جلد 8، شماره 1 - ( (بهار و تابستان) 1400 )
سال1400، جلد8 شماره 1 صفحات 89-73 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ghanbari M, Modarres-Sanavy S A M, Mokhtassi-Bidgoli A. (2021). Assessment of Germination Characteristics and α and β Amylase Activity of Indian Cheese Maker (Withania coagulans) Seed in Response to Scarification and Potassium Nitrate. Iranian J. Seed Res.. 8(1), : 5 doi:10.52547/yujs.8.1.73
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-469-fa.html
URL: http://yujs.yu.ac.ir/jisr/article-1-469-fa.html
قنبری مجید، مدرس ثانوی سید علی محمد، مختصی بیدگلی علی. ارزیابی خصوصیات جوانه‌زنی و فعالیت آلفا و بتا آمیلاز بذر پنیرباد (Withania coagulans) در پاسخ به خراش‌دهی و نیترات پتاسیم پژوهشهای بذر ایران 1400; 8 (1) :89-73 10.52547/yujs.8.1.73
دانشگاه تربیت مدرس ، modaresa@modares.ac.ir
چکیده: (4185 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه: گیاهان دارویی از ارزش و اهمیت خاصی در درمان و پیشگیری از بیماری‌ها، برخوردار هستند. گیاه پنیرباد دارای خواص تقویت‌کنندگی، ترمیم کبدی، ضدالتهاب بوده و در درمان برونشیت، آسم، زخم‌ها، اختلالات عصبی از جمله پارکینسون و آلزایمر سودمند است. ارزیابی کیفیت بذر به‌عنوان اندام تکثیر گیاهان و مهم‌ترین نهاده برای تولید محصولات زراعی و دارویی از جایگاه ویژه‌ای در تولید و کنترل و گواهی بذر برخوردار است. مطالعه خصوصیات جوانه‌زنی و زیست‌شناسی بذر گیاهان دارویی و روش‌های شکستن خواب در آن‌ها از مطالعات پایه و اولیه اهلی کردن گیاهان دارویی می‌باشد. در این بین، ساییدن بذر با ساینده‌ها، پوسته بذر را تغییر داده و سبب نفوذپذیری بذرها نسبت به آب و گازها می‌شوند. محققین اظهار داشتند که خواب بذرهایی که در پوسته آن‌ها مواد متابولیکی بازدارنده وجود دارد را می‌توان به‌واسطه حذف پوسته بذر از طریق خراش‌دهی مکانیکی و اسموپرایمینگ کاهش داد. برای این منظور، تأثیر خراش‌دهی و غلظت‌های مختلف نیترات پتاسیم در زمان‌های مختلف بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و فعالیت آنزیمی بذر پنیرباد مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: آزمایش، به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال 1395 در آزمایشگاه گروه زراعت دانشگاه تربیت مدرس انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل، خراش‌دهی بذر (عدم خراش‌دهی و خراش‌دهی بذر با سنباده نرم)، اسموپرایمینگ از منبع نیترات پتاسیم (صفر، یک، یک و نیم و دو میلی‌گرم بر لیتر) و مدت زمان اسموپرایمینگ (هشت، 16، 24 و 32 ساعت) بود. آزمایش روی بذر پنیرباد، توده خاش انجام شد. پتری‌ها در ژرمیناتور در دمای 25 درجه سلیسیوس و در روشنایی کامل به مدت 14 روز قرار داده شدند. در این آزمایش صفات درصد و سرعت جوانه‌زنی، متوسط جوانه‌زنی روزانه، میانگین زمان جوانه‌زنی، بنیه بذر و فعالیت آنزیم‌های آلفا و بتا آمیلاز اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که در شرایط خراش‌دهی، بیشترین درصد جوانه‌زنی نهایی (47/69 درصد) با پرایمینگ بذر در غلظت یک و نیم میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم به مدت 19 ساعت به‌دست آمد. در شرایط خراش‌دهی، به ازای هر یک میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم در زمان‌های 16 و 32 ساعت، 62/0 و 17/1 تعداد بر روز سرعت جوانه‌زنی افزایش یافت. بیشترین میانگین جوانه‌زنی روزانه (15/0 تعداد) در غلظت یک و نیم میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم و زمان 24 ساعت مشاهده شد و با کاهش مدت زمان پیش‌تیمار به 8 ساعت متوسط زمان جوانه‌زنی (39/7 روز) کاهش یافت. همچنین، بیشترین متوسط زمان جوانه‌زنی (35/9 روز) در زمان 32 ساعت پیش‌تیمار نیترات پتاسیم و بیشترین متوسط زمان جوانه‌زنی در شرایط عدم خراش‌دهی (13/9 روز) بوده و با اعمال خراش‌دهی متوسط زمان جوانه‌زنی (04/8 روز) کاهش یافت. فعالیت آنزیم‌های جوانه‌زنی آلفا و بتا آمیلاز تحت‌تأثیر غلظت‌های مختلف نیترات پتاسیم و خراش‌دهی قرار داشته و در غلظت‌های بالای نیترات پتاسیم از فعالیت این آنزیم‌ها کاسته شد.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، کاربرد اسموپرایمینگ نیترات پتاسیم، از طریق ارتقاء فعالیت آنزیم‌های جوانه‌زنی و بهبود ویژگی‌های جوانه‌زنی بذر پنیرباد، موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های هیدرولیزکننده در آندوسپرم بذرها شده که این امر سبب کاهش میانگین زمان جوانه‌زنی، افزایش سرعت و درصد جوانه‌زنی می‌گردد. در مجموع، خراش‌دهی بذر به همراه استفاده از غلظت‌های پایین نیترات پتاسیم در زمان‌های 16 الی 24 ساعت برای شکست خواب بذر گیاه پنیرباد توصیه می‌گردد.
جنبه‌های نوآوری:
1- سرعت و درصد جوانه‌زنی بذر پنیرباد تحت تأثیر اسموپرایمینگ و خراش‌دهی پایش گردید.
2- نقش آنزیم‌های جوانه‌زنی آلفا و بتا آمیلاز در تسریع شکست خواب بذر پنیرباد مطالعه گردید.
3- میانگین زمان و متوسط جوانه‌زنی روزانه طی فرآیند شکست خواب بذر پنیرباد برآورد گردید.
مقدمه: گیاهان دارویی از ارزش و اهمیت خاصی در درمان و پیشگیری از بیماری‌ها، برخوردار هستند. گیاه پنیرباد دارای خواص تقویت‌کنندگی، ترمیم کبدی، ضدالتهاب بوده و در درمان برونشیت، آسم، زخم‌ها، اختلالات عصبی از جمله پارکینسون و آلزایمر سودمند است. ارزیابی کیفیت بذر به‌عنوان اندام تکثیر گیاهان و مهم‌ترین نهاده برای تولید محصولات زراعی و دارویی از جایگاه ویژه‌ای در تولید و کنترل و گواهی بذر برخوردار است. مطالعه خصوصیات جوانه‌زنی و زیست‌شناسی بذر گیاهان دارویی و روش‌های شکستن خواب در آن‌ها از مطالعات پایه و اولیه اهلی کردن گیاهان دارویی می‌باشد. در این بین، ساییدن بذر با ساینده‌ها، پوسته بذر را تغییر داده و سبب نفوذپذیری بذرها نسبت به آب و گازها می‌شوند. محققین اظهار داشتند که خواب بذرهایی که در پوسته آن‌ها مواد متابولیکی بازدارنده وجود دارد را می‌توان به‌واسطه حذف پوسته بذر از طریق خراش‌دهی مکانیکی و اسموپرایمینگ کاهش داد. برای این منظور، تأثیر خراش‌دهی و غلظت‌های مختلف نیترات پتاسیم در زمان‌های مختلف بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و فعالیت آنزیمی بذر پنیرباد مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: آزمایش، به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال 1395 در آزمایشگاه گروه زراعت دانشگاه تربیت مدرس انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل، خراش‌دهی بذر (عدم خراش‌دهی و خراش‌دهی بذر با سنباده نرم)، اسموپرایمینگ از منبع نیترات پتاسیم (صفر، یک، یک و نیم و دو میلی‌گرم بر لیتر) و مدت زمان اسموپرایمینگ (هشت، 16، 24 و 32 ساعت) بود. آزمایش روی بذر پنیرباد، توده خاش انجام شد. پتری‌ها در ژرمیناتور در دمای 25 درجه سلیسیوس و در روشنایی کامل به مدت 14 روز قرار داده شدند. در این آزمایش صفات درصد و سرعت جوانه‌زنی، متوسط جوانه‌زنی روزانه، میانگین زمان جوانه‌زنی، بنیه بذر و فعالیت آنزیم‌های آلفا و بتا آمیلاز اندازه‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که در شرایط خراش‌دهی، بیشترین درصد جوانه‌زنی نهایی (47/69 درصد) با پرایمینگ بذر در غلظت یک و نیم میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم به مدت 19 ساعت به‌دست آمد. در شرایط خراش‌دهی، به ازای هر یک میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم در زمان‌های 16 و 32 ساعت، 62/0 و 17/1 تعداد بر روز سرعت جوانه‌زنی افزایش یافت. بیشترین میانگین جوانه‌زنی روزانه (15/0 تعداد) در غلظت یک و نیم میلی‌گرم بر لیتر نیترات پتاسیم و زمان 24 ساعت مشاهده شد و با کاهش مدت زمان پیش‌تیمار به 8 ساعت متوسط زمان جوانه‌زنی (39/7 روز) کاهش یافت. همچنین، بیشترین متوسط زمان جوانه‌زنی (35/9 روز) در زمان 32 ساعت پیش‌تیمار نیترات پتاسیم و بیشترین متوسط زمان جوانه‌زنی در شرایط عدم خراش‌دهی (13/9 روز) بوده و با اعمال خراش‌دهی متوسط زمان جوانه‌زنی (04/8 روز) کاهش یافت. فعالیت آنزیم‌های جوانه‌زنی آلفا و بتا آمیلاز تحت‌تأثیر غلظت‌های مختلف نیترات پتاسیم و خراش‌دهی قرار داشته و در غلظت‌های بالای نیترات پتاسیم از فعالیت این آنزیم‌ها کاسته شد.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، کاربرد اسموپرایمینگ نیترات پتاسیم، از طریق ارتقاء فعالیت آنزیم‌های جوانه‌زنی و بهبود ویژگی‌های جوانه‌زنی بذر پنیرباد، موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های هیدرولیزکننده در آندوسپرم بذرها شده که این امر سبب کاهش میانگین زمان جوانه‌زنی، افزایش سرعت و درصد جوانه‌زنی می‌گردد. در مجموع، خراش‌دهی بذر به همراه استفاده از غلظت‌های پایین نیترات پتاسیم در زمان‌های 16 الی 24 ساعت برای شکست خواب بذر گیاه پنیرباد توصیه می‌گردد.
جنبه‌های نوآوری:
1- سرعت و درصد جوانه‌زنی بذر پنیرباد تحت تأثیر اسموپرایمینگ و خراش‌دهی پایش گردید.
2- نقش آنزیم‌های جوانه‌زنی آلفا و بتا آمیلاز در تسریع شکست خواب بذر پنیرباد مطالعه گردید.
3- میانگین زمان و متوسط جوانه‌زنی روزانه طی فرآیند شکست خواب بذر پنیرباد برآورد گردید.
شماره‌ی مقاله: 5
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی بذر
دریافت: 1398/12/21 | ویرایش نهایی: 1402/12/1 | پذیرش: 1399/5/4 | انتشار الکترونیک: 1400/8/5
دریافت: 1398/12/21 | ویرایش نهایی: 1402/12/1 | پذیرش: 1399/5/4 | انتشار الکترونیک: 1400/8/5
فهرست منابع
1. Agrawal, R. 2003. Seed technology. Pub. Co. PVT. LTD, New Delhi, India, 829p.
2. Ahmadloo, F., Tabari Kouchaksaraei, M., Azadi, P. and Hamidi, A. 2016. Improving germination of Hawthorn (Crataegus pseudoheterophylla Pojark.) seed by potassium nitrate, sulfuric acid and stratification. Journal of Plant Research, 29(2): 254-263. [In Persian with English Summary].
3. Bakhtavar, Z. and Maleki Farahani, S. 2014. Effect of gibberellin, potassium nitrate, light and mechanical abrasion Brjvanh germination of medicinal plant Datura (Datura stramonium L.). 1st International and 13th Iranian Crop Science Congress and 3rd Iranian Seed Science and Technology Conference. Seed and Plant Improvement Institute Karaj, Iran, August 24-26, 1-5. [In Persian with English Summary].
4. Barakat, N.A.M., Kabeil, H.F., Hegazy, A.K. and Singer, N.S. 2013. Synergetic action of light and temperature on seed germination of some solanaceae members. Journal of Stress Physiology and Biochemistry, 9(4): 85-100.
5. Barbour, M.G. 1968. Germination requirements of the desert shrub Larrea divaricata. Ecology, 49(5): 915-923. [DOI:10.2307/1936543]
6. Basra, S.M.A., Farooq, M. and Khaliq, A. 2003. Comparative study of pre-sowing seed enhancement treatments in fine rice (Oryza sativa L.). Pakistan Journal of Life and Social Sciences, 1(1): 5-9.
7. Basra, S.M.A., Farooq, M., Tabassam, R., and Ahmad, N. 2005. Physiological and biochemical aspects of pre-sowing seed treatments in fine rice (Oryza sativa L.). Seed Science and Technology, 33: 623-628. [DOI:10.15258/sst.2005.33.3.09]
8. Bernfeld, P. 1970. Amylase a and b, in methods in Enzymology, I. (Colowick, S. and Kaplan, N., eds.). Academic Press, NY, 149p.
9. Bewley, J.D., Bradford, K.J., Hilhorst, H.W.M. and Nonogaki, H. 2013. Seeds: Physiology of Development, Germination and Dormancy. Springer, New York-Heidelberg Dordrecht London, 392p.
10. Çetinbaş, M., and Koyuncu, F. 2006. Improving germination of Prunus avium L. seeds by gibberellic acid, potassium nitrate and thiourea. Horticultural Science (Prague), 33(3): 119-123. [DOI:10.17221/3750-HORTSCI]
11. Derkan, M.P.M. and Karssen, C.M. 1993. Effect of light and temperature on seed dormancy and gibberellins stimulated germination in Arabidopsis thaliana: studies with gibberellins- deficient and in sensitive mutants. Plant Physiology, 89: 360-368. [DOI:10.1034/j.1399-3054.1993.890218.x]
12. Farooq, M., Basra, S.M.A. and Hafeez, K. 2006. Seed invigoration by osmohardening in coarse and fine rice. S. Science and Technology, 34(1): 181-187. [DOI:10.15258/sst.2006.34.1.19]
13. Ghanbari, M. and Karamnia, S. 2016. Evaluation of the seed aging effect on some characteristics of bean germination (Phaseolus vulgaris L.) landraces of Guilan province under salinity stress conditions. The 6th Iranian Pulse Crops Symposium, 4May, Khoram-abad. [In Persian Summary].
14. Ghanbari, M., Mansour Ghanaei Pashaki, K., Safaei Abdolmanaf, S., and Aziz Ali-abadi, K. 2016. Effect of salt stress and hydropriming on germination characteristics of Mungbean (Vigna radiata (L.) Wilczek). Iranian Journal of Pulses Research, 7(1): 65-80. [In Persian with English Summary].
15. Ghasemi Pirbalouti, A., Golparvar, A.R., Riyahi Dehkordi, M. and Navid, A. 2007. The effect of different treatments on seeds dormancy and germination of five species of medicinal plants of Chahar Mahal & Bakhteyari province. Pajouhesh & Sazandegi, 74: 185-192. [In Persian with English Summary].
16. Ghavam, M., Soleimani Nejad, Z. and Tavili, A. 2018. Dormancy breaking of Ducrosia anethifolia Boiss seed under different treatment. Journal of Cell-Molecular Biotechnology up-to-date, 30(8): 35-44. [In Persian Summary].
17. Gupta, P. 2012. Withania coagulans, an overview. International Journal of Pharmaceutical Sciences Review and Research, 12(2): 68-71.
18. Hamidi, A., Roodi, D., Asgari, V. and Hajiloo, S. 2008. Study on applicability of controlled deterioration vigor test for evaluation of seed vigour and field performance relationship of three oil-seed rape (Brassica napus L.) cultivars. Seed and Plant Improvement Journal, 24(4): 677-706. [In Persian with English Summary].
19. Hartmann, H.T., Kester, D.E., Devies, F.T. and Geneve, R.L. 2007. Plant Propagation Principles and Practices. Prentice Hall of India Pvt, Ltd, New Delhi, 528p.
20. Hunter, E.A., Glasbey, C.A. and Naylor, R.E.L. 1984. The analysis of data from germination tests. Journal of Agricultural Science, Cambridge, 102(1): 207-213. [DOI:10.1017/S0021859600041642]
21. Jain, S., Shukla, S.D., Sharma, K. and Bhatnagar, M. 2001. Neuroprotective effects of Withania somnifera Dunn. In hippocampal sub-regions of female albino rat. Phytotherapy Research, 15(6): 544-548. [DOI:10.1002/ptr.802] [PMID]
22. Jha, S., Rai, H., Chattopadhyay, R., Kaur, V.P., Indupriya, M., and Shanti, V. 2013. Effect of metal ions on amylase production. Recent Research in Science and Technology, 5(2): 52-53.
23. Joshi, A.G. and Padhya, M.A. 2010. Shoot regeneration from leaf explants of Withania somnifera (L.) Dunal. Notulae Scientia Biologicae, 2(1): 63-65. [DOI:10.15835/nsb213609]
24. Kambizi, L., Adebola, P.O. and Afolayan, A.G. 2006. Effects of temperature, pre-chilling and light on seed germination of Withania somnifera; a high value medicinal plant. South African Journal of Botany, 72(1): 11-14. [DOI:10.1016/j.sajb.2005.03.001]
25. Khan, J., Rauf, M., Ali, Z., Rashid, H. and Khattack, M.S. 1999. Different stratification techniques effects on seed germination of Pistachio. Pakistan Journal of Biological Sciences, 2: 1412-1414. [DOI:10.3923/pjbs.1999.1412.1414]
26. Kumar, A., Kaul, M.K., Bhan, M.K., Punit, K., Khanna, K. and Suri, A. 2007. Morphological and chemical variation in 25 collections of the Indian medicinal plant, Withania somnifera L. Dunal Solanaceae. Genetic Resources Crop Environmental, 54(3): 655-660. [DOI:10.1007/s10722-006-9129-x]
27. Lee, S.S. and Kim, J.H. 2000. Total sugars, α-amylase activity and germination after priming of normal and aged rice seeds. Korean Journal of Crop Science, 45(2): 108-111.
28. Lyaruu, H.V.M. 2008. Seed longevity of dominant plant species from degraded savanna in semi-arid Tanzania. Tanzania Journal Science, 34: 11-20. [DOI:10.4314/tjs.v34i1.44283]
29. Mahmoodzadeh, A., Nojavan, M. and Bagheri, Z. 2003. Effects of treatments on dormancy and germination of Melilotus officinalis L. seeds. Journal of Agricultural Science and Natural Resource, 10(1): 55-64. [In Persian with English Summary].
30. Mirjalili, M.H,. Moyano, E., Bonfill, M., Cusido, R.M. and Palazon, J. 2009. Steroidal lactones from Withania somnifera, an ancient plant for novel medicine. Molecules Journal, 14(7): 2373-2393. [DOI:10.3390/molecules14072373] [PMID] [PMCID]
31. Mohan, K.K., Reddy, A.R., Sharma, S. and Jyotsna, B. 2012. Effect of physical and chemical treatments on dormancy breaking, germination and vigor of certain medicinal plants. Journal of Pharmacognosy, 3(2): 71-72.
32. Nathiya, S., Pradeepa, D., Devasena, T. and Senthil, K. 2013. Studies on the effect of sucrose, light and hormons on micropropagation and in vitro flowering of Withania somnifera Var. JAWAHAR-20. The Journal of Animal & Plant Sciences, 23(5): 1391-1397.
33. Nawaz, A., Amjad, M., Aslam Pervez, M. and Afzal, I. 2011. Effect of halopriming on germination and seedling vigor of tomato. African Journal of Agricultural Research, 6(15): 3551-3559.
34. Niyaz, A. and Siddiqui, E.N. 2014. Seed germination of Withania somnifera (L.) Dunal. European Journal of Medicinal Plants, 4(8): 920-926. [DOI:10.9734/EJMP/2014/8916]
35. Pramanick, D.L. and Srivastava, S.K. 2015. Pharmacognostic evaluation of Withania coagulans Dunal (Solanaceae) - an important ethnomedicinal plant. Bioscience Discovery, 6(1): 6-13.
36. Rout, J., Sahoo, S.L. and Das, R. 2011. An attempt to conserve Withania somnifera L. Dual- A highly essential medicinal plant, through in Vitro callus culture. Pakistan Journal of Botany, 434: 1837-1842.
37. Shanmugaratnam, S., Mikunthan, G. and Thurairatnam, S. 2013. Potential of Withania somnifera Dunal cultivation as a medicinal crop in Jaffna district. American-Eurasian Journal Agriculture and Environment Science, 13(3): 357-361.
38. Sharifi, H., Khajeh Hosseini, M. and Rashed Mohassel, M.H. 2016. Effect of mechanical scarification on dormancy breaking and improved seed germination of 12 medicinal plant species. Journal of Seed Research, 18(6): 11-18. [In Persian Summary].
39. Soltani, A., Galashi, S., Zeinali, E. and Latifi, N. 2001. Genetic variation for and interrelationships among seed vigor traits in wheat from the Caspian Sea Coast of Iran. Seed Science and Technology, 29(3): 653-662.
40. Tavili, A., Zare, S. and Yari, R. 2010. Effect of different treatments on seed dormancy breaking and germination stimulation of Ammodendron persicum. Iranian Journal of Range and Desert Research, 17(3): 466-475. [In Persian with English Summary].
41. Thakur, N.S., Verma, K.S. and Rana, R.C. 2014. Growth and yield performance of ashwagandha (Withania somnifera) under agroforestry. Indian Journal of Agricultural Sciences, 84(8): 937-941.
42. The Herb Society of America (HSA). 2009. Promising Plant Profile. Withania somnifera.
43. Zare, M. and Heydari, M. 2012. The effect of scarification and potassium nitrate on seed germination of Acasia (Acacia nilotica). 2th National Conference on Seed Science and Technology, Islamic Azad University of Mashhad. [In Persian Summary].
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله پژوهشهای بذر ایران می باشد.
طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق
© 2024 CC BY-NC 4.0 | Iranian Journal of Seed Research
Designed & Developed by : Yektaweb
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.