نقش اسید جیبرلیک، دما و خراش‌دهی بر جوانه‌زنی درون و برون‌شیشه‌ای گل رز ایرانی (Rosa persica Michx ex Juss.)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته گروه علوم باغبانی و فضای سبز، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم باغبانی و فضای سبز، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

3 استاد گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

4 استاد دانشکده علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی نانجینگ، چین

چکیده

چکیده
سابقه و هدف
گل رز ایرانی یا ورک (syn. Hulthemia persica) Rosa persica درختچه خاردار از تیره Rosaceae است. این درختچه کوچک زینتی معطر به دلیل داشتن گل زرد همراه با لکه سیاه در قائده و مقاومت حیرت‌آور در برابر خشکی و گرما پتانسیل بسیار بالایی در به‌نژادی گل‌های رز دارد. با توجه به اینکه هیچ گزارشی در رابطه با جوانه‌زنی بذر این گونه منتشر نشده است، این آزمایش با هدف بررسی توانایی جوانه‌زنی بذر گل رز ایرانی و نوع خفتگی این گونه ناشناخته انجام شد.
مواد و روش‌ها
برای افزایش میزان جوانه‌زنی بذر‌های گل رز ایرانی از تیمار‌های اسید سولفوریک 96 درصد به مدت 0، 10 و 30 دقیقه و اسید جیبرلیک در غلظت‌های 0، 1/0، 1 و 10 میلی‌گرم در لیتر و برهمکنش آنها در شرایط درون‌شیشه‌ای (محیط MS) و برون‌شیشه‌ای (کشت درون ظرف پتری) در دو دمای 24 و 4 درجه سانتی‌گراد استفاده شد. داده‌برداری از بسیاری از ویژگی‌های ریشه‌چه و ساقه‌چه پس از 6 هفته صورت گرفت.
یافته‌ها
با وجود تأیید زنده‌بودن بذر با آزمون تترازولیوم، آزمون جوانه‌زنی استاندارد در محیط برون‌شیشه‌ای ناموفق بود و پس از گذشت چند هفته از شروع آزمایش تمام نمونه‌ها آلوده به قارچ شدند. در شرایط درون‌شیشه‌ای در بین اثرات اصلی، تیمار اسید سولفوریک 10 دقیقه و اسید جیبرلیک 1 میلی‌گرم بر لیتر به طور قابل توجهی بر درصد جوانه‌زنی مؤثر بود و بیش از 60 درصد جوانه‌زنی در تیمار اسید سولفوریک 10 دقیقه در محیط فاقد هورمون مشاهده شد در حالی که در شاهد جوانه‌زنی ثبت نشد. بیشترین طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، طول محور زیرلپه، رولپه، طول دانهال و تعداد برگ در اسید سولفوریک 30 دقیقه و بیشترین طول و تعداد ریشه فرعی، تعداد ریشه فرعی، قطر ساقه در اسید سولفوریک 10 دقیقه به دست آمد. طول ساقه‌چه، ریشه‌ اصلی، طول محور زیرلپه و طول دانهال با افزایش غلظت اسید جیبرلیک افزایش یافت. قطر ساقه، طول و تعداد ریشه فرعی در محیط فاقد اسید جیبرلیک و تعداد برگ و طول محور رولپه در تیمار 1/0 میلی‌گرم بر لیتر اسید جیبرلیک بیشتر بود.
نتیجه‌گیری
تاثیر اسید سولفوریک در بهبود جوانه‌زنی نشان دهنده خفتگی فیزیکی بذر گل رز ایرانی است. تیمار دمای 4 درجه سانتی‌گراد تاثیری در بهبود جوانه‌زنی بذر این گونه گیاهی نداشت و جوانه‌زنی در دمای 24 درجه بیشینه بود. نتایج بررسی دما بیانگر این است که این گونه برخلاف دیگر گونه‌های گل رز به تیمار چینه سرمایی نیازی ندارد.
کلمات کلیدی: بذر، تنظیم‌کننده‌های رشد، چینه سرمایی، کشت بافت

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The role of gibberellic acid, temperature and scarification on in/ex vitro germination of Rosa persica Michx ex Juss.

نویسندگان [English]

  • Shahrzad Vazieea 1
  • Mostafa Khoshhal Sarmast 2
  • Farshid Ghaderi-Far 3
  • Changquang Wang 4
1 Graduate, Dept. Horticultural Science and Landscape Engineering, Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
2 Corresponding Author, Associate Prof., Dept. of Horticultural Science and Landscape Engineering, Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Professor, Dept. of Agronomy, Faculty of Plant Production, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
4 Professor, College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China.
چکیده [English]

Abstract
Background and Objectives:
Persian rose or Varak (Rosa persica) is a thorny shrub belongs to Rosaceae family. This small scented plant due to the having a yellow-flower with a distinct reddish-brown spot in petals base and tremendous resistance to heat and drought has a great potential for modern rose breeding. Since there are not any available reports on germination habit of this aforementioned species, therefore the goal of this experiment is to evaluate the seed viability and type of dormancy in this anomalous species.
Material and Methods:
To increase the germination percentage of R. persica, collected seeds were exposed to 96% of sulfuric acid for 0, 10 and 30 min. whereupon sulfuric acid-exposed seeds were sown on MS (Murashige and Skoog) media supplemented with 0, 0.1, 1 and 10 mg/l gibberellic acid. This combination was evaluated under ex vitro (Petri dish) and in vitro (in MS media) condition at 4 and 24°C in incubator. Data collected from many traits related to the root and stem after 6 weeks of the experiments.
Results:
Despite confirmation of seed viability via Tetrazolium test, standard germination test was failed under ex vitro condition and a few weeks after the beginning of the experiment all specimens became infected with fungus. However, under in vitro condition, treatment of seeds with sulfuric acid for 10 min and then 1 mg/l gibberellic acid, were significantly effective on germination percentage and more than 60% germination frequency was observed in 10-minute sulfuric acid treatment in a hormone-free medium while no seeds have germinated in the control. The maximum root and stem length, hypocotyl length, epicotyl length, seedling length and the number of leaves has achieved when seeds exposed to sulfuric acid for 30 min. However, 10 min treatment of seeds with sulfuric acid was more effective in increasing the length and number of lateral roots and stem diameter. Root and stem length, hypocotyl length and seedling length has increased when gibberellic acid augmented. Stem diameter, length and number of lateral roots were higher in hormone free medium while the number of leaves and epicotyl was higher in medium supplemented with 0.1 mg/l gibberellic acid.
Conclusion:
The effect of sulfuric acid on improving germination indicates physical dormancy of Iranian rose seeds. Application of whole treatments did not result to germination at 4°C. Seeds respond to germination treatments only at 24°C. The result of our study on temperature unlike other rose species reveals no need for stratification treatment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Seed
  • Plant growth regulators
  • Stratification
  • Tissue culture

مراجع

1.Harmon, D. 2022. Tissue culture, transformation and cytogenetics of Rose (Rosa hybrida). M.Sc. thesis. North Carolina State University. USA. 82p.
2.Desta, B., Tena, N. and Amare, G. 2022. Response of Rose (Rosa hybrid L.) plant to temperature. Asian J. Plant, Soil Sci.
7: 93-101.
3.Ukrainets, O. and Polishchuk, V. 2022. Clonal Micropropagation, rhizogenesis and adaptive capacity of certain Rose (Rosa L.) variety explants. Grassroots. J. Nat. Res. 5: 47-56.
4.Muzaffarian, V. 2011. Trees and shrubs of Iran. Nashr Moaser. 1054p.
5.Ueda, Y., Kurosawa, T., Ogawa, S., Nishino, E., Wang, B., Liao, K. and He, H. 2000. Morphological character and germination in achenes of Rosa persica Michx. In III Internat. Symp. Rose Res.Cultivar. 547: 129-140.
6.Ghahreman, A. 1988. Flora of Iran, Vol.1 to 24, Research Institute of Forests and Rangelands. (In Persian)
7.Haouala, F., Hajlaoui, N., Ben, Z. and Cheikh-Affene, Z. 2013. Enhancing seed germination in Rose (Rosa rubiginosa L.). Med. Arom. Plants. 2: 1-4.
8.Zlesak, D.C. 2005. The effects ofshort-term drying on seed germination in Rosa. HortSci. 40: 6. 1931-1932.
9.Meyer, S.E. 2008. Rosa L.: rose, briar.In: Franklin, T., Karrfalt, Robert P., eds. The Woody Plant Seed Manual. Agric. Handbook No. 727. Washington, DC. U.S. Department of Agriculture, Forest Service. pp. 974-980.
10.Zhou, Z.Q., Bao, W.K. and Wu, N. 2009. Dormancy and germination in Rosa multibracteata Hemsl. & EH Wilson. Sci. Hort. 119: 4. 434-441.
11.Densmore, R. and Zasada, J.C. 1977. Germination requirements of Alaskan Rosa acicularis. Can. Field-Natural.
91: 1. 58-62.
12.Jackson, G.A.D. and Blundell, J.B. 1963. Germination in Rosa. J. Hort. Sci. 38: 4. 310-320.
13.Bo, J., Huiru, D. and Xiaohan, Y. 1993. Shortening hybridization breeding cycle of rose-a study on mechanisms controlling achene dormancy. In International Symposium on Cultivar Improvement of Horticultural Crops. Part 3: Flowers. 404: 40-47.
14.Hilhorst, H.W.M. 1998. The regulation of secondary dormancy. The membrane hypothesis revisite. Seed Sci. Res.
8: 77-90.
15.Suszka, B. and Bujarska-Borkowska, B. 1987. Seed after-ripening, germination and seedling emergence of Rosa canina L. and some of its rootstock selection. Arboretum Kórnickie. 32: 231-296.
16.Basbouss-Serhal, I., Leymarie, J. and Bailly, C. 2016. Fluctuation of Arabidopsis seed dormancy with relative humidity and temperature during dry storage. J. Exp. Bot. 67: 119-130.
17.Li, Z., Zhang, J., Liu, Y., Zhao, J., Fu, J., Ren, X., Wang, G. and Wang, J. 2016. Exogenous auxin regulates multi-metabolic network and embryo development, controlling seed secondary dormancy and germination in Nicotiana tabacum L. BMC Plant Biol. 16: 41.
18.Shikhamany, S.D. 2006. Horticultural genetic resources: role of ex situ conservation. ICAR short course on in vitro conservation and cryopreservation new options to conserve horticultural genetic resources. Hessaraghatta Lake: Indian Institute Hort. Research, pp. 6-15.
19.Murashige, T. and F. Skoog. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497.
20.Zhou, Z.Q., Bao, W.K. and Wu, N. 2009. Dormancy and germination in Rosa multibracteata Hemsl. & E.H. Wilson. Sci. Hort. 119: 434-441.
21.Sadegh Azadi, M., Bahari, A. and Yonesi, A. 2012. Preparation wild rye seed with gibberellic acid to improve germination under stress, The 3rd National Conference on Pasture. Watersheds and Desert. Med. Source Faculty, Iran. pp. 39-45.
22.Greipsson, S. 2001. Effects of stratification and GA3 on seed germination of a sand stabilizing grass Leymus arenarius used in reclamation, Seed Sci. Technol. 29: 1-10.
23.Nadjaf, M., Banayan, L., Tabrizi, I. and Rastgoo, M. 2006. Seed germination and seed dormancy breaking techniques for Ferula gummosa and Teucrium polium. J. Arid Environ. 64: 542-547.
24.Lee, J.Y., Lee, J.H., Ki, G.Y., Kim, S.T. and Han, T.H. 2011. Improvement of Seed Germination in Rosa rugosa. Kor. J. Hort. Sci. Technol. 29: 352-357.
25.Rajabian, T., Saboora, A., Hassani, B. and Fallah Hosseini, H. 2007. Effects of GA3 and chilling on seed germination of Ferula assa-foetida, as a medicinal plant. Iranian J. Med. Arom. Plants.23: 391-404.
26.Anderson, N. and Byrne, D.H. 2007. Methods for Rosa germination. Acta Hort. 7251. 10.17660/ ActaHortic. 2007. 751.64.
27.Jackson, G.A.D. and Blundell, J.B. 1963. Germination in Rosa. J. Hort. Sci. 38: 310-320.
28.Dehgan, B. and H. Perez.2005. Preliminary study shows germination of Caribbean applecactus improved with acid scarification and Gibberellic acid. Native Plants J. 6: 1. 91-96.
29.Panda, D., Mohanty, S., Das, S., Prasad Sah, R., Kumar, A., Bwhwra, L., Baig, M. and Tripathy, A.C. 2021. The role of phytochrome-mediated gibberellic acid signaling in the modulation of seed germination under low light stress in rice (Oryza sativa L.). Physio. Molecul. Biol. Plants. 28: 585-605.
30.Takos, I.A. and Efthimiou, G.S.P. 2003. Germination results on dormant seeds of fifteen Tree species autumn sown in a northern Greek nursery, Silvae Genet. pp. 566-578.
31.Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I.M. and Murphy, A. 2015. Plant physiology and development. Sinauer Association, INC (p.761).
32.Li, W., Ma, Q., Yin, P., Wen, J., Niu, L. and Lin, H. 2021. The GA 20-Oxidase Encoding Gene MSD1 Controls the Main Stem Elongation in Medicago truncatula. Front Plant Sci. 12: 709625. doi:10.3389/fpls.2021.709625.
33.Isvand, H., Azarnia, M., Nazarian Firoozabadi, F. and Sharafi, R. 2011. Effects of Priming by Gibberellin and Abcsisic Acid on Emergence and some Physiological Characters of Chikpea (Cicer arietinum L.) Seedling underDry and Irrigated Conditions. Iranian.J. Field Crop Sci. 14: 789-797.
34.Emam, M. 2004. Asexual regenerationof mature Juglans regia by shoottip culture. Pajouhesh and Sazandegi. 63: 10-15.
35.McGranahan, G. 1987. Tissue culture of Juglans. In: Bonga and Durzan (edt). Cell and tissue culture in Forestry, Vol. 3. Martinus. Nijhoff (pub): 261-271.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 29، شماره 4
دی 1401
صفحه 231-245

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار