واکنش صفات بیوشیمیایی و جوانه زنی بذرهای زوال یافته گندم به هیدروپرایمینگ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

چکیده

مقدمه: اهمیت گندم به عنوان یک محصول استراتژیک در میان سایر گیاهان زراعی به حدی است که بیشترین سطح زیر کشت را در جهان و همچنین ایران به خود اختصاص داده است. از سوی دیگر زوال بذر پدیده‌ای طبیعی است که بذرها قوه نامیه و کیفیت خود را حتی در شرایط مطلوب نگهداری از دست می‌دهند. در برخی از محصولات زراعی خسارت ناشی از زوال تا 50 درصد نیز گزارش شده است. بخشی از این خسارت مربوط به کاهش سرعت و درصد سبز شدن بذرها بوده که منجر به کاهش تراکم بوته، عدم دستیابی به تراکم مطلوب به ویژه در شرایط نامساعد مزرعه شده در نتیجه عملکرد محصول کاهش می یابد. در این آزمایش توانایی هیدروپرایمینگ بذر در بهبود خسارت ناشی از زوال بذر گندم (رقم الوند) مورد بررسی قرار گرفت.

مواد و روش‌ها: این پژوهش در آزمایشگاه تکنولوژی بذر دانشکده کشاورزی دانشگاه بوعلی سینای همدان در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی در چهار تکرار انجام شد. بذر مورد استفاده جهت انجام آزمایش مربوط به رقم الوند بود. بذرهای گندم به روش پیری تسریع شده به‌مدت 48 ساعت در دمای 40 درجه سانتی‌گراد زوال یافتند. سپس بذور زوال یافته در دمای 20 درجه سانتی‌گراد به‌مدت 4، 8 و 12 ساعت با آب مقطر پرایم شدند. صفات مورد بررسی شامل: درصدجوانه‌زنی، متوسط زمان جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول گیاهچه، نشت الکترولیتی، محتوای مالون دی-آلدهید، قندهای محلول، پروتئین‌های محلول و فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز بود.

یافته‌ها: نتایج نشان داد، هیدروپرایمینگ بذر در هر سه بازه زمانی‌ مورد استفاده، به‌طور معنی‌داری موجب بهبود صفات درصدجوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول گیاهچه، فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی (کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز)، قندها و پروتئین‌های محلول بذرهای زوال یافته گردید. در بین صفات مورد بررسی، متوسط زمان جوانه‌زنی، نشت الکترولیتی و محتوای مالون دی‌آلدهید بذرهای پرایم شده در مقایسه با بذرهای پرایم نشده کاهش یافت. هیدروپرایمینگ به‌مدت 4، 8 و 12 ساعت درصد جوانه‌زنی بذرها را 9/15، 3/32، 3/58، سرعت جوانه‌زنی را به ترتیب 5/17، 1/85، 7/201 درصد در مقایسه با بذرهای پرایم نشده افزایش داد. در خصوص فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانی، هیدروپرایمینگ بذر در زمان‌های 4، 8 و 12 ساعت فعالیت آنزیم‌ کاتالاز را 4/12، 2/27، 2/39 درصد، فعالیت آنزیم‌ سوپراکسید دیسموتاز را 8/15، 9/31، 4/35 و فعالیت آنزیم آسکوربات پراکسیداز را به ترتیب 3/38، 4/40، 9/44 درصد نسبت به بذرهای پرایم نشده افزایش داد.
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج بدست آمده از این آزمایش می‌توان گفت کاربرد آب مقطر به‌مدت 12 ساعت به‌عنوان بهترین زمان پرایمینگ، جهت بازیابی کیفیت از دست رفته بذرهای زوال یافته گندم و بهبود خصوصیات جوانه‌زنی رقم الوند قابل توصیه ‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The reaction of biochemical and germination traits of deteriorated wheat seeds to hydropriming

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hasan Vafaei
  • Hossein Reza Rouhi
Department of Genetic and Plant Production-Faculty of Agriculture -BuAli Sina University-Hamedan-Islamic Republic of Iran
چکیده [English]

Introduction: The importance of wheat as a strategic product among other crops is that it has the largest cultivated area in the world and Iran. On the other hand, seed deterioration is a natural phenomenon in which seeds lose their viability and quality even under optimal storage conditions. In some crops, damage due to deterioration has been reported to be up to 50%. Part of this damage is related to the decrease in the speed and percentage of seed germination, which leads to a decrease in the plant density and the failure to achieve the desired density, especially in unfavorable conditions, resulting in crop yield decreases. In this experiment, the subject of the study was the ability of seed hydropriming to improve damage caused by the deterioration of wheat seeds (var. Alvand).
 
Materials and methods: This experiment was carried out in the Laboratory of Seed Science and Technology, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, as a factorial in a completely randomized design with four replications. The seed used for the experiment was the Alvand variety. Wheat seeds deteriorated by accelerated aging method for 48 hours at 40 °C. Then, the deteriorated seeds were primed with distilled water at 20 °C for 4, 8 and 12 hours. The examined traits include germination percentage, mean germination time, germination rate, seedling length, electrolyte leakage, malondialdehyde content, soluble sugars, soluble proteins, and activity of catalase, superoxide dismutase, and ascorbate peroxidase enzymes. 
 
Results: The results showed that seed hydropriming in all three time periods used significantly improved the characteristics of germination percentage, germination rate, seedling length, antioxidant enzymes activity (catalase, superoxide dismutase, and ascorbate peroxidase), the soluble sugars and proteins of the seeds were found to deteriorate. Among the examined traits, the mean germination time, electrolyte leakage and malondialdehyde content of primed seeds decreased compared to non-primed seeds. Hydropriming for 4, 8, and 12 hours increased final germination to 15.9, 32.3, and 58.3 %, with germination rates of 7.7, 53.8, and 84.6 % compared to non-primed seeds, respectively. Regarding the activity of antioxidant enzymes, seed hydropriming at 4, 8, and 12 hours increased catalase activity by 12.4, 27.2, and 39.2%, superoxide dismutase activity by 15.9, 31.9, 35.4% and increased ascorbate peroxidase enzyme activity by 38.3, 40.4, and 44.9%, respectively, compared to non-primed.
 
Conclusion: Based on the results of this experiment, it can be concluded that the application of distilled water for 12 hours as the best priming time is recommended to recover the lost quality of deteriorated wheat seeds and improve the germination characteristics of the Alvand variety

کلیدواژه‌ها [English]

  • soluble proteins
  • superoxide dismutase
  • soluble sugars