بخشی از مقاله
چکیده
بررسی خصوصیات جوانهزنی بذر از مطالعات پایهاي و اصلی اهلیسازي گیاهان دارویی است. در این پژوهش از سه مدل رگرسیون غیرخطی شامل مدل دوتکهاي، دندانمانند و بتا براي توصیف واکنش جوانهزنی گیاه دارویی کاسنی - Cichorium - intybus L. به دما استفاده شد. طبق نتایج، مدل دوتکهاي مقدار دماي پایه - Tb - ، مطلوب - To - و سقف - Tc - را بهترتیب 4/0، 29/9 و 41/5 درجه سانتیگراد - R2=0/84 - و مدل بتا 3/5، 28/3 و 40/1 درجه سانتیگراد - R2=0/99 - برآورد نمود.
همچنین، مدل دندانمانند مقادیر دماي پایه، زیر مطلوب، فوق مطلوب و سقف را بهترتیب 4/0، 27/2، 33/2 و 40/2 درجه سانتیگراد تخمین زد . - R2=0/99 - زمان بیولوژیک - Fo - مورد نیاز این گیاه 0/54، 0/60 و 0/61روز به ترتیب توسط مدلهاي دوتکهاي، دندانمانند و بتا محاسبه شد. در نتیجه، ترمالتایم [TT= - To –Tb - Fo] مورد نیاز براي جوانهزنی کاسنی در شرایط مطلوب دمایی بهترتیب برابر 14، 15 و 14/1 درجه سانتیگراد در روز برآورد شد. در مجموع، از پارامترهاي به دست آمده در این مطالعه به خوبی میتوان در مدلهاي شبیهسازي جوانهزنی گیاه دارویی کاسنی استفاده نمود.
مقدمه
کاسنی - Cichorium intybus L. - گیاهی است علفی و چندساله که تمام اندامهاي آن مصارف دارویی دارد. از جمله خواص این گیاه میتوان به درمان بیماريهاي کبدي، خاصیت آنتیاکسیدانی، ضددیابت، ضدمیکروبی، ضدآلرژیک، ضدالتهابی، ضدسرطان و ملین اشاره نمود
بررسی خصوصیات جوانهزنی بذر از مطالعات پایهاي و اصلی اهلیسازي گیاهان دارویی است. دماهاي کاردینال - دماهاي حداقل، بهینه و سقف - دامنه دمایی است که بذرهاي یک گونه گیاهی خاص توانایی جوانهزنی در آن دما را دارند. برآورد دماهاي کاردینال جهت مشخص نمودن محدوده پراکنش کشت گونههاي مختلف گیاهی ضروري است
محققان بسیاري براي توصیف واکنش جوانهزنی به دما در گیاهان مختلف از مدلهاي ریاضی متفاوتی از جمله معادله درجه دوم، دوتکهاي، دندانمانند و بتا استفاده نمودند که هر یک از آنها داراي نقاط ضعف و قدرت براي تعیین دماهاي کاردینال را نشان دادند
به طورکلی،در دماهاي بالاتر از دماي پایه با افزایش دما سرعت جوانهزنی افزایش یافته تا زمانی که به حداکثر مقدار خود در دمایی بهینه خواهد رسید، سپس با افزایش دما - بالاتر از دماي بهینه - سرعت جوانهزنی به شدت کاهش یافته تا اینکه در دماي سقف به صفر خواهد رسید - عدم توانایی بذر براي جوانهزنی - . از آنجایی که تاکنون مطالعهي اندکی در خصوص تأثیر عوامل محیطی از جمله دما بر جوانهزنی گیاه دارویی کاسنی انجام شد، این مطالعه با هدف تعیین دماهاي کاردینال جوانهزنی در راستاي اهلیسازي این گیاه اجرا شد.
مواد و روشها
این پژوهش در سال 1396 در پژوهشکده ژنتیک و زیستفناوري کشاورزي طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار انجام شد. بذر گیاه دارویی کاسنی از یکی از عطاريهاي شهرستان ساري تهیه گردید. جهت بررسی اثر دما و تعیین دماهاي کاردینال جوانهزنی از تیمارهاي ثابت دمایی شامل: 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سانتیگراد استفاده شد.
هر تکرار شامل پتريدیشی به قطر هشت سانتیمتر بود که 50 عدد بذر در داخل آن و بر روي دو لایه کاغذ صافی واتمن شماره یک قرار داده شدند. در این مطالعه از انکوباتور آیکا - IKA KS 4000 in control - با دقت 0/5 درجه سانتیگراد استفاده گردید. در طول دوره آزمایش، در صورت نیاز به پتريدیشها آب مقطر اضافه شد. شمارش بذرهاي جوانهزده چندبار در روز - بسته به دما - انجام و معیار جوانهزنی، خروج ریشهچه به اندازه دو میلیمتر بود. براي پیشگیري از خطاي شمارش، بذرهاي جوانهزده از پتريدیشها حذف میشدند. از برنامه Germin براي محاسبه درصد و سرعت جوانه زنی استفاده گردید .
براي توصیف تغییرات جوانهزنی در مقابل دما و تخمین دماهاي کاردینال از مدلهاي دندانمانند - رابطه - 1، دوتکهاي - رابطه - 2 و بتا - رابطه - 3 استفاده شد
در نهایت، تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرمافزار آماري SAS نسخه 9/4 انجام شد.
نتایج و بحث
براي توصیف رابطه بین سرعت جوانهزنی - زمان تا 50 درصد جوانهزنی - و دما ازمدلهاي دوتکهاي، دندانمانند و بتا استفاده شد. از آنجایی که معمولا ضریب تبیین بالاتر و جذر میانگین مربعات خطا پایینتر بهعنوان معیاري براي تشخیص بهترین مدل استفاده میگردد، مدل بتا با داشتن مقادیر ضریب تبیین بالاتر و جذر میانگین مربعات خطا پایینتر - بهترتیب 0/99 و - 3/20 نسبت به مدل دندانمانند - بهترتیب 0/99 و - 4/63 و دوتکهاي - بهترتیب 0/84 و - 6/90 توانست این تغییرات را بهتر توصیف نماید. مقادیر دماي پایه، بهینه، سقف، زمان بیولوژیک و ترمالتایم تخمینزده شده توسط هریک از مدلها در جدول 1 ارائه شده است. از نظر دماهاي کاردینال برآورد شده توسط مدلهاي مختلف مورد استفاده اختلاف آماري معنیداري وجود نداشت
کاهش سرعت جوانهزنی در دماهاي غیرمطلوب را میتوان به کاهش یا ممانعت فعالیت آنزیمها و در نتیجه کاهش سرعت فرایندهاي زیستی لازم براي جوانهزنی نسبت داد . - 5 - بهطورکلی، با دراختیار داشتن پارامترهایی همچون دماي پایه، بهینه و زمان بیولوژیک به راحتی میتوان ترمالتایم مورد نیاز براي رسیدن به 50 درصد جوانهزنی را مطابق با معادله پیشنهاد شده توسط - 1 - برآورد نمود .[TT= - To – Tb - Fo] در نتیجه، ترمالتایم موردنیاز براي جوانهزنی گیاه دارویی کاسنی در شرایط مطلوب دمایی بهترتیب 14/0، 15/0 و 14/1 درجه سانتیگراد در روز براي مدلهاي دوتکهاي، دندانمانند و بتا محاسبه شد
جدول -1 برآورد ضرایب دماي پایه - Tb - ، دماي بهینه - To - ، دماي سقف - Tc - ، زمان بیولوژیک - Fo - و ترمالتایم - TT - براي 50 درصد جوانهزنی با استفاده از مدلهاي دوتکهاي، دندانمانند و بتا.
محققان از مدلهاي مختلفی براي توصیف واکنش جوانهزنی کاسنی پاکوتاه به دما استفاده نمودند. این محققان اظهار داشتند که مدلهاي پنج پارامتري بتا و درجه دوم نسبت به بقیه مدلها برتر بودند. بر اساس ضرایب این مدلها، بذرهاي کاسنی در دامنه ي وسیعی از دما 5-30 - درجه سانتیگراد - جوانه زدند و محدود دمایی 25-30 درجه سانتیگراد را بهعنوان دماي بهینه معرفی نمودند.
در واقع، انتخاب نوع مدل نیز به واکنش گیاه مورد نظر به دما بستگی دارد. بهطوريکه، محققان دیگر نیز مدل دوتکهاي را به عنوان بهترین مدل جهت توصیف واکنش جوانهزنی کنجد به دما 13/5 - ، 36/8 و 48/5 درجه سانتیگراد بهترتیب نشان دهنده دماي پایه، مطلوب و سقف - - 2 - و مدل دندانمانند را براي مریمگلی 7/77 - ، 18/66، 27/76 و 32/0 درجه سانتیگراد به ترتیب نشاندهنده دماي پایه، مطلوب فوقانی، مطلوب تحتانی و سقف - گزارش کردند .
در مجموع، ضرایب برآورد شده در این مطالعه براي مدلسازي واکنش جوانهزنی و سبز شدن گیاه کاسنی بسیار ارزشمند بوده و میتوان از آنها در مدلهاي شبیه سازي گیاه دارویی کاسنی استفاده نمود.
