مطالعه اثرات تنش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلیکول بر خصوصیات جوانه زنی و رشد اولیه گیاهچه کنجد (رقم دزفول)

چکیده

هیچ گونه گیاهی و جانوری از تنش مصون نمی­باشد و حداقل یکبار در طی زندگی خود تحت تنش قرار می گیرد. به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر جوانه زنی و خصوصیات گیاهچه­های کنجد رقم دزفول، آزمایشی در سال 1389 در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه زراعت دانشگاه زابل انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل 4 سطح پتانسیل اسمزی (0، 2-، 4- و 8- بار) ایجاد شده توسط پلی اتیلن گلیکول بود. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که درصد و سرعت جوانه­زنی کلیه ارقام با افزایش تنش خشکی، کاهش پیدا کرد. سایر پارامترهای اندازه گیری شامل طول ریشه چه و ساقه چه، همچنین وزن تر و خشک کنجد با زیاد شدن غلظت پلی اتیلن گلایکل، کاهش یافتند. کلیه داده­های حاصل با استفاده از نرم افزار SAS تجزیه و مقایسه میانگین­ها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت.

کلیدواژه‌ها


مطالعه اثرات تنش خشکی ناشی از پلی اتیلن گلیکول بر خصوصیات جوانه زنی و رشد اولیه گیاهچه کنجد (رقم دزفول)

محمد حسین بیجه کشاورزی1، سید محسن موسوی نیک2

1- دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه زابل، 2 – عضو هیئت علمی دانشگاه زابل

keshavarzi64.mh@gmail.com

چکیده

هیچ گونه گیاهی و جانوری از تنش مصون نمی­باشد و حداقل یکبار در طی زندگی خود تحت تنش قرار می گیرد. به منظور بررسی اثر تنش خشکی بر جوانه زنی و خصوصیات گیاهچه­های کنجد رقم دزفول، آزمایشی در سال 1389 در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه زراعت دانشگاه زابل انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل 4 سطح پتانسیل اسمزی (0، 2-، 4- و 8- بار) ایجاد شده توسط پلی اتیلن گلیکول بود. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که درصد و سرعت جوانه­زنی کلیه ارقام با افزایش تنش خشکی، کاهش پیدا کرد. سایر پارامترهای اندازه گیری شامل طول ریشه چه و ساقه چه، همچنین وزن تر و خشک کنجد با زیاد شدن غلظت پلی اتیلن گلایکل، کاهش یافتند. کلیه داده­های حاصل با استفاده از نرم افزار SAS تجزیه و مقایسه میانگین­ها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت.

واژه­های کلیدی: پلی اتیلن گلایکل، تنش خشکی، جوانه­زنی، کنجد

 

مقدمه

کنجد با نام علمی Sesamum indicumبه عنوان یکی از مهمترین دانه های روغنی متعلق به تیره Pedaliacea می­باشد. تنش­های محیطی به ویژه تنش خشکی نقش مهمی در کاهش رشد گیاه به ویژه در طی جوانه­زنی در نواحی خشک و نیمه خشک ایران دارد. تنش خشکی زمانی در گیاه حادث می­شود که میزان آب دریافتی گیاه کمتر از تلفات آن باشد. تنش­های شوری و خشکی علاوه بر محدود کردن جذب آب توسط بذر با تأثیر بر روی سیالیت ذخائر و سنتز پروتئین­های جنینی باعث کاهش جوانه­زنی می­شوند. ترکیبات یونی و اسمزی ایجاد شده توسط تنش­ها   می­توانند روی این پارامترها تأثیرگذار باشند اگرچه این میزان تأثیر وابسته به نوع ماعده ایجاد کننده تنش و نوع رقم می­باشد (1 و 3). به منظور بررسی اثرات کمبود آب و تنش خشکی بر روی جوانه­زنی و رشد گیاهچه از محلول­های حاوی پلی اتیلن گلیکول استفاده می­شود.

پلی اتیلن گلیکول به عنوان عامل ایجاد کننده تنش خشکی با کاهش پتانسیل آب موجب کاهش رشد در بذرهای جوانه­زده و توقف رشد گیاهچه شده به طوری که این تأثیر در ساقه­چه بیشتر از ریشه­چه مشاهده گردیده است (8 و 11). اصولاً پلی اتیلن گلیکول اکسیژه­رسانی به ریشه­ها را دچار اختلال می­کند (7). دود و دونروان (3) پیشنهاد کردند که پلی اتیلن گلیکول به عنوان یک ماده غیر یونی با جرم مولکولی بالا، قابل حل در آب و غیر قابل نفود، مانع جذب آب توسط بذر می­شود اما یون­های قابل نفوذ با کاهش پتانسیل داخل سلول، منجر به جذب آب و شروع فرآیند جوانه­زنی می­شوند (2 و 6).

این آزمایش به منظور بررسی اثرات تنش خشکی حاصل از پلی­اتیلن گلیکول بر شاخص­های جوانه­زنی و رشد گیاهچه­های کنجد رقم دزفول انجام شد.

مواد و روش­ها

این آزمایش در سال 1389 در آزمایشگاه زراعت دانشکده کشاورزی دانشگاه زابل به صورت فاکتوریل، در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تیمار و 3 تکرار اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل پتانسیل اسمزی در 4 سطح (0، 2-، 4- و 8- بار) ایجاد شده توسط پلی اتیلن گلیکول 6000 بود. هر واحد آزمایشی شامل یک عدد پتری دیش به قطر 8 سانتیمتر بود. برای هر سطح تیمار 25 عدد بذر سالم کنجد (رقم دزفول) ضدعفونی شده توسط هیپوکلریت سدیم 10% شمارش و در هر یک از پتری دیش­ها به طور یکنواخت بر روی کاغذ صافی قرار گرفتند و به هر یک از آنها 5 میلی­لیتر از تیمارهای تهیه شده از پلی­اتیلن گلایکل اضافه به طوری که کاغذ صافی کاملاً آغشته به محلول گردید. سپس در پتری دیش­ها توسط چسب نواری بسته و در اطاقک قرار داده شد. شمارش بذور جوانه زده کنجد به منظور تعیین سرعت جوانه زنی به صورت روزانه انجام شد. شمارش بذور تا 6 روز ادامه یافت. برای محاسبه درصد و سرعت جوانه­زنی از فرمول های زیر استفاده گردید:

100S/T× =  درصد جوانه­زنی

= N1/D1+N2/D2+…+Ni/Di سرعت جوانه­زنی

که در آن S تعداد بذور جوانه­زده،  Tتعداد کل بذور و Ni تعداد بذور جوانه زده در روز Di می باشد.

همچنین برای تعیین گرم ماده مورد نیاز پلی اتیلن گلیکول 6000 جهت تهیه محلول برای هر سطح تنش به طور مجزا فرمول زیر مورد استفاده قرار گرفت:

= - (1.18 Í 10-2) C – (1.18 Í 10-4) C2 + (2.67 Í 10-4) CT + (8.39 Í 10-7)TC2 پتانسیل آب   

که C، غلظت پلی­اتیلن گلیکول (گرم بر کیلوگرم آب) و T درجه حرارت (سانتی­گراد) است. (10)

در این فرمول واحد پتانسیل آب مگا پاسکال می­باشد.

105 Pa = 1 bar یا 0.1 Mpa = 1 bar

در پایان آزمایش از هر پتری دیش 10 بوته را انتخاب و ریشه­چه و ساقه­چه آنها را از هم جدا کردیم و طول ریشه­چه و ساقه­چه هر بوته را بطور جداگانه اندازه گرفته و یاداشت نمودیم و بعد از انجام این مرحله هر تکرار را جداگانه در کاغذ صافی قرار دادیم و برای خشک کردن و به دست آوردن وزن خشک، آن را در آون قرار دادیم و بعد از بدست آوردن اعداد خام برای تجزیه و تحلیل آنها از برنامه. SAS استفاده کردیم.

 

نتایج و بحث

نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده­های آزمایشی در جدول 1 ارائه شده است. اثر خشکی بر روی تمام صفات مورد بررسی معنی­دار بود (جدول 1).

1- درصد جوانه­زنی:

سطوح مختلف خشکی اثر معنی داری بر درصد جوانه زنی بذور داشت (P<0/01). (جدول 1). در بین تیمارهای تنش شوری، بیشترین درصد جوانه زنی از تیمار صفر بار (شاهد) بدست آمد و با افزایش سطح خشکی از درصد جوانه زنی بذور کاسته شده و در تیمار 8- بار کمترین درصد جوانه­زنی حاصل شد (جدول 2).

2- سرعت جوانه زنی:

اثر تیمارهای تنش خشکی بر سرعت جوانه زنی بذور کنجد نیز معنی دار بود (P<0/01) (جدول 1). در بین تیمارهای تنش خشکی نیز مشاهده شد با افزایش خشکی سرعت جوانه زنی بذور کنجد به شدت کاهش می­یابد (جدول 2).

خلفیتو و همکاران (9)، فارسیان و قبادی (4)، جاجرمی (5) گزارش کردند که با افزایش تنش خشکی سرعت و درصد جوانه­زنی کاهش می­یابد. علت اصلی کاهش درصد و سرعت جوانه­زنی در سطوح پایین تنش خشکی (8- ( را می­توان به خاطر کاهش شدید پتانسیل اسمزی (تنش اسموزیک) و عدم توانایی بذر در جذب آب نسبت داد.

4- طول ساقه چه:

 اثر تیمارهای تنش خشکی، بر طول ساقه­چه­های گیاه کنجد معنی دار بود (P<0/01). در بین تیمارهای تنش خشکی نیز با افزایش سطح تنش از طول ساقه چه کنجد به شدت کاسته شد. (جدول 1) بیشترین و کمترین مقدار طول ساقه چه به ترتیب از تیمارهای صفر و 8- بار بدست آمد (جدول 2). یکی از دلایل کاهش طول ساقه چه در شرایط تنش، کاهش یا عدم انتقال مواد غذایی لپه (ها) به جنین است.

5- طول ریشه چه:

اثر تیمارهای تنش خشکی، بر طول ریشه­چه­های گیاه کنجد معنی دار بود (P<0/01). در بین تیمارهای تنش خشکی نیز با افزایش سطح تنش از طول ریشه چه کنجد به شدت کاسته شد، بطوریکه بیشترین و کمترین مقدار طول ریشه چه به ترتیب از تیمارهای صفر و 8- میلی مولار بدست آمد (جدول 2).

6-وزن تر و خشک:

اثر تیمارهای تنش خشکی، بر وزن تر و خشک گیاهچه­های کنجد نیز در سطح 1 درصد معنی شد (جدول 1) .

 

 

 

جدول1-نتایج تجزیه واریانس برخی صفات جوانه زنی و رشد گیاهچه کنجد (رقم دزفول) تحت تأثیر تنش خشکی

میانگین مربعات

درجه  آزادی

منابع تغییرات

وزن خشک گیاهچه (g)

وزن تر گیاهچه

(g)

طول ساقهچه (cm)

طول ریشه‏چه (cm)

سرعت جوانهزنی (روز)

درصد جوانه‏زنی

0.000034**

0.0009**

3.027**

10.59**

4.55**

6636.1**

3

تیمار

0.000000046

0.00001

0.029

0.02

0.0086

10.41

8

اشتباه آزمایشی

5.27%

18.76%

15.80%

8.33%

7.93%

5.97%

 

ضریب تغییرات

*، ** به ترتیب معنی دار بودن در سطح0.05 و 0.01 –ns  غیرمعنی دار بودن

جدول2- تاثیر سطوح مختلف تنش خشکی برصفات جوانه زنی کنجد (رقم دزفول)

وزن خشک گیاهچه

(g)

وزن تر گیاهچه

(g)

طول ساقه چه

(cm)

طول ریشه‏چه (cm)

سرعت جوانه‏زنی (روز)

درصد جوانه‏زنی

پتانسیل اسمزی (بار)

a0.0073

a0.04

a2.26

a4.23

a2.5

a100

0

b0.0037

b0.021

b1.58

b2.53

b2.22

b90

2-

c0.00045

c0.0082

c0.56

c0.76

c0.54

c31.66

4-

d0.00001

d0.0002

d0.029

d0.04

d0.009

d1.66

8-

حروف مشابه در هر ستون فاقد اختلاف آماری معنی دار می باشد

 

  1. Almansouri, M., Kinet, J. M., Lutts, S., 2001. Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat (triticum durum Desf.). Plant and Soil, 231:243-254.
  2. Almansouri, M., Kinet., J., Lutts, M., 2000. Physiological analysis of salinity resistance in Triticum turgidum var. durum Desf.: Callus versus whole plant responses. Options Mediterraneennes Ser A Seminaires Mediterraneens 40:263–265.
  3. Dodd, G. L., Donovan, L. A., 1999. Water potential and ionic effects on germination and seedling growth of two cold desert shrubs. Am. J. Bot. 86: 1146–1153
  4. Farsiani, A. and M.E. Ghobadi. 2009. Effects of PEG and NaCl stress on two cultivars of Corn (Zea mays L.) at germination and early seedling stages. World Acad. of Sci. Enginee. and Technol. 57: 382-385.
  5. Jajarmi, V. 2009. Effect of water stress on germination indices in seven wheat cultivar. World Acad. of Sci. Enginee. and Technol. 49: 105-106.
  6. Javed, F., 2002. In vitro salt tolerance in wheat I: growth and ion accumulation in Triticum aestivum. Int J Agric Biol 4: 459–461.
  7. kafi, M., Goldani, M., 2001. Effect potential water and material causing the on germination three crops wheat, sugar beet and peas. Journal of Agriculture and Industries. Volume 15. P. 121-135.
  8. Khajeh Hosseini, M., Bingham, I., and Powell, A .A., 2000. The effects of reduced water availability and salinity on the early seedling growth of soybean. Proceeding of the Third International Crop Science Congress, 17-21 August 2000, Humburg.
  9. Khlefetor, G.T. Turan, O. and Y. Ekmeki. 2009. Effects of water deficit induced by PEG and NaCl on Chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars and lines at early seedling stages. G.U. J. of Sci. 22: 5-14.

10. Michel, B.E. and M.R. Kaufmann. 1973. The osmotic potential of Polyethylene glycol 6000. Plant physiology 51:914-916.

11. Yavari, N., sadeghian, Y., 2003. Use of mannitol as a stress factor in the germination stage and early seedling growth of sugar beet cultivation in vitro. Journal of sugar beet. 17: 37-43.