Iranian Journal of Seed Research

fa تأثیر پرایمینگ بذر با ویتامین U روی جوانه‌زنی بذر و خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهچه آفتابگردان (Helianthus annuus) تحت تنش شوری Effect of seed priming with vitamin U on seed germination and physiological and biochemical characteristics of sunflower (Helianthus annuus) seedlings under salinity stress سایر موضوعات General پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه: تنش‌های محیطی از جمله شوری منجر به تولید بیش از حد گونه‌های فعال اکسیژن می‌شود که در سطوح بالا می‌تواند باعث آسیب اکسیداتیو، اختلال در عملکرد غشای لیپیدی، غیرفعال کردن آنزیم‌ها و مانع از فعالیت‌های متابولیک گیاه شود. شوری از طریق تنش اسمزی، سمیت یونی، کمبود جذب عناصر ضروری و آب، تولید رادیکال‌های آزاد، تخریب غشای سلولی و کاهش تقسیم سلولی رشد گیاهچه را تحت تأثیر قرار می‌دهد. پرایمینگ بذر روشی سریع، آسان، کم‌هزینه و مؤثر برای بهبود جوانه‌زنی است. پرایمینگ، تیمار بذر قبل از کاشت است که در آن بذرها به طور کامل درون محلول‌های ویژه غوطه‌ور می‌شوند و تا زمان استفاده بعدی خشک می‌شوند. پرایمینگ بذر به جوانه‌زنی کمک کند تا تنش شوری را با خنثی کردن سمیت یونی یا با ارتقای سازوکار‌های دفاعی کاهش دهد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر پرایمینگ بذر با ویتامین U (S- متیل متیونین) روی جوانه‌زنی و خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهچه آفتابگردان تحت تنش شوری اجرا گردید. مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1402  انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح شوری (صفر، 50، 100 و 150 میلی‌مولار کلریدسدیم) و سه سطح ویتامین U (صفر (آب مقطر)، 2 و 4 میلی‌مولار) بود. یافته‌ها: نتایج نشان داد که شوری شاخص‌های جوانه‌زنی و رشد شامل سرعت و درصد جوانه‌زنی، میانگین جوانه‌زنی روزانه، طول گیاهچه، وزن خشک گیاهچه و شاخص طولی و وزنی گیاهچه را کاهش داد، ولی پرایمینگ بذر با سطوح مختلف ویتامین U به‌ویژه سطح 4 میلی‌مولار این صفات را بهبود بخشید. سرعت جوانه‌زنی روزانه حدود 25 درصد نسبت به شاهد شوری بیشتر بود و در پرایمینگ با ویتامین U نسبت به شاهد (آب مقطر) حدود 32 درصد کاهش نشان داد. فعالیت آنزیم کاتالاز، پراکسیداز، سوپراکسید دیسمیوتاز و محتوای پرولین گیاهچه حاصل از بذرهای پرایمینگ یافته با ویتامین U نسبت به شاهد (آب مقطر) به ترتیب 9، 8، 32 و 47 درصد افزایش یافت. سطوح شوری محتوای کل پروتئین بذر را کاهش داد، به‌طوری‌که، کمترین محتوای کل پروتئین (384/0 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) در شوری 150 میلی‌مولار به‌دست آمد. میانگین مدت جوانه‌زنی و محتوی مالون دی‌آلدئید گیاهچه در پرایمینگ با غلظت 4 میلی‌مولار ویتامین U بدون شوری به ترتیب در حدود 73 و 21 درصد نسبت به شاهد (آب مقطر) و شوری 150 میلی‌مولار کاهش داشت.  نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که پرایمینگ بذر آفتابگردان با ویتامین U  با غلظت 4 میلی‌مولار مؤثرترین روش برای بهبود جوانه‌زنی و صفات بیوشیمیایی می‌باشد و با تحریک آنزیم‌های پاداکسیدانی، اثرات مضر شوری بر برخی صفات در گیاهچه آفتابگردان را کاهش داده و رشد گیاهچه را بهبود بخشد. جنبه‌های نوآوری:</div> <ol> <li class="CxSpFirst" dir="RTL" style="margin-right:28px; text-align:justify">پرایمینگ بذر با استفاده از ویتامین U سبب بهبود برخی شاخص‌های جوانه‌زنی بذر آفتابگردان تحت شرایط شوری گردید. </li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right:28px; text-align:justify">پرایمینگ بذر با ویتامین U محتوای مالون دی‌آلدئید گیاهچه را کاهش و مقدار پرولین و پروتئین آن را افزایش داد. </li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right:28px; text-align:justify">غلظت 4 میلی‌مولار پرایمینگ بذر با ویتامین U تأثیر بهتری بر شاخص‌های جوانه‌زنی بذر و صفات بیوشیمیایی گیاهچه نشان داد.</li> </ol> <div style="text-align: justify;">Extended abstract Introduction: Environmental stresses, including salinity, result in the overproduction of reactive oxygen species, which, at high levels, can cause oxidative damage, impair membrane lipid functions, inactivate enzymes, and impede the metabolic activities of the plant. Salinity affects seedling growth through osmotic stress, ionic toxicity, lack of absorption of essential elements and water, production of free radicals, cell membrane destruction, and reduction of cell division. Seed priming is a quick, easy, low-cost, and effective strategy for improving germination. It is a seed treatment before planting in which seeds are fully immersed in special solutions and dried until further use. Seed priming assists the germinating seed in mitigating saline stress by neutralizing ionic toxicity or by promoting defense mechanisms. This study aimed to assess the effect of seed priming with vitamin U (S-Methylmethionine) on germination and the physiological and biochemical characteristics of sunflower seedlings under salinity stress. Materials and Methods: This experiment was conducted in 2023 as a factorial based on a completely randomized design with three replications at the University of Mohaghegh Ardabili. Experimental treatments included four salinity levels (0, 50, 100, and 150 mM) and three levels of vitamin U (0, 2, and 4 mM). Results: The results showed that salinity reduced the germination and growth indicators, including Germination Rate (GR), Germination Percentage (GP), Mean Daily Germination (MDG), Seedling Length (SL), Seedling Dry Weight (SDW), Seedling Length Vigor Index (SLVI), and Seedling Weight Vigor Index (SWVI); but seed pretreatment with different levels of vitamin U, especially the level of 4 mM, improved these traits. Daily Germination Speed (DGS) was higher by about 25% compared with the control treatment without salinity and, in priming with vitamin U compared with the control (distilled water), it showed a decrease of about 32%. Compared with the control (distilled water), the catalase, peroxidase, superoxide dismutase activities, and proline content of seedlings obtained from primed seeds increased respectively by 9%, 8%, 32%, and 47% after vitamin U treatment. With increasing salinity levels, there was a reduction trend in total seed protein content (0.384 mg g-1 FW), and the lowest total seed protein content was observed at salinity 150 mM. Mean Germination Time (MGT) and malondialdehyde content of seedlings in the priming with a concentration of 4 mM vitamin U and without salinity showed a decrease of about 73% and 21%, respectively, compared with the control (distilled water) and salinity 150 mM. Conclusions: The results of this research showed that sunflower seed priming with vitamin U at a concentration of 4 mM is the most effective method to improve the germination and biochemical characteristics of seedlings, and stimulating antioxidant enzymes can reduce the harmful effects of salinity on some traits in sunflower seedlings and improve seedling growth. Highlights: <ol> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:17px; text-align:justify">Seed priming using vitamin U improved germination indices of sunflower seed under salinity.</li> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:17px; text-align:justify">Priming with vitamin U decreased the content of malondialdehyde and increased the amount of proline and protein.</li> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:17px; text-align:justify">The concentration of 4 mM vitamin U revealed a better effect on germination indices and biochemical characteristics.</li> </ol> </div> آفتابگردان, آنزیم‌های پاداکسیدانت, پرایمینگ, کلرید سدیم, ویتامین U Antioxidant Enzymes, Priming, Sodium Chloride, Sunflower, Vitamin U 1 20 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-561-5&slc_lang=fa&sid=1 Haniyeh Saadat هانیه سعادت t.saadat2020@gmail.com 1466184272 100319475328460012614 Yes Mohaghegh Ardabili University دانشگاه محقق اردبیلی Mohammad Sedghi محمد صدقی m_sedghi@uma.ac.ir 100319475328460012615 100319475328460012615 No Mohaghegh Ardabili University دانشگاه محقق اردبیلی