بخشی از مقاله
چکیده
به منظور بررسی اثر تیمار بذور با گلایسینبتائین بر تخفیف اثرات تنش شوری در مرحله جوانهزنی و رشد اولیه گیاهچه سویا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. ابتدا بذور در محلولهای تهیه شده گلایسینبتائین در 5 سطح - صفر، 2، 4، 8 و 16 میلیمولار - خیسانده شده و پس از گذشت 24 ساعت در پتریدیش قرار داده شدند. سپس برای اعمال تنش شوری از محلولهای نمک کلریدسدیم در سطوح صفر، 5، 10، 15 و 20 دسیزیمنس بر متر استفاده شد. نتایج نشان داد کلیه پارامترهای مورد ارزیابی به شوری واکنش منفی معنیداری نشان دادند. اما تیمار بذور با گلایسینبتائین موجب افزایش معنیداری در پارامترهای درصد جوانهزنی و طول و وزن خشک ریشهچه و ساقهچه گردید. این آزمایش نشان داد که تیمار بذور با گلایسینبتائین، اثر مثبتی در تخفیف اثرات تنش شوری داشت و کاربرد گلایسین-بتائین تا سطح شوری 10 دسیزیمنس بر متر نسبت به تیمار عدم کاربرد آن برتری یافت. مقایسات میانگین نشان داد که غلظتهای 8 و 16 میلیمولار گلایسینبتائین، مطلوبترین وضعیت را در مقابله با تنش شوری در مرحله جوانهزنی ایجاد کرده و در بالاترین سطح آماری قرار گرفتند.
.1 مقدمه
شوری فاکتور محدود کنندهای برای جوانهزنی بذر بوده و به عنوان تنش غیر زندهی مهمی برای گیاهان به شمار میرود - دیتوماس، . - 2004 شوری از طریق افزایش فشار اسمزی و به دنبال آن کاهش جذب آب توسط بذرها و همچنین از طریق اثرات سمی یونهای سدیم و کلر، جوانهزنی بذرها را تحت تأثیر قرار میدهد - زینلی و همکاران، . - 1381 شوری در مرحله جوانهزنی بذرها باعث آسیب دیدن غشاءهای سلولی ، به ویژه غشای سیتوپلاسمی و در نتیجه آن افزایش تراوایی غشاءها به دلیل جایگزینی Ca+ به وسیله Na+ میگردد که در نتیجه آن تلفات K+ افزایش مییابد - تاکل، . - 2000 بیشترین پیامدها و آسیبهای شوری بر رشد و بنیه گیاهچه و همان ابتدای جوانهزنی گیاه وارد میآید. در گیاهان زراعی سویا و ذرت مشاهده شده که اثرات شوری سبب نقصان قوهنامیه1 بذر نیز میگردد - مارتینلی و همکاران، . - 2000 در نخود تنش شوری کاهش درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، رشد و وزن گیاهچه را به وجود آورد - اوکیو و همکاران، . - 2005 نتایج آزمایشات اوکیو و همکاران - 2005 - در نخود فرنگی و فرهودی و همکاران - 2007 - در کلزا نشان داد که تنش شوری موجب تخریب غشاء سلول گیاهچه، تأخیر در ظهور و اختلال رشد گیاهچه میگردد. رودس و هانسون - 1993 - بیان کردند که گیاهان برای مقابله با اثرات مضر نمک، املاح سازگار مانند پرولین، ساکاروز، پولیولها، ترهالوز و ترکیبات آمونیومی چهارگانه مانند گلایسین-بتائین، آلانینبتائین، پرولینبتائین، هیدروکسی پرولینبتائین، و پیپکولیتبتائین را به منظور تنظیم اسمزی در سلول تجمع میدهند. گلایسینبتائین در بسیاری از گیاهان زراعی از جمله اسفناج، جو، گندم و سورگوم در واکنش به تنشها تجمع می-یابد - یانگ و همکاران، . - 2003 با توجه به اینکه همه گیاهان گلایسینبتائین را به میزان کافی برای دفع اثرات سوء تنش-های غیرزنده تجمع نمیدهند، روش دیگری برای افزایش غلظت این ترکیب در گیاهان برای افزایش تحمل به تنش در نظر گرفته شده است که استعمال خارجی این تنظیم کنندهها به گیاهان تحت تنش به صورت تیمار بذر و یا پاشش برگی به منظور افزایش تحملشان میباشد - اشرف و فولاد، . - 2007 گلایسینبتائین به عنوان یک اسمولیت سیتوپلاسمی عمل می-کند و آنزیمها و غشاءها را از اثرات پسابیدگی نمک حفظ میکند - پالگ و همکاران، . - 1985 در بسیاری از موارد گزارش شده پیش تیمار بذور با گلایسینبتائین، سیتو پلاسم را از سمیت Na+ حفظ میکند. خاصیت دو قطبی آن Na+ و Cl- را طی تنش شوری خنثی کرده و گروههای هیدروفوبیک متیل آن نواحی هیدروفوبیک پروتئینها را تثبیت میکند - نومرا و همکاران، . - 1998 اثر محافظتی گلایسینبتائین بر روی گیاهچههای برنج تحت شرایط تنش شوری قابل رؤیت است - دمیرال و ترکان، . - 2006 لوپز و همکاران - 2002 - نشان دادند که گلایسینبتائین میتواند به عنوان یک تیمار برای کاهش اثر تنش شوری روی رابطه آب در گیاهان حساس به شوری استفاده شود. مطالعات آزمایشگاهی نشان داد که گلایسینبتائین به میزان 200 تا 500 میلیمولار، فعالیت آنزیمها را از سمیت یون سدیم حفظ میکند - ماتو و همکاران، . - 1988 گلایسینبتائین به عنوان یک اسمولیت سیتوپلاسمی عمل میکند و آنزیمها و غشاءها را از اثرات پسابیدگی نمک حفظ میکند - پالگ و همکاران، . - 1985 سویا نیز مهمترین منبع تولید روغن و پروتئین گیاهی است و تنوع زیادی از نظر ارقام و طیف وسیعی از لحاظ سازگاری اقلیمی- خاکی دارد، اما سطح زیر کشت آن در ایران به دلیل پائینی کیفیت بذر تولیدی و حساسیت شدید فرآیند استقرار گیاه به کیفیت بستر و شوری خاک توسعه زیادی نیافته است. با توجه به حساسیت سویا به شوری در مرحله جوانهزنی و اهمیت کشت این گیاه صنعتی مهم در کشور، این تحقیق با هدف بررسی تأثیر تیمار بذور با گلایسینبتائین بر تخفیف اثرات تنش شوری در مرحله جوانهزنی و رشد اولیه سویا انجام گرفت.
.2 مواد و روشها
این آزمایش در سال 1389 در آزمایشگاه تحقیقاتیدانشکده کشاورزی بیرجند به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار انجام شد. هر واحد آزمایشی شامل یک عدد پتریدیش به قطر دوازده سانتیمتر بود که جهت ضدعفونی نمودن، ابتدا با مواد پاک کننده و سپس با آب معمولی شسته شدند و پس از خشک شدن و قرار دادن کاغذ صافی در کف آنها به مدت 2 ساعت در آون با دمای 150 درجه سانتیگراد قرار گرفتند. جهت ضدعفونی بذور سویا - رقم کلارک - از محلول هیپوکلریت سدیم یک درصد به مدت سی ثانیه استفاده شد و بلافاصله بعد از آن با آب مقطر شسته شدند و به تعداد مورد نیاز، در محلولهای تهیه شده گلایسینبتائین - با وزن مولکولی برابر 117 گرم بر مول - که در پنج سطح صفر، 2، 4، 8 و 16 میلیمولار و به ترتیب با حل کردن صفر، 0/0234، 0/0468، 0/0936 و 0/1872 گرم گلایسینبتائین در 100 میلیلیتر آب مقطر تهیه شده بود قرار گرفتند. بعد از گذشت 24 ساعت بذور تیمار شده از محلولهای گلایسینبتائین خارج شده و تعداد 20 بذر سویا در پتریدیشهای حاوی دو لایه کاغذ صافی قرار داده شد و میزان پنج میلیلیتر آب مقطر یا محلولهای شوری به آن اضافه شد. برای اعمال تنش شوری، از محلولهای شوری در سطوح صفر، 5، 10، 15 و 20 دسیزیمنس بر متر استفاده شد. محلولهای مورد نظر با افزودن، صفر، 3/2، 6/4، 9/6 و 12/8 گرم نمک کلریدسدیم در 1000 میلیلیتر آب مقطر با استفاده از رابطه : - 1 - که در آن، EC هدایت الکتریکی بر حسب دسیزیمنس بر متر، X میزان نمک محاسبه شده در 1000 میلیلیتر آب میباشد. سپس، درب پتریدیشها با پارافیلم بسته شدند و در ژرمیناتور با دمای متغیر 25/15 درجه سانتیگراد - شب / روز با فتوپریود 12 ساعته - قرار گرفتند. بذور جوانهزده به منظور تعیین سرعت جوانهزنی به صورت روزانه شمارش شدند. معیار جوانهزنی خروج ریشهچه دو میلیمتری از بذر بود. شمارش تا زمانی که تعداد بذور جوانهزده تا پنج روز متوالی در هر نمونه ثابت شد ادامه یافت.
برای محاسبه درصد نهایی جوانهزنی، از رابطه زیر استفاده شد:
به منظور اندازه گیری سرعت جوانهزنی بذور از روش ماگویر - هارتمن و همکاران، - 1990 استفاده شد:
رابطه - 3 - که در آن، سرعت جوانهزنی ماگویر - تعداد بذر در روز - ، تعداد بذر جوانهزده در شمارش i ام، تعداد روز تا شمارش i ام میباشد. طول ریشهچه و ساقهچه برای پنج گیاهچه که به صورت تصادفی از هر پتریدیش انتخاب شده بودند به وسیله خطکش میلیمتری اندازهگیری شد. خشک نمودن نمونهها در آون الکتریکی با دمای 75 درجه سانتیگراد و به مدت 24 ساعت صورت گرفت. وزن خشک ریشهچه و ساقهچه با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت 0/0001گرم انجام شد. برای تجزیه دادهها از نرم افزار Genstat و SAS v.9.1 و برای رسم نمودارها و اشکال از نرم افزار Sigma Plot و Excel 2010 و برای رسم جدول از Word 2010 استفاده شد. مقایسات میانگین دادهها براساس آزمون FLSD در سطح احتمال 5 درصد انجام شد.
.نتایج و بحث
.1-3درصد جوانهزنی: نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثرات اصلی شوری و گلایسینبتائین و همچنین اثر متقابل آنها بر درصد جوانهزنی سویا معنیدار گردید - P<0/01 - - جدول. - 1 نتایج اثرات متقابل شوری و گلایسینبتائین بیان داشت که در تمامی سطوح شوری بجز سطح 20 دسیزیمنس بر متر، با افزایش سطوح گلایسینبتائین، درصد جوانهزنی افزایش یافت بطوریکه بالاترین درصد جوانهزنی سویا در غلظت 16 میلیمولار گلایسینبتائین حاصل شد - شکل . - 1 درصد جوانهزنی سویا با افزایش سطوح شوری کاهش یافت که مشابه نتایج بدست آمده توسط آبل ومکنزی - 1964 - و فرخی و گالشی - 1384 - برسویا بود. در واقع، در تنش شوری فشار اسمزی محلول باعث بهم خوردن تعادل یونی میشود که روی فعل و انفعالات حیاتی بذر اثر میگذارد - سالاردینی، - 1362، درنتیجه، فعالیت آنزیمهای موجود در بذر و یا آنزیمهایی که جهت رشدبعداً ساخته میشود متوقف میگردد؛ بنابراین انرژی لازم برای جوانهزنی و سایر فعالیتهای رشد فراهم نمیشود - پسرکلی، - 1991، که باعث کاهش بهرهگیری از ذخایر بذر میشود و بذر دچار آسیب شده و جوانه نمیزند
