانهزنی یونجه یکساله در آزمایشهای جداگانه تحت تاثیر سطوح تنشهای شوری و خشکی (0، 3-، 6-، 9- و 12- بار) بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار بررسی گردید. تعداد 20 بذر در هر پتری برای هر تیمار استفاده شد. گیاهچهها در اتاقک رشد و در دمای 3/0+ 18/20 درجه سلسیوس نگهداری شدند. پس از ده روز وزن خشک گیاهچه بعد از قرارگیری در آون در دمای 70 درجه سلسیوس توزین شد. طول ریشهچه، طول ساقهچه، درصد جوانهزنی، سرعت رشد گیاهچه، وزن ذخایر پویا شده، درصد تخلیه ذخایر بذر و راندمان پویایی ذخایر بذر اندازهگیری شدند.
یافتههابر اساس نتایج اولیه و با استفاده از روش تاگوچی، تیمارهای سرمادهی 15- درجه سلسیوس در هر دو تنش شوری و خشکی؛ تیمار 6 و 9 دقیقه قرار گرفتن در معرض امواج فراصوت در آزمایش تنش شوری خشکی؛ و شدت میدان مغناطیسی 250 میلیتسلا به مدت 6 و 9 ساعت بهترتیب در بررسی اثر تنش شوری و خشکی انتخاب شدند. در آزمایش تنش شوری بیشترین طول ریشهچه (47/23 میلیمتر)، طول ساقهچه (76/15 میلیمتر)، وزن ذخایر پویا شده (119/0 میلیگرم در بذر) و درصد تخلیه ذخایر بذر (9/58 درصد) در تیمار خراشدهی، بیشترین درصد جوانهزنی (2/47 درصد) در تیمار شاهد، بیشترین وزن خشک گیاهچه (195/0 میلیگرم) در تیمار میدان مغناطیسی و بیشترین راندمان پویایی ذخایر بذر (665/0 میلیگرم بر میلیگرم در بذر) در تیمار فراصوت مشاهده گردید. در آزمایش تنش خشکی بیشترین طول ریشهچه (84/22 میلیمتر)، طول ساقهچه (09/8 میلیمتر)، درصد جوانهزنی (9/49 درصد)، وزن ذخایر پویا شده بذر (096/0 میلیگرم در بذر) و درصد تخلیه ذخایر بذر (1/43 درصد) در تیمار فراصوت، بیشترین وزن خشک گیاهچه (09/0 میلیگرم) در تیمار میدان مغناطیسی و بیشترین راندمان پویایی ذخایر بذر (516/0 میلیگرم بر میلیگرم بذر) در تیمار شاهد مشاهده گردید.
نتیجهگیریبر اساس نتایج رابطه مستقیمی بین کاهش وزن خشک گیاهچه و کاهش پویایی ذخایر بذر وجود دارد، اما دو تیمار خراشدهی و امواج فراصوت بهترتیب در مقاومت گیاهچهها به تنش شوری و خشکی تاثیر معنیداری داشتند. همچنین مشخص گردید که، استفاده از امواج فراصوت و خراشدهی درصد جوانهزنی را افزایش داد. بنابراین گیاهچههای قویتر تولید شده، که مقاومت بیشتری در مقابل تنشهای شوری و خشکی نشان دادند. تفاوت بین تیمارها در قالب جوانهزنی و رشد گیاهچه همزمان با افزایش شدت تنش، افزایش یافت. این ویژگیها منجر به افزایش پویایی ذخایر بذر گردید. همچنین روشهای پیشتیماردهی باعث افزایش طول کوتیلدون و تقویت بنیه گیاهچه گردیدند. با توجه به نتایج بهدست آمده میبایست مطالعات بیشتری در رابطه با فعالیت آنزیمها و یا هورمونهای موثر بر پویایی ذخایر بذر در مواجهه با تنشهای شوری و خشکی صورت پذیرد.
جنبههای نوآوری1- حساسترین مرحله رشد گیاه یونجه یکساله (مرحله تولید گیاهچه) نسبت به تنشهای شوری و خشکی ارزیابی شد. 2- پیشتیمارهای مختلف برای بهبود جوانهزنی یونجه یکساله جهت ورود به تناوب زراعی در مناطق خشک و نیمهخشک با توجه به خودبذر بودن و کوتاه بودن دوره رشد آن بررسی شد.
کلیدواژگان: امواج فراصوت، پتانسیل اسمزی، خراش دهی، روش تاگوچی، سرمادهی، میدان مغناطیسی -
صفحات 135-149مقدمه
وجود تنوع در گیاهان زراعی برای کشت و زرع از جمله علوفه یکی از راه کارها جهت نیل به کشاورزی پایدار است. از آنجا که شبدر شیرین (Melilotus spp) یکی از گیاهان علوفهای با عملکرد مناسب برای کاشت در مزارع و به ویژه زمینهای حاشیهای است، لذا جمعآوری و ارزیابی این ژرمپلاسم اولین گام موثر در حفاظت و بهرهبرداری از این گیاه در داخل کشور است. تا قبل از این تحقیق، تعداد محدودی از منابع ژنتیکی این جنس در کشور جمعآوری شده است.
مواد و روش هادر این تحقیق با استفاده از دستورالعملهای استاندارد در طی دو سال با مراجعه به محلهای پراکنش نمونهها در طبیعت، ژرم پلاسم شبدرشیرین موجود در ایران جمعآوری شد. همچنین 26 مشخصه محل جمعآوری یادداشت گردید. آمارههای توصیفی این مشخصهها برآورد گردید. ژرمپلاسمهای جمعآوری شده برای دو سال در مزرعه کشت شدند تا با استفاده از منابع موجود گونه و دوره زندگی آنها مشخص شود. بذر ژرمپلاسمهای جمعآوری شده برای استفادههای بعدی در شرایط کوتاه مدت (C° 4-2) و بلند مدت (C° 18-) حفاظت شدند.
یافتههامجموعا 258 نمونهژنتیکی جمعآوری شد. نمونهها از ارتفاع 11- متر از سطح دریا در بابلسر تا 3090 متری در نور آباد لرستان پراکنش داشتند. ژرمپلاسمهای جمعآوری شده بطور عمده از مناطق غیرشور جمعآوری شدند ولی هشت نمونه از مناطقی با شوری متوسط تا بالا جمعآوری گردید. M. albus،M. officinalis و M. indicus به ترتیب با 21، 201 و 36 نمونهژنتیکی در مجموعه شناسایی شدند. در این تحقیق گونههای M. sulcatus و M. dentatus که در تحقیقات قبلی برای ایران در منابع گیاهشناسی ذکر شده بود، با مراجعه به آدرسهای ذکر شده در منابع بدست نیامدند.
نتیجهگیرینمونههای جمعآوری شده از مناطق حاشیهای (شور، زهکش پایین و کم بازده) پتانسیل و قابلیت تحمل شرایط تنشی را دارند، لذا میتوان از این ژرمپلاسمها در تحقیقات آینده استفاده نمود. تمام نمونههای M. indicus یکساله بودند، درصورتی که در دو گونه دیگر نمونههای یکساله، دوساله اختیاری و دوساله اجباری نیز وجود داشتند. عدم دسترسی به M. sulcatus و M. dentatus میتواند هشداری درخصوص تهدید این گونهها در کشور باشد. مجموعه جمعآوری شده به اضافه کلکسیون قبلی بانک ژن گیاهی ملی ایران (80 نمونه) پتانسیل ژنتیکی مناسبی از این جنس را برای بهرهبرداری در کشور فراهم نموده است.
جنبههای نوآوریافزایش بیش از سه برابری منابع ژنتیکی این جنس در سیستم حفاظت خارج از رویشگاه اخطار در خصوص در معرض تهدید بودن (یا از بین رفتن) دو گونه M. sulcatus و M. dentatus
کلیدواژگان: بانک ژن، ژرم پلاسم، نمونه ژنتیکی -
صفحات 151-164مقدمه
زوال بذر پدیده فیزیولوژیکی است که تمامی خصوصیات جوانهزنی، بیوشیمیایی، سیتولوژی و رشدی گیاهان را تحت تاثیر خود قرار میدهد. از این رو استفاده از روشهای تقویت بنیه بذر در رفع این مشکلات ضروری است. از جمله این روشها کاربرد روش پیشتیمار بذر یا پرایمینگ بذر در جهت کاهش آثار زوال میباشد. لذا تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر پیشتیمارهای مختلف بذر با استفاده از نانو روی، اسید آسکوربیک، اسید هیومیک، جیبرلین و نیترات پتاسیم بر شاخصهای جوانهزنی و ناهنجاریهای کروموزومی بذر فرسوده پیاز اجرا گردید.
مواد و روشهااین آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار صدتایی در دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه صورت گرفت. فاکتور اول شامل فرسودگی با چهار سطح (شاهد، 12، 24 و 48 ساعت) و فاکتور دوم شامل پیش تیمار بذر با شش سطح (شاهد، نانو روی 30 میلیگرم، اسید آسکوربیک 100 میلیگرم، اسید هیومیک 150 میلیگرم، جیبرلین 200 میلیگرم در لیتر و نیترات پتاسیم 1/0 درصد) بودند. با توجه به این که جوانهزنی در سطوح مختلف فرسودگی یکسان نبود، جوانهزنی بذرها در فرسودگی سطح شاهد و 12 ساعت پس از 6 روز، در فرسودگی 24 و 48 ساعت بهترتیب پس از 8 و 9 روز ثابت گردید، لذا صفات درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، گیاهچه طبیعی، متوسط زمان جوانهزنی، بنیه بذر پس از گذشت زمانهای مذکور بررسی شد. ناهنجاریهای کروموزومی نیز مورد آزمایش قرار گرفت.
یافتههانتایج این آزمایش نشان داد که برهمکنش فرسودگی و پیشتیمار بذر بر شاخصهای جوانهزنی از جمله درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، گیاهچه طبیعی، متوسط زمان جوانهزنی و بنیه بذر در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. با افزایش دوره فرسودگی، تمام ویژگیهای جوانهزنی بهطور معنیداری کاهش یافت. بیشترین درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی در سطوح 12، 24 و 48 ساعت فرسودگی در اثر کاربرد نانو روی به ترتیب (80، 70 و 50 درصد) و (350/5، 316/3 و 525/1 بذر در روز) به دست آمد. پیشتیمار نانو روی و جیبرلین بیشترین بنیه بذر و گیاهچه طبیعی را به خود اختصاص دادند. بنیه گیاهچه در اثر استفاده از نانو روی و جیرلین در سطوح فرسودگی 12 ساعت (1133، 9/933)، 24 ساعت (9/742، 692) و 48 ساعت (9/369، 3/323) افزایش چشمگیری داشت. ناهنجاری کروموزومی در اثر کاربرد پیشتیمار کاهش یافت.
نتیجهگیریدر این تحقیق موثرترین پیشتیمار برای بهبود خصوصیات جوانهزنی و کاهش ناهنجاری کروموزومی، جیبرلین 200 میلیگرم در لیتر و نانو روی 30 میلیگرم بود؛ بنابراین میتوان بیان کرد که استفاده از نانو روی و جیبرلین به عنوان پیشتیمار بذر میتواند آثار زوال را در بذر پیاز به شدت کاهش داده و موثر واقع گردد.
جنبههای نوآوری1- تیمار نانو روی و جیبرلین موثرترین پیشتیمار بر خصوصیات جوانهزنی و رشد بذر پیاز فرسوده بود. 2- پیشتیمار درصد ناهنجاریهای کروموزومی پیاز را کاهش داد و بیشترین تاثیر با استفاده از نانو روی و جیبرلین به دست آمد.
کلیدواژگان: اسید آسکوربیک، پیری تسریع شده، جیبرلین، شاخص های جوانه زنی، نانو روی، ناهنجاری کروموزومی -
صفحات 165-180مقدمه
جوانهزنی بذر مرحله پیچیده و پویایی از رشد گیاه میباشد و پرایمینگ بذر تکنیکی است که بهواسطه آن بذرها پیش از قرار گرفتن در بستر خود و مواجهه با شرایط اکولوژیکی محیط، به لحاظ فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی آمادگی جوانهزنی را به دست میآورند. پرایمینگ بذر با افزایش جوانهزنی و بنیه بذر باعث افزایش عملکرد در گیاهان و همچنین افزایش آنزیمهای آنتیاکسیدانی و درنتیجه موجب افزایش درصد جوانهزنی میشود. مطالعات متعددی اثر پرایمینگ بذر با مواد آلی را بر بهبود جوانهزنی بذر گونههای مختلف گیاهی بررسی کردهاند که ازجمله آنها اسید سالیسیلیک میباشد. نتایج تحقیقات نشان داده است که میتوان از اسید سالیسیلیک بهعنوان یک تنظیمکننده رشد جهت افزایش جوانهزنی گیاهان استفاده کرد. گوجهفرنگی از خانواده سولاناسه و دارای سازگاری وسیعی به شرایط مختلف اقلیمی و خاکی میباشد. هدف از این پژوهش ارزیابی اثر پرایمینگ غلظتهای مختلف اسید سالیسیلیک بر جوانهزنی بذر و برخی صفات مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی نشاء گوجهفرنگی میباشد.
مواد و روشهااین پژوهش در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی شامل تیمار پرایمینگ در 3 زمان (12، 18 و 24 ساعت) با سه تکرار صورت گرفت. تیمار پرایمینگ شامل اسید سالیسیلیک (2، 5/2 و 3 میلیگرم در لیتر) و آب مقطر بود. صفات اندازهگیری شده پارامترهای جوانهزنی شامل درصد، زمان، سرعت و یکنواختی جوانهزنی و صفات مورفولوژیک شامل ارتفاع نشاء، قطر طوقه، طول ریشه، تعداد و سطح برگ، وزنتر اندام هوایی و ریشه و وزن خشک اندام هوایی و ریشه و صفات بیوشیمیایی شامل کلروفیل، آنزیم پراکسیداز، پرولین، میزان نیتروژن کل، پتاسیم، کلسیم، فسفر و سدیم نشاء بود.
یافتههاتاثیر مطلوب اسید سالیسیلیک با غلظت 3 میلیگرم بر لیتر بر میانگین زمان جوانهزنی نسبت به تیمار آب مقطر حاصل شد. اثر مثبت اسید سالیسیلیک بر ارتفاع نشا و سطح برگ در غلظت 3 میلیگرم بر لیتر در مدتزمانهای غوطهوری 18 و 24 ساعت، وزنتر و خشک ریشه و وزنتر و خشک اندام هوایی در مدتزمان 24 ساعت نسبت به شاهد مشاهده شد. خیساندن بذر در آب مقطر به مدت 12 و 24 ساعت موجب بالاترین طول ریشه شد و تیمار اسید سالیسیلیک نیز بهطور معنیداری باعث کاهش طول ریشه شد. بیشترین ارتفاع نشاء (3/14 سانتیمتر)، تعداد برگ (34)، شاخص کلروفیل (59)، آنزیم پراکسیداز (10873 دقیقه /گرم/ واحد)، درصد نیتروژن کل (89/2 درصد)، پتاسیم (8/9 درصد) و میزان پرولین (80/14 گرم وزن تازه/میکرو مول) در تیمار 24 ساعت غلظت 3 میلیگرم بر لیتر اسید سالیسیلیک مشاهده شد.
نتیجهگیریبا توجه به نتایج پژوهش حاضر، اسید سالیسیلیک در غلظتهای معین توانست به بهبود جوانهزنی بذرهای گیاه گوجهفرنگی از طریق تنظیم فرایندهای فیزیولوژیک و بیوشیمیایی کمک کند. به نظر میرسد که اسید سالیسیلیک با تاثیر بر رشد و تقسیمات سلولی منجر به افزایش رشد گیاه و بهبود شاخصهای جوانهزنی و مورفوفیزیولوژیک گوجهفرنگی گردد. پرایمینگ بذرها با اسید سالیسیلیک در غلظت سه میلیگرم در لیتر و در زمانهای طولانیتر تاثیر مثبتی بر اغلب صفات داشت، اما در ارتباط با مدتزمان پرایمینگ، نتایج مربوط به هر صفت متفاوت بود.
جنبههای نوآوری1-پرایمینگ بذر گوجهفرنگی در آب مقطر به مدت 18 ساعت، موجب کوتاه شدن زمان جوانهزنی بذر میشود. 2- اسید سالیسیلیک میتواند با تاثیر بر ویژگیهای مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی نشای گوجهفرنگی بهعنوان یک پیش تیمار مناسب برای تولید نشاهایی با خصوصیات کمی و کیفی برتر بهکاربرده شود.
کلیدواژگان: اسید سالیسیلیک، پرایمینگ بذر، گوجه فرنگی -
صفحات 181-192مقدمه
خارشتر (Alhagi maurorum) تحمل بالایی به تنشهای شوری و خشکی دارد و کیفیت علوفه آن از کاه غلات بالاتر و در حد یونجه میباشد. بذرهای خارشتر بهدلیل پوسته سخت، بهراحتی جوانه نمیزنند؛ لذا کشت آن بهعنوان یک محصول کشاورزی، نیازمند تحقیقات بیشتری بهویژه در زمینه شکستن خواب و افزایش جوانهزنی است. علیرغم مطالعات فراوان در مورد خارشتر بهعنوان یک علفهرز، تحقیقات در مورد بررسی فاکتورهای زراعی خارشتر بهعنوان یک گیاه زراعی بسیار اندک است؛ بنابراین، در این مطالعه، برخی جوانب جوانهزنی و تحمل به شوری آن بررسی شده است.
مواد و روشهادر این پژوهش جوانب مختلف جوانهزنی خارشتر در مرکز ملی تحقیقات شوری در سال 1397 بررسی شد. در آزمایش اول پیشتیمارهای مختلف شامل شاهد، خراشدهی فیزیکی با کاغذ سنباده، هیدروپرایمینگ، آب جوش و اسیدسولفوریک بررسی گردیدند. با انتخاب تیمار پرایمینگ اسیدسولفوریک بهعنوان تیمار برتر، در آزمایش دوم و سوم، زمانها (5، 10، 15، 20 و 25 دقیقه) و غلظتهای مختلف اسیدسولفوریک (98 و 75 درصد) مقایسه گردید. در آزمایش چهارم بذرهای برداشتشده در سالهای 1397 با 1396 و 1395 مقایسه شدند. تاثیر سطوح مختلف تنش شوری (صفر، 6، 12، 18، 24، 30 و 36 دسیزیمنس برمتر) بر جوانهزنی و رشد اولیه خارشتر در آزمایش پنجم بررسی شد. در آزمایش ششم تیمارهای رژیم نوری شامل تاریکی ممتد، روشنایی ممتد و دورههای متناوب تاریکی-روشنایی و در آزمایش هفتم فاکتور اثرات بذر خواهری (بذرهای کنارهم و جداگانه) مقایسه شدند. درصد جوانهزنی و طول گیاهچه اندازهگیری و حدآستانه تحمل به شوری و کاهش 50% جوانهزنی برآورد شد.
یافتههانتایج آزمایش اول نشان داد که بیشترین درصد جوانهزنی در پیشتیمار اسیدسولفوریک (57 درصد) بهدست آمد که بیش از 6 برابر جوانهزنی در تیمار شاهد بود. در آزمایش دوم مشاهده شد که بیشترین درصد جوانهزنی (81 درصد) و رشد گیاهچه (7/5 سانتیمتر) از پیش تیمار اسیدسولفوریک 98 درصد بهمدت 25 دقیقه بهدست آمد. نکته مهم اینکه این نتیجه در اسیدسولفوریک ساخت داخل بهدست آمد که در مورد اسیدسولفوریک تولید خارج، بیشترین جوانهزنی و رشد گیاهچه در غلظت 75 درصد مشاهده شد. در آزمایش چهارم مشخص شد که حداقل سه سال طول عمر بذر تاثیر معنیداری بر جوانهزنی بذر نداشت. افت شدید جوانهزنی و کاهش رشد در شوری 30 دسیزیمنس برمتر مشاهده شد. با اینوجود، حتی در شوری 36 دسیزیمنس برمتر نیز جوانهزنی متوقف نشد. در آزمایشهای ششم و هفتم مشخص شد که تفاوت معنیداری بین جوانهزنی بذرهای کاشته شده در تاریکی، روشنایی یا دورههای متناوب تاریکی-روشنایی و بذرهایی کنارهم نسبت به بذرهای با فاصله مشاهده نشد؛ بنابراین، بذر خارشتر فتوبلاستیک نیست و در کناهم قرارگرفتن بذرهای خارشتر تاثیر منفی (اثر خواهری) بر یکدیگر ندارند.
نتیجهگیریبهطورکلی بهترین روش برای بهبود جوانهزنی، پیشتیمار بذر با اسیدسولفوریک داخلی با غلظت 98 درصد و اسیدسولفوریک خارجی با غلظت 75 درصد بهمدت 25 دقیقه است. با توجه به حصول درصد جوانهزنی بالا در تیمار اسیدسولفوریک (خراشدهی شیمیایی) بهنظر میرسد خواب بذر خارشتر احتمالا فیزیکی باشد. همچنین حدآستانه تحمل به شوری این گیاه 2/14 دسیزیمنس برمتر برآورد شده است، ولی در شوریهای بسیار بالاتر نیز قابلیت جوانهزنی حداقلی را دارد. تنش ملایم شوری، نهتنها جوانهزنی این گیاه را کاهش نمیدهد، بلکه برای تحریک رشد لازم است. با توجه بهتحمل بالای شوری خارشتر در مرحله جوانهزنی، کشت آن در سیستمهای شورورزی برای بررسی بیشتر توصیه میشود.
جنبههای نوآوری1- تیمار اسیدسولفوریک با غلظت 98 درصد به مدت 25 دقیقه منجر به شکستن خواب بذر خارشتر و جوانهزنی بالا (96 درصد) میگردد. 2- در شوریهای متوسط (حدود 6 دسیزیمنس برمتر) نسبت به شرایط بدون تنش، جوانهزنی بدون تغییر و رشد گیاهچه تحریک میشود. 3- حدآستانه تحمل به شوری خارشتر، 2/14 دسیزیمنس برمتر برآورد شد.
کلیدواژگان: بذرهای خواهری، پیش تیمار، شورپسند، شورورزی، قوه نامیه
-
Pages 1-22Introduction
Sweet corn (Zea mays var. saccharata) is a corn variety that is distinguished from other varieties due to the presence of genes that affect starch production in the endosperm. Given that the most of plants including sweet corn face with problems such as non- uniform germination and poor seed emergence in the early stages of germination. Thus, the use of organic stimulants is one of the ways to reduce the harmful effects of non-biological stresses, increase seed germination, uniform appearance and increase their yield and quality. The present study was carried out to investigate the effect of different concentrations of chitosan on seed germination and some biochemical traits of sweet corn under osmotic potential conditions.
Materials and MethodsTo investigate the effect of chitosan and osmotic stress on germination and biochemical parameters of sweet corn, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with four replications at the Seed Technology Laboratory, Faculty of Agriculture, Yasouj University in 2017. The first factor was osmotic stress at 0, -3, -6, and -9 bar osmotic potentials and the second factor was pre-treatment at five levels of chitosan zero, 0.25%, 0.5%, 0.75% and 1% and one level of distilled water. The seeds were immersed in the desired solutions of chitosan for 3 hours at 25 °C and under dark conditions, and then the pre-treated seeds were germinated under standard germination condition. In each petri dish, 25 seeds were placed on a filter paper and osmotic potential was applied using polyethylene glycol 6000. Seed germination was carried out in the germinator at 25 ± 1 ° C for 7 days under dark conditions. The germination traits and biochemical traits were measured according to standard methods.
ResultsOsmotic stress reduced germination percentage and germination rate, seedling vigour length index, germination uniformity coefficient, allometric coefficient, and soluble protein content and also increased the mean germination time, proline, soluble sugar content and hydrogen peroxide. Pre-treatment of seeds with a concentration of 0.5% chitosan increased protein, proline, and soluble sugars content at all osmotic stress levels. At the osmotic stress levels, the highest and lowest levels of hydrogen peroxide respectively were observed in 0.5% chitosan treatment and distilled water treatment. The results showed that pre-treatment with 0.5% chitosan increased germination percentage and rate and seedling vigour length index, and also reduced the mean germination time and malondialdehyde. Pre-treatment of seed with zero and 1% chitosan led to reduction in some of the germination and biochemical traits in comparison with 0.25, 0.5, and 0.75% chitosan.
ConclusionsThe results showed that seed treatment with 0.5% chitosan could reduce the harmful effects of osmotic potential on some germination and biochemical traits in sweet corn seedlings and improve seedling growth.
Highlights1-Chitosan increases the germination percentage and germination rate.
2-Chitosan increases soluble sugars, proline, and soluble protein.
3-Chitosan reduces the amount of malondialdehyde and hydrogen peroxide.Keywords: Allometric coefficient, Malondialdehyde content, Proline, Seed vigour -
Pages 23-37Introduction
Plants release much of bioactive chemicals from different parts such as leaves, stems and roots through different mechanisms to their surrounding environement. These biologically active chemicals are often referred to as "allelochemicals". Allelopathic compounds play a major role in reducing germination and the growth of crops.
Materials and methodsIn this study, the effect of leaching on the reduction of phytotoxicity effect of soybean, black cumin, dragonhead and dill was investigated on the emergence and early growth of canola (Brassica napus L.). The experiment was conducted as factorial based on a completely randomized design with four replications in 2016. Treatments included four previous crop residue (soybean, black cumin, dragonhead, and dill), and three levels of leaching (without leaching, one-time leaching, and two-times leaching). The leaching-free treatment (control) was sub-irrigated to maintain the uniformity of environment moisture. Five days after the first leaching, the two leaching treatment was irrigated again. Five days after the second leaching, when the soil moisture was suitable for seed planting, 10 seeds of canola were cultivated in each pot at a depth of 3 cm of soil. After three weeks seedlings of canola were removed from the pot and the traits were measured.
ResultsThe results showed that the growth characteristics of canola, except root length, were affected by the residues of the previous crop. In non-leaching conditions, the residue of the four plants reduced the rate and amount of canola emergence, and the greatest reduction in canola emergence was recorded for the application of black cumin residue (7.5%). In the leaching conditions, the length of canola leaves increased, which was higher in the twice leaching treatment. This trend shows that as the amount of leaching frequency increased, it is highly likely that more inhibitiing materials leave the soil and conditions become suitable for canola germination and growth.. The highest dry weight of canola root was observed in one-time leaching treatment. The dry weight of canola leaf grown in dill and soybean residues was increased as a result of one-time leaching, whereas the dry weight of canola grown in black cumin and dragonhead residues showed a higher increase in two-times leaching. Results show that four studied plants have canola growth inhibiting compounds and leaching can ameliorate this effect. The response of canola in the soil containing black cumin and dragonhead residues is higher in two-times leaching, and in the soil containing plant residues dill, one-time leaching is sufficient. In soils containing soybean residue, the response index was almost similar in case of one and two-times leaching.
ConclusionGenerally, the results showed that the application of leaching before planting canola reduced the inhibitory effects of plant residue on germination and growth of canola. Therefore, it is suggested that in the agricultural ecosystems in which canola is present in crop rotation, cultivation of canola must be avoided in presence of soybean, black cumin, dragonhead, and dill residue to eliminate their inhibitory effects on canola growth. In areas with water restriction, autumn rainfall can act as leaching and reduce the effect of allelopathic compounds. In case leaching is not possible, cultivation of canola inside the residue of these plants must be avoided.
Highlights1-Leaching can reduce the effect of allelopathic compounds. 2- Allelopathic compounds of some plants such as black cumin showed better response to two-times leaching.
Keywords: Allelopathy, Emergence rate, Phytotoxicity, Response index -
Pages 39-52Introduction
Seeds, like other materials, are hygroscopic and exchange moisture with their surroundings. The changes in the moisture of seeds during storage depend on their hygroscopic nature and this feature plays an important role in determining the seed quality and longevity. Furthermore, studying the hygroscopic characteristics if seeds can be useful in seed storage studies as well as in commercial applications such as drying and seeds processing. Therefore, in this study, the relationship between seed moisture content and relative humidity in seed of rapeseed cultivars was studied.
Material and MethodsIn this study, the relationship between the ambient relative humidity and seed moisture content of three rapeseed cultivars at 10, 20 and 30 °C was investigated using hygroscopic equilibrium curves. Therefore, water desorption and absorption curves were studied separately. Water absorption and desorption curves were obtained by drying the seeds at 1% relative humidity and seed hydration at 100% relative humidity, respectively, followed by transferring the seeds to different relative humidities at different temperatures and finally determining the equilibrium moisture content of the seeds. It should be noted that glycerol and sulfuric acid solutions were used to creation different relative humidity. Finally, the relationship between seeds moisture content against the relative humidity was quantified by fitting the D’Arcy-Watt equation.
ResultsThe results indicated that the seeds moisture content varied in cultivars and temperatures at different relative humidities. Also, there was a difference between water desorption and absorption curves in all cultivars and temperatures; desorption curves were generally higher than water absorption curves. The greatest difference among the cultivars regarding seed moisture content was observed at 100% relative humidity, and this difference was less severe at lower relative humidities. Also, the highest seed moisture content of rapeseed cultivars was observed at 20 °C and 100% relative humidity, and the lowest seed moisture content was recorded at 30 °C and 1% relative humidity.
ConclusionsAccording to the results, it was found that the relationship between seed moisture content and relative humidity followed a sigmoidal function, and this relationship would also vary depending on cultivar and temperature. There was also a difference between the adsorption and desorption curves, which is called "hysteresis", and showed that the seed moisture content at a constant relative humidity was generally higher in the state of dehydration compared with that in the state of hydration. Due to this event, desorption curve is situated higher than the absorption curve.
HighlightsResponse to hygroscopic equilibrium curves in seeds of different rapeseed cultivars was compared. Sulfuric acid and glycerol solutions were used to create different relative humidity.
Keywords: Water absorption, Water desorption, Hysteresis, Seed storage, Moisture changes modeling -
Pages 53-65Introduction
London rocket is an important winter annual weed of the mustard family (Brassicaceae), which is propagated by seed. Germination of a seed population in response to water potential reduction is modeled using the concept of hydro time. This model has outputs that are physiologically and ecologically meaningful. One of the presumptions of the Hydro time model is the normal distribution of the base water potential among the seed population.
Materials and methodsIn order to quantify the germination characteristics and determine the cardinal temperature of germination of London rocket (Sisymbrium irio L.), an experiment was done in 2018 at Science Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran. The seeds were placed at constant temperatures (5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 45 °C). Germination percentage, germination rate, root length, shoot length, seedling length and seedling fresh weight were evaluated. Intersected-lines, dent-like and quadratic polynomial models were used to determine cardinal temperatures. London rocket seed germination was tested across a range of water potential (0, -0.2, -0.4, -0.6 and -0.8 MPa) at the optimal temperature of 22.80 °C. The hydro time model, based on the normal distributions was fitted to data.
ResultsResults showed that seed of London rocket did not germinate at temperatures of 5, 35, 40 and 45° C, and 25° C was the best temperature for seed germination (48%). The longest root length (4.49 mm) was observed at 20°C, which did not have significant differences with temperatures of 15 and 25 °C. The longest shoot length (10.19 mm) was obtained at 25 °C and there were not any significant differences among this temperature and temperatures of 15 and 20 °C. Similar trend with the trait of root length was observed for the trait of seedling length. The best model for estimating the cardinal temperatures in London rocket was intersected-line model with respect to coefficient of determination and mean square error. According to the intersected-lines model in London rocket, the minimum, optimum and maximum temperatures were calculated 5.83, 22.80 and 37.91°C. According to the hydro-time model based on normal distribution, the hydro-time constant and the base-water potential (which is a threshold for germination beginning) of London rocket degree were 284.28 (MPa/h) and -1.18 (MPa) at 22.80 °C, respectively.
ConclusionsKnowledge of germination and emergence of weeds also helps to predict the potential distribution to new habitats. The obtained coefficient of determination (0.94) between observed germination and predicted germination showed that the hydro time model based on normal distribution fitted well to germination percentage of London rocket seed. Due to the low hydrotime coefficient of this weed and the drought problem that most provinces face, it is expected that this weed will become more problematic in most provinces of Iran in the future.
Highlights1- The best temperature for germination of London rocket seed is 25 °C.
2- The best model for estimating the cardinal temperatures in London rocket is intersected-line model
3- The hydro-time constant and the base-water potential of London rocket degree based on normal distribution are 284.28 (MPa/h) and -1.18 (MPa) at 22.80 °C, respectively.Keywords: Germination rate, Hydro time constant, Intersected-lines Model, Root mean of squares of error -
Pages 67-82Introduction
Without a doubt, plant hetrotoxicity is one of the important factors in determining the distribution and abundance of some species in plant communities. Thus, the purpose of this experiment was to evaluate the effect of phenolic composition obtained from the methanol extract of Echinochola crus-galli on germination traits and cytogenetic behavior of rice.
Materials and methodsThis experiment was done to assess hetrotoxic potential of various concentrations (0, 0.024, 0.048, 0.076 and 0.1 mM) of the phenolic composition obtained from the methanol extract of whole-organ of E. crus-galli on germination traits of rice as well as mitosis division of meristematic cells of radicle in a completely randomized design. To extract thephenolic composition, warm extraction method using a methanol solvent was used. For studying mitosis division, first rice seeds were germinated. Then, each of the steps such as fixation, hydrolysis, staining, squashing and microscopic studies were done on the end of the radicle. Mitosis indices and percentage of mitosis inhibition were calculated and also percentage of each of chromosomal abnormalities at four stages of prophase, metaphase, anaphase and telophase as compared to total cells was calculated.
ResultsThe lowest percentage and rate of germination and relative germination were found in two concentrations of the 0.076 and 0.1 mM of phenolic composition of E. crus-galli, so that no germination was observed in these treatments. In this study, mitosis division was normal in control samples, so that the rice plant included 12 chromosomes in the metaphase stage. Also the chromosomes were normal in the telophase stage and chromosomal abnormalities were not observed in meristem cells of radicle tip of the control. The lowest value of mitosis indices and the number of dividing cells were related to the concentration of 0.048 mM wuth 30.19 and 385 cells, respectively. In the present study, chromosomal abnormalities in the stages of metaphase, anaphase and telophase were increased with increasing concentration of phenolic composition, and were 28.85 and 16.95% in 0.048 mM concentration of phenolic composition, respectively. The most chromosomal abnormalities were of sticky and laggard type, which were related to the concentration of 0.048 mM of phenolic composition with 39.83 and 32.25%, respectively. The highest number of chromosomal bridges and clumping were obtained in 0.024 mM of phenolic composition with about 19.27 and 29.83%, respectively.
ConclusionIn this study, phenolic composition obtained from the methanol extract of E. crus-galli had asignificant inhibitory effect on germination traits and mitosis division in root tip cells of rice. Thus, the amount of E. crus-galli residues in the field should be considered in direct and indirect cultivation of rice. Highlights: 1-Difference in impact of the phenolic composition obtained from the methanol extract of Echinochola crus-galli on germination and reduced cytogenetic behavior of rice is related to their threshold concentration. 2- It is advised to cultivate varieties of rice resistant to the remnants of harmful compounds of E. crus-galli as direct cultivation or under nursery condition.
Keywords: Bridge chromosomes, Chromosomal abnormalities Phenolic composition, Relative germination percentage -
Pages 83-97Introduction
Legumes are the most important source of plant protein and Mung bean has a high nutritional value for humans, as it produces seeds containing high protein percentage. The major problem of salinity in seed germination of higher plants is due to excessive amounts of sodium chloride, osmotic pressure, disruption of nutrient uptake and transport, and direct effects of ionic toxicity on the membrane and enzymatic systems that in turn reduce germination. External use of methyl jasmonate can modulate the effects of various stresses, such as salinity and drought, by increasing the antioxidant activity of the seed. Therefore, the purpose of this research was to evaluate the effect of methyl jasmonate and salinity stress on germination and enzymatic properties of Mung bean.
Material and MethodThis study was conducted as factorial based on a completely randomized design with three replications during 2015-16 at the laboratory of Department of Agronomy, Tarbiat Modares University. The experimental treatments included four methyl jasmonate solution (0, 50, 100 and 150 mM) and four salinity stress levels (0, 2, 4 and 6 dS/m salinity from NaCl). Petri dishes were placed in a germinator at 25 ° C and in full darkness for 14 days. In this experiment, germination rate and percentage, time to reach 50% germination, alpha and beta amylase, catalase and peroxidase were measured.
ResultsThe results of the experiment showed that the lowest rate of slope and final germination percentage were obtained in 50 and 100 mM solutions of methyl jasmonate. In terms of T50, an increase of 4.7 days was observed per one dS/m increase in salinity stress and the lowest T50 was estimated at a methyl jasmonate solution concentration of 78.68 mM. In terms of the activity of germination enzymes, reduction of 0.031 μmol/ml/min per 1 dS.m increase in salinity stress and the highest amount of α-amylase were estimated 72.6 μmol/ml/min at a methyl jasmonate solution concentration of 73.33 mM. Also, the lowest activity of β-amylase enzyme was 0.79 μmol/ml/min at a concentration of 5.6 dS/m salinity stress and the highest activity of β-amylase enzyme was estimated to be 1.7 μmol/ml/min at a methyl jasmonate solution concentration of 86.67 mM. The highest activity of catalase (25.7 ∆A/mg protein/min) was observed at 14.72 dS/m salinity stress and the lowest activity of catalase enzyme (8.9 ∆A/mg protein/min) was estimated at 5.88 mM methyl jasmonate solution. The highest activity of peroxidase enzyme (22.06 ∆A/mg protein/min) was at 24.3 dS/m salinity stress and the lowest activity of the enzyme peroxidase (2.5 ∆A/ mg protein/min) was determined at a methyl jasmonate solution concentration of 266.66 mM.
ConclusionsIn general, pre-treatment of methyl jasmonate can reduce the germination time, increase the rate of germination and reduce the oxidative stress in salt stress conditions by improving the activity of germination enzymes, increasing the activity of enzymes, increasing the activity of hydrolyzing enzymes and increasing the easy availability of seedlings to nutrients during germination. Highlights: 1- Germination rate and percentage and morpho-physiological changes of Mung bean seed as affected by methyl jasmonate were investigated. 2- The role of alpha and beta amylase germination enzymes in accelerating the production of Mungbean seedlings under saline conditions were estimated. 3- Methyl jasmonate- induced catalase and peroxidase enzymes activity in resistance to salinity stress were estimated.
Keywords: Amylase, Pules, Stress, Jasmonic Acid, Sodium chloride -
Pages 99-119Introduction
Soybean is a plant that has a moderate tolerance to drought stress. Drought stress is one of the most important abiotic stresses affecting soybean production by about 40%. In addition, drought stress reduces seed vigor as a result of stress conditions. Positive effects of mycorrhizal fungi on the increment of dry matter and plant biomass, especially in low-irrigated conditions and in dry areas have been proven. The reason for the increase in crop yield in mycorrhizal inoculated plants is their water balance in water deficit stress conditions and as a result, absorption of water and mineral elements. Rhizobium bacteria, carbohydrates, and other foods are catched from the phloem vessels and the received energy is used to convert nitrogen to ammonium ion and eventually amino acids. Japonicum rhizobium bacterium is not naturally found in soils of Iran and the bacteria should be added to the soil along with seeds.
Materials and MethodsThis experiment was carried out to determine the germination characteristics, seed vigor and its related traits in soybean Kosar cultivar grown under drought stress conditions and inoculation with mycorrhiza and bacteria with three replications during 2018. In the field experiment, drought stress included optimal irrigation (irrigation after 70 mm evaporation), moderate stress (irrigation after 110 mm evaporation) and severe drought stress (irrigation after 150 mm evaporation from class A evaporation pan), mycorrhizal fungus in three levels, mycorrhiza-free, and inoculation with glomus mosseae, Glomus intraradices and Rhizobium bacterium in two levels, including no inoculation and inoculation with Rhizobium japonicum.
ResultsThe mean comparison showed that the seeds obtained under normal irrigation, inoculation with mycorrhiza and bacteria had the highest dry weight of radicle, plumule and seedling, percentage and germination rate. The lowest electrical conductivity of the seeds and the mean time of germination were obtained under these condition. Severe and moderate drought stress reduced stress tolerance index, root tolerance index and stem tolerance index, seedling vigor index and seed vigor index compared to optimum irrigation about 42-23, 38-18, 30-18, 50-26 and 41-21) percent, respectively. Inoculation with Glomus mosseae and Glomus intraradices increased the seed vigor index, radicle lentgh, plumule lentgh and seedling length compared to non-inoculation with mycorhizal fungi by 48-42, 27-26, 41-37 and 35-33 percent, respectively. Inoculation with Rhizobium japonicum increased radicle lentgh, plumule lentgh and seedling lentgh compared to non-inoculation with bacterium by 21%, 16% and 18%, respectively. The highest water percentage in seedling tissue was obtained under optimum irrigation conditions, inoculation with mycorrhizal fungi and inoculation with rhizobium bacteria.
ConclusionAccording to the results of this study, in all three different irrigation conditions to improve germination and increase seed vigor, the use of mycorrhiza fungi is effective especially glomus mosseae and inoculation with Rhizobium bacteria.
HighlightsGermination characteristics, germination rate and duration of soybean Kosar cultivar on seeds obtained under different irrigation conditions were investigated. The effect of mycorrhiza and bacteria on seed vigor and related traits were evaluated under different levels of drought stress. The damage done to the seed membranes due to the interaction of irrigation and inoculation with mycorrhiza and bacterium was investigated.
Keywords: Allometric coefficient, Germination, Membrane stability index, Seed electrical conductivity, Seed vigor -
Pages 121-134Introduction
Germination and seedling establishment are the primary stages of crop growth that are highly sensitive to salinity and drought stresses. On the other hand, seed hardness affects the quality of plant germination. Therefore, the aim of this study was to analyze the effect of seed pre-treatment on germination characteristics of Medicago scutellata var Rabinson.
Material and methodsIn the present study, the effects of pre-treatment methods of scarification (sand paper, knife and sand), stratification (0, -5, -10, and -15 °C), ultrasonic waves (3, 6, 9, 12, and 15 min), and magnetic field (two intensities of 125 and 250 mT in 4 times exposure by 6, 12, 18, and 24 h) on seed germination of annual medic germination affected by salinity and drought stresses (0, -3, -6, -9, and -12 bar) were investigated with three replications. Twenty seeds per Petri dish were used for each treatment. Seedlings were incubated in the dark at 20/18±0.3°C in a growth chamber. After ten days, the dry weight of the seedling was obtained after oven drying at 70°C. Root length, shoot length, seed germination percentage, seedling growth rate (SLGR), the weight of mobilized seed reserve (WMSR), seed reserve depletion (SRDP), and seed reserve utilization efficiency (SRUE) were measured.
ResultsBased on the preliminary results using Taguchi method, the -15 °C stratification treatments under salinity and drought, 6 and 9 min of exposure to ultrasonic waves under salinity and drought, and magnetic field intensity of 250 mT for 6 and 9 h were chosen for the experiment of salinity and drought, respectively. In salinity experiment, the maximum root length (23.47 mm), shoot length (15.76 mm), weight of mobilized seed reserve (0.119 mg per seed), and seed reserve depletion percentage (58.9 %) was in scarification treatment; the maximum seed germination (47.2 %) was observed in control treatment; the maximum seedling dry weight (0.195 mg) was identified in magnetic field treatment; and the maximum seed reserves utilization efficiency (0.665 mg.mg.seed-1) was obtained in ultrasonic waves treatments. In drought experiment, the maximum root length (22.84 mm), shoot length (8.09 mm), seed germination (49.93 %), the weight of mobilized seed reserve (0.096 mg per seed), and seed reserve depletion percentage (43.1 %) was measured in ultrasonic treatment; the maximum seedling dry weight (0.09 mg) was found in magnetic field treatment; and the maximum SRUE (0.516 mg.mg.seed-1) was observed in control treatment.
ConclusionsAccording to the results, there is a direct relationship between the decline in seedling dry weight and the decline in the weight of mobilized seed reserve. However, the scarification and ultrasonic waveschr('39') treatments had significant effects on seedlings resistance to salinity and drought, respectively. Furthermore, the use of ultrasonic waves and scarification produced higher germination percentage and more vigorous seedlings under drought and saline conditions. In terms of germination and seedling growth, the differences among the treatments increased by the increase in stress intensity. This advantage led to greater seed reserve utilization. Moreover, pre-treatment methods resulted in longer cotyledon length and improvement in vigorous seedlings. Future studies should focus on the study of enzymes activity and/or hormones affecting seed reserve utilization rate in response to drought and salinity stress.
Highlights
1- The most sensitive growth stage of annual medic (seedling production stage) to salinity and drought stress was evaluated. 2- Various pre-treatments to improve the germination of annual medic to enter crop rotation in arid and semi-arid regions due to self-seeding and short growing period were investigated.
Keywords: agnetic field, Osmotic potential, Ultrasonic waves, Scarification, Stratification -
Pages 135-149Introduction
One of approaches to reach sustainable agriculture is to exploit crop diversity, especially in legume species. Since Melilotus spp. (sweet clover) is a forage crop with a suitable yield especially in the marginal lands; therefore collection and characterization of this germplasm is the first effective step for its conservation and utilization in the country. Few accessions of Melilotus genetic resources had been collected in the National Plant Gene Bank of Iran, before this study.
Materials and MethodsSweet clover genetic resources were collected all over the country using standard descriptors during two years. Twenty-six characteristics of collection sites were recorded and their descriptive statistics were estimated. The collected materials were planted in an experimental field to identify their life cycle. The seeds of collected germplasms were conserved in mid (2-4 °C)- and long (-20 °C)-terms conditions for further using.
ResultsA total of 258 accessions were collected. The geographical altitude of plant origin differed from -11 m in Babolsar to 3090 m in Noor Abad in Lorestan. The materials were mostly collected from non-saline habitats. However, eight accessions were collected from mid to high salinity locations. Taxonomically, M. albus, M. officinalis, and M. indicus were identified with a number of 21, 201 and 36 accessions, respectively. M. dentatus and M. sulcatus, which have been mentioned in the former researches in Iran, were not collected in the recent study.
ConclusionThe collected germplasms from marginal lands (saline, low drainage and low fertility lands) may be tolerant to such marginal lands, therefore they can be exploited for the future research. All M. indicus species were annual; whereas there were annual as well as facultative and obligate biennial accessions in the two other species. Lack of access to M. dentatus and M. sulcatus may be an alarm that they may be threatened species in the country. Collected materials in this study along with the former collection in the Iranian National Plant Gene Bank (80 accessions) have provided high potentials of Melilotus genetic resources for exploitation in the further. Highlights: 1- The three-fold increase in the Melilotus germplasms in the ex-situ conservation system. 2- Alarm for M. dentatus and M. sulcatus which may be threatened with extinction in the country.
Keywords: Accession, Gene Bank, Germplasm -
Pages 151-164Introduction
Seed deterioration is a physiological phenomenon that affects all germination, biochemical, cytological, and growth characteristics of plants. So it is necessary to use seed vigor enhancement methods to resolve these problems. One of these methods is the application of seed priming techniques to reduce deterioration effects. Therefore, the present study aimed to investigate the effect of different pre-treatments by using Nano-zinc, ascorbic acid, humic acid, gibberellin and KNO3 on germination indices and chromosomal aberration of aged onion seeds.
Material and MethodsThis experiment was performed as factorial based on a completely randomized design with 3 replications (100 seeds per replicate) in the faculty of agriculture at Urmia University. The first factor was the level of aging at 4 levels (control, 12h, 24h, and 48h) and the second factor was seed pre-treatments at 6 levels (control, Nano-zinc (30 mg), ascorbic acid (100 mg), humic acid (150 mg), gibberellin (200 mg/l) and KNO3 (0.1%). Given that the germination was not similar at different levels of aging, the seeds were germinated at control and 12h of aging after 6 days, at 24 and 48h of aging after 8 and 9 days, respectively. Hence, germination percentage, germination rate, normal seedling, mean germination time, and seed vigor were evaluated after the mentioned times. Chromosomal aberrations were also examined.
Results and DiscussionThe results showed that the interaction effect of aging and seed pre-treatments on germination indices were significant at %1 probability level. By increasing the period of aging, all germination characters decreased significantly. The highest germination percentage (80%, 70%, 50%) and germination rate (5.350, 3. 316, 1.525 seed/day) were obtained by using Nano-zinc At 12h, 24h and 48h ageing levels. Nano-zinc and gibberellin had the highest effect on seedling vigor and normal seedlings. Seedling vigor increased significantly by using Nano-zinc and gibberellin at 12h (1133, 933.9), 24h (742.9, 692), and 48h (369.9, 323.3). The chromosomal aberration was reduced by using pre-treatment.
ConclusionIn this study, the most effective pre-treatments to improve germination characteristics and reduce chromosomal aberrations were gibberellin (200 mg/l) and Nano-zinc (30 mg). Therefore, it can be stated that the use of Nano-zinc and gibberellin as seed pre-treatments can significantly reduce the effects of deterioration on onion seeds.
Highlights1- Nano-Zinc and gibberellin were the most effective priming treatments on seed germination and growth characteristics of the aged onion seeds. 2- Priming treatment reduced the percentage of chromosomal aberration in the onion and the highest effect was obtained using Nano-zinc and gibberellin.
Keywords: Ascorbic acid, Accelerated aging, Gibberellin, Germination indices, Nano-zinc, Chromosomal aberration -
Pages 165-180Introduction
Seed germination is a complex and dynamic stage of plant growth, and seed priming is a technique by which the seeds obtain germination potential physiologically and biochemically before being placed on growth media and facing the ecological conditions of the environment. Seed priming increases yield and antioxidant enzymes in plants by increasing germination and seed vigor and as a result, increases percentage of germination. Several studies have investigated the effect of seed priming with organic materials including salicylic acid on improving seed germination in various plant species. Research results have shown that salicylic acid can be used as a growth regulator to increase the germination of plants. Tomato, with scientific name of Lycopersicon esculentum (Mill), belongs to the Solanaceae family and is widely adapted to different climatic and soil conditions. The aim of this study was to evaluate the effect of different concentrations of Salicylic acid on seed germination and some factors of morphophysiologic and biochemical traits of tomato seedlings.
Materials and methodsThis research was conducted as factorial in a completely randomized design, including priming treatment in 3 time frames (12, 18 and 24 hours) with three replications. Priming treatments consisted of salicylic acid (2, 2.5 and 3 mg/l) and distilled water. The measured traits were germination parameters including percentage, time, rate, and uniformity of germination and morphological traits including transplant height, crown diameter, root length, leaf number, and leaf area, shoot and root fresh and dry weight and biochemical traits including chlorophyll, peroxidase enzyme, proline, total nitrogen, potassium, calcium, phosphorus, and sodium.
ResultsThe favorable effect of salicylic acid was obtained at the concentration of 3 mg/l on mean germination time compared to the distilled water. The positive effect of salicylic acid was observed on transplant height and leaf area (at the concentration of 3 mg/l at 18 and 24 hours’ time frame), shoot and root fresh and dry weight (at 24 hours) compared to the control. Immersion in distilled water for a period of 12 and 24 hours resulted in the highest root length, while salicylic acid treatment reduced root length significantly. The highest transplant height (14.3 cm), leaf number (34), chlorophyll index (59), peroxidase enzyme (10873 unit/g.min-1), total nitrogen (2.89%), potassium (9.81%), and proline content (14.80 µM/g fresh weight) were observed in 24 hours treatment with concentration of 3 mg / l salicylic acid.
ConclusionAccording to the results of this study, salicylic acid at certain concentration improves seeds germination of tomato plants through the regulation of physiologic and biochemical processes. It seems that salicylic acid led to increase in plant growth and improvement of seed germination and morphophysiological parameters of the tomato via affecting cell growth and division. Seed priming with salicylic acid at the concentration of 3 mg/l and in longer time frames had positive effect on most traits, whereas the results for each trait were different in relation to priming time.
Highlights1-Priming of tomato seed in distilled water for 18 hours reduces the time of seed germination. 2-Salicylic acid can be used as an appropriate pretreatment for producing seedlings with better quantitative and qualitative characteristics by affecting the morpho-physiologic and biochemical properties of tomato seedlings.
Keywords: Seed priming, Salicylic acid, Tomato -
Pages 181-192Introduction
Camelthorn (Alhagi maurorum) has a high tolerance to salt and water stresses, and its forage quality is greater than cereal straw and is equal to alfalfa. Seeds of camelthorn do not germinate easily due to the hard seed coat. Therefore, camelthorn cultivation as an agricultural crop needs more research, especially on breaking seed dormancy and increasing germination. Despite numerous studies about camelthorn as a weed, there are few studies on evaluating agronomic factors of camelthorn as a field crop. Hence, in this study, some aspects of germination and salinity tolerance of camelthorn were examined.
Materials and MethodsIn this research, different aspects of camelthorn germination were examined at the National Salinity Research Center in 2018. In the first experiment, different pretreatments including control, sandpaper, hydro-priming, hot water, and sulphuric acid were assessed. With the selection of sulphuric acid as the best treatment, varying durations (0, 5, 10, 15, 20, and 25 min) and concentrations (98% and 75%) of sulphuric acid priming were compared in the second and third experiments. In the fourth experiment, the seeds collected in 2018 were compared with the seeds collected in 2017 and 2016. The effect of different salt stress levels (0, 6, 12, 18, 24, 30, and 36 dS m-1) was evaluated on camelthorn germination and early growth in the fifth experiment. In the sixth experiment, lighting regimes including continuous dark, continuous light, and an alternative period of dark- light were examined and in the seventh experiment sibling factors (together and individual seeds) were evaluated. Seed germination and seedling length were calculated and salinity tolerance threshold levels and 50% reduction threshold were estimated.
ResultsThe results of the first experiment showed that the highest germination percentage was obtained in sulphuric acid priming (56.6%), which was six folds greater than the control. In the second experiment, it was shown that the highest germination percentage (81.1%) and seedling growth (5.7 cm) was observed in sulphuric acid priming 98% for 25 min. Important note was that these results were related to domestically produced sulphuric acid, and the highest germination and seedling growth were observed in 75% concentration for the imported sulphuric acid. In the fourth experiment, it was found that at least 3 years of seed longevity had no significant effect on seed germination. Considerable losses in germination and growth were observed from 30 dS m-1 salinity level; however, germination did not completely stop even at 36 dS m-1 salinity. In the sixth and the seventh experiments, it was found that there were no significant differences between seeds germination in the continuous dark, continuous light, and an alternative period of dark- light as well as between individual and together seeds. So, camelthorn seed is not photoblastic and had no negative sibling factor.
ConclusionsGenerally, it was concluded that the best method for improving germination is priming with sulphuric acid 98% (internal) or 75% (imported) for 25 min. According to achievement of high germination in sulphuric acid pre-treatments (chemical scarification), it seems that seed dormancy in camelthorn is presumably physical. Furthermore, although the salinity tolerance threshold of this plant is estimated 14.2 dS m-1, it can germinate minimally even in very higher salinity. Light salt stress not only decreases the germination of this plant but also is necessary for growth promoting. Based on the high salinity tolerance of camelthorn in the germination stage, its cultivation in haloculture systems is recommended for more investigation.
Highlights1- Sulphuric acid 98% priming for 25 min led to breaking seed dormancy and acceptable camelthorn germination. 2- In moderate salinity, germination was not significantly changed and seedling growth was promoted compared with the non-stress conditions. 3- Salinity tolerance threshold level of camelthorn was estimated 14.2 dS m-1.
Keywords: Haloculture, Halophyte, Pre-treatment, Sibling seeds, Vigour