جلد 11، شماره 1 - ( (بهار و تابستان) 1403 )
سال1403، جلد11 شماره 1 صفحات 181-167 |
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:
Piri R, Sharifzadeh F, Majnounhosseini N. (2024). Quantifying seed germination response of Kochia (Kochia scoparia) to varying temperatures and osmotic stress due to salinity. Iranian J. Seed Res.. 11(1), 167-181. doi:10.61186/yujs.11.1.167
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-622-fa.html
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-622-fa.html
پیری رامین، شریف زاده فرزاد، مجنون حسینی ناصر. کمّی‌سازی پاسخ جوانهزنی بذر کوخیا (Kochia scoparia) به دماهای مختلف و تنش اسمزی ناشی از شوری پژوهشهای بذر ایران 1403; 11 (1) :181-167 10.61186/yujs.11.1.167
دانشگاه تهران ، sharifz@ut.ac.ir
چکیده: (1085 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه: در حال حاضر، تنش‌های دمایی و شوری به‌طور گسترده در سراسر جهان در حال گسترش است که تأثیر منفی بر عملکرد گیاهان مختلف بخصوص مرحله جوانهزنی بذر و رشد گیاهچه دارد. در همین راستا، هدف از این مطالعه آزمایشگاهی بررسی اثر تیمارهای دمایی و سطوح شوری بر خصوصیات جوانهزنی بذر و رشد اولیه گیاهچه کوخیا (کوشیا) بود.
مواد و روش‌ها: در آزمایش اول، دما در نه سطح (1، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سلسیوس) و در آزمایش دوم تنش اسمزی ناشی از شوری در شش سطح (بدون تنش، 4/0-، 8/0-، 2/1-، 6/1-، 8/1- مگاپاسکال) به‌عنوان تیمارهای آزمایشی در نظر گرفته شدند. به‌منظور تعیین دماهای اصلی (پایه، بهینه و بیشینه)، جوانهزنی بذر کوخیا از مدل‌های رگرسیون غیرخطی شامل مدل دو تکه‌ای، مدل دندان‌مانند و مدل بتای تغییر یافته استفاده شد.
یافته‌ها: در آزمایش اول، پاسخ سرعت جوانهزنی کوخیا توسط یک تابع دو تکه‌ای با میزان R2، RMSE و شاخص آیکائیک (AIC) به‌ترتیب 92/0، 32/1 و 69/65 پیش‌بینی شد که نشان‌دهنده دقت و صحت بالای این مدل در پیش‌بینی دماهای ویژه جوانهزنی بذر کوخیا نسبت به دو مدل دیگر است. در این مدل، دمای پایه برای جوانهزنی 7/0 درجه سلسیوس، 20 درجه سلسیوس برای دمای بهینه و همچنین 3/44 درجه سلسیوس برای دمای بیشینه تخمین زده شد. در آزمایش دوم، تنش شوری بر ویژگی‌های جوانهزنی بذر شامل درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، درصد گیاهچه طبیعی، طول گیاهچه و شاخص بنیه گیاهچه کوخیا تأثیر منفی می‌گذارد. بالاترین درصد جوانهزنی بذرهای کوخیا در شرایط بدون تنش شوری با مقدار 66/88 درصد مشاهده شد که در شرایط تنش اسمزی ناشی از شوری 8/1- مگاپاسکال به13 درصد رسید.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج نشان داد که مدل دو تکه‌ای کارایی و دقت بالاتری نسبت به دو مدل دیگر در پیش‌بینی جوانهزنی بذرهای کوخیا در دماهای مختلف دارد. همچنین افزایش سطوح تنش اسمزی ناشی از شوری، پتانسیل جوانهزنی و رشد گیاهچه‌ای بذر کوخیا را به‌طور چشمگیری کاهش داد، به‌طوری‌که در سطح تنش 8/1- مگاپاسکال نسبت به شرایط بدون تنش، 75 درصد جوانهزنی کاهش یافت.
جنبه‌های نوآوری:
مقدمه: در حال حاضر، تنش‌های دمایی و شوری به‌طور گسترده در سراسر جهان در حال گسترش است که تأثیر منفی بر عملکرد گیاهان مختلف بخصوص مرحله جوانهزنی بذر و رشد گیاهچه دارد. در همین راستا، هدف از این مطالعه آزمایشگاهی بررسی اثر تیمارهای دمایی و سطوح شوری بر خصوصیات جوانهزنی بذر و رشد اولیه گیاهچه کوخیا (کوشیا) بود.
مواد و روش‌ها: در آزمایش اول، دما در نه سطح (1، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سلسیوس) و در آزمایش دوم تنش اسمزی ناشی از شوری در شش سطح (بدون تنش، 4/0-، 8/0-، 2/1-، 6/1-، 8/1- مگاپاسکال) به‌عنوان تیمارهای آزمایشی در نظر گرفته شدند. به‌منظور تعیین دماهای اصلی (پایه، بهینه و بیشینه)، جوانهزنی بذر کوخیا از مدل‌های رگرسیون غیرخطی شامل مدل دو تکه‌ای، مدل دندان‌مانند و مدل بتای تغییر یافته استفاده شد.
یافته‌ها: در آزمایش اول، پاسخ سرعت جوانهزنی کوخیا توسط یک تابع دو تکه‌ای با میزان R2، RMSE و شاخص آیکائیک (AIC) به‌ترتیب 92/0، 32/1 و 69/65 پیش‌بینی شد که نشان‌دهنده دقت و صحت بالای این مدل در پیش‌بینی دماهای ویژه جوانهزنی بذر کوخیا نسبت به دو مدل دیگر است. در این مدل، دمای پایه برای جوانهزنی 7/0 درجه سلسیوس، 20 درجه سلسیوس برای دمای بهینه و همچنین 3/44 درجه سلسیوس برای دمای بیشینه تخمین زده شد. در آزمایش دوم، تنش شوری بر ویژگی‌های جوانهزنی بذر شامل درصد جوانهزنی، سرعت جوانهزنی، درصد گیاهچه طبیعی، طول گیاهچه و شاخص بنیه گیاهچه کوخیا تأثیر منفی می‌گذارد. بالاترین درصد جوانهزنی بذرهای کوخیا در شرایط بدون تنش شوری با مقدار 66/88 درصد مشاهده شد که در شرایط تنش اسمزی ناشی از شوری 8/1- مگاپاسکال به13 درصد رسید.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج نشان داد که مدل دو تکه‌ای کارایی و دقت بالاتری نسبت به دو مدل دیگر در پیش‌بینی جوانهزنی بذرهای کوخیا در دماهای مختلف دارد. همچنین افزایش سطوح تنش اسمزی ناشی از شوری، پتانسیل جوانهزنی و رشد گیاهچه‌ای بذر کوخیا را به‌طور چشمگیری کاهش داد، به‌طوری‌که در سطح تنش 8/1- مگاپاسکال نسبت به شرایط بدون تنش، 75 درصد جوانهزنی کاهش یافت.
جنبه‌های نوآوری:
- دماهای ویژه (دمای پایه، بهینه و بیشینه) جوانهزنی بذر کوخیا تعیین شد.
- در این پژوهش، 1 درجه سلسیوس و تنش اسمزی ناشی از شوری 8/1- مگاپاسکال را به‌ترتیب به‌عنوان تنش دمای پائین و شوری بحرانی معرفی شدند.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی بذر
دریافت: 1403/5/24 | ویرایش نهایی: 1403/6/15 | پذیرش: 1403/6/16 | انتشار الکترونیک: 1403/6/31
دریافت: 1403/5/24 | ویرایش نهایی: 1403/6/15 | پذیرش: 1403/6/16 | انتشار الکترونیک: 1403/6/31
فهرست منابع
1. Abdulbaki, A.A., and Anderson J.D. 1975. Vigour determination in soybean seed by multiple criteria. Crop Science, 13: 630-633. [DOI:10.2135/cropsci1973.0011183X001300060013x]
2. Akram-Ghaderi, F., Soltani, E., Soltani A., and Miri, A.A. 2008. Effect of priming on response of germination to temperature in cotton. Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 15(3): 44-51.
3. Balfagón, D., Zandalinas, S.I., Mittler, R., and Gómez‐Cadenas, A. 2020. High temperatures modify plant responses to abiotic stress conditions. Physiologia Plantarum, 170(3): 335-344. [DOI:10.1111/ppl.13151] [PMID]
4. Balouchi, H., Soltani Khankahdani, V., Moradi, A., Gholamhoseini, M., Piri, R., Heydari, S.Z., and Dedicova, B. 2023. Seed fatty acid changes germination response to temperature and water potentials in six sesame (Sesamum indicum L.) cultivars: Estimating the cardinal temperatures. Agriculture, 13(10): 1936. [DOI:10.3390/agriculture13101936]
5. Bradford, K.J. 2017. Water relations in seed germination. In Seed development and germination. Routledge. pp 351-396. [DOI:10.1201/9780203740071-13]
6. Dashti, M., Kafi, M., Tavakkoli, H., and Mirza, M. 2015. Cardinal temperatures for germination of Salvia leriifolia Benth. Herba Polonica, 61(1): 5-18. [DOI:10.1515/hepo-2015-0006]
7. Deihimfard, R., Nazari, S., and Qorani, Y. 2017. Estimation of cardinal temperatures of Lepyrodiclis holosteoides using regression models. Iranian Journal of Seed Science and Technology, 6(2): 107-117. [In Persian]
8. Donohue, K., Casas, R.R.D., Burghardt, L., Kovach, K., and Willis, C.G. 2010. Germination, post-germination adaptation, and species ecological ranges. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 41: 293-319. [DOI:10.1146/annurev-ecolsys-102209-144715]
9. Duarte, A.A., de Lemos Filho, J.P., and Marques, A.R. 2018. Seed germination of bromeliad species from the campo rupestre: thermal time requirements and response under predicted climate-change scenarios. Flora, 238: 119-128. [DOI:10.1016/j.flora.2017.05.016]
10. Eberle, C.A., Forcella, F., Gesch, R., Peterson, D., and Eklund, J. 2014. Seed germination of calendula in response to temperature. Industrial Crops and Products, 52: 199- 204. [DOI:10.1016/j.indcrop.2013.10.031]
11. Edalat, M., and Kazemeini, S.A. 2014. Estimation of cardinal temperatures for seedling emergence in corn. Australian Journal of Crop Science, 8(7): 1072-1078.
12. El Sabagh, A., Hossain, A., Barutçular, C., Iqbal, M.A., Islam, M.S., Fahad, S., Sytar, O., Çiğ, F., Meena, R.S., and Erman, M. 2020. Consequences of salinity stress on the quality of crops and its mitigation strategies for sustainable crop production: An outlook of arid and semi-arid regions. Environment, Climate, Plant and Vegetation Growth. Springer Nature, AG Switzerland, pp. 503-533. [DOI:10.1007/978-3-030-49732-3_20]
13. Fakhfakh, L.M., Anjum, N.A., and Chaieb, M. 2018. Effects of temperature and water limitation on the germination of Stipagrostis ciliata seeds collected from Sidi Bouzid Governorate in Central Tunisia. Journal of Arid Land, 10: 304-315. [DOI:10.1007/s40333-018-0050-x]
14. Fazeli-Nasab, B., Khajeh, H., Piri, R., and Moradian, Z. 2023. Effect of humic acid on germination characteristics of Lallemantia royleana and Cyamopsis tetragonoloba under salinity stress. Iranian Journal Seed Research, 9(2): 41-52. [In Persian] [DOI:10.61186/yujs.9.2.51]
15. Ganjeali, A., Parsa, M., and Amiri-Deh-Ahmadi, R. 2012. Determination of cardinal temperatures and thermal time requirement during germination and emergence of chickpea genotypes (Cicer arietinum L.). Iranian Journal Pulses Research, 2(2): 97-108. [In Persian]
16. Gul, B., Ansari, R., Flowers, T.J., and Khan, M.A. 2013. Germination strategies of halophyte seeds under salinity. Environmental and Experimental Botany, 92: 4-18. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2012.11.006]
17. Hameed, A., Rasheed, A., Gul, B., and Khan, M.A., 2014. Salinity inhibits seed germination of perennial halophytes Limonium stocksii and Suaeda fruticosa by reducing water uptake and ascorbate dependent antioxidant system. Environmental and Experimental Botany, 107: 32-38. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2014.04.005]
18. Hannachi, S., and Van Labeke, M.C. 2018. Salt stress affects germination, seedling growth and physiological responses differentially in eggplant cultivars (Solanum melongena L.). Scientia Horticulturae, 228: 56-65. [DOI:10.1016/j.scienta.2017.10.002]
19. Ikic, I., Maricevic, M., Tomasovic, S., Gunjaca, J., Atovic Z.S., and Arcevic. H.S. 2012. The effect of germination temperature on seed dormancy in Croatian-grown winter wheats. Euphytica, 188: 25-34. [DOI:10.1007/s10681-012-0735-8]
20. Jafari, B., Kordrostami, M., and Ghasemi-Soloklui, A.A. 2024. Maximizing tomato seed germination: quantifying cardinal temperatures and thermal time requirements. International Journal of Horticultural Science and Technology, 11(1): 83-94.
21. Kafi, M., Asadi, H., and Ganjeali, A. 2010. Possible utilization of high-salinity waters and application of low amounts of water for production of the halophyte Kochia scoparia as alternative fodder in saline agroecosystems. Agricultural Water Management, 97(1): 139-147. [DOI:10.1016/j.agwat.2009.08.022]
22. Khaeim, H., Kende, Z., Balla, I., Gyuricza, C., Eser, A., and Tarnawa, A. 2022. The effect of temperature and water stresses on seed germination and seedling growth of wheat (Triticum aestivum L.). Sustainability, 14(7): 1-21. [DOI:10.3390/su14073887]
23. Kozłowska, W., Matkowski, A., and Zielińska, S. 2022. Light intensity and temperature effect on Salvia yangii (BT Drew) metabolic profile in vitro. Frontiers in Plant Science, 13: 888509. [DOI:10.3389/fpls.2022.888509] [PMID] []
24. Lamichhane, J.R., Constantin, J., Schoving, C., Maury, P., Debaeke, P., Aubertot, J.N., and Dürr, C. 2020. Analysis of soybean germination, emergence, and prediction of a possible northward establishment of the crop under climate change. European Journal of Agronomy, 113: 125972. [DOI:10.1016/j.eja.2019.125972]
25. Moghaieb, R.E., Saneoka, H., and Fujita, K. 2004. Effect of salinity on osmotic adjustment, glycinebetaine accumulation and the betaine aldehyde dehydrogenase gene expression in two halophytic plants, Salicornia europaea and Suaeda maritima. Plant Science, 166(5): 1345-1349. [DOI:10.1016/j.plantsci.2004.01.016]
26. Moradi, A. and Piri, R. 2018. Enhancement of salinity stress tolerance in Cumin (Cuminum cyminum L.) as affected by plant growth promoting rhizobactria during germination stage. Journal of Plant Process and Function, 6(22): 47-53. [In Persian]
27. Moradi, A., Hoseini-moghadam M. and Piri, R. 2018. Effect of seed inoculation with Plant Growth Promoting Rhizobactria (PGPR) on some germination, biochemical indices and element contents of fennel (Foeniculum vulgare L.) under salinity stress. Iranian Journal of Field Crop Science, 49(3): 151-165. [In Persian]
28. Nikolić, N., Ghirardelli, A., Schiavon, M., and Masin, R. 2023. Effects of the salinity-temperature interaction on seed germination and early seedling development: a comparative study of crop and weed species. BMC Plant Biology, 23(1): 446. [DOI:10.1186/s12870-023-04465-8] [PMID] []
29. Pradheeban, L., Nissanka, N., and Suriyagoda, L.D.B. 2014. Clustering of rice (Oryza sativa L.) varieties cultivated in Jaffna District of Sri Lanka based on salt tolerance during germination and seedling stages. Tropical Agriculture Research, 25(3): 358-375. [DOI:10.4038/tar.v25i3.8045]
30. Qados, A.M.A. 2011. Effect of salt stress on plant growth and metabolism of bean plant Vicia faba L.). Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 10(1):7-15. [DOI:10.1016/j.jssas.2010.06.002]
31. Ranjbar, G., and Ghadiri, H. 2017. Quantification of seedling emergence of kochia (Kochia indica) affected by temperature, salinity and seeding depth. Iranian Journal of Seed Research, 3(2): 41-55. [In Persian] [DOI:10.29252/yujs.3.2.41]
32. Sabouri Rad, S., Kafi, M., Nezami, A., and Banayan, M. 2013. Investigating the germination behavior of kochia (Kochia scoparia L. Schard) seeds in response to different temperatures and salinity stresses. Journal of Agroecology, 4(4): 282-293. [In Persian]
33. Sachdev, S., Ansari, S.A., Ansari, M.I., Fujita, M., and Hasanuzzaman, M. 2021. Abiotic stress and reactive oxygen species: Generation, signaling, and defense mechanisms. Antioxidants, 10 (277): 1-37. [DOI:10.3390/antiox10020277] [PMID] []
34. Safdar, H., Amin, A., Shafiq, Y., Ali, A., Yasin, R., Shoukat, A., Hussan, M.U., and Sarwar, M.I. 2019. A review: Impact of salinity on plant growth. Natural Sciences, 17(1): 34-40.
35. Sarker, A., Hossain, M.I., and Kashem, M.A. 2014. Salinity (NaCl) tolerance of four vegetable crops during germination and early seedling growth. International Journal of Latest Research in Science and Technology, 3(1): 91-95.
36. Soltani, A., Robertson, M.J., Torabi, B., Yousefi-Daz, M., and Sarparast, R. 2006. Modelling seedling emergence in chickpea as influenced by temperature and sowing depth. Agricultural and Forest Meteorology, 138: 156-167. [DOI:10.1016/j.agrformet.2006.04.004]
37. Szczerba, A., Agnieszka, P., Jakub, P., Przemysław, K., Marta H., and Franciszek D. 2021. Effect of low temperature on germination, growth, and seed yield of four soybean (Glycine max L.) cultivars. Agronomy, 11(800): 1-17. [DOI:10.3390/agronomy11040800]
38. Torabi, B., Adibniya, M., and Rahimi, A. 2015. Seedling emergence response to temperature in safflower: measurements and modeling. International Journal of Plant Production, 9(3): 393-412.
39. Torabi, B., Archontoulis, S.V., and Hoogenboom, G. 2020. A new function for prediction of biological processes response to temperature. International Journal of Plant Production, 14: 9-22. [DOI:10.1007/s42106-019-00063-7]
40. Ullah, A., Sadaf, S., Ullah, S., Alshaya, H., Okla, M.K., Alwasel, Y.A., and Tariq, A. 2022. Using halothermal time model to describe barley (Hordeum vulgare L.) seed germination response to water potential and temperature. Life, 12 (209): 1-15. [DOI:10.3390/life12020209] [PMID] []
41. Van't Hoff, J. H. 1887. The role of osmotic pressure in the analogy between solution and gases. Zeitschrift Physicalische Chemie, 1: 481-508. [DOI:10.1088/1478-7814/9/1/344]
42. Verma, S.K., Bjpai, G.C., Tewari, S.K., and Singh, J. 2005. Seedling index and yield as influenced by seed size in pigeon pea. Legume Research, 28(2): 143-145.
43. Walck, J.L., Hidayati, S.N., Dixon, K.W., Thompson, K.E.N., and Poschlod, P. 2011. Climate change and plant regeneration from seed. Global Change Biology, 17(6): 2145-2161. [DOI:10.1111/j.1365-2486.2010.02368.x]
44. Yan, A., and Chen, Z. 2020. The control of seed dormancy and germination by temperature, light and nitrate. The Botanical Review, 86(1): 39-75. [DOI:10.1007/s12229-020-09220-4]
45. Zhi, L., and Hu, X. 2023. Adventitious root regeneration: Molecular basis and influencing factors. Phyton, 92(10): 2825-2840. [DOI:10.32604/phyton.2023.030912]
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
© 2025 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.