بخشی از مقاله
چکیده
جوانهزنی اولین مرحلهی نموی گیاه بوده و یکی از مراحل مهم و حساس در چرخهی زندگی گیاهان و یک فرآیند کلیدی در سبز شدن گیاهچه میباشد. در این مطالعه به منظور بررسی تأثیر غلظتهای مختلف کلسیم کلراید - CaCl2 - بر صفات جوانهزنی و رشد ریحان سبز - Ocimum basilicum - ، آزمایشی در قالب طرح کامالً تصادفی در سه تکرار انجام شد.
تیمارهای آزمایش جوانهزنی شامل: تیمار شاهد 0 - آب مقطر - و غلظتهای 1/5، 3، 6 و 12 میلی موالر از نمک کلسیم کلرید بودند. پس از شمارش متوالی بذور جوانه زده در هر روز، شاخصهای مرتبط با جوانهزنی بذر از قبیل درصد جوانهزنی، سرعت جوانه زنی، میانگین زمان الزم برای جوانهزنی، شاخص بنیهی بذر و همچنین وزن تر، وزن خشک، مقدار آب گیاه، طول گیاهچه، طول ساقهچه، طول ریشهچه، نسبت طول ریشهچه به ساقهچه، مقدار کلروفیل a، کلروفیل b، مجموع کلروفیل a و b و کارتنوئیدها - مجموع گزانتوفیل و کاروتن - اندازهگیری شدند.
تجزیه واریانس دادهها با نرم افزار SPSS انجام گرفت و مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح احتمال %5 انجام شد. نتایج بهترین غلظت کلسیم کلرید برای جوانه زنی بذر، باالترین نسبت کلروفیل a به b در گیاهچه و شاخص بنیه بذر را 6 mM نشان داد. افزایش تدریجی طول گیاهچه و وزن خشک آن با افزایش یون کلسیم در محیط میتواند نشان دهنده تاثیر این یون بر تقسیم سلولی، ارتباط آن با هورمون اکسین و تاثیر مثبت آن بر فتوسنتز باشد. با افزایش غلظت کلسیم، سرعت جوانه زنی دانه ها و همچنین مقدار کلروفیل کاهش یافت.
مقدمه
امروزه گیاهان زراعی و به ویژه انواع دارویی و معطر آنها در سراسر جهان به دلیل ویژگی جایگزینی داروهای شیمیایی جهت معالجه بیماریهای انسان بدون اثرات جانبی عمده، مورد توجه بسیاری قرار گرفتهاند. داروهای با منشا گیاهی نقش عمده ای در سالمت جامعه انسانی در کشورهای صنعتی و توسعه یافته دارند.
ریحان سبز - Ocimum basilicum L. - گیاهی علفی از خانوادهی نعنا - Lamiaceae - است. جنس Ocimum دارای 30 گونه است که گونهی O. basilicum یکی از اقتصادی-ترین گونهها بوده و در مناطق مختلف کشت میشود. ریحان عالوه بر مصارف خوراکی در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی، دارویی و عطر سازی نیز استفاده میشود. این گیاه به عنوان یکی از مهمترین گیاهان دارویی شناخته شده است
ریحان سبز به شکل سنتی برای درمان برخی از بیماریها مانند خستگی، سرطان، تشنج، کم شنوایی، اسهال، بیماری صرع، نقرس، سکسکه، اختالالت روانی، تهوع، گلو درد، درد دندان، سیاه سرفه و ... به کار میرود - Zahedi et al., . - 2011 جوانهزنی دانه و رشد دانه رست از مهترین مراحل حیاتی در چرخهی زندگی گیاه، ثبات آن و تخمین میزان محصول میباشد
شوری عبارت از وجود سطوح زیادی از عناصری مانند کاتیونهای K، Mg، Ca، Na و یا آنیونهایی مانند page14NO3، HCO3، SO4 و Cl2 در آب آبیاری یا خاک گیاه میباشد . - Wallender and Tanji, 2011 - میزان باالی شوری میتواند میزان رشد برخی از گونهها را متأثر کند. شوری میتواند میزان جذب آب توسط گیاه را کاهش داده و میزان رشد ریشه را محدود سازد. سوختگی حاشیهی برگها، ممانعت از گلدهی، محدود کردن جوانهزنی و کاهش میزان محصول از دیگر عوارض شوری است . - Attia et al., 2011 - خطرات ناشی از شوری میتواند به دلیل تأثیر بر فشار اسمزی، اثرات خاص سمیت یونها و چگونگی قرار گرفتن عناصر جذب شدهی ضروری در گیاه باشد
سازش یافتن گیاه با شرایط شوری عمدتاً می- تواند به تحمل گیاه نسبت به تنش اسمزی ناشی از نمک، تحمل بافتها نسبت به ذخیره کردن یونهای جذب شده و یا خروج این یونها هم ازسلولها و هم از کل گیاه ارتباط داشته باشد. به شکل کلی، فعالیتهای آنزیمی و متابولیکی در گیاهان به شدت تحت تأثیر نوع و مقدار نمکهای جذب شده در گیاه میباشد
کاهش فتوسنتز سبب کاهش رشد در گیاهان تحت تنش نمک میشود . - Munns, 2002; Prior et al., 1992 - در برخی از تحقیقات عالمت اولیه در ممانعت فتوسنتزی در اثر شوری، بسته شدن روزنهها در اثر تنش اسمزی ناشی از شوری گزارش شده است Bañuls and Primo- - . - Millo, 1995; Paranychianakis et al., 2004 به منظور استفاده از آب های دارای امالح برای آبیاری، بررسی تأثیرات شوری درگیاه، برای اطمینان از سطحی از نمک که به آن آسیب نرساند الزم به نظر میرسد.
کلسیم یکی از عناصر ضروری برای گیاهان است که به شکل کاتیون دو ظرفیتی - Ca+2 - دارای نقشهای ساختاری در دیوارهی سلولی و غشای پالسمایی بوده و مقادیر آنیونهای آلی یا معدنی در واکوئلها را تنظیم میکند و به عنوان پیامرسان ثانویه در سیتوزول عمل مینماید. مقدار طبیعی کلسیم گیاهان در حدود 0/1 تا 5 درصد وزن خشک آنها میباشد
در طبیعت کمبود کلسیم به ندرت دیده شده، اما مقادیر زیاد آن در خاکهای قلیایی قابل مشاهده است. این عنصر توسط ریشه جذب شده، از طریق آوند چوبی به ساقه میرسد که میتواند از طریق سیم پالستی یا آپوپالستی باشد . - White, 2001 - اگر مقدار زیادی کلسیم در محیط ریشه وجود داشته باشد، گیاهان میتوانند دچار سمیت شوند. این پدیده میتواند از جوانهزنی دانهها ممانعت نموده، میزان رشد گیاه و نهایتا میزان محصول را کاهش دهد
گیاه ریحان نیز مانند سایر گیاهان میتواند تحت تأثیر محدودیتهای محیطی مانند غلظت عناصر موجود در محیط قرار بگیرد. بنابراین در این تحقیق هدف بررسی غلظتهای مختلف کلسیم کلرید بر جوانهزنی و رشد گیاهچه ریحان سبز بوده است. اساس در نظر گرفتن غلظتهای ذکر شده، جهت مقایسهی غلظتهای به کار رفته در این آزمایش با محیط کشت MS1 جهت انجام آزمایشهای تکمیلی در تحقیقات بعدی بوده است.
مواد و روشها
آزمایش به صورت طرح کامالً تصادفی با سه تکرار در سال 1394 در آزمایشگاه گروه بیوتکنولوژی کشاورزی دانشگاه بین المللی امام خمینی - ره - قزوین انجام شد. غلظت کلسیم کلرید در 5 سطح شامل: 0، 1/5، 3، 6 و 12 میلی موالر انتخاب شد.
بذرها - تهیه شده از شرکت پاکان بذر اصفهان - ابتدا به مدت 30 ثانیه در الکل %70 قرار گرفته و پس از آبکشی به مدت 10 دقیقه با هیپوکلریت سدیم %5 ضدعفونی شده و سه بار به مدت 5 دقیقه آبکشی شده و داخل پتری دیشهایی با قطر 9 سانتی متر قرار گرفتند و سپس تیمارهای کلسیم کلرید به حجم 5 میلی لیتر از محلولهای آماده شده اعمال گردید. به منظور جوانهزنی، بذرها درون ژرمیناتور با دمای 25 درجه سانتی گراد قرار گرفتند. شمارش بذرهای جوانهزده روزانه انجام شد.
معیار جوانهزنی خروج ریشهچه به اندازهی 2 میلی متر بود. پس از ثابت ماندن تعداد بذرهای جوانهزده، صفاتی همچون طول ریشهچه، ساقهچه و گیاهچه، وزن تر و خشک گیاهچه اندازهگیری شدند. وزن خشک گیاهچه پس از قرار گرفتن گیاهچه در دمای 40 درجه سانتیگراد آون به مدت مدت 12 ساعت اندازهگیری شد.
درصد جوانهزنی از طریق تعداد بذرهای جوانه زده در روز آخر - روز سوم - با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد:
شاخص بنیه بذر از حاصلضرب درصد جوانه زنی نهایی در طول گیاهچه به دست آمد.
شاخص بنیه بذر = درصد جوانه زنی نهایی × طول گیاهچه سرعت جوانه زنی بذر با استفاده از روش ماگوئ ر2
محاسبه شد که برابر با مجموع نسبت Ni/Ti است که در آن Ni تعداد بذرهای جوانه زده در هر روز و Ti تعداد روزهای پس از کاشت است:
میانگین زمان الزم برای جوانهزنی از رابطهی زیر محاسبه شد:
که در این رابطه :MGT میانگین مدت جوانه زنی، :D تعداد روزها بعد از شروع جوانهزنی، :N تعداد بذرهای جوانه زده در روز D می باشند.
برای اندازهگیری مقدار کلروفیل 0/5 گرم از برگ های تازهی گیاه وزن شده و با استون %80 سائیده شده و به حجم 10 میلی لیتر رسانده شد. پس از فیلتر نمودن محلول با کاغذ واتمن شماره 1، طول موج آن در 663/2، 646/8 و 470 نانومتر با دستگاه اسپکتروفتومتری - UVD 3200, England - اندازه-گیری شده و با فرمولهای زیر محاسبه شد
