Iranian Journal of Seed Research

fa پیش‌تیمار الکترومغناطیسی: راهبردی نوین برای افزایش تحمل به خشکی در بذر و گیاهچه برنج (Oryza sativa cv. Hashemi) Electromagnetic Priming: A Novel Strategy to Enhance Drought Tolerance in Seeds and Seedlings of Rice (Oryza sativa cv. Hashemi) فیزیولوژی بذر Seed Physiology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">هدف: این مطالعه تأثیر پیش‌تیمار مغناطیسی را در بهبود تحمل به خشکی برنج رقم هاشمی در مرحله جوانه‌زنی و رشد اولیه گیاهچه بررسی کرد. روش پژوهش: آزمایشی فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال ۱۴۰۳ در دانشگاه آزاد اسلامی واحد آستارا اجرا شد. بذرهای برنج در معرض میدان‌های مغناطیسی (۰، ۵۰، ۱۰۰ و ۱۵۰ میلی‌تسلا) به مدت ۲۰ یا ۴۰ دقیقه قرار گرفتند و سپس تحت چهار سطح تنش خشکی القاشده با پلی‌اتیلن گلیکول (۰،2-، 5-، و ۱۰- بار) قرار گرفتند. شاخص‌های جوانه‌زنی و صفات فیزیولوژیکی شامل پرولین، مالون‌دی‌آلدئید و کلروفیل پس از ۲۵ روز اندازه‌گیری شدند. یافته‌ها: مقایسه میانگین برهمکنش‌ها نشان داد که در نبود میدان الکترومغناطیسی، افزایش تنش خشکی از ۰ تا ۱۰- بار به‌طور معنی‌داری درصد جوانه‌زنی را از ۹۷ به ۶۶/۵۳ درصد، سرعت جوانه‌زنی را از 43/0 به 19/0 بذر در روز و طول ریشه‌چه از 8/65 به 66/28، طول ساقه‌چه از 33/45 به 33/17میلی‌متر کاهش داد. با این حال، کاربرد میدان مغناطیسی ۱۰۰ میلی‌تسلا این کاهش‌ها را به‌ترتیب برای درصد جوانه‌زنی و طول گیاهچه به حدود ۲۴ و ۴۹ درصد محدود کرد که بیانگر بهبود بیش از ۲۰ درصدی در حفظ توان جوانه‌زنی است. با افزایش تنش خشکی، محتوای پرولین از 01/1 به 34/8 میکرومول بر گرم وزن‌تر و مالون‌دی‌آلدئید از 40/4 به 00/8 میلی‌مول بر گرم وزن‌تر افزایش یافت، در حالی‌که کلروفیل a از 64/0 به 17/0 و کلروفیل b از 75/0 به 32/0 میلی‌گرم بر گرم وزن‌تر کاهش یافت. در شاهد، کلروفیل a حدود ۷۲ درصد کاهش نشان داد، در حالی‌که در شدت ۱۰۰ میلی‌تسلا این کاهش به 8/56 درصد محدود شد که حاکی از بهبود تقریباً ۱۵ درصدی است. تحلیل رگرسیون نشان داد که اثر شدت میدان مغناطیسی بر صفات مورد بررسی به سطح تنش خشکی وابسته بوده و از الگوی یکنواختی پیروی نمی‌کند؛ به‌طوری‌که در تنش شدید (۱۰- بار)، هیچ رابطه خطی معنی‌داری مشاهده نشد. نتیجه‌گیری: کاربرد پیش‌تیمار مغناطیسی در محدوده بهینه می‌تواند به‌عنوان روشی ساده، زیست‌سازگار و کاربردی برای افزایش تحمل به خشکی در بذر برنج و بهبود استقرار اولیه گیاهچه در شرایط نامساعد محیطی به‌کار رود. در پژوهش حاضر، تیمار ۱۰۰ میلی‌تسلا به مدت ۴۰ دقیقه باعث بهبود شاخص‌های بنیه گیاهچه از نظر طول و وزن شد. این یافته‌ها افق‌های تازه‌ای را برای کاربرد فناوری‌های فیزیکی در مدیریت تنش‌های کشاورزی گشوده و زمینه را برای تحقیقات بیشتر در شرایط مزرعه‌ای فراهم می‌سازد. جنبه‌های نوآوری <ul> <li dir="RTL" style="margin-right:24px; text-align:justify">پاسخ جوانه‌زنی به میدان‌های مغناطیسی غیرخطی بوده و به شدت میدان و سطح تنش خشکی وابسته است. </li> <li dir="RTL" style="margin-right:24px; text-align:justify">پیش‌تیمار مغناطیسی با شدت ۱۰۰ میلی‌تسلا به مدت ۴۰ دقیقه، اثرات تنش خشکی را تا ۲۰ درصد در صفات جوانه‌زنی کاهش می‌دهد.</li> <li dir="RTL" style="margin-right:24px; text-align:justify">پیش‌تیمار مغناطیسی راهبردی ساده و زیست‌سازگار برای بهبود استقرار گیاهچه برنج در شرایط خشکی ارائه می‌دهد.</li> </ul> </div> <div style="text-align: justify;">Objective: This study investigated the effectiveness of electromagnetic priming in improving drought tolerance of Hashemi rice (Oryza sativa L.) during germination and early seedling growth. Method: A factorial experiment based on a completely randomized design with three replications was conducted in 2024 at the Islamic Azad University, Astara Branch. Rice seeds were exposed to magnetic fields (0, 50, 100, and 150 mT) for 20 or 40 minutes and then subjected to four PEG-induced drought levels (0, -2, -5, and -10 bar). Germination indecies and physiological traits including proline, MDA, and chlorophyll were measured after 25 days. Results: The mean comparison of interaction effects showed that in the absence of an electromagnetic field (0 mT), increasing drought stress from 0 to −10 bar significantly decreased germination percentage from 97% to 66.53%, germination rate from 0.43 to 0.19 seeds day⁻¹, radicle length from 65.80 to 28.66, and plumule length from 45.33 to 17.33 mm. However, application of a 100 mT magnetic field considerably limited these reductions to approximately 24% and 49% for germination percentage and seedling length, respectively, indicating an improvement of more than 20% in maintaining germination capacity. With increasing drought stress, proline content significantly rose from 1.01 to 8.34 µmol g⁻¹ FW, and MDA increased from 4.40 to 8.00 mmol g⁻¹ FW, while chlorophyll a decreased from 0.64 to 0.17 and chlorophyll b from 0.75 to 0.32 mg g⁻¹ FW. In the control (0 mT), chlorophyll a exhibited a 72% reduction, whereas at 100 mT this reduction was limited to 56.8%, reflecting approximately 15% improvement. Regression analysis revealed that the effect of magnetic field intensity on the measured traits depended strongly on the drought stress level and did not follow a consistent pattern; under severe stress (−10 bar), no significant linear relationship was detected. Conclusions: The application of magneto-priming within the optimal range may serve as a simple, eco-friendly, and practical approach to enhance drought tolerance in rice seeds and improve early seedling establishment under unfavorable environmental conditions. In the present study, the treatment with 100 mT for 40 minutes resulted in improved seedling vigor indices for both length and weight. These findings offer new perspectives for the application of physical technologies in agricultural stress management and provide a basis for further field-based studies. Highlights <ul> <li style="margin-bottom:13px; margin-left:8px; text-align:justify">Germination responses to magnetic fields are nonlinear and depend on field intensity and drought stress level.</li> <li style="margin-bottom:13px; margin-left:8px; text-align:justify">Electromagnetic priming at 100 mT for 40 minutes mitigates drought stress effects by up to 20% in germination traits.</li> <li style="margin-bottom:13px; margin-left:8px; text-align:justify">Magneto-priming offers a simple, eco-friendly strategy for improving rice seedling establishment under drought conditions.</li> </ul> </div> برنج, تحمل تنش, کلروفیل, مالون‌دی‌آلدئید, میدان الکترومغناطیسی Chlorophyll, Electromagnetic field, Malondialdehyde, Rice, Stress tolerance 111 132 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-654-2&slc_lang=fa&sid=1 Davar Molazem داور ملازم davar.molazem@iau.ac.ir 1465291326 100319475328460013287 Yes Department of Agriculture, As. C., Islamic Azad University دانشگاه آزاد اسلامی واحد آستارا