تأثیر هالو پرایمینگ بذر بر برخی خصوصیات جوانه‌زنی، مورفولوژیک و فیزیولوژیک کنجد (Sesamum indicum L.) تحت تنش قلیائیت

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 عضو هیات علمی دانشگاه ولی عصر (عج) رفسنجان

3 عضو هیات علمی دانشگاه ولی عصر (عج)رفسنجان

چکیده

سابقه و هدف: تنش قلیائیت توسط نمک‌های قلیایی مانند Na2CO3 و NaHCO3 در خاک ایجاد می‌شود. تنش قلیائیت جوانه‌زنی، رشد و تولید گیاهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به هر حال تنش قلیائیت به طور مستقیم سبب کاهش رشد گیاه، تغییر در دسترسی مواد غذایی و به هم زدن توازن یونی و مواد معدنی می‌شود. استفاده از پیش تیمارهای مختلف بذر یکی از روش‌های تحریک جوانه‌زنی و رشد گیاه در شرایط تنش است. هالوپرایمینگ یا خیساندن بذرها در محلول‌های مختلف نمک یکی از این روش‌های پیش تیمار بذر است که جوانه‌زنی و ظهور گیاهچه را در شرایط محیطی نامساعد افزایش می‌دهد. بنابراین هدف این مطالعه بررسی اثر هالو پرایمینگ بذر بر رشد کنجد در شرایط تنش قلیائیت بود.
مواد و روش‌ها: به‌منظور بررسی تأثیر هالو پرایمینگ بذر بر خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک کنجد رقم GL-13در شرایط تنش قلیائیت، سه آزمایش در آزمایشگاه و گلخانه انجام گردید. در آزمایش اول فاکتورهای آزمایشی شامل پیش تیمار کلریدسدیم با غلظت‌های 0، 50، 100 و 150 میلی‌مولار و مدت زمان‌های 6، 12، 18 و 24 ساعت بود. در آزمایش دوم فاکتورهای آزمایشی شامل پیش تیمار بی-کربنات سدیم با غلظت‌های0، 10، 20 و 30 میلی‌مولار و مدت زمان‌های 6، 12، 18 و 24 ساعت بود. آزمایش سوم با توجه به نتایج دو آزمایش قبل در گلخانه اجرا گردید. در این آزمایش تیمار‌ها شامل پرایمینگ (شاهد (بدون پرایم)، آب‌مقطر (هیدروپرایم)، پیش تیمار کلریدسدیم با غلظت 50 میلی‌مولار و زمان 24 ساعت و پیش تیمار بی‌کربنات سدیم با غلظت 30 میلی‌مولار و زمان 18 ساعت) و تنش قلیائیت (0، 15، 30 و 45 میلی‌مولار بی‌کربنات سدیم) بود. تنش قلیائیت با استفاده از نمک بی‌کربنات سدیم (NaHCO3) در محلول غذایی هوگلند تهیه و به گلدان‌ها اضافه شد. در این آزمایش، طول ساقه و ریشه، پتانسیل عملکرد کوانتوم (Fv/Fm)، شاخص کارایی فتوسنتز، پرولین، کربوهیدرات، مالون دی آلدئید، محتوی پتاسیم، سدیم و نسبت سدیم به پتاسیم اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: بر طبق آزمایش اول بهترین پیش‌تیمار برای اعمال هالوپرایمینگ در گیاه کنجد پیش تیمار کلریدسدیم با غلظت 50 میلی‌مولار با مدت زمان 24 ساعت معرفی شد. در آزمایش دوم تیمار بی‌کربنات سدیم 30 میلی‌مولار با مدت 18 ساعت به‌عنوان بهترین پیش‌تیمار معرفی شد. نتایج آزمایش سوم نشان داد که تنش قلیائیت موجب کاهش طول ساقه، سطح برگ، پتانسیل عملکرد کوانتوم (Fv/Fm)، شاخص کارایی‌فتوسنتز، غلظت پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم گردید در حالیکه محتوی پرولین، هیدرات کربن‌ها، مالون دی آلدئید (MDA) و غلظت سدیم را افزایش داد. تیمارهای مختلف پرایمینگ سبب افزایش طول ساقه، سطح برگ، درصد پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم نسبت به تیمار بدون پرایم شدند. در تمامی سطوح تنش، تیمارهای مختلف پرایمینگ سبب کاهش میزان مالون دی آلدئید شدند در حالی که Fv/Fm و طول ریشه را افزایش دادند.
نتیجه گیری: به طور کلی نتایج نشان داد تنش قلیائیت رشد کنجد را کاهش داد و در شرایط تنش قلیائیت، هالوپرایمینگ بذر سبب کاهش خسارت غشاء (کاهش مالون دی آلدئید) و بهبود رشد گیاه کنجد گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of seed priming on germination, morphological and physiological characteristics of sesame (Sesamum indicum L.) under alkalinity stress

نویسندگان [English]

  • H. Bekherad 1
  • B. Mahdavi 2
  • A. Rahimi 3
چکیده [English]

Background and objectives: Alkalinity stress caused by the alkaline salts such as Na2CO3 or NaHCO3 in the soil. Alkaline stress affected germination, growth and crop productivity. Moreover, the alkalinity stress can directly damage plant growth, alter the availability of nutrients, and disrupt the balance of ions and mineral nutrition. The application of different seed pretreatment methods is one of the ways to stimulate seed germination and growth in stress condition. One of the most common methods is the use of halopriming. Halopriming or soaking of seeds in salt solutions is one of method seed priming, which enhances germination and seedling emergence under adverse environmental conditions. So, the objective of this study was to investigate the effects halopriming on growth of sesame under alkaline stress condition.
Materials and methods: In first experiment, factors were priming with NaCl with concentrations 0, 50, 100 and 150 mM for 6, 12, 18 and 24 hours. In second experiment, factors were priming with NaHCO3 with concentrations 0, 10, 20 and 30 mM for different times 6, 12, 18 and 24. Third experiment was conducted basis on result were obtained from two previous tests. In this experiment, factors were priming (non-primed (control), distilled water (hydropriming), NaCl and NaHCO3) and alkalinity stress (0, 15, 30 and 45 mM). Alkaline stress in the pots was created by adding NaHCO3, to half strength Hoagland’s solution. Control plants were only irrigated with half strength Hoagland’s solution. In this experiment, shoot and root height, potential quantum yield (Fv/Fm), performance index (PI), proline, carbohydrate, malondialdehyde content, potassium content, sodium content and sodium to potassium rate were measured.
Results: Results obtained from first experiment suggested that 50 mM NaCl for 24 hours as the best treatment. Results second experiment suggested that 30 mM of NaHCO3 for 18 hours duration as the best treatment. Results third experiment showed that alkalinity stress reduced shoot length, leaf area, potential quantum yield (Fv/Fm), performance index (PI), potassium content and potassium to sodium rate, whereas increased proline, carbohydrate content and sodium content. Priming different treatments was increased root length, shoot length, leaf area, potassium and potassium to sodium rate compared to control (non-primed). In all of alkalinity levels, priming different treatments decreased malondialdehyde content, whereas increased Fv/Fm and root length.
Conclusion: Totally, results showed that alkalinity stress decreased growth of sesame and in alkalinity stress, seed halopriming decreased membrane damage (as indicated by low MDA concentration) and improved plant growth in sesame.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Alkalinity
  • Germination Halopriming
  • Proline
  • Sesame