بخشی از مقاله
چکیده
بمنظور بررسی تاثیر پیش تیمار اسپرمیدین بر شاخصهای جوانهزنی گیاه برنج رقم طارم محلی تحت تنش سرما آزمایشی به صورت فاکتوریل درقالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهان زراعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به اجرا درآمد. تیمار تنش سرما در 3 سطح 8 - ، 16 و 24 درجه سانتی گراد - بعنوان فاکتور اول و پیش تیمار بذور برنج رقم طارم محلی با استفاده از اسپرمیدین در چهار سطح 0 - ، 0/5 ، 1 و 2 میلیمولار - بعنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شد. صفات مورد بررسی در این تحقیق شامل: درصد جوانهزنی، شاخص جوانه زنی، شاخص بنیه، وزن خشک و ارتفاع گیاهچه بود. پیشتیمار 1 و 2 میلی مولار اسپرمیدین بیشترین تاثیر مثبت و معنی دار را بر ارتفاع گیاهچه ها داشت.
با توجه به آثار منفی و مخرب تنش سرما بر شاخصهای جوانهزنی لذا پیش تیمار بذور با استفاده از پلی آمین اسپرمیدین باعث کاهش اثرات منفی تنش فوق بر شاخصهای مرتبط با جوانه زنی گیاه برنج رقم طارم محلی شد. درکلیه صفات مورد بررسی و در هریک از سطوح تنش دمای پایین و با افزایش سطوح پیش تیمار اسپرمیدین از اثرات ناشی از تنش سرما بطور معنی داری کاسته شد. از طرفی با توجه به اهمیت و جایگاه شاخص-های مورد مطالعه در این تحقیق از جمله شاخص بنیه و شاخص جوانه زنی میتوان از آنها بعنوان صفتی کلیدی در بیان واکنش نورستها به محیط پیرامون خود یاد کرد. از این رو درک بهتر و بررسی دقیق تر آن، میتواند گویای شرایط ایجاد شده در مطالعه مشابه با این تحقیق باشد.
واژه های کلیدی: اسپرمیدین، پلی آمین، تنش سرما، شاخصهای جوانه زنی
-1 مقدمه
سرما یکی از این تنشهایی است که همه ساله خسارات قابل توجهی را بر اقتصاد و چرخه تولید کشور تحمیل میکند - محسن زاده، . - 1389 برنج1 یکی از گیاهان حساس به سرما است. از آنجایی که منشاء این گیاه، مناطق گرم و نیمهگرم است،معمولاً درجه حرارت پایین مانع از استقرار گیاهچه شده و در نهایت منجر به غیریکنواختی رسیدگی محصول میگردد و به طور چشمگیری عملکرد را کاهش میدهد . - /RX HW DO.' 2007 - دامنه درجه حرارت بهینه برای جوانه زنی دانه و رشد اولیه جوانههای برنج از 22 تا 28 درجه سانتی گراد است. درجه حرارت زیر 15 درجه سانتی گراد علاوه بر اینکه از جوانه زنی یکدست بذور ممانعت میکند، بلکه پس از این مرحله نیز منجر به استقرار ضعیف گیاهچهها و افزایش مرگ و میر آنها میشود، مرحله جوانه زنی در این گیاه برای استقرار یکنواخت گیاهچه، و رشد و نمو بعدی آن مهم است . - 6DQFKH] HW DO.' 2014 - مطالعات گسترده در ارتباط با کاربرد برخی روشهای مدیریتی نظیر پیشتیمار بذور قبل از کاشت و محلول پاشی برخی تنظیم کنندهای رشد گیاه طی مراحل مختلف بخوبی مستند شده است
$I]DO et al., 2002 - ؛1GD\LUDJLMH DQG /XWWV' 2006؛ - DURRT HW DO.' 2007 ؛ ;X HW DO.' 2011؛ 0RVWRID. - et al., 2014 در این میان پلی آمینهای گیاهی - اسپرمیدین، پوترسین و اسپرمین - مولکولهای کاتیونی با وزن مولکولی کم می-باشند - %RXFKHUHDX HW DO.' 1999 - که با اتصال به نوکلئیک اسیدها، فسفولیپیدهای اسیدی و تعداد زیادی از پروتئینها ازجمله آنزیمهای مختلف در محدوده وسیعی از فرآیندهای بیولوژیکی از جمله رشد گیاهی، نمو و پاسخ به تنشهای مختلف محیطی ایفای نقش میکنند - <DPDPRWR HW DO.' 2012 - ، کاربرد این ترکیبات قبل از قرارگیری گیاهان در معرض دماهای سرمازدگی موفقیت-های قابل ملاحظهای در افزایش تحمل پذیری به سرما در شرایط آزمایشگاهی دارد . - <DQ-KXD et al., 2016 -
یکی از مهمترین فرآیندهای متأثر از آنها پاسخ به تنشهای محیطی و حذف رادیکالهای آزاد میباشد .DNNDU HW DO.' 2000 - ؛ 0DUWLQ-7DQJX\' . - 2001 همچنین پلی آمینها در برخی فرآیندهای فیزیولوژیکی همچون پیری، بعنوان یکی از بازدارندههای تولید اتیلن نیز شرکت دارند . - Sood and Nagar, 2008 - با توجه به نکات پیش گفت در مورد نقش تنش سرما به عنوان یکی از عوامل محدود کننده در تولید گیاهان زراعی خصوصاً برنج و تاثیر مثبت کاربرد پلی آمینها بویژه اسپرمیدین، در کاهش اثرات سرما مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر پیش تیمار سطوح مختلف پلی آمین اسپرمیدین بر شاخصهای جوانه زنی برنج رقم طارم به اجرا درآمد.
-2 مواد و روش ها
این آزمایش بصورت فاکتریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در 4 تکرار اجرا شد. تنش سرما در 3 سطح 8، 16 و 24 درجه سانتی گراد بهعنوان فاکتور اول - از دمای 24 & بعنوان تیمار شاهد استفاده شد - و فاکتور دوم شامل پیشتیمار اسپرمیدین در 4 سطح صفر بعنوان تیمار شاهد، 0/5، 1 و 2 میلی مولار - پورامیر دشتمیان و همکاران، 2014؛ یان- هووا و همکاران، - 2016 بود. بعد از تهیه بذر برنج اقدام به خالصسازی فیزیکی بذور و شستشو و ضد عفونی آنها گردید. پس از آن بذور با استفاده از غلظتهای مختلف محلول اسپرمیدین بصورت جداگانه پیش تیمار شدند. پس از گذشت 24ساعت کلیه بذور مجدداً شسته شده و درون پتریدیش های 10 سانتی متری قرار گرفتند. در ادامه برای اعمال تنش سرما پتریدیشها بمدت 72 ساعت درون یخچال قرار داده شدند. پس از اتمام زمان تنش سرما و همزمان با شروع جوانه زنی صفات مرتبط با جوانه زنی اندازه گیری و تعیین شدند. بمنظور برآورد دیگر شاخصهای جوانه زنی، بذور بمدت 10 روز بعد از اتمام تنش سرما درون پتریدیشها و در دمای 24 & باقی ماندند.
صفات مورد ارزیابی: ارتفاع گیاهچه، وزن خشک گیاهچهها، درصد جوانهزنی، شاخص بنیه، شاخص جوانه زنی. • درصدجوانه زنی 2 - *3 - با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد:
تعداد کل بذور × 100 - / تعداد بذور جوانه زده تا روز , - = درصدجوانه زنی
,: تعداد روزهای مورد نظر پس از شروع آزمایش
- تعداد بذور جوانه زده تا روز , - *5 =
شاخص بنیه بذر 2 - 9, - نیز با استفاده از روش عبدالباکی و همکاران - 1973 - ، طبق فرمول زیر محاسبه میشود:
- درصد جوانه زنی × میانگین طول گیاهچه 9, = - - PP -
شاخص جوانه زنی 3 - *, - نیز از فرمول زیر محاسبه گردید:
- JQ × L1 - + - JQ-1 × L2 - +…. + - Q - - Q-1 - × LQ -
LQ آخرین روزی که تمام بذور جوانه زدند.
JQ تعداد بذور جوانه زده در همان روز
ثبت دادهها با استفاده از صفحه گستر Excel، تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرمافزار SAS و مقایسه میانگین براساس آزمون حداقل تفاوت معنیدار - LSD - انجام شد.
-3 نتایج و بحث
نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها - جدول - 1 نشان از اثرات معنی دار تنش سرما و پیش تیمار اسپرمیدین و همچنین برهمکنش آنها قبل و پس از برشدهی فیزیکی بر صفات مورد بررسی در سطح احتمال %1 داشت.
-3-1 طول گیاهچه
نتایج حاصل از مقایسه میانگین اثر متقابل برای صفت فوق نشان از اثرات مثبت و معنی دار پیش تیمار اسپرمیدین در تمامی سطوح دمایی داشت بطوری که با افزایش غلظت پیشتیمار اسپرمیدین بر میزان طول گیاهچه ها نیز افزوده شد در این میان بالاترین مقادیر اندازه گیری شده در تنش دمای 8 و 16 درجه سانتیگراد و همچنین دمای شاهد 24 - درجه سانتیگراد - به ترتیب با 6/18، 12/34 و 21/36 سانتی متر مربوط به پیشتیمارهای 2، 1 و1 میلی مولار اسپرمیدین بود - جدول . - 2 یافته ها نشان از نقش حفاظتی پلی آمینها بعنوان تنظیم کنندههای رشد در گیاهان دارد 6KDEDOD et al., 2007 - ؛ - DURRT HW DO.' 2009 و +XVVDLQ HW DO.' 2011، <DQ- . - KXD et al., 2016 در این میان مطالعاتی که اخراًی روی مصرف خارجی اسپرمیدین صورت گرفته است بخوبی بیانگر تاثیر مثبت آن بر افزایش مقاومت گیاهان در برابر تنش سرما است برای مثال در گندم - $EGHO .DGHU et al., 2011 - ، در برنج 3RXUDPLU- - DVKWPLDQ HW DO.' 2014 ؛ . - <DQ-KXD et al., 2016
-3-2 وزن خشک
نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها بیانگر تاثیر مثبت و معنی دار پیشتیمار اسپرمیدین بر وزن خشک گیاهچهها در مقایسه با عدم تیمار آنها داشت، بطوریکه با افزایش غلظت پیشتیمار اسپرمیدین از 0/5 تا 2 میلی مولار میزان وزن خشک گیاهچه ها نیز بطور قابل توجهی افزایش یافت - جدول . - 2 در این میان علارغم اینکه کمترین مقادیر وزن خشک گیاهچه ها در تیمار دمایی 8 درجه سانتی گراد مشاده شد، با این وجود بیشترین تاثیر مثبت و معنی دار مربوط به پیش تیمار 2 میلی مولار اسپرمیدین در همین تیمار دمایی در مقایسه با عدم پیش تیمار این ترکیب بود. از طرفی بیشترین مقادیر وزن خشک اندازه گیری شده مربوط به تیمار دمایی 24 درجه سانتی گراد بود اما کمترین میزان اثر بخشی این ترکیب در افزایش میزان این شاخص باوجود معنی دار بودن آن نیز مربوط به همین تیمار دمایی بود
- جدول . - 2 مطالعات نشان داده است که پیش تیمار این ترکیب نقش چندگانهای دارد، بطوری که علاوه بر حذف رادیکالهای آزاد و ثبات غشاء سلولی، میتوانند باعث افزایش ظرفیت آنتی اکسیدانی و کاهش پراکسیداسیون چربیهای غشاء سلولی ناشی از تنشهای محیطی شود 1GD\LUDJLMH DQG /XWWV' 2006 - ؛ . - 0RVWRID et al., 2014 یافتههای ما نیز با نتایج عبدلکادر و همکاران - 2011 - در گندم مطابقت داشت، آنها در تحقیقی واکنش فیزیولوژیک گیاهچههای دو رقم گندم را پس از پیش تیمار با سطوح مختلف اسپرمیدین 0/5 - ، 1 و 2 میلی مولار - در دمای 5 درجه سانتیگراد بررسی کردند. پیشتیمار اسپرمیدین بطور معنی داری باعث بهبود شرایط رشدی گیاهچههای هر دو رقم مورد مطالعه آنها شد که ناشی از افزایش محتوای آنتی اکسیدانی آنها بود.
