جلد 9، شماره 1 - ( (بهار و تابستان) 1401 )
سال1401، جلد9 شماره 1 صفحات 126-111 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Sourazar K, Sedghi M, Seyed Sharifi R. (2022). The effect of priming on physiological and biochemical traits of French bean (Phaseolus vulgaris) under cobalt chloride stress. Iranian J. Seed Res.. 9(1), : 7 doi:10.52547/yujs.9.1.111
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-524-fa.html
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-524-fa.html
صورآذر خدیجه، صدقی محمد، سیدشریفی رئوف. تأثیر انواع پرایمینگ بر صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی لوبیاقرمز (Phaseolus vulgaris) تحت تنش کلریدکبالت پژوهشهای بذر ایران 1401; 9 (1) :126-111 10.52547/yujs.9.1.111
دانشجوی دکتری، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران. ، k_sourazar@uma.ac.ir
چکیده: (2811 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه: مرحله جوانه زنی تضمین کننده دوام، استقرار و عملکرد نهایی گیاهان می باشد. تراکم نهایی بوته در واحد سطح، زمانی به دست می آید که بذرهای کشت شده به طور کامل و با سرعت کافی جوانه بزنند. گیاهان اغلب تحت تنشهای غیرزنده قرار می گیرند که محدودیت عمده ای برای تولید محصولات کشاورزی در سراسر جهان است. پرایمینگ بذر از جمله روشهای بسیار ساده و ارزان جهت بهبود جوانه زنی بذر، تسریع رشد و استقرار گیاهچه، یکنواختی، کاهش زمان گلدهی، تولید گیاهچه قوی و غیره است که موجب بهبود کیفیت و عملکرد محصول در شرایط تنش زا و بدون تنش در گیاهان می گردد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر انواع پرایمینگ بر تغییرات آنزیمی و فیزیولوژیکی بذر لوبیا قرمز در شرایط بروز تنش کلریدکبالت بود.
مواد و روشها: جهت بررسی اثر انواع پرایمینگ بر شاخصهای جوانه زنی، تغییرات آنزیمی و پروتئینی بذر لوبیا قرمز تحت تنش کلریدکبالت، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. این فاکتورها شامل چهار سطح، پرایمینگ بذر با 100 میلی گرم در لیتر اسیدسالیسیلیک و مانیتول، آب مقطر و شاهد (عدم پرایمینگ) و همچنین سه سطح غلظت کلریدکبالت (صفر، 100 و 200 میلیگرم بر لیتر) بود.
یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کلریدکبالت شاخصهای جوانه زنی (سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، وزن تر ریشه چه، وزن تر ساقه چه و وزن خشک ساقه چه) کاهش یافت، با این حال، آب مقطر، اسیدسالیسیلیک و مانیتول افزایش معنیداری در شاخصهای جوانه زنی (متوسط زمان جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، وزن تر ریشه چه و وزن تر ساقه چه) مشاهده شد. برهمکنش پرایمینگ و کلریدکبالت موجب افزایش وزن خشک ریشه چه در مقایسه با تیمار شاهد × تنش شد. بالاترین مقدار وزن تر ریشه چه (4/14 گرم)، وزن خشک ساقه چه (27/0 گرم) و طول ساقه چه (17/0 سانتیمتر) در پیش تیمار هیدروپرایمینگ به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که هورمون پرایمینگ در شرایط تنش ناشی از 200 و 100 میلیگرم در لیتر کلریدکبالت به ترتیب موجب افزایش محتوای پروتئین و میزان فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز در مقایسه با تیمار شاهد شد. اسموپرایمینگ موجب افزایش میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز در شرایط عدم تنش و تنش ناشی از 200 میلیگرم در لیتر کلریدکبالت شد.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر، با وجود اینکه کلریدکبالت برخی از صفات فیزیوژیکی و بیوشیمیایی بذر لوبیا قرمز را کاهش داد. با اینحال، لوبیا قرمز از توانایی تحمل کلریدکبالت نسبتاً بالایی برخوردار است، به طوریکه تا 9 روز نسبت به غلظتهای مختلف کلریدکبالت تحمل مناسبی نشان داد.
جنبه های نوآوری:
1-تأثیر غلظتهای مختلف کلریدکبالت و انواع پرایمینگ بر جوانه زنی بذر لوبیا قرمز بررسی شد.
2- محتوای پروتئین گیاهچه لوبیا قرمز تحت تأثیر هورمون پرایمینگ افزایش یافت.
مقدمه: مرحله جوانه زنی تضمین کننده دوام، استقرار و عملکرد نهایی گیاهان می باشد. تراکم نهایی بوته در واحد سطح، زمانی به دست می آید که بذرهای کشت شده به طور کامل و با سرعت کافی جوانه بزنند. گیاهان اغلب تحت تنشهای غیرزنده قرار می گیرند که محدودیت عمده ای برای تولید محصولات کشاورزی در سراسر جهان است. پرایمینگ بذر از جمله روشهای بسیار ساده و ارزان جهت بهبود جوانه زنی بذر، تسریع رشد و استقرار گیاهچه، یکنواختی، کاهش زمان گلدهی، تولید گیاهچه قوی و غیره است که موجب بهبود کیفیت و عملکرد محصول در شرایط تنش زا و بدون تنش در گیاهان می گردد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر انواع پرایمینگ بر تغییرات آنزیمی و فیزیولوژیکی بذر لوبیا قرمز در شرایط بروز تنش کلریدکبالت بود.
مواد و روشها: جهت بررسی اثر انواع پرایمینگ بر شاخصهای جوانه زنی، تغییرات آنزیمی و پروتئینی بذر لوبیا قرمز تحت تنش کلریدکبالت، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا گردید. این فاکتورها شامل چهار سطح، پرایمینگ بذر با 100 میلی گرم در لیتر اسیدسالیسیلیک و مانیتول، آب مقطر و شاهد (عدم پرایمینگ) و همچنین سه سطح غلظت کلریدکبالت (صفر، 100 و 200 میلیگرم بر لیتر) بود.
یافته ها: نتایج نشان داد که با افزایش غلظت کلریدکبالت شاخصهای جوانه زنی (سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، وزن تر ریشه چه، وزن تر ساقه چه و وزن خشک ساقه چه) کاهش یافت، با این حال، آب مقطر، اسیدسالیسیلیک و مانیتول افزایش معنیداری در شاخصهای جوانه زنی (متوسط زمان جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه، وزن تر ریشه چه و وزن تر ساقه چه) مشاهده شد. برهمکنش پرایمینگ و کلریدکبالت موجب افزایش وزن خشک ریشه چه در مقایسه با تیمار شاهد × تنش شد. بالاترین مقدار وزن تر ریشه چه (4/14 گرم)، وزن خشک ساقه چه (27/0 گرم) و طول ساقه چه (17/0 سانتیمتر) در پیش تیمار هیدروپرایمینگ به دست آمد. همچنین نتایج نشان داد که هورمون پرایمینگ در شرایط تنش ناشی از 200 و 100 میلیگرم در لیتر کلریدکبالت به ترتیب موجب افزایش محتوای پروتئین و میزان فعالیت آنزیم پلی فنل اکسیداز در مقایسه با تیمار شاهد شد. اسموپرایمینگ موجب افزایش میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز در شرایط عدم تنش و تنش ناشی از 200 میلیگرم در لیتر کلریدکبالت شد.
نتیجه گیری: با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر، با وجود اینکه کلریدکبالت برخی از صفات فیزیوژیکی و بیوشیمیایی بذر لوبیا قرمز را کاهش داد. با اینحال، لوبیا قرمز از توانایی تحمل کلریدکبالت نسبتاً بالایی برخوردار است، به طوریکه تا 9 روز نسبت به غلظتهای مختلف کلریدکبالت تحمل مناسبی نشان داد.
جنبه های نوآوری:
1-تأثیر غلظتهای مختلف کلریدکبالت و انواع پرایمینگ بر جوانه زنی بذر لوبیا قرمز بررسی شد.
2- محتوای پروتئین گیاهچه لوبیا قرمز تحت تأثیر هورمون پرایمینگ افزایش یافت.
شماره‌ی مقاله: 7
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی بذر
دریافت: 1400/10/24 | ویرایش نهایی: 1402/12/2 | پذیرش: 1401/3/2 | انتشار الکترونیک: 1401/9/20
دریافت: 1400/10/24 | ویرایش نهایی: 1402/12/2 | پذیرش: 1401/3/2 | انتشار الکترونیک: 1401/9/20
فهرست منابع
1. Abd-Alla, M.H., Bagy, M.K., Wahab A. and Bashandy, S.R. 2014. Activation of Rhizobium tibeticum with flavonoids anhances nodulation, nitrogen fixation and growth of fenugreek (Trigonella foenum-graecum L.) grown in cobalt polluted soil. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 66(2): 303-315 [DOI:10.1007/s00244-013-9980-7] [PMID]
2. Abdul-Baki, A.A. and Anderson, J.D. 1973. Vigor determination in soybean seed by multiple criteria. crop science, 13(6): 630-633. [DOI:10.2135/cropsci1973.0011183X001300060013x]
3. Agrawal, R. 2003. Seed technology. Publishing Co. Pvt. Ltd. New Delhi, India, 829p.
4. Amini, F., Balouchi, H., Movahhedi Dehnavi, M. and Attarzadeh, M. 2015. Effects of different concentrations of heavy metals application on germination indices and seed vigor of Pinto bean (Phaseolus vulgaris L.). Iranian Seed Science and Research, 3(2): 95-105. [In Persian with English Summary].
5. Amoghein, M.B., Amoghein, R.S. Tobeh A. and Jamaati-e-Somarin, S. 2013. The effect of osmopriming and hydropriming on the different index of germination & early growth of wheat under salty stress. International Research Journal of Applied Basic Science, 4: 1924-1931.
6. Amooaghaie, R. 2011. The effect of hydro and osmopriming on alfalfa seed germination and antioxidant defenses under salt stress. African Journal of Biotechnology, 10(3): 6269-6275. [DOI:10.5897/AJB11.1984]
7. Aymen, E.M. 2018. Seed Priming with Plant Growth Regulators to Improve Crop Abiotic Stress Tolerance. In: Rakshit, A. and Singh, H.B. (eds.). Advances in Seed Priming. Institute of Agricultural Sciences, BHU, Varanasi, Uttar Pradesh, India, 95-106. [DOI:10.1007/978-981-13-0032-5_6]
8. Balestrasse, K.B., Gardey, L., Gallego S.M. and Tomaro, M.L. 2001. Response of antioxidant defense system in soybean nodules and roots subjected to cadmium stress. Journal of Plant Physiology, 28: 497-504. [DOI:10.1071/PP00158]
9. Bezrukova, M.V., Fatkhutdinova, R.A. and Shakirova, F.M. 2016. Protective effect of wheat germ agglutinin on the course of mitosis in the roots of Triticum aestivum seedlings exposed to cadmium. Russian Journal of Plant Physiology, 63(3): 358-364. [DOI:10.1134/S102144371603002X]
10. Bose, B., Kumar, M. Singhal, R.K. and Mondal, S. 2018. Impact of Seed Priming on the Modulation of Physico-chemical and Molecular Processes During Germination, Growth, and Development of Crops. In: Rakshit, A. and Singh, H.B. (eds.). Advances in Seed Priming. Institute of Agricultural Sciences, BHU, Varanasi, Uttar Pradesh, India, 23-40. [DOI:10.1007/978-981-13-0032-5_2] [PMCID]
11. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72(1-2): 248-254. [DOI:10.1016/0003-2697(76)90527-3] [PMID]
12. Chatterjee, C., Gopal, R. and Dube, B.K. 2006. Physiological and biochemical responses of French bean to excess cobalt. Journal of Plant Nutrition, 29: 127-136. [DOI:10.1080/01904160500416513]
13. Chaudhari, B.H., Parmar, J.K., Mali, R.H. and Bumbadiya, N.H. 2017. Effect of Co level and FYM on growth and yield of fodder maize. International Journal of Chemical Studies, 5(1): 327-329. [DOI:10.18782/2320-7051.2631]
14. Eftekhar, N., Fallah, S., Abbasi Sooraki, A., Khodaverdiloo, H. and Rahimi, A. 2019. Effect of salicylic acid and potassium nitrate pretreatment on enhancing the sunflower tolerance in contaminated soils with cadmium. Iranian Journal of Seed Sciences and Research, 6(2): 161-175. [In Persian with English Summary].
15. Eskandari, H. 2012. Seed quality variation of crop plants during seed development and maturation. International Journal of Plant Production, 3(11): 557-560.
16. Ghasemie Pirbaluti, A. and Golparvar, A.R. 2005. A study on morphological and physiological traits of some of the ordinary bean in shahrekord area. In: First National Conference on Pulses. November 20-21, 2005. Ferdowsi University of Mashhad. p88. [In Persian with English Summary].
17. Gul, F., Arfan, M., Shahbaz, M. and Basra, S. 2020. Salicylic acid seed priming modulates morphology, nutrient relations and photosynthetic attributes of wheat grown under cadmium stress. International Journal of Agriculture and Biology, 23: 197-204.
18. Guo, Q., Meng, L., Mao, P.C., Jia Y.Q. and Shi, Y.J. 2013. Role of exogenous salicylic acid in alleviating cadmium-induced toxicity in Kentucky bluegrass. Biochemical Systematics and Ecology, 50: 269-276. [DOI:10.1016/j.bse.2013.05.002]
19. Hayat, S., Ali, B. and Ahmad, A. 2007. Salicylic acid a plant hormone. In: Hayat, S., Ahmad, A. (eds.). Biosynthesis, metabolism and physiological role in plants. Springer Science & Business Media, 1-14. [DOI:10.1007/1-4020-5184-0_1]
20. Horváth, E., Szalai, G. and Janda, T. 2007. Induction of abiotic stress tolerance by salicylic acid signaling. Journal of Plant Growth Regulation, 26(3): 290-300. [DOI:10.1007/s00344-007-9017-4]
21. ISTA., 2009. International rules for seed testing. The International Seed Testing Association. Zurich. Switzerland.
22. Jadoon, S. and Malik, A. 2018. A Review of formation, toxicity of reactive oxygen species by heavy metals and tolerance in plants. International Journal of Biochemistry Research and Review, 21(2): 1-12. [DOI:10.9734/IJBCRR/2018/38670]
23. Jisha, K.C., Vijayakumari, K. and Puthur, J.T. 2013. Seed priming for abiotic stress tolerance: an overview. Acta Physiologiae Plantarum, 35(5): 1381-1396. [DOI:10.1007/s11738-012-1186-5]
24. Karuppanapandian, T. and Kim, W. 2013. Cobalt-induced oxidative stress causes growth inhibition associated with enhanced lipid peroxidation and activates antioxidant responses in Indian mustard (Brassica juncea L.) leaves. Acta Physiologiae Plantarum, 35: 2429-2443. [DOI:10.1007/s11738-013-1277-y]
25. Khazaei, H.R., Nezami, A., Saadatian, B., Pishe, O.A. and Pordel, R. 2016. Effect of seed priming on seedling growth of barley (Hordeum vulgare L.), under salinity stress in phytogel. Environmental Stresses Crop Sciences, 9(1): 87-97. [In Persian with English Summary].
26. Kranner, I. and Colville, L. 2011. Metals and seeds: biochemical and molecular implications and their significance for seed germination. Environmental and Experimental Botany, 72: 93-105. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2010.05.005]
27. Liu, Z., Ding, Y., Wang, F., Ye, Y. and Zhu, C. 2016. Role of salicylic acid in resistance to cadmium stress in plants. Plant Cell Reports, 35(4): 719-731. [DOI:10.1007/s00299-015-1925-3] [PMID]
28. Lwalaba, J.L.W., Zvobgo, G., Fu, L., Zhang, X., Mwamba, T.M., Muhammad, N., Mundende, R.P.M. and Zhang, G. 2017a. Alleviating effects of calcium on cobalt toxicity in two barley genotypes differing in cobalt tolerance. Ecotoxicology and Environmental Safety, 139: 488-495. [DOI:10.1016/j.ecoenv.2017.02.019] [PMID]
29. Lwalaba, J.L.W., Zvobgo, G., Mwamba, M., Ahmed, I.M., Mukobo, R.P.M. and Zhang, G. 2017b. Subcellular distribution and chemical forms of Co2+ in three barley genotypes under different Co2+ levels. Acta Physiologiae Plantarum, 39(4): 102. [DOI:10.1007/s11738-017-2400-2]
30. Mahmoodi Tarkhorani, S., Sanjarian Dehaghani, F. and Monsef Shokri, M. 2017. The effect of salicylic acid treatment on the antioxidant enzyme activities in Thymus vulgaris seedlings. Modares Journal of Biotechnology, 10(1): 37-44. [In Persian with English Summary].
31. Marquez Garsia, B., Marquez, C., Sanjose, I., Nieva, F.J.J., Rodriguez Rubio, P. and MunozRodriguez, A.F. 2013. The effects of heavy metals on germination and seedling characteristics in two halophyte species in Mediterranean marshes. Marine Pollution Bulletin, 70: 119-124. [DOI:10.1016/j.marpolbul.2013.02.019] [PMID]
32. Mousavi, S.E., Omidi, H., Mirshekar, Sh. and Bazvand, F. 2019. Effects of priming on germination, growth and physiologic indices in mother line seed of rapeseed (Brassica napus L.) Neptunecultivar under drought stress. Journal of Seed Research, 9(3): 11-21. [In Persian with English Summary].
33. Muthaura, C., Mucheru-Muna, M., Zingore, S., Kihara, J. and Muthamia, J. 2017. Effect of application of different nutrients on growth and yield parameters of maize (Zea mays), case of Kandara Murang'a County. ARPN Journal of Agricultural and Biological Science, 12(1): 19-33.
34. Nouairi, I., Jalali, K., Zribi, F., Barhoumi, F., Zribi, K. and Mhadhbi, H. 2019. Seed priming with calcium chloride improves the photosynthesis performance of faba bean plants subjected to cadmium stress. Photosynthetica, 57(2): 438-445. [DOI:10.32615/ps.2019.055]
35. Serida, K., Mohammad, B.A., Eun, J.H. and Kee, Y.P. 2008. Copper toxicity in Withania somnifera: growth and antioxidant enzymes responses of in vitro grown plants. Environmental and Experimental Botany, 64: 279-285. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2008.02.004]
36. Sharma, V., Naugraiya, M.N. and Tomar, G.S. 2018. Toxic effects of cobalt, chromium, lead and nickel chloride on growth performance of siris (Albizia spp.). International Journal of Chemical Studies, 6: 2407-2410.
37. Shulan, Z., Qing, L., Yanting, Q. and Lian, D. 2010. Responses of root growth and protective enzymes to copper stress in turf grass. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 52(2): 7-11. [DOI:10.2478/v10182-010-0017-5]
38. Singh, H., Jassal, R.K., Keng, J.S., Sandhu, S.S., Kang H. and Grewal, K. 2015. Seed priming techniques in field crops - a review. Agricultural Review, 36(4): 251-264. [DOI:10.18805/ag.v36i4.6662]
39. Soltani, A., Galeshi, S., Zeinali, E. and Latifi, N. 2001. Genetic variation for and interrelationships among seed vigor traits in wheat from the Caspian Sea voasts of Iran. Seed Science and Technology, 29(3): 653-662.
40. Srivastava, S., Srivastava, A.K., Suprasanna, P. and D'Souza, S.F. 2013a. Identification and profiling of arsenic stress induced microRNA in Brassica juncea. Journal of Experimental Botany, 64(1): 303-315. [DOI:10.1093/jxb/ers333] [PMID]
41. Srivastava, S., Verma, P.C., Chaudhary, V., Singh, N., Abhilash, P.C. and Kumar, K.V. 2013b. Influence of inoculation of arsenic-resistant Staphylococcus arlettae on growth and arsenic uptake in Brassica juncea (L.) Czern. var. R-46. Journal of Hazardous Materials, 262: 1039-1047. [DOI:10.1016/j.jhazmat.2012.08.019] [PMID]
42. Sudhakar, C., Lakshmi, A. and Giridara Kumar, S. 2001. Changes in the antioxidant enzyme efficacy in two high yielding genotypes of mulberry (Morus alba L.) under NaCl salinity. Plant Science, 167: 613-619. [DOI:10.1016/S0168-9452(01)00450-2]
43. Wael, M.S., Mostafa, M.R., Taia, A.A.E.M., Saad, M.H. and Magdi, T.A. 2015. Alleviation of cadmium toxicity in common bean (Phaseolus vulgaris L.) plants by the exogenous application of salicylic acid. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 90(1): 83-91.
https://doi.org/10.1080/14620316.2015.11513156 [DOI:10.1080/14620316.2015.11513157]
44. Wendling, L.A., Kirby, J.K. and McLaughlin, M.J. 2009. Aging effects on cobalt availability in soils. Environmental Toxicology and Chemistry, 28(8): 1609-1617. [DOI:10.1897/08-544.1] [PMID]
45. Wilkinson, S., Kudoyarova, G.R., Veselov, D.S., Arkhipova, T.N. and Davies, W.J. 2012. Plant hormones interactions: Innovative target for plant breeding and management. Journal of Experimental Botany, 63(9): 3499-3509. [DOI:10.1093/jxb/ers148] [PMID]
46. Wyszkowski, M., Wyszkowska, J. and Radziemska, M. 2009. Macroelement content in field of oats (Avena sativa L.) cultivated on soils contaminated with copper, zinc, tin, cobalt and manganese. Ecological Chemistry and Engineering. A, 16(10): 1387-1394.
47. Zeng, L., Yang, Y., Sun, Y., Du, Z., Xie, Z., Zhou, T. and Kong, W. 2014. Age-Related Decrease in the Mitochondrial Sirtuin Deacetylase Sirt3 Expression Associated with ROS Accumulation in the Auditory Cortex of the Mimetic Aging Rat Model. PLOS one, 9(2): e88019. [DOI:10.1371/journal.pone.0088019] [PMID]
48. Zhang, Y., Xu, S., Yang, S. and Chen, Y. 2015. Salicylic acid alleviates cadmium-induced inhibition of growth and photosynthesis through upregulating antioxidant defense system in two melon cultivars (Cucumis melo L.). Protoplasma, 252(3): 911-924. [DOI:10.1007/s00709-014-0732-y] [PMID]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.
طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق
© 2024 CC BY-NC 4.0 | Iranian Journal of Seed Research
Designed & Developed by : Yektaweb
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.