Iranian Journal of Seed Research

fa اثر شدت و مدت میدان الکترومغناطیسی بر جوانه‌زنی و ویژگی‌های فیزیولوژیک برنج (Oryza sativa) تحت تنش سرما Influence of magnetic field intensity and exposure time on germination and physiological traits of rice (Oryza sativa) under cold stress فیزیولوژی بذر Seed Physiology پژوهشي Research چکیده مبسوط مقدمه: برنج  (Oryza sativa L.) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین غلات جهان، منبع اصلی تغذیه برای بیش از یک‌سوم جمعیت کره زمین به‌شمار می‌رود. این محصول راهبردی، در مقایسه با سایر غلات، حساسیت بیشتری به تنش دمای پایین دارد. پیش‌تیمار بذر یک ابزار زیست فناورانه و یک رویکرد ساده، عملی، مؤثر، سازگار با محیط‌زیست و مقرون‌به‌صرفه برای بهبود تحمل گیاه به تنش‌های مختلف محیطی و افزایش جوانه‌زنی بذر است. این پژوهش با هدف بررسی واکنش‌های جوانه‌زنی و فیزیولوژیکی بذر برنج در شدت و زمان‌های مختلف میدان الکترومغناطیسی به تنش سرما طراحی و اجرا شد. مواد و روش‌ها: آزمایشی در سال 1403 به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با عامل‌های میدان الکترومغناطیسی در چهار سطح، زمان در دو سطح و تنش سرما در سه سطح روی برنج رقم هاشمی در سه تکرار در دانشگاه آزاد اسلامی واحد آستارا اجرا شد. بذرهای برنج در یک کیسه پلاستیکی تحت میدان‌های مغناطیسی با شدت (صفر، 50، 100 و 150 میلی‌تسلا) و زمان‌های (30 و 60 دقیقه) و سه سطح تنش سرما (10، 15 و 25 درجه سلسیوس) تیمار شدند. جهت آزمایش دوم و استقرار گیاهچه از سینی پلاستیکی استفاده گردید. نشاهای سالم، به گلدان‌های پلاستیکی حاوی ماسه منتقل شدند. پس از گذشت 25 روز، برای اندازه‌گیری صفات فیزیولوژیک گیاهچه استفاده شد. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان‌داد که شدت و مدت زمان میدان مغناطیسی و تنش سرما و برهمکنش آن‌ها برای اکثر صفات معنی‌دار بود. تنش سرما سبب افزایش معنی دار محتوای پرولین و مالوندیآلدئید و کاهش کلروفیل a و b شد. کمترین محتوای پرولین و مالوندیآلدئید در دمای 25 درجه سلسیوس و بدون میدان مغناطیسی به ترتیب 02/1 میکرومول بر گرم وزن تر و 40/4 میلی مول بر گرم وزن تر مشاهده شد. بیشترین درصد جوانهزنی با 9/98، طول ریشه‌چه با 6/69 میلیمتر، کلروفیلa با 807/0 میلیگرم بر گرم وزنتر، کلروفیلb با 99/0 میلیگرم بر گرم وزنتر در تیمار 100 میلی تسلا و دمای 25 درجه سلسیوس ثبت شد. سرعت جوانهزنی با 560/0 بر روز، طول ساقه چه با 63/58 میلیمتر، طول گیاهچه با 8/130 میلیمتر، وزن خشک ریشه چه با 25/3 میلیگرم، وزن خشک ساقه چه با 21/2 میلی گرم، وزن خشک گیاهچه با 46/5 میلیگرم، شاخص طولی بنیه گیاهچه با 5/13035، شاخص وزنی بنیه گیاهچه با 5/543 در شدت 100 میلی تسلا، 25 درجه سلسیوس و 30 دقیقه به دست آمد. صفات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه با تنش سرما کاهش یافتند اما کاربرد میدان مغناطیسی تا 100 میلی‌تسلا باعث افزایش این صفات در هر سطح از دما گردید. نتیجه‌گیری: در این رقم برنج تأثیر میدان الکترومغناطیسی تا 100 میلی‌تسلا بر ویژگی‌های مرتبط با جوانه‌زنی و صفات فیزیولوژیکی، از جمله درصد، سرعت جوانه‌زنی و کلروفیل، معنادار بوده و منجر به افزایش این شاخص‌ها شده است. یافته‌ها نشان‌دهنده ظرفیت کاربرد میدان الکترومغناطیسی برای بهبود ویژگیهای جوانه‌زنی و برخی صفات فیزیوژیکی تحت شرایط تنش سرما است. جنبه‌های نوآوری: <ol> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right: 48px; text-align: justify;">اثر میدان مغناطیسی بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و فیزیولوژیکی بذرگیاه برنج تحت تنش سرما بررسی شد.</li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right: 48px; text-align: justify;">پیش‌تیمار بذر با شدت 100 میلی‌تسلا در 60 دقیقه در تنش سرما 10 درجه سلسیوس محتوای پرولین و مالون دی آلدئید را افزایش داد.</li> <li class="CxSpMiddle" dir="RTL" style="margin-right: 48px; text-align: justify;">افزایش شدت میدان سبب افزایش معنی دار درصد جوانه‌زنی در تنش سرمای 10 درجه سلسیوس شد.</li> </ol> Extended abstract Introduction: Rice (Oryza sativa L.), one of the world's most crucial cereals, serves as a primary nutritional source for over one-third of the global population. Compared to other grains, rice exhibits greater sensitivity to low-temperature stress. Seed priming as a biotechnological tool is a simple, practical, cost-effective, and eco-friendly approach to enhance plant stress tolerance and improve seed germination. This study investigated the germination and physiological responses of rice seeds to varying intensities and durations of electromagnetic field (EMF) exposure under cold stress conditions. Materials and Methods: In 2024, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design at Islamic Azad University, Astara Branch. The experiment evaluated four levels of EMF intensity (0, 50, 100, and 150 mT), two exposure durations (30 and 60 minutes), and three cold stress levels (10, 15, and 25°C) on the Hashemi rice cultivar, with three replications. Rice seeds were treated in plastic bags under the specified EMF conditions. For seedling establishment, healthy seedlings were transferred to plastic pots containing sand. After 25 days, physiological traits were measured. Results: Analysis of variance revealed significant effects of EMF intensity, duration, cold stress, and their interactions on most traits. Cold stress significantly increased proline (1.02 µmol g⁻¹ FW) and malondialdehyde (4.40 mmol g⁻¹ FW) while reducing chlorophyll a and b. The highest germination percentage (98.9%), radicle length (69.6 mm), chlorophyll a (0.807 mg g⁻¹ FW), and chlorophyll b (0.99 mg g⁻¹ FW) were observed under 100 mT at 25°C. Additionally, the highest germination rate (0.560 day⁻¹), shoot length (58.63 mm), seedling length (130.8 mm), radicle dry weight (3.25 mg), shoot dry weight (2.21 mg), seedling dry weight (5.46 mg), length-based vigor index (13035.5), and weight-based vigor index (543.5) were recorded at 100 mT, 25°C, and 30 minutes. While cold stress reduced germination and seedling growth, EMF treatment up to 100 mT counteracted these effects across all temperature levels. Conclusion: EMF treatment up to 100 mT significantly improved germination traits (e.g., percentage, rate) and physiological parameters (e.g., chlorophyll content) in this rice cultivar. These findings highlight the potential of EMF priming to enhance seed germination and stress resilience under cold conditions. Highlights: <ol> <li style="text-align: justify;">The effect of the magnetic field was investigated on rice seed germination and physiological traits under cold stress.</li> <li style="text-align: justify;">Seed priming with an intensity of 100 mT for 60 minutes under cold stress of 10°C increased proline and malondialdehyde content.</li> <li style="text-align: justify;">Higher EMF intensities (up to 100 mT) significantly improved germination at 10°C.</li> </ol> برنج, تنش سرما, جوانه‌زنی, شاخص بنیه گیاهچه, مگنتوپرایمینگ Cold stress, Germination, Magnetopriming, Rice, Seedling vigor index 207 223 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-659-1&slc_lang=fa&sid=1 Abas Sasanian عباس ساسانیان sasanianabbas@gmail.com 2610157711 100319475328460012881 No Islamic Azad University, Astara واحد آستارا، دانشگاه آزاد اسلامی Ali Bashirzadeh علی بشیرزاده ali.bashirzadeh56@iau.ac.ir 2619670756 100319475328460012882 Yes Islamic Azad University, Astara واحد آستارا، دانشگاه آزاد اسلامی Ebrahim Kamali ابراهیم کمالی Ebrahim.kamali@iau.ac.ir 1533451745 100319475328460012883 No Islamic Azad University, Astara واحد آستارا، دانشگاه آزاد اسلامی