بخشی از مقاله
چکیده
جوانهزنی کارآمد بذر و ظهور سریع و یکنواخت گیاهچه در راندمان تولید محصول مهم است. بنابراین استفاده از راهکارهایی برای بهبود جوانهزنی و استقرار گیاهچه برای بالا بردن میزان تولید محصول ضروری میباشد. پرایمینگ به عنوان یک تکنیک ساده پیش از جوانهزنی برای بهبود عملکرد بذر پیشنهاد شده است. در این تحقیق تأثیر تیمارهای مختلف هیدرو و اسموپرایمینگ شامل سلیکون، CaCl2 و KH2PO4 در غلظت و زمانهای مشخص 3، 6، 9 و 12 ساعت روی شاخصهای مختلف جوانهزنی بذور یونجه در شرایط تنش خشکی - پتانسیل -4/5 بار پلی اتیلن گلیکول - 6000 مورد بررسی قرار گرفت.
این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملأ تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه زیست شناسی دانشگاه لرستان انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد که تیمار بذر پرایم شده با سیلیکون به مدت 3 ساعت و تیمار بذر با KH2PO4 به مدت 3، 6 و 9 ساعت و تیمار بذر با CaCl2 به مدت 6 ساعت، درصد جوانهزنی را در مقایسه با شاهد به میزان معنیداری افزایش داد. بعلاوه، میانگین زمان جوانهزنی در بذور پرایم شده در شرایط تنش خشکی با آب مقطر و CaCl2 به مدت 3، 6، 9 و 12 ساعت و تیمار بذر با سیلیکون به مدت 3 ساعت و تیمار بذر با KH2PO4 به مدت 3، 6 و 9 ساعت، در مقایسه با شاهد به میزان معنیداری کاهش نشان دادند.
همچنین سرعت جوانهزنی در بذور پرایم شده در شرایط تنش خشکی نشان داد که تیمار بذر با آب مقطر به مدت 3، 6، 9 و 12 ساعت و تیماربذر با CaCl2 به مدت 3، 6 و 12 ساعت و تیمار بذر با سیلیکون به مدت 3 ساعت و تیمار بذر با KH2PO4 به مدت 6 و 9 ساعت، در مقایسه با شاهد به میزان معنیداری افزایش نشان داد. به طور کلی میتوان نتیجه گرفت پرایمینگ باعث بهبود مولفههای جوانهزنی یونجه در شرایط تنش خشکی میشود و مقاومت گیاه یونجه را در مقابل تنش خشکی در مرحله جوانهزنی افزایش میدهد.
مقدمه
مطالعه محصولات علوفهای یکی از جداب ترین جنبههای علوم گیاهی است. نقش گیاهان علوفهای در تعلیف دام و در نتیجه تامین نیاز انسان به فراوردههای دامی از اهمیت غیر قابل انکاری برخوردار است - کریمی، . - 1369 یونجه با نام علمی Medicago sativa L.،گیاهی از تیره لگومینوز میباشد که با دارا بودن بیشترین سطح زیر کشت در بین گیاهان علوفهای از جایگاه ویژهای برخوردار است.
منشأ یونجه احتمالا از نواحی آسیای صغیر، جنوب اروپا، ایران و ترکمنستان است. این جنس در ایران دارای 23 گونه گیاه علفی یکساله و چند ساله بوده و اولین گیاه زراعی است که بعنوان علوفه کشت شده است - قنواتی و رضوانی،. - 1389 سطح زیرکشت یونجه در جهان بیش از 32 میلیون هکتار میباشد که آمریکا با 10/5 میلیون هکتار بالاترین سطح زیر کشت را داراست و از یونجه در صنایع داروئی و بهداشتی نیز استفاده میکنند
. سطح زیر کشت این گیاه در ایران در حدود 560 هزار هکتار بوده و به علت غنی بودن از پروتئین، کلسیم، ویتامین، خوش خوراکی و درصد پایین سلولز، در ردیف بهترین گیاهان علوفهای قرار میگیرد - شعبانی و همکاران،. - 1383 این گیاه دارای قدرت تطابق بالایی با شرایط مختلف است و میتواند در دامنه وسیعی از شرایط اقلیمی و خاکی رشد کند . - McWilliam, 1968 - یونجه از لحاظ سودآوری بسیار حائز اهمیت است، به طوری که سال 2004 سود ناشی از صادرات علوفه خشک درایالات متحده امریکا 90 میلیون دلاربود . - Anomymous, 2001 -
جوانهزنی اولین مرحله نموی در گیاه است، که یکی از مراحل مهم و حساس در چرخه زندگی گیاهان و یک فرایند کلیدی در سبز شدن گیاهچه میباشد . - De Villiers, 1994: 427 - این مرحله یکی از آسیب پذیرترین و بحرانیترین مراحل در طول حیات گیاه است. جوانهزنی یک توده بذر علاوه بر اینکه به خصوصیات ژنتیکی گیاه مربوط می باشد، وابستگی زیادی به فاکتورهایی دارد که در چرخه حیات بذر اثر میگذارند، این تاثیرپذیری از گیاه مادر شروع و تا جذب آب توسط بذر ادامه مییابد.
به هر عامل محیطی که به طور بالقوه برای موجود زنده نامساعد باشد تنش گفته میشود - کوچکی و محلاتی نصیری،. - 1373 آب بخش جدایی ناپذیر هر موجود زنده و یکی از مهمترین عوامل حیات محسوب میشود. با توجه به منابع محدود آب در ایران، استفاده بهینه از آن ضروری است - کریمی و نادری، . - 1386 خشکی یکی از عوامل محدود کننده رشد گیاهان در سراسر جهان و شایعترین تنش محیطی است که تقریبا تولید 25 درصد اراضی جهان را محدود ساخته است. کمبود آب بیشترین سهم را در کاهش عملکرد گیاهان زراعی دارد. خشکی میتواند در اثر وجود یک یا چند عامل آب و هوایی که موجب کمبود آب در داخل گیاه میشوند به وجود آید.
کاهش مقدار آب در دسترس گیاه منجر به تنش خشکی و بروز تغییرات نامناسب مورفولوژیک و فیزیولوژیک در گیاه میشود. خسارت وارده به گیاهان در اثر تنشهای حرارتی، خشکی و شوری در سطح جهان گستردهتر بوده و دلایل زیادی وجود دارد که صرف نظر از نوع تنش، گیاه به صورت مستقیم و غیر مستقیم با تنش خشکی مواجه خواهد شد - رحمانی و همکاران، . - 1388 انتقال مواد فتوسنتزی نیز تحت شرایط تنش آب قرار میگیرد و فتوسنتز را محدود میکند، در نتیجه در شرایط کمبود آب، رشد گیاه و در نهایت عملکرد آن دچار نقصان میشود
تنش کم آبی توازن بین مواد تنظیم کننده رشد گیاه را بر هم میزند، به طوری که باعث کاهش میزان اکسین، جیبرلین و سیتوکینین و سبب افزایش اسید آبسزیک و اتیلن میگردد. تنش کم آبی بر روند جذب و مصرف عناصر غذایی نیز تاثیر میگذارد
پرایمینگ بذر تکنیکی است که به واسطه آن بذور پیش از قرارگرفتن در بستر خود و مواجهه با شرایط اکولوژیکی محیط، به لحاظ فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی آمادگی جوانهزنی را به دست میآورند. این تکنیک باعث تحریک فعالیت فرآیندهای فیزیولوژیکی و متابولیکی توسط تیمارهای مختلف شده و سنتز ترکیبهای گوناگون در بذرها قبل از شروع جوانهزنی فعال میکند ., 2012 - . - Jisha et al در سالهای اخیر پرایمینگ بذر به عنوان یک استراتژی مدرن برای مدیریت و مقابله با تنشها پیشنهاد شده است.
از جمله این تنشها می توان به تنش خشکی، شوری، دمای نامناسب اشاره کرد که باعث آسیب و صدمه به گیاهان میشوند این تنشها باعث غیر فعال شدن مسیر سیگنالها و پاسخ های سلولی میشوند. در نتیجه پرایمینگ باعث فعال شدن مسیر سیگنالها به طور سریع در مراحل رشد و نمو میشود و همچنین پرایمینگ باعث دفاع در مقابل تنشها در گیاه شد . - Jisha et al ., 2012 - پرایمینگ بذر یکی از روشهای فیزیولوژیک مورد استفاده جهت تسهیل در افزایش سرعت جوانهزنی، درصد و یکنواختی جوانهزنی، حذف خفتگی جنین، افزایش مقاومت گیاهچه به تنشهای زنده و غیر زنده محیطی در زمان استقرار گیاهچه و ارتقاء کیفیت محصول در زمان برداشت است
این روش، تکنیکی ساده و ارزان است و نیازمند تجهیزات پیچیده و مواد شیمیایی گران نمیباشد، با این حال از اهمیت بسزائی در بهبود ویژگیهای بذور در حال جوانهزنی برخوردار است. در جریان پرایمینگ، بذرها معمولاً اجازه مییابند که تا قبل از خروج ریشهچه و به صورت کنترل شده مقداری آب جذب نمایند. پس از این دوره، بذور از محیط تیمار خارج میشوند. این مراحل، امکان وقوع یکسری فرآیندهای فیزیولوژیک و بیوشیمیایی پیش از جوانهزنی را فراهم میآورد
تعداد زیادی از محققان اثرات مثبت پرایمینگ روی جوانهزنی را در گیاهان مختلف مورد بررسی قرار داده و اظهار داشتند که این روش سبب افزایش درصد و سرعت جوانهزنی میگردد - Moosavi et . - al.2009 علت تسریع جوانهزنی در بذور پرایم شده میتواند ناشی از افزایش فعالیت آنزیمهای تجزیه کننده مثل آلفا-آمیلاز، افزایش سطح شارژ انرژی در قالب افزایش مقدار ATP، افزایش سنتز mRNA و DNA، افزایش تعداد و در عین حال ارتقا عملکرد میتوکندری میباشد - . - Afzal et al.,2002 در طی عمل پرایمینگ بذر افزایش سنتز پروتئین و فعال سازی آنزیمها به خصوص هیدرولاز و آلفا آمیلاز در جنین رخ میدهد - .
پرایمینگ باعث افزایش آنزیمهای آنتی اکسیدانت از قبیل گلوتاتیون و آسکوربات در بذر میگردد که این آنزیمها فعالیت پراکسیداسیون لیپید را در طی جوانهزنی کاهش داده در نتیجه باعث افزایش درصد جوانهزنی میشوند گزارشات متعددی مبنی بر تاثیر مثبت پرایمینگ برجوانهزنی و سبزشدن در گیاهان مختلف وجود دارد
همچنین گزارش شده است که پرایمینگ باعث بهبود مقاومت به خشکی در مرحله جوانهزنی درگیاهان میگردد. کایا و همکاران - 2006 - گزارش کردند که پرایمینگ باعث افزایش درصد و سرعت جوانهزنی و وزن خشک گیاهچه و کاهش گیاهچههای غیرنرمال آفتابگردان در شرایط تنش خشکی گردید. مارنگو و همکاران - 2003 - در تحقیقات خود مشاهده کردند که با افزایش شدت خشکی، درصد سبز شدن و رشد گیاهچه ذرت و پنبه کاهش یافت اما پرایمینگ باعث افزایش این دو مولفه در سطوح تنش خشکی نسبت به بذرهای شاهد - بدون تیمار - گردید.
