بررسی اثر پرایمینگ بذر بر مولفه‌های جوانه زنی و رشد رویشی گیاه دارویی ریحان(Ocimum basilicum L.) در تنش شوری

تحقیقات بذر

مقاله 1، دوره 9، شماره 32، آذر 1398، صفحه 1-10   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

لیلا رضائی^{* 1}؛ محمد هاشم برادران¹؛ سعید بختیاری²

¹فارغ التحصیل کارشناسی ارشد زراعت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور، نیشابور، ایران.

²گروه زراعت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور

چکیده

در این پژوهش به منظور بررسی اثر پرایمینگ بذر بر مقاومت در برابر تنش شوری گیاه دارویی ریحان، آزمایشی در آزمایشگاه تحقیقات گیاهی دانشگاه آزاد اسلامی نیشابور در سال 1397 به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در دو مرحله آزمایشگاه (کشت درون پتری دیش) و گلخانه (کشت گلدانی) انجام شد. سطوح شوری درهردومرحله شامل (کلریدسدیم: شاهد،25 میلی مولار،50 میلی مولار،75 میلی مولار) بود. نتایج بررسی‌ها نشان داد که شوری می‌تواند اثرات بسیار معنی‌داری در کاهش درصد مؤلفه‌های جوانه زنی و رشدی گیاه ریحان در مرحله آزمایشگاه و گلخانه داشته باشد. با این تفاوت که در گلخانه تنها در طول ریشه، میانگین تعداد برگ روی بوته و سطح برگ ثانویه اثرات معنی‌داری مشاهده شد. همچنین در بررسی اثر متقابل پرایمینگ بر تنش شوری نیز اثرات معنی‌داری در کاهش درصد مولفه‌های جوانه‌زنی و رشد گیاه ریحان در سطح (0/01≥P) در مرحله آزمایشگاه و گلخانه مشاهده شد. از مجموع نتایج حاصل چنین برداشت شد که ریحان گیاهی بسیار حساس به شوری است و با توجه به شرایط اقلیمی و رویکرد به گیاهان دارویی بهتر است پژوهش‌های بیشتری در این زمینه صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها

تنش شوری؛ پرایمینگ؛ گیاه ریحان؛ مولفه‌های جوانه‌زنی

اصل مقاله

نشریه تحقیقات بذر، سال نهم، شماره 3، پاییز 1398

 

 

بررسی اثر پرایمینگ بذر بر مؤلفه‌های جوانه‌زنی و رشد رویشی گیاه دارویی ریحان

 (Ocimum basilicum L.) در تنش شوری

 

لیلا رضائی^1*، محمدهاشم برادران²،سعید بختیاری³

¹کارشناس‌ارشد، گروه زراعت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور، نیشابور، ایران

²کارشناس‌ارشد، گروه زراعت، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور، نیشابور، ایران

³دکتری، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور، نیشابور، ایران

 

تاریخ دریافت: 14/70/98     تاریخ پذیرش: 11/10/98

 

چکیده

در این پژوهش به‌منظور بررسی اثر پرایمینگ بذر بر مقاومت در برابر تنش شوری گیاه دارویی ریحان، آزمایشی در آزمایشگاه تحقیقات گیاهی دانشگاه آزاد اسلامی نیشابور در سال 1397 به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در دو مرحله آزمایشگاه (کشت درون پتری دیش) و گلخانه (کشت گلدانی) انجام شد. سطوح شوری در هر دو مرحله شامل (کلریدسدیم: شاهد، 25 میلی‌مولار، 50 میلی‌مولار، 75 میلی‌مولار) بود. نتایج بررسی‌ها نشان داد که شوری می‌تواند اثرات بسیار معنی‌داری در کاهش درصد مؤلفه‌های جوانه‌زنی و رشدی گیاه ریحان در مرحله آزمایشگاه و گلخانه داشته باشد. با این تفاوت که در گلخانه تنها در طول ریشه، میانگین تعداد برگ روی بوته و سطح برگ ثانویه اثرات معنی‌داری مشاهده شد. همچنین در بررسی اثر متقابل پرایمینگ بر تنش شوری نیز اثرات معنی‌داری در کاهش درصد مؤلفه‌های جوانه‌زنی و رشد گیاه ریحان در سطح (01/0≥P) در مرحله آزمایشگاه و گلخانه مشاهده شد. از مجموع نتایج حاصل چنین برداشت شد که ریحان گیاهی بسیار حساس به شوری است و با توجه به شرایط اقلیمی و رویکرد به گیاهان دارویی بهتر است پژوهش‌های بیشتری در این زمینه صورت گیرد.

 

واژه‌های کلیدی: تنش شوری، پرایمینگ، گیاه ریحان، مؤلفه‌های جوانه‌زنی

 

مقدمه[1]

            گیاهان در دوره حیات‌شان با انواع تنشهای محیطی مواجه می‌شوند، این تنشها شانس نمو و بقای گیاهان را محدود می‌کنند Larcher, 2001)). در این میان شوری خاک به‌عنوان یک عامل محیطی غیر زنده تنش زا از مهم‌ترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان زراعی به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک جهان محسوب می‌شود و به‌عنوان مشکلی مهم در کشاورزی آبی شناخته شده است و بررسی عواملی که باعث بهبود استقرار گیاهچه و رشد و سرعت جوانه‌زنی می‌گردد، روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند (Mirmohammadi et al., 2002). پاسخ گیاهان به تنش شوری بسیار پیچیده است. این پاسخ از غلظت نمک، نوع یون‌ها، عوامل محیطی مختلف و مراحل رشد و نمو گیاه تأثیر می‌پذیرد. تجمع بیش از حد نمک در محلول خاک، پتانسیل اسمزی محلول خاک را کاهش داده و گیاه در جذب آب با مشکل روبه روست و دچار نوعی خشکی فیزیولوژیک یا تنش اسمزی می‌گردد (Kuchaki et al.,1995). از سوی دیگر به دلیل وجود یون‌های سمّی در محلول خاک گیاه با سمیت این‌گونه یون‌ها روبه‌روست. در آزمایشی که به بررسی اثر شوری بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه روی شش‌گونه گیاه دارویی از جمله ریحان انجام داده‌اند، بیان کردند که در شوری 200 میلی‌مولار در گیاه ریحان هیچ‌گونه جوانه‌زنی مشاهده نشده است (Khomri et al., 2007). در آزمایش دیگری که روی گیاه ریحان صورت گرفت گزارش کردند که با افزایش شوری از تعداد و سطح برگ‌ها کاسته می‌شود در حالی‌که میزان یون‌ها Na وCL در اندام‌های هوایی و ریشه افزایش می‌یابد. همچنین میزان اسانس در برگ‌ها با افزایش تنش شوری افزایش پیدا کرد (Bernstein et al., 2009).

            بررسی اثر شوری بر سرعت و درصد جوانه‌زنی و همچنین رشد ریشه‌چه و ساقه چه در بسیاری از گیاهان زراعی نشان داده است که اعمال تنش شوری در مرحله جوانه‌زنی یک آزمون قابل اطمینان در ارزیابی تحمل بسیاری از گونه‌هاست. زیرا شوری باعث کاهش درصد و سرعت جوانه‌زنی و همچنین کاهش رشد ریشه‌چه و ساقه چه می‌گردد (Karnejadi et al., 2004). حسنی (Hassani, 2006) نشان داد که شوری اثر معنی‌داری بر پارامترهای جوانه‌زنی گیاه ریحان دارد، در شوری‌های بیش از 100 میلی مول در لیتر درصد جوانه‌زنی نهایی، سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، وزن‌تر و خشک گیاهچه کاهش قابل ملاحظه‌ای یافت.

            نتایج مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که بذرهای پرایم شده در مقایسه با شاهد بیشتر و بهتر جوانه می‌زنند و پس از کاشت، طی مراحل رشد یا در اتاقک جوانه‌زنی رشد یکنواخت‌تری دارند (Saberi et al., 2010). در گیاهان داروئی اثرات مثبت پرایمینگ بر درصد و سرعت جوانه‌زنی بادرنجبویه (Tafti et al., 2011) گل گاوزبان (Afshari et al., 2007) و همیشه بهار (Amanpoor et al., 2010) گزارش شده است. پرایمینگ بذر فلفل به وسیله محلول KNO₃، میانگین زمان جوانه‌زنی بذر را در آزمایشگاه و مزرعه کاهش داد (Abbasi et al., 2009). نتایج مطالعات دمیر و همکاران (Demir et al., 2004) و عدالت پیشه (Edalatpishe et al., 2009) بر روی آفتابگردان و ذرت نشان داد که طول ساقه چه و ریشه‌چه نیز در سطح احتمال یک درصد تحت تأثیر اثرات اصلی و متقابل پیش تیمار بذر و تنش شوری قرار گرفتند. کاهش طول ریشه‌چه و طول ساقه چه در هر دو گروه بذرهای پرایم شده و شاهد بادرنجبویه به ثبت رسید که کاهش در بذر پیش تیمار شده کمتر بود (Malekizadeh et al., 2011). نتایج پژوهش‌ها نشان داد که پرایمینگ می‌تواند موجب افزایش سرعت جوانه‌زنی بذرهای آفتابگردان، بهبود استقرار گیاهچه‌های ذرت، تسریع در جوانه‌زنی بذر ذرت، کاهش تعداد روز تا رسیدن به 50 درصد جوانه‌زنی، کاهش میانگین زمان جوانه‌زنی و بهبود درصد نهایی جوانه‌زنی آفتابگردان شود (Bialli et al., 2000). افزایش طول ریشه‌چه و ساقه، افزایش قطر ساقه، افزایش وزن‌تر و خشک‌ریشه و ساقه و افزایش سطح برگ در اثر پرایمینگ بذر گوجه‌فرنگی گزارش شد (Toopchi Zadegan et al., 2009). نتایج آزمایشات روی گوجه‌فرنگی، مارچوبه و خیار نشان داده که پرایمینگ بذر، جوانه‌زنی، ظهور گیاهچه و رشد گیاهچه را تحت شرایط شوری بهبود می‌بخشد. افزایش مقدار شاخص سطح برگ و رشد بهتر گلرنگ از نتایج استفاده از روش پیش تیمار بذر بود (Ashraf et al., 2009). درپژوهش دیگری که توسط حقیقی و همکاران (Haghighi et al., 2017) بر روی خیار صورت گرفت مشخص شد که اثر پرایمینگ بذر بر تعدیل اثر تنش شوری در خیار اثر منفی داشته و کشت خیار در مناطقی که آب آن شور است توصیه نمی‌شود.

            با توجه به موارد فوق و اهمیت گیاه دارویی ریحان وگستردگی تنش شوری وخسارات آن در این پژوهش سعی شد با اعمال پرایمینگ اثرات مخرب شوری بر گیاه دارویی ریحان در طی مرحله جوانه‌زنی و رشد رویشی موردبررسی قرار بگیرد.

مواد و روش‌ها

            به‌منظور بررسی تأثیر پرایمینگ بذر بر شاخص‌های جوانه‌زنی و بعضی پارامترهای فیزیولوژیکی گیاه ریحان در دورهٔ رشد رویشی، آزمایشی در دو مرحله به شرح زیر به اجرا درآمد.

            مرحله اول شامل جوانه‌زنی (کشت درون پتری دیش) در آزمایشگاه تحقیقات گیاهی دانشکده علوم پایه دانشگاه آزاد اسلامی واحد نیشابور و مرحله دوم این پژوهش نیز که مربوط به مراحل رویشی گیاه بود درون قفسه‌های نوری آزمایشگاه تحقیقات گیاهی دانشگاه آزاد اسلامی انجام شد.

            مرحله آزمایشگاهی پژوهش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و با چهار تکرار اجرا شد. تیمارهای موردبررسی شامل چهار سطح پرایمینگ و چهار سطح تنش شوری بود. سطوح پرایمینگ شامل موارد زیر بود:

عدم پرایم: تیمار شاهد یا بذرهای بدون تیمار

هالوپرایمینگ: تیمار بذرها با غلظتهای متفاوت محلول کلرید سدیم (25، 50 و 75 میلی‌مولار).

سطوح تنش شوری نیز شامل محلول‌های صفر، 25، 50، 75 میلی مولار نمک کلرید سدیم بود.

            در مرحله گلخانه آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و با سه تکرار اجرا شد. تیمارهای فاز گلخانه کاملاً مشابه با تیمارهای فاز آزمایشگاهی و شامل چهار سطح پرایم و چهار سطح تنش شوری (محلول‌های صفر، 25، 50 و 75 میلی مولار کلرید سدیم) بود.

مرحله آزمایشگاه: ضد عفونی بذرها با محلول اتانول و آب به نسبت هفتاد به سی درصد به مدت 2 دقیقه انجام شد (این کار هم به‌منظور ضدعفونی و هم کاهش موسیلاز اطراف بذر صورت پذیرفت). سپس بذرها با آب مقطر شسته شد. پتری دیش‌ها و کاغذ صافی برای ضدعفونی در اتو کلاو با دمای 120 درجه سانتی‌گراد و فشار 15 بار به مدت 20 دقیقه قرارداده شد. محلول‌های پرایم با غلظت‌های ذکر شده تهیه گردید و در داخل بشر ریخته شد. بذرهای ضدعفونی شده به محلول پرایم اضافه گردید. بشرها به مدت 15 ساعت در انکوباتور با دمای 25 درجه سانتی‌گراد قرارداده شد، سپس از محلولها خارج گشته با آب مقطر دو بار تقطیر شسته شد و به مدت 24 ساعت در دمای اتاق خشک و برای کاشت مورد استفاده قرار گرفت. تعداد 100 بذر از هر تیمار پرایم شده، در در دمای اتاق خشک و برای کاشت مورد استفاده قرار گرفتند. تعداد 100 بذر از هر تیمار پرایم شده، در پتری دیش روی کاغذ صافی قرارداده شد، بذرها به مدت 10 روز در پتری دیش‌ها نگهداری شدند. در زمان خشک شدن کاغذ صافی، بذرها با محلول‌های کلرید سدیم آبیاری گردید. معیار جوانه‌زنی خروج ریشه دو میلی‌متری در نظر گرفته شد و شمارش بذرهای جوانه‌زده روزانه و به مدت 10 روز انجام شد.

پرایم کردن بذرها: ابتدابذورپرایم سپس جهت اعمال تنش مورد استفاده قرار گرفت که برای این پژوهش ابتدا بذرهای ریحان رابه دسته‌های 400 تایی تقسیم کرده، سپس درمدت زمان 5 ساعت و در غلظت‌های مختلف نمک و آب مقطر پرایم شدند به نوعی که بذرهادردرون محلول‌های پرایمینگ غوطه ورشدند. به‌منظور پرهیز از تبخیر سطحی محلول‌ها درب پتری‌ها با پارافیلم بسته شدند. برای تهیه سطوح مختلف پرایم به شکل زیر عمل شد:

            غلظت‌های مختلف کلرید سدیم به حجم صد سی‌سی آب مقطر رسانده شد. که در این آزمایش به میزان 300 سی‌سی از این تیمار برای پرایم کردن بذرها نیاز بود. بنابراین مقدار 15 گرم از این ماده استفاده شد. پتری‌های حاوی محلول پرایمینگ و بذرها به مدت 16 ساعت در ژرمیناتور با دمای 2±25 درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. بعد از 16 ساعت بذرها را از ژرمیناتور خارج کرده و به مدت 48 ساعت در مجاورت هوای آزاد خشک شدند و برای کشت مورد استفاده قرار گرفتند

تهیه سطوح مختلف شوری: برای تهیه سطوح مختلف شوری برحسب میلی مولار (میلی مول بر لیتر) طبق فرمول زیر محاسبه شد:

جرم مولکولی کلرید سدیم برابر 44/58 گرم بر مول می‌باشد.

            چنانچه مقدار 44/58 گرم از کلرید سدیم به حجم 1000 سی‌سی برسد آنگاه یک لیتر محلول یک مولار کلرید سدیم داریم. طبق فرمول فوق به ترتیب برای غلظت 25،50 و 75 میلی‌مولار نمک مقدار محاسبه شده برابر است با 1.46،2.92 و 4.38 گرم Nacl در لیتر.

            برای انجام آزمون‌های جوانه‌زنی از بذرهای تیمار شده با محلول‌های پرایمینگ به همراه شاهد، 50 درصد از بذرها در دستمال تیشو با رنگ مشخص تیمار خودش به روش بین دستمالی کاشته شدند، سپس دستمال‌ها را رول کرده و هر تکرار با روبان رنگ مشخص محکم بسته شد و در داخل بشر قرارداده شد. در بشر 6 میلی‌لیتر، محلول موردنظر اضافه شدومشخصات هر بشر روی آن درج گردیدو داخل ژرمیناتور بادمای روز 25 درجه سانتی‌گراد به مدت 16 ساعت و دمای شب 16 درجه سانتی‌گراد به مدت 8 ساعت قرارداده شدند. ارزیابی جوانه‌زنی در فواصل زمانی 24 ساعت کنترل گردید. بذری جوانه‌زده محسوب شدکه ریشه آنها حداقل 2 میلی‌متر بود، در طول آزمایش در صورت نیاز به همه بشرها به‌صورت یکسان از محلول تیمار موردنظر اضافه شد. همه بشرها تحت شرایط یکسان (محلول-دما) قرار داشت و شمارش بذرهای جوانه‌زده تا 14 روز ادامه داشت و اطلاعات آن یادداشت شد.

صفات موردبررسی و نحوه محاسبه انها: سرعت جوانه‌زنی بذر (GR) که برابراست با مجموع نسبت تعداد بذرهای جوانه‌زده در هر روز ( ) بر تعداد روزهای پس از کاشت (Ti) به روش دستی وبااستفاده ازرابطه زیرمحاسبه شد.

 سرعت جوانه‌زنی =  = GR

روزانه به فواصل زمانی 24 ساعت از زمان کاشت، تعداد بذرهای جوانه‌زده در هر ظرف به مدت 12 روز شمارش شده و درصد جوانه‌زنی از تقسیم این تعداد به کل بذرها محاسبه می‌گردیدند.

100×(تعداد کل بذرها/تعداد بذرهای جوانه‌زده تا روز چهاردهم)= درصد جوانه‌زنی

            شاخص جوانه‌زنی از مجموع نسبت تعداد کل بذرهای جوانه‌زده به تعداد روزهای پس از کاشت به دست می آیدکه در آن  برابر است با تعداد کل بذرهای جوانه‌زده تا روز ام و  تعداد روزهایی که جوانه‌زنی برای ریحان شمارش شده است (Tekrony and Egli, 1991).

            طول ساقه چه، طول ریشه‌چه، وزن‌تر ساقه چه و وزن‌تر ریشه‌چه در انتهای روز چهاردهم برای تمام بذرهای جوانه‌زده اندازه‌گیری شدند. وسیله اندازه‌گیری کولیس و واحد اندازه‌گیری برحسب میلی‌متر و گرم می‌باشد و برای هر تیمار پس از میانگین‌گیری به‌عنوان شاخص هریک در نظر گرفته شد.

            به‌منظور تعیین وزن خشک، نمونه‌ها داخل آون با دمای 60 درجه سانتی‌گراد به‌مدت 72 ساعت قرار گرفت و پس‌ازآن با ترازوی دقت 001/0 گرم وزن شدند.

مرحله گلخانه: این آزمایش به‌صورت گلدانی انجام شد. در این آزمایش از پرلیت و کوکوپیت استفاده شده است. علت استفاده از این ترکیب این بود که در ترکیب خاک معمولی نمکهای مختلفی وجود داشته و امکان بروز خطا در آزمایش وجودداشت. گلدان‌ها از نوع پلاستیک، قطر دهانه 10 سانتی‌متر و ارتفاع 20 سانتی‌متر بود. کف تمام گلدان‌ها برای ایجاد زهکش مناسب به وسیله سنگریزه پر گردید. سپس تعداد 10 بذر پرایم شده که قبلاً در آزمایشگاه پرایم شده بود در کنار تیمار شاهد (بذرهای غیر پرایم) در عمق 1 الی 2 سانتی‌متری در داخل هر گلدان کشت شدند. با توجه به اینکه ترکیب پرلیت و کوکوپیت عاری از مواد غذایی بود در این آزمایش از محلول غذایی (Hoagland and Arnon, 1950) حاوی عناصر کم مصرف و پر مصرف استفاده شد. قبل از اعمال تنش شوری و آبیاری با آب شور روز قبل گلدان‌ها با آب مقطر شست و شو داده شدند تا از تجمع نمک احتمالی در گلدان و ایجاد خطا جلوگیری شود.

            بذرهای ریحان در مدت زمان 16 ساعت و در غلظت‌های مختلف نمکی (کلرید سدیم) و آب مقطر پرایم شدند به نوعی که بذرها در درون محلول‌های پرایمینگ غوطه‌ور شدند و به‌منظور پرهیز از تبخیر سطحی محلولها درب بشرها با پارافیلم بسته شد.

            پتری‌های حاوی محلول و بذرها به همراه شاهد به مدت 16 ساعت در ژرمیناتور با دمای 2± 25 درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. بعد از 16 ساعت بذرها را از ژرمیناتور خارج کرده و به همراه نمونه شاهد به مدت 48 ساعت در مجاورت هوای آزاد خشک شدند.

            گلدان‌ها به گنجایش 15 کیلوگرم از ماسه دو بار شسته شده پر شد. در هر گلدان 10 عدد بذر که قبلاً در آزمایشگاه پرایم شده در عمق دو برابر قطر بذر (2 الی 3 سانتی‌متر) و با رعایت فاصله مناسب کشت شدند. قبل از کاشت گلدان‌ها به‌صورت غرقاب آبیاری شدند و بعد از کاشت در حدود 250 سی‌سی آب به گلدان‌ها داده شد. مشخصات هر گلدان روی آن درج و داخل گلخانه در دمای روز 25 درجه سانتی‌گراد و دمای شب 16 درجه سانتی‌گراد به مدت 120 روز نگهداری شدند. ارزیابی جوانه‌زنی در فواصل زمانی 24 ساعت کنترل گردید. بذری جوانه‌زده محسوب شد که‌برگ‌های لپه‌ای از خاک بیرون آماده باشند. شمارش بذرهای جوانه‌زده تا 5 روز ادامه داشته و یادداشت می‌گردد و در طول آزمایش هفته‌ای 3 بار به‌طور مرتب و روز در میان، همه گلدان‌ها به‌صورت همزمان با محلول تیمار موردنظر، محلول غذایی هوگلند و آب مقطر، آبیاری شدند. گیاهان در مرحله 2 برگی تنک شده و 5 بوته در هر گلدان باقی ماند.

صفات موردبررسی در مرحله گلخانه: پس از برداشت بوته‌ها جهت جلوگیری از پلاسیدگی درون کیسه‌های پلاستیکی قرار داده‌شده بلافاصله به آزمایشگاه منتقل شدند. پس از خارج کردن گیاهان از محیط کشت ابتدا ریشه‌ها را سریعاً با مقداری آب مقطر شسته و آب اضافی موجود در سطح ریشه‌ها با کاغذ صافی گرفته شد. سپس طول اندام هوایی با استفاده از کولیس برای هر تیمار جدا اندازه‌گیری شد.

            سپس ریشه از بخش هوایی جدا و با استفاده از کولیس طول ریشه برای هر تیمار جدا اندازه‌گیری شد. سپس وزن‌تر نمونه‌ها با استفاده از ترازوی دیجیتال برای هر تیمار جداگانه اندازه‌گیری شد. در انتهای دوره رشد رویشی گیاه و قبل از آغاز فاز زایشی، برای 5 بوته هر گلدان وزن اندازه‌گیری شد و برای هر تیمار پس از میانگین‌گیری به‌عنوان شاخص وزن ساقه در نظر گرفته شد.

            به‌منظور تعیین وزن خشک، نمونه‌ها داخل آون با دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 72 ساعت قرار گرفت و پس‌ازآن با ترازوی دیجیتال با دقت یک ده‌هزارم اندازه‌گیری شدند. سپس تعداد برگ‌ها برای هر تیمار به‌طور جداگانه شمارش شدند. و سپس برای اندازه‌گیری سطح برگ از دستگاه LI,3100 leaf area meter (برحسب سانتی‌متر) استفاده شد.

            این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی انجام شد. پس از نمونه‌برداری و ثبت اطلاعات در برنامه اکسل نسبت به تجزیه‌وتحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار آماری ساس اقدام گردید. مقایسه میانگین صفات موردمطالعه به کمک آزمون LSD در سطح 5 درصد انجام شد و جهت رسم نمودار نیز از نرم‌افزار اکسل استفاده شد.

 

نتایج و بحث

جدول زیر نتایج حاصل از اثر پرایمینگ بر پارامترهای رویشی گیاه ریحان تحت تنش شوری (مرحله اول) را نشان می‌دهد.

 

 

            تجزیه داده‌های آماری بیانگر آن است که تأثیر تیمارهای مختلف پرایمینگ، شوری، اثرات متقابل پرایمینگ و شوری، برای درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، شاخص جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه چه، وزن‌تر ریشه‌چه، وزن‌تر ساقه چه و وزن خشک ریشه‌چه معنی‌دار بوده است؛ اما در مورد وزن خشک ساقه چه تنها تأثیر شوری دارای معنا است (جدول شماره 1). این در حالی است که این تأثیر به‌جز در مورد تأثیر پرایمینگ در وزن‌تر ساقه چه و تأثیر متقابل شوری و پرایمینگ در وزن خشک ریشه‌چه بسیار معنادار است (01/0P<). ریشه اولین اندامی است که به دلیل جذب عناصر به‌طور مستقیم با تنش روبه‌رو می‌شود. در پژوهشی که بر روی گیاه سویا (Glycine max) توسط دادرس و همکاران (Dadras et al., 2010) صورت گرفت شوری موجب کاهش ارتفاع اندام هوایی به علت سمیت یونی عناصر زیان بارو اختلال در کلیه فعالیت‌های زیستی متابولیسمی گیاه و کاهش وزن اندام هوایی و ریشه به دلیل از بین رفتن تعادل یونی و تعادل اسمزی شد.

            مقایسه میانگین داده هانشان دادکه با افزایش مقدار شوری، درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه چه، وزن‌تر ریشه‌چه، وزن‌تر ساقه چه وزن، کاهش‌یافته است. اما با افزایش مقدار شوری، شاخص جوانه‌زنی نسبتاً افزایش‌یافته است. ازنظر آماری اختلاف بسیار معنی‌داری بین تیمارهای مختلف شوری وجود دارد. صفرنژاد و همکاران (Safar Nejad et al., 1966) در پژوهشی که بر روی گیاه اسفرزه (Plantago ovate) و بارهنگ (Plantago major L.) انجام دادند گزارش کردند که با افزایش میزان شوری درصد جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه چه، وزن خشک ریشه‌چه، وزن خشک ساقه چه و نسبت اندام هوایی به ریشه گیاه کاهش پیدا کرد.

 

 

            مقایسه میانگین داده‌ها بیانگر آن است که با افزایش مقدار پرایمینگ درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی طول ریشه‌چه، طول ساقه چه، وزن‌تر ریشه‌چه، وزن‌تر ساقه چه و وزن خشک‌ریشه کاهش‌یافته است. با افزایش مقدار پرایمینگ، شاخص جوانه‌زنی نسبتاً کاهشی است به‌جز در 75 میلی‌مولار که با افزایش همراه است. ازنظر آماری اختلاف بسیار معنی‌داری بین تیمارهای مختلف پرایمینگ وجود دارد (جدول 2).

 

 

 

            مقایسه میانگین داده‌ها بیانگر آن است که با افزایش مقدار شوری و پرایمینگ درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی طول ریشه‌چه، طول ساقه چه، وزن‌تر ریشه‌چه، وزن‌تر ساقه چه و وزن خشک‌ریشه کاهش‌یافته است. با افزایش مقدار شوری و پرایمینگ، شاخص جوانه‌زنی نسبتاً کاهشی است به‌جز در میلی مولار 75 که با افزایش همراه است (جدول 3).

            جدول زیر نتایج حاصل از اثر پرایمینگ بر پارامترهای مورفولوژیکی گیاه ریحان تحت تنش شوری (مرحله دوم) را نشان می‌دهد.

 

            تجزیه داده‌های آماری بیانگر آن است که تأثیر تیمارهای مختلف پرایمینگ، شوری، برای طول ریشه، طول ساقه، وزن‌تر ریشه، وزن‌تر ساقه، وزن خشک‌ریشه، وزن خشک ساقه، تعداد برگ، سطح برگ اولیه و سطح برگ ثانویه ریحان معنی‌دار بوده است؛ اما در مورد تأثیر متقابل شوری و پرایمینگ به‌جز در متغیرهای طول ریشه و سطح برگ ثانویه در سایر موارد بی‌معنی است. (جدول شماره 4). این در حالی است که این تأثیرات معنادار به‌جز در مورد تأثیر پرایمینگ در وزن خشک ساقه و تأثیر متقابل شوری و پرایمینگ در سطح برگ ثانویه بسیار معنادار است (01/0 P≤).

در حقیقت افزایش شوری سبب افزایش جذب یون‌های سدیم وکلرمیشودکه جذب بیش‌ازاندازه این یون‌ها علاوه برایجادمسمومیت, سبب اختلال در متابولیسم سایرعناصرغذایی نیزمیشودکه از آن جمله می‌توان به رقابت یون سدیم پتاسیم ویون کلربانیترات اشاره کرد که موجب اختلال در جذب عناصر غذایی پتاسیم نیترات می‌شود. این امر بر فرآیندهای فیزیولوژیکی گیاه تاثیرمنفی گذاشته و می‌تواند موجب کاهش درصد جوانه‌زنی وسایرپارامترهای رشدی گیاه شود (Dadkhah, 2010).

            مقایسه میانگین‌ها نشان می‌دهد که با افزایش مقدار شوری، طول ریشه، طول ساقه، وزن‌تر ریشه، وزن‌تر ساقه، وزن خشک‌ریشه، وزن خشک ساقه، تعداد برگ، سطح برگ اولیه و سطح برگ ثانویه ریحان کاهش‌یافته است. ازنظر آماری اختلاف بسیار معنی‌داری بین تیمارهای مختلف شوری وجود دارد (جدول 5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

            مقایسه میانگین داده‌ها بیانگر آن است که با افزایش مقدار پرایمینگ طول ریشه، طول ساقه، وزن‌تر ریشه، وزن‌تر ساقه، وزن خشک‌ریشه، وزن خشک ساقه، تعداد برگ، سطح برگ اولیه و سطح برگ ثانویه ریحان کاهش‌یافته است (جدول 6).

 

 

نتیجه‌گیری نهایی

            نتایج بررسی‌ها نشان داد که شوری می‌تواند اثرات معنی‌داری در کاهش درصد مؤلفه‌های جوانه‌زنی و رشدی گیاه ریحان در مرحله آزمایشگاه و گلخانه داشته باشد. تنش شوری بر روی عملکرد و اجزای عملکرد گیاه دارویی ریحان اثر منفی داشته و باعث کاهش رشد و درصد جوانه‌زنی بذرها گردید. همچنین تنش شوری حتی باوجود پرایمینگ، تمام پارامترهای مورد آزمایش را تحت تأثیر قرارداد و به‌صورت اثر کاهشی خود را نشان داد و این بدین معناست که حتی پرایمینگ نیز نتوانست باعث بهبود شرایط رشدی شود.

            با توجه به نتایج به‌دست‌آمده توصیه می‌شود تیمارهای این آزمایش تحت شرایط مزرعه‌ای نیز موردبررسی قرار گیرد. پیشنهاد می‌شود این آزمایش با محلول‌های دیگر شوری و یا محلول شوری در کنار گروه فسفات بررسی گردد تا شاید این طریق گروه فسفات همانند کود عمل کرده و شرایط به جهت تأثیرگذاری پرایمینگ و بهبود شرایط اثرگذاری در تنش شوری گردد. اثرات شوری و واکنش گیاه ریحان نشان داد که مقاومت گیاه در مقابل تنش شوری ضعیف است بنابراین مدیریت تنش در زراعت این گیاه دارویی با توجه به نیاز جامعه و حفظ این گیاه برای آینده از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

تشکر و قدردانی

            از اساتید گران‌قدر که در راستای انجام این پژوهش با کمک‌های بی‌دریغشان راه را برای من هموار نمودند نهایت تشکر و سپاسگزاری رادارم.

 

 

References

Abbasi, F., Kuchaki, A. and Jafari, A. 2009. Evaluation of germination and vegetative growth of madder plant at different concentrations of NaCl. Iranian Journal of Crop Research. 7(2): 517-525. (In Persian)

Afshari, R., Hosseini, N., Tafti, M. and Naghdi, H. 2007. Effect of seed Smopriming on quantitative and qualitative yield of bovine plant under salinity stress. Iran Agricultural Sciences. 38 (1): 193-205. (In Persian)

Amanpoor, B., Sedghi, M. and Pirzad, A. 2010. Effect of concentration and duration of priming with sodium chloride on germination and seedling evergreen growth. 11^th Iranian Congress of Plant Breeding, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. (In Persian)

Bernstein, N., Kravchik, M. and Dudai, N. 2009. Salinity-induced changes.in_essential oil pigmentse and salts accumulation in sweet basil (Osimum basilicum) in relation to alteration of morphological development. Annals. Appl. Biology. 156(2): 771-777.

Dadkhah, A. 2010. Salinity effect on germination and seedling growth of four medicinal plants.Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 26(3):358-361.

Dadras, N., Besharaty, H. and ketabchy. 2010. Effect of salinity stress induced by NaCl on biological fixation in three soybean cultivars, Journal of soil research. 2: 165-174.

Demir, I. Mavi. 2004. The effect of priming on seedling emergence of differentially matured watermelon (Citrullus lanatus) seeds. Scientia Horticulturae. 102: 467-473. (In Persian)

Edalatpisheh, M., Abbasdokht, H. and Montazeri, N. 2009. Halo and priming and hydro priming of corn seedlings under conditions of salinity and drought stress. Electronic Journal of Agriculture and Natural Resources of Golestan. 2: 67-79. (In Persian)

Haghighi, H., Nejatzadeh, F., Jalili, J. 2017. Seed priming effects on adjustment of the effect of salinity in cucumbers. Journal of Modern Cell Biology - Molecular Sciences. 7(27):17-23. (In Persian)

Hassani, A. 2006. Effects of water stresses and salinity of chlorine and sodium on some of the morphological and physiological characteristics of basil. PhD. Thesis College of Agriculture, University of Tarbiat Modarres, Iran. (In Persian)

Komri, Gh., Sarani, Sh. and Dehmordeh, M. 2007. Effect of salinity on seed germination and seedling growth in six medicinal plants. Journal of Iranian Herbal Medicine. 23: 331-339. (In Persian)

Kornejadi, A., Galeshi, S., Zeinali, A. and Rangi, M. 2004. Investigation of salinity tolerance of cotton seed in germination stage. Journal of Science and Agricultural Resources. 18(1): 109-126. (In Persian)

Kuchaki, A. and Nasiri Mahallati, M. 1993. Ecology of Plants. First volume. Mashhad University Press. p 43. (In Persian)

Larcher, W. 2001. Physiological plant ecology. Springer-verlag Berlin Heidelberg New York Germany. 2: 81-87.

MirMohammadi, S. and Gharadaghi, B. 2002. Physiological and Breeding Aspects of Salinity Stress Plants. Isfahan University Publishing Center. p 73. (In Persian)

Saberi, M., Tavili, A. and Safari, B. 2010. Comparison of the effect of gibberellic acid and potassium nitrate on the improvement of salsala rigida germination haracteristics. Journal of Rangeland Research. 3(3): 272-280. (In Persian)

Safarnejad, A., Colin, H.A., Bruce, K.D. and McNeily, T. 1966. Characterization of alfalfa following in vitro selection for salt tolerance. Journal of Euphitica. 92: 55-61.

Tafti, M., Farhodi, R. and Rastifar, M. 2011. Investigation on the Effect of mop riming on Germination of Lemongrass under Salt Stress. Journal of Research in Iranian Herbs and Flowers. 27(4): 573-586. (In Persian)

 

 

Journal of Seed Research, Vol. 9, No. 3, Autumn 2019

 

 

Effect of seed priming on germination characteristics and vegetative growth

of Basil (Ocimum basilicum L.) under salt stress condition

L. Rezaei^1* M.H. Baradaran², S. Bakhtiari ³

¹M.Sc., Dept. of Agricultural, Islamic Azad University Neyshabur Branch, Neishabour, Iran

²M.Sc., Dept. of Agricultural, Islamic Azad University Neishabour Branch, Neishabour, Iran

³Ph.D., Dept of  Plant Breeding, Department of Agriculture, Islamic Azad University Neyshabur Branch, Neishabour, Iran

 

 

Abstract

In order to investigate the effect of seed priming on salinity stress of Basil medicinal plant, an experiment was conducted in a factorial experiment on the basis of completely randomized design in petri dish and greenhouse conditions in Islamic Azad University of Neyshabour. Salinity levels (NaCl: control, 25 mM, 50 mM, 75 mM) were included in both experiments. The results showed that salinity had significant effects on reducing germination percentage and growth of basil in laboratory and greenhouse. However, mean number of leaves per plant, secondary leaf area and root length were significant only in greenhouse. Interaction effects of priming on salinity stress also showed significant effects on germination percentage and growth of basil at the level of (P≥0.01) in both laboratory and greenhouse conditions. In general, it concluded that basil is highly susceptible to salinity stress.

 

Keywords: Salinity stress, priming, Basil plant, germination characteristics.

 

---

^*نویسنده مسئول:   [e-mail]

مراجع

References

Abbasi, F., Kuchaki, A. and Jafari, A. 2009. Evaluation of germination and vegetative growth of madder plant at different concentrations of NaCl. Iranian Journal of Crop Research. 7(2): 517-525. (In Persian)

Afshari, R., Hosseini, N., Tafti, M. and Naghdi, H. 2007. Effect of seed Smopriming on quantitative and qualitative yield of bovine plant under salinity stress. Iran Agricultural Sciences. 38 (1): 193-205. (In Persian)

Amanpoor, B., Sedghi, M. and Pirzad, A. 2010. Effect of concentration and duration of priming with sodium chloride on germination and seedling evergreen growth. 11^th Iranian Congress of Plant Breeding, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran. (In Persian)

Bernstein, N., Kravchik, M. and Dudai, N. 2009. Salinity-induced changes.in_essential oil pigmentse and salts accumulation in sweet basil (Osimum basilicum) in relation to alteration of morphological development. Annals. Appl. Biology. 156(2): 771-777.

Dadkhah, A. 2010. Salinity effect on germination and seedling growth of four medicinal plants.Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 26(3):358-361.

Dadras, N., Besharaty, H. and ketabchy. 2010. Effect of salinity stress induced by NaCl on biological fixation in three soybean cultivars, Journal of soil research. 2: 165-174.

Demir, I. Mavi. 2004. The effect of priming on seedling emergence of differentially matured watermelon (Citrullus lanatus) seeds. Scientia Horticulturae. 102: 467-473. (In Persian)

Edalatpisheh, M., Abbasdokht, H. and Montazeri, N. 2009. Halo and priming and hydro priming of corn seedlings under conditions of salinity and drought stress. Electronic Journal of Agriculture and Natural Resources of Golestan. 2: 67-79. (In Persian)

Haghighi, H., Nejatzadeh, F., Jalili, J. 2017. Seed priming effects on adjustment of the effect of salinity in cucumbers. Journal of Modern Cell Biology - Molecular Sciences. 7(27):17-23. (In Persian)

Hassani, A. 2006. Effects of water stresses and salinity of chlorine and sodium on some of the morphological and physiological characteristics of basil. PhD. Thesis College of Agriculture, University of Tarbiat Modarres, Iran. (In Persian)

Komri, Gh., Sarani, Sh. and Dehmordeh, M. 2007. Effect of salinity on seed germination and seedling growth in six medicinal plants. Journal of Iranian Herbal Medicine. 23: 331-339. (In Persian)

Kornejadi, A., Galeshi, S., Zeinali, A. and Rangi, M. 2004. Investigation of salinity tolerance of cotton seed in germination stage. Journal of Science and Agricultural Resources. 18(1): 109-126. (In Persian)

Kuchaki, A. and Nasiri Mahallati, M. 1993. Ecology of Plants. First volume. Mashhad University Press. p 43. (In Persian)

Larcher, W. 2001. Physiological plant ecology. Springer-verlag Berlin Heidelberg New York Germany. 2: 81-87.

MirMohammadi, S. and Gharadaghi, B. 2002. Physiological and Breeding Aspects of Salinity Stress Plants. Isfahan University Publishing Center. p 73. (In Persian)

Saberi, M., Tavili, A. and Safari, B. 2010. Comparison of the effect of gibberellic acid and potassium nitrate on the improvement of salsala rigida germination haracteristics. Journal of Rangeland Research. 3(3): 272-280. (In Persian)

Safarnejad, A., Colin, H.A., Bruce, K.D. and McNeily, T. 1966. Characterization of alfalfa following in vitro selection for salt tolerance. Journal of Euphitica. 92: 55-61.

Tafti, M., Farhodi, R. and Rastifar, M. 2011. Investigation on the Effect of mop riming on Germination of Lemongrass under Salt Stress. Journal of Research in Iranian Herbs and Flowers. 27(4): 573-586. (In Persian)