Iranian Journal of Seed Research

fa بررسی جوانه‌زنی، محتوای ترکیبات ذخیره‌ای و فعالیت آنزیمی در بذرهای بالنگو شهری (Lallemantia iberica) و شیرازی (Lallemantia royleana) در شرایط پیری طبیعی و مصنوعی Investigation of germination, reservoirs content, and enzyme activity in Lallemantia iberica and Lallemantia royleana seeds under natural and artificial aging conditions فیزیولوژی بذر Seed Physiology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه: تولید بذر با کیفیت بالا، یکی از نگرانیهای اصلی صنعت کشاورزی است. طول عمر بذر که چندین دهه را در بر میگیرد برای حفاظت از منابع ژنتیک گیاه نیز مهم است. شرایط نگهداری، یعنی میزان رطوبت بذر، رطوبت نسبی ذخیرهسازی، گازها (اکسیژن، نیتروژن، کربن دی اکسید و غیره) و دما عوامل اساسی هستند که طول عمر بذر را تعیین میکنند. در میان تیمارهای پیری، تیمار اکسیژن بیشترین تاثیر منفی را بر جوانهزنی بذر، فعالیتهای متابولیکی ذخیرهای و فعالیت آنزیمی بذرهای خشک دارد. بذرهای بالنگو شهری و شیرازی دارای ترکیبات اسید چرب بالا، به ویژه اسید لینولنیک ( 56-67 درصد) است که دارای اثرات مفید مهمی برای سلامتی است. با این حال تعداد زیادی از بذرهای بالنگو شهری و شیرازی به دلیل شرایط نامناسب ذخیره سازی توسط اکثر کشاورزان دچار زوال میشوند. هدف از این مطالعه بررسی چگونگی تاثیر شرایط مختلف نگهداری، به ویژه پیری طبیعی، پیری کنترل شده، پیری با اکسیژن و نیتروژن بر جوانهزنی، فعالیت های شیمیایی، محتوای ذخائر متابولیسمی و آنزیمی بذر خشک بالنگو شهری و شیرازی است. مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه علوم بذر دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهد در سال 1400 اجرا شد. تیمارهای آزمایشی شامل محیط ذخیره‌سازی (شاهد، پیری طبیعی، پیری کنترل شده، پیری با فشار اکسیژن و نیتروژن (کنترل کننده تیمار پیری با اکسیژن)) و گونه گیاهی (بالنگو شهری (Lallemantia iberica) و شیرازی (Lallemantia royleana)) بود. یافته‌ها: نتایج نشان داد که در هر دو گونه، پیری با اکسیژن بیش‌ترین تاثیر منفی را بر میزان جوانهزنی، بنیه بذر، محتوای ترکیبات ذخیرهای بذر و فعالیت آنزیمهای آلفا و بتا آمیلاز در مقایسه با پیری کنترل شده و پیری طبیعی داشت. در مقابل بیش‌ترین میزان هدایت الکتریکی، پراکسید هیدروژن، پراکسیداسیون لیپیدها، اسیدهای چرب اشباع و غیراشباع در بذرهای خشک ذخیره شده در شرایط پیری با اکسیژن مشاهده شد. بذرهای ذخیره شده در شرایط پیری طبیعی در مقایسه با پیری مصنوعی (پیری کنترل شده و پیری با اکسیژن) بیش‌ترین میزان جوانهزنی، محتوای ترکیبات ذخیره‌ای و فعالیت آنزیم آمیلاز را داشتند. در طول فرآیند ذخیره‌سازی مشاهده شد که میزان پیری در بذرهای خشک بالنگو شهری در مقایسه با بالنگو شیرازی بالاتر بود.  نتیجه‌گیری: پیری با اکسیژن را میتوان یک روش سریع پیری مصنوعی برای بررسی طول عمر بذرهای خشک در نظر گرفت. از سوی دیگر شرایط دمایی و رطوبتی پایین در پیری طبیعی را میتوان به عنوان روشی عملی انتخاب کرد که باعث حفظ کیفیت و طول عمر بذر میشود. بذرهای بالنگو شیرازی را به دلیل بالا بودن محتوای ترکیبات ذخیره‌ای (ساکارز، نشاسته و قند محلول کل) میتوان برای دورهای طولانی نگهداری کرد. جنبه‌های نوآوری:</div> <ol> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right: 38px; text-align: justify;">پیری بذر منجر به افزایش شاخصهای بیوشیمیایی از قبیل پراکسیداسیون لیپید، پراکسید هیدروژن، اسیدهای چرب اشباع و غیراشباع شد. </li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right: 38px; text-align: justify;">میزان زوال در بذرهای خشک بالنگو شهری بیشتر از بالنگو شیرازی بود. </li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right: 38px; text-align: justify;">در مقایسه با بالنگو شهری، محتوای ترکیبات ذخیره‌ای و فعالیت آنزیمهای آمیلاز در بذر بالنگو شیرازی بیشتر بود.</li> </ol> <div style="text-align: justify;">Extended abstract Introduction: Production of high-quality seeds is a major concern in the agriculture industry. The lifespan of a seed, which can extend over several decades, is essential for safeguarding the plant's genetic resources. Storage conditions, including seed moisture level, relative humidity, gases (such as oxygen, nitrogen, and carbon dioxide), and temperature, are the primary factors that determine seed lifespan. Among these aging treatment, oxygen has the most detrimental effect on seed germination, storage metabolic activities, and enzyme activity of dried seeds. Lalemantia iberica and Lallemantia royleana seeds contain high levels of fatty acids, especially linolenic acid (56-67%), which have significant beneficial effects on health. However, a large number of L. iberica and L. royleana seeds deteriorate due to inadequate storage conditions by most farmers. The aim of this study is to investigate the effects of different storage conditions, especially natural and controlled aging, aging with oxygen, and nitrogen on germination, chemical activities, metabolic reserves, and enzymatic activities of dry L. iberica and L. royleana seeds. Materials and Methods: A factorial experiment based on a completely randomized design with four replications was carried out in the seed science laboratory at the Faculty of Agriculture, Shahid University in 2021. The experimental treatments included storage environments (control, natural aging, controlled aging, and aging with oxygen and nitrogen pressure) and plant species (Lallemantia iberica and Lallemantia royleana). Results: The results indicated that aging with oxygen had the most detrimental impact on the germination rate, seed germination, reservoirs content, and the activity of alpha and beta amylase enzymes, compared with controlled and natural aging in both species. Conversely, the highest levels of electrical conductivity, hydrogen peroxide, lipid peroxidation, and saturated and unsaturated fatty acids were observed in dry seeds stored under oxygen aging conditions. In comparison to artificial aging (controlled aging and oxygen aging), seeds stored under natural aging conditions exhibited the highest germination rate, storage compound content, and α amylase enzyme activity. Throughout the storage process, it was observed that the deterioration rate was higher in the dry seeds of L. iberica compared with L. royleana. Conclusions: Aging with oxygen can be regarded as a rapid artificial aging method for assessing the longevity of dry seeds. Conversely, the use of low temperature and humidity conditions in natural aging can be considered a practical method for preserving the quality and longevity of seeds. Due to their high content of storage compounds (sucrose, starch, and total sugar content), L. royleana seeds can be stored for extended periods. Highlights: <ol> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:7px; text-align:justify">Seed aging led to an increase in biochemical indices such as lipid peroxidation, hydrogen peroxide, and saturated and unsaturated fatty acids.</li> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:7px; text-align:justify">The rate of deterioration in dry seeds of L. iberica was higher than those of L. royleana.</li> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:7px; text-align:justify">The content of storage compounds and the activity of amylase enzymes were higher in L. royleana seeds compared with L. iberica.</li> </ol> </div> آنزیم آمیلاز, پراکسیداسیون لیپید, پیری با اکسیژن, محتوای ساکارز Amylase enzyme activity, Lipid peroxidation, Oxygen aging, Sucrose content 87 103 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-635-1&slc_lang=fa&sid=1 Arezoo Paravar آرزو پراور paravar69@gmail.com 1250155770 100319475328460012624 Yes Shahed University دانشگاه شاهد Saeideh Maleki Farahani سعیده ملکی فراهانی maliekf@shahed.ac.ir 100319475328460012625 100319475328460012625 No Shahed University دانشگاه شاهد Alireza Rezazadeh علیرضا رضازاده arezazadeh@ac.ir 100319475328460012626 100319475328460012626 No Shahed University دانشگاه شاهد