Iranian Journal of Seed Research

fa ارزیابی شایستگی نسبی و پاسخ‌های جوانه‌زنی بذر به دما و جیبرلین در بیوتیپ‌های مقاوم و حساس خردل وحشی (Sinapis arvensi) به علف‌کش تری‌بنورون‌متیل Evaluation of Relative Fitness and Seed Germination Responses to Temperature and Gibberellin in Tribenuron-Methyl Resistant and Sensitive Wild Mustard (Sinapis arvensis) Biotypes فیزیولوژی بذر Seed Physiology پژوهشي Research هدف: این آزمایش با هدف، ارزیابی شایستگی نسبی و شاخص‌های جوانه‌زنی بذر بیوتیپ‌های حساس و مقاوم خردل وحشی به علف‌کش تری‌بنورون‌متیل در شرایط مختلف دمایی و غلظت‌های اسید جیبرلیک می‌باشد. روش پژوهش: این آزمایش در آزمایشگاه دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1402 به صورت فاکتوریل سه عاملی، در قالب طرح کاملاً تصادفی با ۳ تکرار انجام شد. عامل اول در 2 سطح (بذر بیوتیپ حساس و مقاوم به تری‌بنورون‌متیل، عامل دوم چهار سطح غلظت اسیدجیبرلیک (500، 1000، 1500 و 2000 میلی‌گرم در لیتر) و عامل سوم در 2 سطح دمایی 15/20 و 10/15 (روز و شب) درجه سلسیوس بود. در این آزمایش درصد جوانه‌زنی، سرعت و یکنواختی جوانه‌زنی، مقدار جذب آب بذر و شاخص بنیه گیاهچه بررسی شد. یافته‌ها: درصد جوانه‌زنی و یکنواختی جوانه‌زنی خردل وحشی حساس بالاتر بود. برهمکنش دما × بیوتیپ و دما × غلظت اسیدجیبرلیک بر مقدار جذب آب معنی‌دار بود. سرعت جذب آب بوسیله بذر نیز در شرایط دمایی 15-10 درجه سلسیوس، بیشتر از شرایط دمای 20-15 درجه سلسیوس (روز و شب) بود. در خردل وحشی حساس سرعت جوانه‌زنی 8/1 برابر و بنیه گیاهچه 38 درصد بیشتر از خردل وحشی مقاوم بود. نتیجه‌گیری: این یافته‌ها نه‌تنها به درک بهتر سازوکار‌های مقاومت کمک می‌کند و نشان می‌دهد که مقاومت به علف‌کش، اگرچه یک مزیت است، اما در بلندمدت می‌تواند به یک نقطه ضعف تبدیل شود. کشاورزان می‌توانند با تأخیر در کاشت گندم (به شرط عدم کاهش عملکرد گندم)، شرایط دمایی نامطلوب برای جوانه‌زنی علف‌هرز مقاوم را ایجاد کنند. خردل وحشی مقاوم جذب آب کندتری دارد و با مدیریت آبیاری می‌توان جوانه‌زنی علف‌هرز را کاهش داد. همچنین از آنجا که جوانه‌زنی خردل وحشی مقاوم در دمای پایین‌تر کندتر است، می‌توان با پایش دما، زمان مناسب برای مبارزه مکانیکی یا استفاده از علف‌کش را پیش‌بینی کرد. جنبه‌های نوآوری: <ul> <li dir="RTL" style="margin-right:24px; text-align:justify">اثر دما و اسیدجیبرلیک در جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بیوتیپ خردل وحشی حساس و مقاوم به علفکش بطور همزمان بررسی شد.</li> <li dir="RTL" style="margin-right:24px; text-align:justify">هزینه شایستگی در بیوتیپ‌های مقاوم به علفکش ارزیابی شد.</li> <li dir="RTL" style="margin-right:24px; text-align:justify">تاثیر متفاوت عوامل موثر بر رشد و جوانه‌زنی گیاه در دو بیوتیپ خردل وحشی بررسی شد.</li> </ul> Objective: This experiment aims to evaluate relative fitness and seed germination indices of tribenuron-methyl sensitive and resistant wild mustard (Sinapis arvensis L.) biotypes under different temperature conditions and gibberellic acid concentrations. Method: This experiment was conducted in 2023 at the laboratory of the University of Mohaghegh Ardabili. It was performed as a three-factorial arrangement in a completely randomized design (CRD) with three replications. The first factor consisted of two levels (seeds of tribenuron-methyl sensitive and resistant biotypes), the second factor included four levels of gibberellic acid concentration (500, 1000, 1500, and 2000 mg L-1), and the third factor comprised two temperature regimes: 20/15 °C and 15/10 °C (day/night). The measured parameters included germination percentage, germination rate and uniformity, seed water uptake, and seedling vigor index. Results: The sensitive biotype of wild mustard exhibited a higher final germination percentage, and germination uniformity. The interactions of temperature × biotype and temperature × gibberellic acid concentration were significant on seed water uptake. Furthermore, the rate of water absorption by seeds was higher under the 10/15 °C temperature regime compared to the 20/15 °C (day/night) regime. The sensitive biotype showed a 1.8-fold higher germination rate and a 38% increase in seedling vigor compared to the resistant biotype. Conclusions: These findings not only contribute to a deeper understanding of the mechanisms underlying herbicide resistance but also demonstrate that while resistance provides a selective advantage, it may entail a physiological cost in the long term. This fitness cost can be leveraged for sustainable weed management. Specifically, farmers could potentially delay wheat sowing—provided it does not compromise wheat yield—to create suboptimal temperature conditions that suppress the germination of resistant wild mustard biotypes. Furthermore, the slower water uptake observed in the resistant biotype suggests that strategic irrigation management could be employed to further inhibit its germination. Additionally, since the germination of resistant wild mustard is slower at lower temperatures, soil temperature monitoring can be utilized to predict the optimal timing for implementing mechanical control measures or post-emergence herbicide applications. Highlights <ul> <li style="margin-bottom:13px; margin-left:8px; text-align:justify">A simultaneous study of the effects of temperature and gibberellic acid on the germination and growth of herbicide-sensitive and herbicide-resistant wild mustard biotypes.</li> <li style="margin-bottom:13px; margin-left:8px; text-align:justify">Evaluation of the fitness cost in herbicide-resistant biotypes.</li> <li style="margin-bottom:13px; margin-left:8px; text-align:justify">Differential effects of growth-affecting factors on the phenotype of two wild mustard biotypes.</li> </ul> اسید جیبرلیک, دما, ساقه‌چه, شایستگی نسبی, مقاومت به علف‌کش Epicotyl, Gibberellic acid, Herbicide resistance, Relative fitness, Temperature 97 116 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-660-1&slc_lang=fa&sid=1 Rafat Hassani Nassab Farzaneh رفعت حسنی نسب فرزانه r.hassani@uma.ac.ir 100319475328460013074 0009-0009-1229-5516 No Student of Weed Science, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. دانشگاه محقق اردبیلی Ahmad Tobeh احمد توبه a.tobeh@uma.ac.ir 100319475328460013075 100319475328460013075 No Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. دانشگاه محقق اردبیلی Sodabeh Jahanbakhsh سدابه جهانبخش jahanbakhsh@uma.ac.ir 100319475328460013076 100319475328460013076 No Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. دانشگاه محقق اردبیلی Rasoul Fakhari رسول فخاری r.fakhari68@gmail.com 100319475328460013077 100319475328460013077 Yes Assistant Professor, Plant Protection Research Department, Agricultural Research and Education Center and Natural Resources of Ardabil Province (Moghan), Agricultural Research, Education and Extension Organization, Moghan, Iran. مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان)، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی، مغان Mohammad Ahmadi محمد احمدی ahmadi.agro@uma.ac.ir 100319475328460013078 0009-0004-7761-1632 No Ph.D. Graduate of Weed Science, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. دانشگاه محقق اردبیلی