Iranian Journal of Seed Research

fa بررسی توان دگرآسیبی گیاه گاوزبان آسا (Caccinia macranthera) بر خصوصیات جوانه‌زنی، رشدی، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی نخود فرنگی (Pisum sativum) Studying the allelopathic potential of Caccinia macranthera on the germination, growth, physiological, and biochemical traits of Pisum sativum فیزیولوژی بذر Seed Physiology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"> <div class="WordSection1">چکیده مبسوط مقدمه: گیاه گاوزبان آسا با نام علمی Caccinia macranthera از خانواده Boraginaceae و از لحاظ گیاه‌شناسی، یک‌ساله، علفی و خودرو است. متابولیت‌های ثانویه اغلب به یک گروه کوچک از گیاهان درون یک گونه منحصر می‌شوند که ترکیبات زیست فعال حاصل از آن‌ها برخلاف متابولیت‌های اولیه در اندام‌ها و یا مراحل فنولوژیک خاصی از گیاهان یافت می‌شوند. گیاه گاوزبان آسا، با دارا بودن خواص پاد‌اکسیدانی، پاد ‌باکتریایی و دارویی از زیست‌توده زیاد در  مناطق خشک و نیمه‌خشک شرق استان گلستان برخوردار می‌باشد. معمولاً رها‌سازی ترکیبات دگرآسیبی از برخی از گیاهان خودرو و هرز به محیط، خصوصیات جوانه‌زنی و ریخت شناسی و فیزیولوژیک محصولات زراعی و حتی علف‌های هرز را با چالش جدی روبرو می‌سازد. این تحقیق به‌منظور ارزیابی پتانسیل دگرآسیبی گیاه گاوزبان آسا بر خصوصیات جوانه‌زنی، رشد گیاهچه‌ای، فیزیولوژیک، بیوشیمیایی و فعالیت پاد‌اکسیدانی نخود فرنگی به‌عنوان گیاه حساس به ترکیبات دگرآسیب رسان انجام شد. مواد و روش‌ها: آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار در سال 1403 انجام شد. برای عصاره‌گیری، 5 گرم از پودر کل گیاه گاوزبان آسا (وزنی) با 100 میلی‌لیتر حلال آب مقطر (حجمی)، مخلوط شد. سپس از عصاره به‌دست آمده از محلول پایه، غلظت‌های مختلف (20، 40، 60، 80 و 100 درصد) تهیه شد. از آب مقطر خالص نیز به‌عنوان نمونه شاهد استفاده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که خصوصیات جوانه‌زنی نظیر درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، ساقه‌چه و گیاهچه، ضریب آلومتریک، شاخص طولی بنیه گیاهچه، وزن خشک ریشه‌چه، ساقه‌چه و گیاهچه، شاخص وزنی بنیه گیاهچه و به‌علاوه محتوای رنگیزه کلروفیل کل نخود فرنگی به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر غلظت‌های مختلف عصاره آبی گیاه گاوزبان آسا کاهش یافت. در مقابل، متوسط زمان رسیدن نخود فرنگی به 50 درصد از جوانه‌زنی با افزایش غلظت عصاره آبی، افزایش نشان داد. به‌طوری‌که تفاوت در تأثیر غلظت‌های مختلف گیاه گاوزبان آسا وابسته به حد آستانه غلظت آن‌ها بود. این امر احتمالاً به‌دلیل تجمع بیشتر ترکیبات دگرآسیب حاضر در عصاره آبی به‌ویژه آلکالوئیدها و فنول‌ها با افزایش غلظت می‌باشد. صفات فیزیولوژیک نظیر اسمولیت‌های سازگار (محتوای پرولین و قندهای محلول)، فنول کل و فعالیت پاد‌اکسیدانی در ریشه‌چه و ساقه‌چه نخود فرنگی تحت تنش دگرآسیبی عصاره آبی نیز از روند افزایشی برخوردار بودند. بنابراین کاهش در خصوصیات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌ای نخود فرنگی را می‌توان به عدم کفایت این حفاظت کننده‌ها در برابر تنش اکسیداتیو زیاد گاوزبان آسا مرتبط دانست.  نتیجه‌گیری: باتوجه به اثبات اثر دگرآسیبی گیاه خودرو گاوزبان آسا و درا بودن زیست‌توده زیاد در مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌ویژه در شرق استان گلستان، شاید بتوان از ترکیبات زیست فعال موجود در این گیاه به‌عنوان علفکش‌ سازگار با محیط زیست استفاده نمود. این امر نیازمند اثبات اثر مثبت آن بر سایر گونه‌ها می‌باشد. جنبه‌های نوآوری: <ol> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right:47px; text-align:justify">تفاوت در تجمع ترکیبات دگرآسیب ناشی از غلظت‌های مختلف عصاره آبی گاوزبان آسا سبب اثر کاهشی متفاوت در صفات مورفوفیزیولوژیک در نخود فرنگی می‌شود.</li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right:47px; text-align:justify">ترکیبات زیست فعال موجود در گاوزبان آسا می‌توانند به‌عنوان گزینه مناسبی برای تولید علفکش‌های‌ سازگار با محیط زیست ‌باشند.      </li> </ol> </div> <div aria-label="شکستن صفحه" class="cke_pagebreak" contenteditable="false" data-cke-display-name="pagebreak" data-cke-pagebreak="1" style="page-break-after:always" title="شکستن صفحه"></div></div> <div style="text-align: justify;">Extended abstract Introduction: Borage plant (Caccinia macranthera) belongs to the family of Boraginaceae. Botanically, it is an annual, herbaceous, and wild plant. Secondary metabolites are often limited to a small group of plants within a species whose bioactive compounds, unlike primary metabolites, are found in specific organs or phenological stages of plants. Borage plant shows potent antioxidant, antibacterial and medicinal properties and it has high biomass in the arid and semi-arid regions of the eastern areas of the Golestan province. Usually, the release of allelopathic compounds from some wild plants and weeds into the environment, poses a serious challenge to the germination, morphological, and physiological characteristics of crops and even weeds. This study was conducted to evaluate the allelopathic potential of C. macranthera on germination, seedling growth, physiological, biochemical characteristics, and antioxidant activity of Pisum sativum as a plant sensitive to allelochemicals. Materials and Methods: The experiment was carried out based on a completely randomized design with three replications in 2024. For extracting, 5 g of the whole powdered C. macranthera (by weight) was mixed with 100 mL of distilled water (by volume). Then different concentrations (i.e., 20, 40, 60, 80 and 100%) were prepared from the extract obtained from the base solution. Distilled water was also used as a control sample. Results: The results showed that germination characteristics such as percentage and rate of germination, length of radicle, plumule and seedling, allometric coefficient, seedling length vigor index, dry weight of radicle, plumule and seedling, seedling weight vigor index in addition to the total chlorophyll pigment content of P. sativum were significantly reduced under different concentrations of C. macranthera. In contrast, the mean time to 50% germination of P. sativum increased with increasing the concentration of aqueous extract of C. macranthera. So that the difference in the effect of different concentrations of C. macranthera was dependent on their concentration threshold. This may be due to the accumulation of more harmful compounds present in the aqueous extract with increasing concentration, especially alkaloids and phenol. The physiological characteristics such as adaptive osmolytes (proline content and soluble sugars), total phenol, and antioxidant activity in P. sativum radicle and plumule had an increasing trend under allelopathic stress of C. macranthera aqueous extract. Therefore, the decrease in germination characteristics and seedling growth of pea can be related to the insufficiency of these protectors against high oxidative stress of C. macranthera. Conclusions: Considering the demonstrated harmful effects of wild plant of C. macranthera and its high biomass in arid and semi-arid regions, especially in the east of Golestan province. It may be possible to use the bioactive compounds in this plant as an environmentally friendly herbicide. Further studies are needed to confirm its positive effects on other species before its application as a bioherbicide. Highlights: <ol> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:17px; text-align:justify">The difference in the accumulation of allelopathic compounds of the aqueous extract from C. macranthera causes a different reduction effect in morphophysiological traits Pisum sativum.</li> <li class="CxSpMiddle" style="margin-left:17px; text-align:justify">The bioactive compounds in C. macranthera can be a suitable option for the production of environmentally friendly herbicide.</li> </ol> </div> پرولین, عصاره, فنول کل, فعالیت پاداکسیدانی, کلروفیل, سرعت جوانه‌زنی Antioxidant activity, Chlorophyll, Extract, Germination rate, Proline, Total phenol 41 62 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-319-10&slc_lang=fa&sid=1 Kairm Dosieni کریم دزینی ebrahim_19730@yahoo.com 100319475328460012855 100319475328460012855 No Gonbad Kavous University دانشگاه گنبدکاووس Ebrahim Gholamalipour Alamdari ابراهیم غلامعلی‌پور علمداری eg.alamdari@gonbad.ac.ir 100319475328460012856 100319475328460012856 Yes Gonbad Kavous University دانشگاه گنبدکاووس Ziba Avarseji زیبا اورسجی zeinab.avarseji@gmail.com 100319475328460012857 100319475328460012857 No Gonbad Kavous University دانشگاه گنبدکاووس Ali Nakhzari Moghaddam علی نخزری مقدم a_nakhzari@yahoo.com 100319475328460012858 100319475328460012858 No Gonbad Kavous University دانشگاه گنبدکاووس Masoumeh Naeemi معصومه نعیمی naeemi_701@yahoo.com 100319475328460012859 100319475328460012859 No Gonbad Kavous University دانشگاه گنبدکاووس