جلد 5، شماره 2 - ( (پاییز و زمستان) 1397 )                   سال1397، جلد5 شماره 2 صفحات 15-28 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Tabatabaei A, Ansari O. Evaluation of Germination and Biochemical Changes of Two Wheat (Triticum aestivum) Cultivars Under Pb(NO3)2 Stress. Iranian J. Seed Res.. 2019; 5 (2) :15-28
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-247-fa.html
طباطبایی علی، انصاری امید. ارزیابی خصوصیات جوانه‌زنی و تغییرات بیوشیمیایی دو رقم گندم (Triticum aestivum) تحت شرایط تنش سرب. پژوهشهای بذر ایران. 1397; 5 (2) :15-28

URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-247-fa.html


، ansari_o@ut.ac.ir
چکیده:   (441 مشاهده)

چکیده مبسوط
مقدمه: آلودگی فلزات سنگین امروزه یکی از مشکلات مهم محیط زیست می‌باشد. این دسته فلزات با تجمع در زنجیره غذایی خطرات بسیار زیادی برای بشر و جانداران دارند. در بین فلزات سنگین سرب به‌عنوان خطرناکترین فلز سنگین آلاینده محیط زیست بوده که بیشتر از طریق صنایع ساخت باطری‌های سربی، افزودنی‌های رنگ و بنزین، حشره کش‌ها، کودهای شیمیائی، اگزوز اتومبیل و لحیم کاری وارد محیط زیست می‌گردد. از این‌رو این پژوهش به‌منظور بررسی اثر سرب بر خصوصیات جوانه‌زنی و تغییرات بیوشیمیایی دو رقم گندم (ارقام چمران و کوهدشت) به اجرا درآمد.
مواد و روش‌ها: به‌منظور ارزیابی خصوصیات جوانه‌زنی و تغییرات بیوشیمیایی دو رقم گندم تحت شرایط تنش سرب با استفاده از مدل سیگموئیدی سه پارامتره، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصافی با سه تکرار انجام شد. عامل اول شامل دو رقم چمران و کوهدشت و عامل دوم شامل 6 تنش نیترات سرب (صفر، 25/0، 50/0، 75/0، 1 و 5/1 ‌میلی‌گرم در لیتر) بود.
یافته‌ها: نتایج نشان داد با افزایش سطوح نیترات سرب درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، درصد گیاهچه طبیعی، طول گیاهچه، وزن خشک گیاهچه و بنیه گیاهچه برای هر دو رقم کاهش یافت. نتایج مربوط به برازش مدل سیگموئیدی سه پارامتره نشان داد که حداکثر میزان صفات اندازه‌گیری شده و غلظتی از تنش سرب که صفات اندازه‌گیری شده به 50 درصد نهایی رسیدند مربوط به رقم چمران بود. بالاترین درصد جوانه‌زنی (96 درصد)، سرعت جوانه‌زنی (23 بذر در روز)، درصد گیاهچه طبیعی (33/93 درصد)، طول گیاهچه (07/13 سانتی‌متر)، وزن خشک گیاهچه (07/0 گرم) و بنیه گیاهچه (18/12) مربوط به رقم چمران و شرایط بدون تنش بود ولی با رقم کوهدشت اختلاف معنی‌داری نداشت. به‌طورکلی با افزایش شدت تنش سرب از صفر به 5/1 میلی‌گرم بر لیتر، درصد جوانه‌زنی برای ارقام چمران و کوهدشت به‌ترتیب کاهشی 82 و 93 درصدی و درصد گیاهچه طبیعی کاهشی 95 و 100 درصدی را نشان داد. با افزایش شدت تنش فلز سنگین سرب میزان پرولین و آنزیم کاتالاز در هر دو رقم افزایش یافت. در هر دو رقم با افزایش شدت تنش میزان پروتئین به‌شدت کاهش یافت.
نتیجه‌گیری: به‌طورکلی نتایج نشان داد که تنش سرب به‌طور معنی‌داری بر شاخص‌های جوانه‌زنی و کاتالاز، پرولین و پروتئین گندم تأثیر داشت. در نهایت می‌توان بیان داشت که در مناطق با تجمع فلز سنگین سرب می‌توان با انتخاب رقم مناسب تا حدودی خسارات ناشی از تنش سرب را جبران نمود که از بین دو رقم چمران و کوهدشت جهت کشت در چنین شرایطی رقم چمران به‌نظر مناسب‌تر می‌باشد.

جنبه‌های نوآوری:

  1. بررسی اثر تنش سرب بر خصوصیات جوانه‌زنی بذر گندم.
  2. استفاده از تابع سه پارامتره سیگموئیدی جهت بررسی روند تغییرات بیوشیمیایی و جوانه‌زنی بذر گندم تحت شرایط تنش سرب.
واژه‌های کلیدی: جوانه‌زنی، پروتئین، پرولین، کاتالاز، مدل
     
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اکولوژی بذر
دریافت: ۱۳۹۶/۱۱/۱۳ | پذیرش: ۱۳۹۷/۴/۲

فهرست منابع
1. Ansari, O., Choghazardi, H. R., Sharif Zadeh, F., and Nazarli, H. 2012. Seed reserve utilization and seedling growth of treated seeds of mountain rye (Secale montanum) as affected by drought stress. Cercetări Agronomice în Moldova, 45(2): 43-48. [DOI:10.2478/v10298-012-0013-x]
2. Ansari, O., Gherekhloo, J., Kamkar, B., and Ghaderi-Far, F. 2016. Breaking seed dormancy and determining cardinal temperatures for Malva sylvestris using nonlinear regression. Seed Science and Technology, 44(3): 1-14. [DOI:10.15258/sst.2016.44.3.05]
3. Bashmakov, D. I., Lukatkin, A.S., Revin, V.V., Duchovskis, P., Brazaitytë, A., and Baranauskis, K. 2005. Growth of maize seedlings affected by different concentrations of heavy metals. Ekologija, 3: 22-27.
4. 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. [DOI:10.1007/BF00018060]
5. Bhagirath, S., Chauhan, B.S. David, E., and Johnson, M.A.K. 2008. seed germination and seedling Emergence of giant sensitive plant (Mimosa invisa L.). Weed Science, 56(2): 244-248. [DOI:10.1614/WS-07-120.1]
6. Bradford, M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Annual Review of Biochemistry, 72: 248-254. [DOI:10.1016/0003-2697(76)90527-3]
7. Chauhan, B.S., Gill, G., and Preston, C. 2006. Factors affecting seed germination of threehorn bedstraw (Galium tricornatum) in Australia. Weed Science, 54: 471-477. https://doi.org/10.1614/WS-06-060R1.1 https://doi.org/10.1614/WS-05-176R1.1 https://doi.org/10.1614/WS-06-047R.1 https://doi.org/10.1614/WS-06-061R.1 [DOI:10.1614/WS-06-067.1]
8. Cheng, S., and Huang, C. 2006. Influence of cadmium on growth of root vegetable and accumulation of cadmium in the edible root. International Journal of Applied Science and Engineering, 3: 243-252.
9. Cherati Araei, A., and Khanlarian Khatiri, M. 2009. The Effects of Lead on germination, protein and proline contents and index of tolerance in two varieties of oilseed rape (Brassica napus L.). Environmental Sciences, 5(3): 41-52 ]In Persian with English Summary].
10. Cho, U.H., and Park, J.O. 2000. Mercury-induced oxidative stress in tomato seedlings. Plant Science, 156: 1-9. [DOI:10.1016/S0168-9452(00)00227-2]
11. Derakhshan, A., Gherekhloo, J., Vidal, R.B., and De Prado, R. 2013. Quantitative description of the germination of littleseed canarygrass (Phalaris minor) in response to temperature. Weed Science, 62: 250-257. [DOI:10.1614/WS-D-13-00055.1]
12. Diaz, J., Bernal, A., Pomar, F., and Merino, F. 2001. Induction of shikimate dehydrogenase and peroxidase in pepper (Capsicum annuum L.) seedlings in response to copper stress and its relation to lignification. Plant Science, 161(1): 179-188. [DOI:10.1016/S0168-9452(01)00410-1]
13. Eick, M.J., Peak, J.D., Brady P.V., and Pesek J.D. 1999. Kinetics of lead absorption and desorption on goethite: Residence time effect. Soil Science, 164: 28-39. [DOI:10.1097/00010694-199901000-00005]
14. Gajewska, E., and Sklodowska, M. 2007. Effect of nickel on ROS content and oxidative enzyme activities in wheat leaves. Biometals, 20(1): 27-36. [DOI:10.1007/s10534-006-9011-5] [PMID]
15. Janda, T., Szalai, G., Tari I., and Paldi, E. 1999. Hydroponic treatment with salicylic acid decreases the effects of chilling injury in maize (Zea mays L.) plants. Planta, 208: 175-180. [DOI:10.1007/s004250050547]
16. Kabir, M., Iqbal, M.Z., Shafigh, M., and Faroogi, Z.R. 2008.Reduction in germination and seedling growth of Thesp-esiapopulnea L. caused by lead and cadmium treatments. Pakistan Journal of Botany, 40(6): 2419-2426.
17. Kamkar, B., Jami Al-Ahmadi, M., Mahdavi-Damghani, A. and Villalobos, F.J. 2011. Quantification of the cardinal temperatures and thermal time requirement of opium poppy (Papaver somniferum L.) seeds germinate using non-linear regression models. Industrial Crops and Products, 35: 192-198. [DOI:10.1016/j.indcrop.2011.06.033]
18. Knasmuller, S., Gottmann, E., Steinkellner, H., Fomin, A., Pickl, C., Paschke, A., God, R., and Kundi, M. 1998. Detection of genotoxic effects of heavy metal contaminated soils with plant bioassays. Mutation Research, 420: 37-48. [DOI:10.1016/S1383-5718(98)00145-4]
19. Lin, C.J., Liu, L., Liu, T., Zhu, L., Sheng, D., and Wang, D. 2009. Soil amendment application frequency contributes to phytoextraction of lead by sunflower at different nutrient levels. Environmental and Experimental Botany, 65: 410-416. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2008.12.003]
20. Molassiotis, A., Satipoulos, T., Tanou, G., Diamantidis, G., and Therios, I. 2005. Boron-induced oxidative damage and antioxidant and nucleolytic responses in shoot tips culture of apple rootstock EM9 (Malus domestica Borkh). Environmental and Experimental Botany, 7: 24-32.
21. Oliver, D., and Naidu, R. 2003. Uptake of Cu, Pb, Cd, As and DDT by vegetables grown in urban environments. Environmental Protection and Heritage Council, 151-161.
22. Pandey, N., and Sharma, C.P. 2002. Effect of heavy metals Co2+, Ni2+ and Cd2+ on growth and metabolism of cabbage. Journal of Plant Science, 163(4): 753-758. [DOI:10.1016/S0168-9452(02)00210-8]
23. Peralta, J.R., Gardea-Torresdey, J.L., Tiemann, K.J., Gomez, E., Arteaga, S., Rascon, E., and Parsons, J. G. 2000. Study of the effects of heavy metals on seed germination and plant growth on alfafa plant (Medicago sativa) growth in solid media. In: Proceedings of the Conference on Hazardous Waste Research, CO. 135-140.
24. Pereira, G. J., Molina, G., and Zevedo, R.A. 2002. Activity of antioxidant enzymes in responses to pb in Crotalaria juncea. Plant and Soil, 239(1): 123-132. [DOI:10.1023/A:1014951524286]
25. Rahman Khan, M., and Mahmud Khan, M. 2010. Effect of varying concentration of nickel and cobalt on the plant growth and yield of chickpea. Australian Journal Basic and Applied Science, 4(6): 1036-1046.
26. Ramezani, F., Shayanfar, A., Tavakkol Afshari, R., and Rashayi, K. 2014. Effects of silver, nickel, zinc and zinc – copper nanoparticles on germination, seedling establishment and enzyme activity of alfalfa (Medicago sativa) seed. Iranian Journal of Field Crop Science, 45(1): 107-118 ]In Persian with English Summary].
27. Saberi, M., Tavili, A., Jafari, M., and Heidari, M. 2010. The effect of heavy metal on germination and seedling growth of Atripex lentiformis. Journal of Rangeland, 4(1): 112-120 ]In Persian with English Summary].
28. Sharma, P.R, and Dubey, S. 2005. Lead toxicity in plants. Brazilian Journal Plant Physiology, 17(1): 35-52. [DOI:10.1590/S1677-04202005000100004]
29. Soltani, A., Gholipoor, M., and Zeinali, E. 2006. Seed reserve utilization and seedling growth of wheat as affected by drought and salinity. Environmental and Experimental Botany, 55: 195-200. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2004.10.012]
30. Taghizadeh, M., Kafi, M., Fatahi Moghadam., M.R., and Savaghebi, Gh.R. 2011. Effects of lead concentrations on seed germination of turfgrass genus and its potential for phytoremediation. Iranian Journal of Horticultural Science, 42(3): 277-289 ]In Persian with English Summary].
31. Tavili, A., Saberi, M., Shariari, A., and Heidari, M. 2013. Salicylic acid effect on Bromus tomentellus germination and initial growth properties under cadmium stress. Journal Plant Research (Iranian Journal of Biology), 26(2): 208-216 ]In Persian with English Summary].
32. Van Assche, F., and Clijsters, H. 1990. A biological test system for the evaluation of the phyto-toxicity of metal contaminated soils. Environmental Pollution, 66: 157-172. [DOI:10.1016/0269-7491(90)90118-V]
33. Verma, D.P.S. 1999. Osmotic stress tolerance in plant: Role of proline and sulfur metabolism. In Molecular Responses to Cold, Drought, Heat and Salt Stress in Higher Plant, K. Shinozaki and K. Yamaguchi- shinozaki, (eds). R.G. Landes Company, pp:153-168.
34. Verma, S., and Dubey, R.S. 2001. Effect of cadmium on soluble sugars and enzymes of heir metabolism in rice. Biologia Plantarum, 44(1): 117-123. [DOI:10.1023/A:1017938809311]
35. Walter, I., Martinez, F., and Cala, V. 2006. Heavy metal speciation and phytotoxic effects of three representative sewage sludges for agricultural uses. Environmental Pollution, 139: 507-514. [DOI:10.1016/j.envpol.2005.05.020] [PMID]
36. Xiong, Z.T. 1998. Lead uptake and effects on seed germination and plant growth in a Pb hyper accumulator Brassica pekinensis Rupr. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 60(2): 285-291. [DOI:10.1007/s001289900623] [PMID]
37. Yell Yang, Y. 2000. Identification of rice varieties with high tolerance or sensity to lead and characterization of the mechanism of tolerance. Plant Physiology, 124: 1019-1026. [DOI:10.1104/pp.124.3.1019]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA code

ارسال پیام به نویسنده مسئول


کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2019 All Rights Reserved | Iranian Journal of Seed Research

Designed & Developed by : Yektaweb

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.