اثر پرایمینگ بذر بر‌ ویژگی‌های جوانه‌زنی و بیوشیمیایی بذر و اجزاء عملکرد دانه در ارقام مختلف گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) تحت تنش خشکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 استاد، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 استادیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران

4 دانشیار، گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اراک، اراک، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی تأثیر شیوه‌های مختلف پرایمینگ بذر بر شاخص‌های جوانه‌زنی، خصوصیات بیوشیمیایی و اجزای عملکرد سه رقم گلرنگ در شرایط تنش خشکی، دو آزمایش به‌مزرعه‌ای‌( به‌صورت اسپلیت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی) و آزمایشگاهی( به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی) با سه تکرار اجرا گردید. در شرایط مزرعه، عوامل آزمایشی شامل تنش خشکی در دو سطح آبیاری کامل در طول فصل رشد و قطع آبیاری در مرحله ساقه‌دهی به‌عنوان عامل اصلی، پرایمینگ بذر (اسموپرایمینگ، هیدروپرایمینگ، هورموپرایمینگ و شاهد) و ارقام گلرنگ (اصفهان، صفه و گلدشت) نیز به‌صورت فاکتوریل به‌عنوان عوامل فرعی در نظر گرفته شدند. کاربرد هم‌زمان هیدروپرایمینگ و تنش خشکی در رقم اصفهان باعث بیش‌ترین میزان طول ریشه‌چه (8/4 سانتی‌متر) گردید. هیدروپرایمینگ و هورموپرایمینگ ضریب سرعت جوانه‌زنی را در رقم اصفهان نسبت به گلدشت به میزان 34/52 درصد افزایش دادند. هیدروپرایمینگ درصد جوانه‌زنی را نسبت به شاهد به میزان 33/11 درصد افزایش داد. بیش‌ترین میزان عملکرد دانه ( 72/100 گرم در مترمربع) در رقم صفه هنگام آبیاری کامل و کاربرد هیدروپرایمینگ حاصل گشت. بالاترین میزان کربوهیدرات محلول (14/15 میلی‌گرم در گرم وزن تر) مربوط به اثر متقابل تنش خشکی با عدم پرایمینگ بود. رقم گلدشت در زمان آبیاری کامل و کاربرد هیدروپرایمینگ بیش‌ترین میزان عملکرد روغن (93/24 گرم در مترمربع) را به خود اختصاص داد. اعمال تنش در رقم گلدشت هنگام هیدروپرایمینگ بیش‌ترین میزان پرولین (08/10 میلی گرم در گرم وزن تر) را نشان داد بیش‌ترین فعالیت آنزیم سوپراکسیددیسموتاز (1/56 میلی‌گرم پروتئین در دقیقه) در کاربرد هورموپرایمینگ هنگام تنش مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Effect of Seed priming on Germination, Biochemical Indices and yield components of Seed in Different Cultivars of Safflower (Carthamus tinctorius L.) under Drought

نویسندگان [English]

  • Mitra Aeini 1
  • Hossein Heidari Sharif Abad 2
  • Mojtaba Yousefi Rad 3
  • Esalam Majidi Heravan 2
  • Hamid Madani 4
1 PhD Graduate, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Sciences and Research Branch, Tehran, Iran
2 Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Sciences and Research Branch, Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Islamic Azad University, Saveh Branch, Saveh, Iran
4 Associate Professor, Department of Agronomy, Faculty of Agriculture, Arak Branch, Islamic Azad University, Arak, Iran
چکیده [English]

In order to investigate the effect of different methods of seed priming on germination indices, biochemical characteristics and yield component of three safflower cultivars under drought stress conditions, two experiment was carried out in the form of filed (as split factorial in randomized complete blocks design) and laboratory (as factorial based on completely randomized design) with three replications. The experimental factors included drought stress in two levels of complete irrigation during the growing season and drought stress at the stem elongation as the main factor and seed priming with osmopriming, hydropriming, hormopriming and control (without priming) and safflower cultivars included Isfahan, Sofeh and Goldasht as subplot factor. Simultaneous application of hydropriming and drought stress in Isfahan cultivar resulted in the highest root length (4.8 cm). Hydropriming and hormopriming increased the coefficient of velocity of germination in Isfahan cultivar 52.34% compared to control. Hydropriming increased the germination percentage by 11.33% compared to the control. The highest seed yield (100.72 g / m2) were obtained in Sofeh cultivar during complete irrigation and hydropriming application. The highest soluble carbohydrate amount (15.14mg/g FW) was related to the interaction between stress and no priming. Goldasht cultivar had the highest oil yield (24.93 g / m2) at the time of complete irrigation and hydropriming application. Usage of hydropriming during stress in Goldasht cultivar caused the highest amount of proline (10.08 mg/g FW). The interaction of hormopriming with drought stress causes the most activity of superoxide dismutase enzyme (56.1 mg protein/min).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Superoxide dismutase
  • Oil yield
  • Soluble carbohydrate
  • Proline

مراجع

پاک‌مهر، آ.، راستگو، م.، شکاری، ف.، صبا، ج. و زنگانی، ا. 1390. تأثیر پیش‌تیمار بذر با سالیسیلیک‌اسید بر برخی از ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک و عملکرد تحت تنش کم آبی لوبیا چشم بلبلی (.Vigna unguiculata L). نشریه پژوهش‌های زراعی ایران، 9 (4): 614-606.  
جوانمرد، ز.، طبری کوچک‌سرایی، م. و احمدلو، ف. 1393. تأثیر اسموپرایمینگ بر جوانه‌­زنی و شاخص­‌های فیزیولوژیکی بذر کاج تهران  (.Pinus eldarica Medw) در شرایط تنش خشکی. مجله پژوهش‌­های گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، 27 (3): 405-395.
ساجدی، ع.، ساجدی، ع. ن. 1397. تأثیر بیوچار، پرایمینگ بذر و محلول‌پاشی با آب و سالیسیلیک اسید بر عملکرد گلرنگ در شرایط دیم. نشریه پژوهش‌های زراعی ایران، 17 (2): 316-305.
سیدی، م.، حمزه‌ئی، ج.، بوربور، ا.، دادرسی، و. و صادقی، ف. 1390. تأثیر هیدروپرایمینگ بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و رشد گیاهچه گلرنگ تحت تنش خشکی .(.Carthamus tinctorius L) مجله دانش زراعت، سال پنجم، شماره 8: 76-63.  
صفری ساعتلو، م.، نجات زاده، ف. و تقوی تبت، ر. 1394. تاثیر پرایمینگ در بهبود جوانه‌زنی بذر توتون رقم بارلی 21 با پلی اتیلن گلیکول تحت شرایط تنش شوری. مجله تازه های بیوتکنولوژی سلولی – مولکولی، دوره 6، شماره 21: 47-41.
طاهری، ش.، غلامی، ا.، عباسدخت، ح. و مکاریان، ح. 1397. پاسخ عملکرد، اجزای عملکرد و کیفیت دانه ارقام گلرنگ به تنش کم آبی و پرایمینگ بذر. فصلنامه علمی پژوهشی فیزیولوژی گیاهان زراعی، سال پنجم، شماره 38: 58-39.
علایی طباطبایی، ف.، قرینه، م. ح.، فتحی، ق. و سیادت، س. ع. 1392. اثر اسمو و هیدروپرایمینگ بر جوانه‌زنی بذر، استقرار گیاهچه و عملکرد دانه ارقام گندم در شرایط آب و هوایی خوزستان. نشریه علوم و فناوری بذر ایران، 2 (1): 114-101.
منصوری، ع.، احمدی، ا. و امیدی، ح. 1396. اثر نانوذرات کیتوزان و اکسید آهن بر جوانه­‌زنی و شاخص‌­های رشد اولیه گلرنگ (Carthamus tinctorius L.)  در شرایط تنش شوری. نشریه تحقیقات بذر، سال هفتم، شماره 3: 80-72.
موسوی‌فر، ب. ا.، بهدانی، م. ع.، جامی‌­الاحمدی، م. و حسینی بجد، م. 1389. اثر آبیاری محدود بر رشد و عملکرد ژنوتیپ‌های گلرنگ بهاره در شرایط بیرجند (.Carthamus tinctorius L). نشریه بوم‌شناسی کشاورزی، 2 (4): 639-627.
Anonymous. 2017. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC. (visited in 07-06-2019).
AOAC, 2002. Official Methods of Analysis, 17th ed Association of Official Analytical Chemists, Arlington, VA.
Bates, L. S., Waldern, R. P. and Teave, I. D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant and Soil, 39: 205-207.
Bastia, D. K., Rout, A. K., Mohanty, S. K. and Prusty, A. M. 1999. Effect of sowing date, sowing methods and seed soaking on yield and oil content of rainfed safflower (Carthamus tinctorius) grown in Kalahandi, Orissa. Indian Journal of Agronomy, 44 (3): 621-623.
Bradford, K. J. 1995. Water Relations in Seed Germination: 351-396. In: Kigel, J. and Galili, G. (eds.), Seed Development and Germination. Marcel Dekker, New York, 872p.
Cayuela, E., Perez-Alfocea, F., Caro, M. and Bolarin, M. C. 1996. Priming of seeds with NaCl induces physiological changes in tomato plants grown under salt stress. Physiologia Plantarum, 96: 231-236.
Chen, K. and Arora, R. 2013. Priming memory invokes seed stress-tolerance. Environmental and Experimental Botany, 94: 33-45.
Chen, K., Arora, R. and Arora, U. 2010. Osmopriming of spinach (Spinacia oleracea L. cv. Bloomsdale) seeds and germination performance under temperature and water stress. Seed Science and Technology, 38: 36-48.
Dubois, M., Gilles, K. A., Hamilton, J. K., Rebers, P. A. and Smith, F. 1956. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry, 28: 350-356.
Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D. and Basra, S. M. A. 2009. Plant Drought Stress: Effects, Mechanisms and Management. Sustainable Agriculture, Springer, Dordrecht. pp. 153-188.
Fleta-Soriano, E. and Munné-Bosch, S. 2016. Stress memory and the inevitable effects of drought: a physiological perspective. Frontiers in Plant Science, 7: 143.
Gecgel, U., Demirci, M., Esendal, E. and Tasan, M. 2007. Fatty acid composition of the oil from developing seeds of different varieties of safflower (Carthamus tinctorius L.). Journal of the American Oil Chemists' Society, 84 (1): 47-54.
Giannopolitis, C. and Ries, S. 1997. Superoxid desmutase: I. Occurence in higher plant. Plant Physiology, 59: 309-314.
Jamshidi Jam, B., Shekari, F., Azimi, M. R. and Zangani, E. 2012. Effect of priming by salicylic acid on germination and seedling growth of safflower seeds under CaCl2 stress. International Journal of Agriculture: Research and Review, 2: 1097-1105.
Hus, J. L. and Sung, J. M. 1997. Antioxidant role of glutathione associated with accelerated aging and hydration of triploid Watermelon seeds. Physiol Plantarum, 100: 967-974.
Hussain, S., Zheng, M., Khan, F., Khaliq, A., Fahad, S., Peng, S., Huang, J., Cui, K. and Nie, L. 2015. Benefits of rice seed priming are offset permanently by prolonged storage and the storage conditions. Scientific Reports, 5 (8101): 1-12.
Jisha, K. C., Vijayakumari, K. and Puthur, J. T. 2013. Seed priming for abiotic stress tolerance: an overview. Acta Physiol Plant, 35: 1381-1396.
Jones, K. W. and Sanders, D. C. 1987. The influence of soaking pepper seed in water or potassium salt solutions on germination at three temperatures. Journal of Seed Technology (USA), 11 (1): 97-102.
Khaliq, A., Aslam, F., Matloob, A., Hussain, S., Geng, M., Wahid, A. and ur Rehman, H. 2015. Seed priming with selenium: consequences for emergence, seedling growth, and biochemical attributes of rice. Biological Trace Element Research, 166 (2): 236-244.
Liu, L., Guan, L. L., Wu, W. and Wang, L. 2016. A review of fatty acids and genetic characterization of safflower (Carthamus tinctorius L.) seed oil. World Journal of Traditional Chinese Medicine, 2: 48-52.
Moosavi, A., Tavakkol Afshari, R., Sharif-Zadeh, F. and Aynehband, A. 2009. Seed priming to increase salt and drought stress tolerance during germination in cultivated species of Amaranth. Seed Science and Technology, 37 (3): 781-785.
Nabizadeh, E., Yousefi, F. and Gerami, F. 2012. Osmopriming effects on safflower (Carthamus tinctorius L.) seed germination and seedling growth. European Journal of Experimental Biology, 2 (3): 623-630.
Omidi, A. H., Khazaei, H., Monneveux, P. and Stoddard, F. 2012. Effect of cultivar and water regime on yield and yield components in safflower (Carthamus tinctorius L.). Turkish Journal of Field Crops, 17 (1): 10-15.
Paparella, S., Araújo, S. S., Rossi, G., Wijayasinghe, M., Carbonera, D. and Balestrazzi, A. 2015. Seed priming: state of the art and new perspectives. Plant Cell Reports, 34: 1281-1293.
Patade, V. Y., Khatri, D., Manoj, K., Kumari, M. and Ahmed, Z. 2012. Cold tolerance in thiourea primed capsicum seedlings is associated with transcript regulation of stress responsive genes. Molecular Biology Reports, 39 (12): 10603-10613.
Soltani, E. and Soltani, A. 2015. Meta-analysis of seed priming effects on seed germination, seedling emergence and crop yield: Iranian studies. International Journal of Plant Production, 9 (3): 413-432.
Sharma, A. D., Rathore, S. V. S., Srinivasan, K. and Tyagi, R. K. 2014. Comparison of various seed priming methods for seed germination, seedling vigour and fruit yield in okra (Abelmoschus esculentus L. Moench). Scientia Horticulturae, 165: 75-81.
Wright, P. R., Morgan, J. M. and Jessop, R. S. 1997. Turgor maintenance by osmoregulation in Brassica napus and B. juncea under field conditions. Annual Botany, 80: 313-319.
دوفصلنامه فنآوری تولیدات گیاهی
دوره 12، شماره 1
خرداد 1399
صفحه 211-233

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار