نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، ایران

2 دانشجوی دکترای فیزیولوژی گیاهی گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

3 عضو هیئت علمی دانشگاه شهرکرد

چکیده

اخیرا پیش‌تیمار دانه‌ها با لیزر هلیوم – نئون به عنوان یکی از ایمن‌ترین شیوه‌های تقویت جوانه‌زنی دانه ، رشد دانه‌رست و افزایش مقاومت گیاهان به تنش‌ها، علاقه جامعه علمی را به خود جلب کرده است. در این مطالعه، اثر لیزر بر شاخص‌های جوانه‌زنی بذر گیاه خارمریم (Silybum marianum L.) در شرایط نرمال و تحت تنش سرب بررسی گردید. ابتدا اثر غلظت‌های مختلف نیترات سرب (0، 125، 250، 500 و 1000 ppm ) بر جوانه‌زنی نسبی، شاخص مقاومت ریشه و شاخص تحمل جوانه‌زنی دانه‌های خارمریم در یک آزمایش با طرح کاملا تصادفی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ppm 125 نیترات سرب، اثر معنی‌داری بر درصد جوانه‌زنی دانه و رشد ریشه نداشت، اما غلظت‌های بالاتر پارامترهای فوق الذکر را کاهش داد. دومین آزمایش، اثر لیزر هلیوم – نئون با توان‌های مختلف ( 5، 10 و 15 میلی‌وات) و مدت زمان‌های متفاوت ( 0، 5، 10، 20 و 40 دقیقه) بر جوانه‌زنی بذر در یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی، بیشترین سرعت جوانه‌زنی، انرژی جوانه‌زنی، طول دانه‌رست و بنیه طولی را با تابش 10 میلی‌وات به مدت 20 دقیقه نشان داد. در سومین آزمایش، اثر متقابل مدت تابش لیزر هلیوم – نئون با توان 10 میلی‌وات (0، 20 و 40 دقیقه) و غلظت‌های نیترات سرب (0، 250 و 500 ppm) در یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملا تصادفی نشان داد، لیزر هلیوم – نئون با یک الگوی وابسته به دوز، جوانه‌زنی بذر، فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز و رشد دانه‌رست را در هر دو شرایط با و بدون تنش سرب بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effect of laser pretreatment on seed germination indices and α-amylase activity and growth of Silybum marianum L. seedling in normal condition and under Pb stress

نویسندگان [English]

  • Atefeh Banisharif 1 2
  • rayhaneh Amooaghaie 3

1 Department of plant science, Faculty of Science, University of Shahrekord, Iran

2 Department of plant science, Faculty of Science, University of Shahrekord, Iran

3 Faculty Member of Shahrekord University

چکیده [English]

Recently, seed pre-treatment with helium-neon laser as one of the safest methods for enhancing seed germination, seedling growth and increasing stress tolerance of plants attracted the keen interest of scientific community. Therefore, in this study the effect of laser was investigated on the germination indices of Silybum marianum L. at normal condition and under Pb stress. The first, effect of various concentrations of lead nitrate (0, 125, 250, 500 and 1000 ppm) were evaluated on relative seed germination, root resistance index and germination tolerance index of Silybum marianum seeds at a completely randomize design. The results showed that 125 ppm lead nitrate had no significant effect on seed germination and root growth, but higher concentrations reduced above-mentioned parameters. Second experiment, the effect of various powers (5, 10 and 15 mW) and different times (0, 5, 10, 20, and 40 minutes) of He–Ne laser radiation on seed germination at a factorial experiment with completely randomize design showed that the maximum seed germination percentage, germination velocity, germination energy, seedling length and vigor index were obtained by He–Ne laser irradiation with 10 mW power for 20 min. In the third experiment, the interactive effect of irradiation times (0, 20 and 40 minutes) He–Ne laser with 10 mW power and lead nitrate concentrations (0, 250 and 500 ppm) was assessed at a factorial experiment with completely randomize design showed that He–Ne laser increased seed germination percentage, α-amylase activity and seedlings growth at a dose-dependent pattern at both with and without pb stress conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pb stress
  • Silybum marianum
  • laser
  • Germination
  • Growth

اثر پیش­تیمار لیزر بر شاخص­های جوانه­زنی دانه، فعالیت آلفا آمیلاز و رشد دانه­رست

خار مریم (L.marianumSilybum) در شرایط نرمال و تحت تنش سرب

عاطفه بنی شریف1،2* و ریحانه عموآقایی3

۱ ایران، شهرکرد، دانشگاه شهرکرد، دانشکده علوم پایه، گروه علوم گیاهی

2 ایران، تهران، دانشگاه شاهد، دانشکده علوم پایه، گروه زیست شناسی

3 ایران، شهرکرد، پژوهشکده زیست فناوری شهرکرد، گروه علوم گیاهی

تاریخ دریافت: 18/9/96                تاریخ پذیرش: 2/3/97

چکیده

اخیراً پیش­تیمار دانه­ها با لیزر هلیوم – نئون بعنوان یکی از ایمن­ترین شیوه­های تقویت جوانه­زنی دانه، رشد دانه­رست و افزایش مقاومت گیاهان به تنش­ها، علاقه جامعه علمی را به خود جلب کرده است. در این مطالعه، اثر لیزر بر شاخص­های جوانه­زنی بذر گیاه خارمریم (Silybum marianum L.) در شرایط نرمال و تحت تنش سرب بررسی گردید. ابتدا اثر غلظت­های مختلف نیترات سرب (0، 125، 250، 500 و 1000 ppm) بر جوانه­زنی نسبی، شاخص مقاومت ریشه و شاخص تحمل جوانه­زنی دانه­های خارمریم در یک آزمایش با طرح کاملاً تصادفی ارزیابی شد. نتایج نشان داد که ppm 125 نیترات سرب، اثر معنی­داری بر درصد جوانه­زنی دانه و رشد ریشه نداشت، اما غلظت­های بالاتر پارامترهای فوق­الذکر را کاهش داد. دومین آزمایش، اثر لیزر هلیوم – نئون با توان­های مختلف (5، 10 و 15 میلی­وات) و مدت زمان­های متفاوت (0، 5، 10، 20 و 40 دقیقه) بر جوانه­زنی بذر در یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی، بیشترین سرعت جوانه­زنی، انرژی جوانه­زنی، طول دانه­رست و بنیه طولی را با تابش 10 میلی­وات بمدت 20 دقیقه نشان داد. در سومین آزمایش، اثر متقابل مدت تابش لیزر هلیوم – نئون با توان 10 میلی­وات (0، 20 و 40 دقیقه) و غلظت­های نیترات سرب (0، 250 و 500 ppm) در یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی نشان داد، لیزر هلیوم – نئون با یک الگوی وابسته به دوز، جوانه­زنی بذر، فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز و رشد دانه­رست را در هر دو شرایط بدون تنش سرب بهبود بخشید.

واژه‌های کلیدی: تنش سرب، گیاه خارمریم، لیزر، جوانه­زنی، رشد

* نویسنده مسئول، تلفن: 03832232112 ، پست الکترونیکی: atefehbanisharif@gmail.com

مقدمه

 

سرب یکی از آلاینده­های رایج زیست‌محیطی و دومین فلز سمی خطرناک است که از طریق صنایع فلزکاری، احتراق گازوئیل، پساب­های صنعتی و کودهای شیمیایی به خاک، آب، اتمسفر و سرانجام به پیکره گیاهان وارد می­شود و به‌طور گسترده اثرات سمی مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی را در آنها بر جای می­گذارد. تحقیقات نشان داده است که سمیت سرب، جوانه­زنی دانه­ها را مهار می­نماید، رشد دانه­رست­ها را به تأخیر می­اندازد و طول ساقه و ریشه، شاخص مقاومت و وزن خشک‌ریشه و ساقه را کاهش می­دهد (41 و 47).

تحقیقات نشان داده است که تیمار سرب موجب کاهش درصد جوانه­زنی، طول ریشه و ساقه، سطح برگ، ارتفاع گیاه، میزان کلروفیل و افزایش در فعالیت آنزیم­های کاتالاز و پراکسیداز در گیاه اطلسی شد (4). سمیت سرب، رشد گیاه، طویل شدن ریشه، جذب و انتقال مواد غذایی، تولید کلروفیل، تقسیم سلولی و سازماندهی تیلاکوئیدهای کلروپلاست را تحت تأثیر قرار می­دهد (50). کاهش رشد ممکن است مرتبط با مهار شاخص­های میتوزی در هنگام تیمار با فلزات سنگین نظیر سرب و کادمیوم باشد (49). علاوه براین نشان داده شده است که سمیت فلز سنگین سرب، موجب تورم میتوکندری، از بین رفتن کریستالهای میتوکندری، واکوئولیزه شدن شبکه آندوپلاسمی و دیکتیوزوم و صدمه غشای پلاسمایی در سلول­های ریشه سیر شد و در نتیجه نمو دانه­رست­ها را محدود نمود (26).

در دهه­های گذشته، کشف و کاربرد بسیاری از مواد شیمیایی برای بهبود باروری و کیفیت گیاهان زراعی، کنترل آفات و مقاومت گیاهان نسبت به تنش­های غیرزیستی، باعث انقلابی در بخش کشاورزی شده است. اما در سال­های اخیر تحقیقات نشان داده است که کاربرد روزافزون مواد شیمیایی باعث کاهش مقاومت گیاه، تغییر ساختار خاک و تغییر بازده محصولات می­شود. از سوی دیگر این مواد شیمیایی پس از نفوذ به پیکره گیاه وارد زنجیره­های غذایی شده و بر سلامت انسان تأثیر سوء می­گذارند. از این‌رو، در سال­های اخیر، استفاده از تکنیک­های بیوفیزیکی در کشاورزی بعنوان یک شیوه سالم­تر نسبت به تیمارهای شیمیایی مورد توجه محققان قرارگرفته است. یکی از بهترین تیمارهای بیوفیزیکی، پیش تیمار دانه­ها با امواج الکترومغناطیسی لیزر پیوسته هلیم-نئون است (48).

تحقیقات متعددی نشان داده است که نور لیزر باعث افزایش انرژی دانه­ها، بلوغ جنین دانه و تشدید تبادل مواد غذایی و افزایش مقاومت به آفات و بیماری­ها در گیاهان می­شود و جوانه­زنی، حجم ریشه و بخش­های هوایی و کیفیت محصولات را افزایش می­دهد (13و 48). ابراهیم‌زاده ابریشمی و عباسی (1) گزارش کردند نور لیزر، میزان و سرعت جوانه­زنی بذر ارقام گندم و همچنین طول، وزن‌تر ریشه­چه و ساقه­چه، تعداد گیاهچه را بطور معنی­داری افزایش داد. بررسی اثر تیمار نوری لیزر و اسید جیبرلیک بر میزان جوانه­زنی بذر گیاه دارویی مریم گلی نشان داد که تیمار لیزر می­تواند جایگزین مناسبی برای تیمارهای شیمیایی در تسریع جوانه­زنی بذر این گیاه باشد (2). میرشکاری و صیامی (8) نیز دریافتند که تابش لیزر موجب بهبود جوانه­زنی، رشد اولیه و شاخص­های دارویی گیاه بارهنگ سرنیزه­ای (Plantago lanceolata) شد و میانگین زمان لازم، برای رسیدن به 50 درصد جوانه­زنی را در حد معنی­داری کاهش داد. تحقیق دیگری نشان داد که پیش­تیمار دانه­های سویا با لیزر با طول‌موج 532 نانومتر، جوانه­زنی و طول دانه­رست­های سویا را افزایش داد. تابش نوری لیزر با توان 15 و مدت‌زمان 5 دقیقه در سویا، متابولیسم گیاه را تغییر داد و موجب افزایش تولید نشاسته و ساکارز و اسیدهای بنزنی شد. همچنین افزایش فعالیت آنزیم فنیل آلانین­آمونیالیاز، باعث افزایش ایزوفلاوون­ها در لپه و دانه­رست­های سویا شد (46).

در مورد مکانیسم عمل تابش لیزر برای افزایش جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست گیاهان پیشنهاد شده است که احتمالاً فعالیت فتودینامیکی نور و یا انرژی لیزر هلیوم – نئون، جوانه­زنی دانه­ها را تسریع نموده است. در واقع بدلیل حساس بودن فیتوکروم­ها به نور قرمز، با پرتودهی لیزر هلیوم-نئون فعالیت آنزیم­های مرتبط با جوانه­زنی مانند آمیلازها و همچنین انرژی درونی و آنتروپی طی جوانه­زنی افزایش می­یابد. نور لیزر تعادل انرژی جوانه­زنی بذر را می­شکند و در نتیجه تبادل انرژی بیشتری بین بذر و محیط اطراف صورت می­گیرد (22). تابش نوری لیزر در بهبود فعالیت آلفا آمیلاز مؤثر است و رادیکال­هایی که خواب دانه را القا می­نمایند، را بی­اثر می­نماید و به همین دلیل، درصد جوانه­زنی و بنیه دانه­ها را بهبود می­بخشد (33 و 42).

علاوه براین تحقیقات مختلف نشان داده­اند که پیش­تیمار دانه­ها با لیزر، دانه­رست­ها را در مقابل تنش­های مختلف ازجمله خشکی (52)، شوری (6و20) وUV-B  (12) حفاظت می­نماید. حسین زاده ثابتی و همکاران (5) گزارش نمودند که لیزر هلیوم-نئون با توان 3/3 میلی­وات بمدت 30 دقیقه، اثرات شوری بر مورفولوژی، فیزیولوژی و فرایندهای بیوشیمیایی را تعدیل کرد و باعث افزایش عملکرد ارقام مورد بررسی برنج تحت تیمارهای شوری شد.

مطابق با بررسی منابع ما، تأثیر لیزر هلیم- نئون بر جوانه­زنی و رشد اولیه گیاهان دارویی تاکنون بررسی نشده است. لذا پژوهش حاضر برای بررسی تأثیر لیزر هلیم- نئون بر جوانه­زنی و رشد اولیه گیاه خارمریم در شرایط نرمال و تحت تنش سرب طراحی شد. خارمریم یکی از گیاهان دارویی معروف جهت درمان اختلالات کبدی و صفراوی محسوب می­شود. 80 درصد فلاونوئیدهای این گیاه خاصیت آنتی­اکسیدانی داشته و برای تنظیم متابولیسم بدن مفید می­باشد و در درمان انواع بیماری­های کبدی، قلبی و سرطان مؤثر است. ماده مؤثره این گیاه موسوم به سیلی­مارین در درمان سرطان، قابلیت تکثیر سلول­ها را کاهش داده و از رشد تومور­ها جلوگیری می­نماید (34). علیرغم ارزش و اهمیت دارویی این گیاه اثر تنش فلزات سنگین بر مراحل رشد این گیاه  بندرت بررسی شده است. با توجه به اطلاعات فوق چنین فرض شد که احتمالاً لیزر می­تواند بعنوان یک روش بیوفیزیکی که نسبت به تیمارهای شیمیایی برتری دارد، برای بهبود جوانه­زنی این گیاه تحت تنش سرب مورد استفاده قرار گیرد و پژوهش حاضر در جهت بررسی این فرضیه اجرا شد.

مواد و روشها

در این پژوهش 3 آزمایش به شرح زیر انجام شد: تأثیر غلظت­های مختلف نیترات سرب بر جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست: در اولین آزمایش، غلظتی از فلز سنگین سرب که در آن جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست خارمریم تحت تأثیرات منفی قرار می­گیرد، تعیین شد. برای این منظور دانه­های خارمریم با هیپوکلریت سدیم 15 درصد بمدت 5 دقیقه استریل شد و با آب مقطر 2 بار شسته شد. بذرهای ضدعفونی شده خارمریم روی کاغذ صافی در درون پتری دیش­ها چیده شدند و در یک آزمایش ساده با طرح کاملاً تصادفی با 5 تکرار، تأثیر هرکدام از غلظت­های متفاوت نیترات سرب (125، 250، 500 و 1000ppm ) بر روی جوانه­زنی و رشد دانه­رست مطالعه شد. دانه­های شاهد نیز با آب مقطر تیمار شدند. درصد جوانه­زنی نسبی، درصد شاخص مقاومت ریشه و شاخص تحمل جوانه­زنی با استفاده از رابطه­های زیر محاسبه شد (16).

رابطه1

جوانه‌زنی نسبی بذر  = 15طھغŒظ…ط§ط± ط²ط¯ظ‡ط‌ظˆط§ظ†ظ‡ ط¨ط°ط±ظ‡ط§غŒ طھط¹ط¯ط§ط¯ط´ط§ظ‡ط¯ ط²ط¯ظ‡ ط‌ظˆط§ظ†ظ‡ ط¨ط°ط±ظ‡ط§غŒ طھط¹ط¯ط§ط¯">  ×100

رابطه2

) درصد شاخص مقاومت ریشهRTI (= 15طھغŒظ…ط§ط± ط¯ط± ط±غŒط´ظ‡ ط·ظˆظ„ط´ط§ظ‡ط¯ ط¯ط± ط±غŒط´ظ‡ ط·ظˆظ„">  × 100

رابطه 3

شاخص جوانه‌زنی )GI( = 15ط±غŒط´ظ‡ ظ…ظ‚ط§ظˆظ…طھ ط´ط§ط®طµ ط¯ط±طµط¯ أ—ط¨ط°ط± ظ†ط³ط¨غŒ ط²ظ†غŒ ط‌ظˆط§ظ†ظ‡100">

اثر سطوح مختلف تابش لیزر بر جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست: در دومین آزمایش مدت‌زمانی از تابش لیزر که در آن جوانه­زنی بذر خارمریم در شرایط نرمال تقویت می­شود، تعیین شد. بذرهای گیاه خارمریم در یک آزمایش فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی با 5 تکرار در معرض تابش لیزر با شدت 5، 10 و 15 میلی­وات در بازه زمانی­های 5، 10، 20 و 40 دقیقه قرارگرفته و حد مورد نظر تعیین شد. بمنظور تیمار از دستگاه لیزر هلیوم ـ نئون مدل No. MSHN5-A-B450MM با توان­های مختلف و طول‌موج 650 نانومتر استفاده شد. تابش بذر­ها در اتاق تاریک بمنظور تأثیر بهتر انجام گرفت. لازم بذکر است که بذر­ها قبل از تیمار با نور لیزر 12 ساعت در آب استریل خیسانده شدند. سپس سطح دانه­ها خشک شد و بر روی کاغذ صافی مرطوب قرارگرفتند. در ضمن در هر بار استفاده، توان لیزر با استفاده از پاورمتر مدل LLM-3 آزموده شد. بذرها در پتری­دیش‌ها در انکوباتور (مدل GC-1000) تحت دمای 25 درجه سانتی­گراد قرار داده شدند و بمدت 10 روز بطور روزانه تعداد بذرهای جوانه­زده شمارش شدند و شاخص‌های جوانه‌زنی مورد ارزیابی قرار گرفت. درصد جوانه­زنی نهایی بصورت درصد کل دانه­های جوانه­زده در هر تیمار بعد از 10 روز و انرژی جوانه­زنی بصورت درصد جوانه­زنی بذرها در روز سوم بعد از کاشت تعیین شد (15). سرعت جوانه­زنی از رابطه 4 محاسبه گردید که در این رابطه n تعداد بذور جوانه‌زده تا زمان t و t تعداد روز تا شمارش مورد نظر می‌باشد (15).

رابطه 4                                               = (n/t) GR

و بنیه طولی دانه­رست مطابق فرمول زیر محاسبه شد (15).

رابطه 5

(مجموع طول ریشه­چه و ساقه­چه) × جوانه­زنی نهایی= بنیه طولی

اثر برهمکنش نیترات سرب و لیزر بر جوانه­زنی بذر و رشد دانه­رست: اثرات تابش لیزر بر کاهش اثرات منفی فلز سنگین سرب بر جوانه­زنی و رشد دانه­رست خارمریم در یک آزمایش بصورت فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی و در 5 تکرار تعیین گردید. برای این منظور بذرهای ضدعفونی شده در پتری دیش­های حاوی کاغذ صافی مرطوب تحت سه سطح تابش (شاهد)، 0،20 دقیقه و 40 دقیقه لیزر هلیوم ـ نئون با شدت 10 میلی­وات قرارگرفتند. سپس آب مقطر (شاهد) یا محلول نیترات سرب با دو غلظت 250 و ppm500 مطابق طرح آماری به پتری­ها اضافه گردید. لازم بذکر است برای هر تیمار 3 تکرار در نظر گرفته شد. درصد جوانه­زنی بذرها و وزن‌تر و خشک دانه­رست بعد از ده روز محاسبه گردید. بعد از اندازه­گیری طول ریشه توسط خط­کش و وزن‌تر دانه­رست­ها توسط ترازو، برای اندازه­گیری وزن خشک، دانه­رست­های مربوط به هر تیمار را داخل پاکت­های کاغذی مخصوص گذاشته و سپس در آون در دمای 60 درجه بمدت 48 ساعت خشک شدند. همچنین فعالیت آمیلاز بذرهای در حال جوانه­زنی (24 ساعت پس از تابش لیزر) به شرح زیر اندازه­گیری شد.

اندازه­گیری آنزیم آلفا­ آمیلاز : بطور خلاصه، 1 گرم دانه­های جوانه­زده در 10 میلی­لیتر آب مقطر سرد در دمای 4 درجه سانتی­گراد و با کمک دسته و هاونی که در یک فریزر از قبل سرد شده بودند، له شدند. سپس عصاره حاصل در دورrpm  15000 بمدت 30 دقیقه در دمای 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفیوژ شد. روشناور برای اندازه­گیری فعالیت آلفا آمیلاز بکار برده شد. جهت اندازه­گیری آنزیم آلفا­ آمیلاز ابتدا ٥/٠میلی­لیتر محلول نشاسته (٢٠میلی­گرم در یک میلی­لیتر فسفات­ پتاسیم (7PH=) به داخل لوله‌آزمایش منتقل شد. سپس ٥/٠ میلی­لیتر عصاره حاوی آنزیم آلفا ­آمیلاز به آن اضافه شده و بعد از ٣٠ دقیقه انکوباسیون در ٣٧ درجه سانتی­گراد بوسیله یک میلی­لیتر اسید هیدروکلریک یک نرمال واکنش را متوقف نموده و در ادامه یک میلی­لیتر از معرف ید به آن اضافه شد. پس‌ازآن حجم محتوی لوله را با آب مقطر به حدود 10 میلی­لیتر رسانده و میزان جذب رنگ را با استفاده از اسپکتروفتومتر در طول‌موج 620 نانومتر خوانده و با نمونه شاهد (محلول نشاسته و ید بدون افزودن آنزیم) مقایسه شد (53).

آنالیز آماری داده­ها توسط نرم­افزار SAS و رسم نمودارها توسط برنامه Excel انجام شد. مقایسه اختلاف بین میانگین­ها نیز توسط آزمون چند دامنه­ای دانکن و در سطح احتمال 05/0 P <انجام گرفت.

نتایج

تأثیر غلظت­های مختلف نیترات سرب بر جوانه­زنی و رشد دانه­رست گیاه خارمریم : مقایسه میانگین جوانه­زنی نسبی در بین تیمارها نشان داد، سرب با غلظت 125، 250، 500 و ppm 1000 بترتیب جوانه­زنی نسبی را 48/4%، 50/23%، 90/52 % و 82/80 % (شکل1- الف)، شاخص مقاومت ریشه را 81/0%، 63/17%، 53/41 % و 55/63 % (شکل1 - ب) و شاخص تحمل جوانه­زنی (شکل 1 - ج) را 01/5%، 02/37%، 53/72% و 23/93% کاهش داد. اختلاف جوانه­زنی نسبی، شاخص مقاومت ریشه و شاخص تحمل جوانه­زنی در غلظت ppm 125 با شاهد معنی­دار نبود اما سایر غلظت­ها با شاهد اختلاف معنی­داری داشتند.

 

 

شکل 1- تأثیر غلظت­های مختلف نیترات سرب بر جوانه­زنی نسبی (الف)، شاخص مقاومت ریشه (ب) و شاخص تحمل جوانه­زنی (ج)

حروف یکسان نشان‌دهنده عدم تفاوت معنی­دار بین تیمارها بر طبق آزمون دانکن  در  سطح  احتمال  5  درصد

می­باشد.

تأثیر توان­های مختلف و مدت تابش­ لیزر بر جوانه­زنی و رشد دانه­رست خارمریم: مقایسه میانگین­ها در بین تیمارها نشان داد 5 ، 10، 20 و 40 دقیقه تابش با توان 5 میلی­وات، اثرات مشابهی بر درصد جوانه­زنی نهایی (شکل 2- الف) داشتند و بطور معنی­داری جوانه­زنی نهایی را نسبت به شاهد افزایش دادند. بیشترین اثرات معنی­دار لیزر با توان 5 میلی­وات بر انرژی جوانه­زنی (شکل2 - ب) و سرعت جوانه­زنی (شکل 2 - ج) در 20 و 40 دقیقه تابش بدست آمد. 5 ، 10، 20 و 40 دقیقه تابش با توان 10 میلی­وات بطور معنی­داری درصد جوانه­زنی نهایی (شکل 2- الف)، انرژی جوانه­زنی (شکل2- ب) و سرعت جوانه­زنی (شکل 2 - ج) را نسبت به شاهد افزایش داد.  

 

شکل2- تأثیر توان (5، 10 و 15 میلی­وات) و مدت تابش لیزر هلیوم-نئون (0، 5، 10، 20 و 40 دقیقه) بر درصد جوانه­زنی (الف)، انرژی جوانه­زنی (ب) و سرعت جوانه­زنی (ج) دانه­رست خارمریم

حروف یکسان نشان‌دهنده عدم تفاوت معنی­دار بین تیمارها بر طبق آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد می­باشد.

تابش نوری لیزر با توان 10 میلی­وات بمدت 20 دقیقه بهترین اثر را بر انرژی جوانه­زنی داشت و انرژی جوانه­زنی را 02/68 %  نسبت به شاهد افزایش داد اما اثر 40 دقیقه تابش با توان 10 میلی­وات بر انرژی جوانه­زنی در حد معنی­داری کمتر از تیمار 20 دقیقه بود. درحالی­که اثر تابش نوری لیزر با توان10 میلی­وات بمدت 10، 20 و40 دقیقه بر جوانه­زنی نهایی و بمدت 20 و40 دقیقه بر سرعت جوانه­زنی، تفاوت معنی­داری با یکدیگر نداشتند. 5، 10 و 20 دقیقه تابش با توان 15 میلی­وات، بطور معنی­داری درصد جوانه­زنی نهایی (شکل 2- الف )، انرژی جوانه­زنی (شکل2 - ب ) و سرعت جوانه­زنی (شکل2 - ج) را نسبت به شاهد افزایش داد اما 40 دقیقه تابش با توان 15 میلی­وات، هر سه پارامتر را نسبت به شاهد بطور معنی­داری کاهش داد. درمجموع بیشترین اثرات معنی­دار لیزر بر درصد جوانه­زنی نهایی (شکل 2- الف) انرژی جوانه­زنی (شکل2 - ب ) و سرعت جوانه­زنی (شکل 2 - ج) در تابش با توان 10 میلی­وات بمدت 20 دقیقه بدست آمد.

همچنین مقایسه میانگین­ها در بین تیمارها نشان داد 10، 20 و 40 دقیقه تابش با توان 5 میلی­وات، بطور مشابه و معنی­داری طول دانه­رست (شکل3 - الف) و بنیه طولی (شکل 3 - ب) را نسبت به شاهد افزایش دادند. تابش با توان 10 میلی­وات بمدت 5، 10 و 20 دقیقه نیز بطور معنی­داری طول دانه­رست و بنیه طولی را نسبت به شاهد افزایش دادند. اثر 40 دقیقه تابش با توان 10 میلی­وات، بر پارامترهای فوق در حد معنی­داری کمتر از تیمار 20 دقیقه اما بالاتر از تیمار شاهد بود. 5، 10 و 20 دقیقه تابش با توان 15 میلی­وات، بطور معنی­داری طول دانه­رست (شکل3 - الف) و بنیه طولی (شکل 3 - ب) را نسبت به شاهد افزایش دادند اما 40 دقیقه تابش با توان 15 میلی­وات، دو پارامتر مذکور را نسبت به شاهد بطور معنی­داری کاهش داد. در مجموع تابش نوری لیزر با توان 10 میلی­وات بمدت 20 دقیقه بیشترین اثرات را بر پارامترهای مذکور داشت و 94/32% طول دانه­رست و 69/48 % بنیه طولی را نسبت به شاهد افزایش داد.

شکل 3-تأثیر توان (5، 10 و 15 میلی­وات) و مدت تابش لیزر هلیوم-نئون (0، 5، 10، 20 و 40 دقیقه)  طول دانه­رست (الف) و بنیه طولی (ب) دانه­رست خارمریم

حروف یکسان نشان دهنده عدم تفاوت معنی­دار بین تیمارها بر طبق آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد می­باشد.

تأثیر غلظت­های مختلف سرب و مدت تابش­ لیزر بر جوانه­زنی و رشد دانه­رست: مقایسه میانگین درصد جوانه­زنی (شکل4-الف) در بین تیمارها نشان داد غلظت 250 و 500 ppm سرب، درصد جوانه­زنی دانه­رست خارمریم را بترتیب 51/21 % و 70/51 % در مقایسه با شاهد کاهش داد. در گروه شاهد (تیمار بدون سرب) تیمار 20 و 40 دقیقه تابش لیزر بطور مشابه و در حد معنی­داری (حدود 13%) در مقایسه با شاهد جوانه­زنی را افزایش داد. در تیمار با غلظت ppm 250 سرب، تابش 20 دقیقه لیزر، درصد جوانه­زنی را 53/11 % افزایش داد اما با 40 دقیقه تابش لیزر، درصد جوانه­زنی تفاوت معنی­داری با شاهد این گروه نداشت. در تیمار با غلظت ppm 500 سرب، تابش 20 و40 دقیقه تابش لیزر بترتیب 69/29 % و67/47 % درصد جوانه­زنی را افزایش داد (شکل4-الف).

 

 

شکل 4 -تأثیر غلظت نیترات سرب (0، 250 و 500  ppm) و مدت تابش لیزر (0، 20 و 40 دقیقه) بر درصد جوانه­زنی (الف) و فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز (ب) دانه­رست خارمریم

حروف یکسان نشان دهنده عدم تفاوت معنی­دار بین تیمارها بر طبق آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد می­باشد.

مقایسه میانگین فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز در بین تیمارها نشان داد غلظت 250 و 500 ppm سرب، فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز دانه­رست خارمریم را بترتیب 67/25% و 28/34 % کاهش داد. در گروه شاهد، تیمار 20 دقیقه­ای لیزر در مقایسه با شاهد 92/19 % فعالیت این آنزیم را افزایش داد و با تابش 40 دقیقه فعالیت این آنزیم کاهش یافت. بهترین اثر لیزر در غلظت ppm 250 سرب با 20 و 40 دقیقه تابش اما در غلظت ppm 500 با 40 دقیقه تابش بدست آمد. تابش 20 دقیقه باعث افزایش 47/25 %  فعالیت آلفا آمیلاز در غلظت ppm 250 و تابش 40 دقیقه باعث افزایش 71/20 %  در غلظت ppm 250 و افزایش 47/27  در غلظتppm  500 شد (شکل4-ب).

 

 

شکل5 - تأثیر غلظت نیترات سرب (0، 250 و 500 ppm) و مدت تابش لیزر (0، 20 و 40 دقیقه) برطول (الف)، وزن­تر (ب) و خشک (ج) دانه­رست خارمریم

حروف یکسان نشان دهنده عدم تفاوت معنی­دار بین تیمارها بر طبق آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد می­باشد.

مقایسه میانگین در بین تیمارها نشان داد غلظت 250 و 500 ppm سرب بترتیب طول دانه­رست را 95/16 % و 35/40%، وزن تر دانه­رست را 30/30 % و 54/54 % و وزن خشک دانه­رست را 57/28 % و 14/57 % کاهش داد. در گروه شاهد (بدن تیمار سرب)، طول، وزن تر و وزن خشک دانه­رست با تیمار 20 دقیقه­ای لیزر در مقایسه با شاهد بترتیب  33/33 %، 24/24 % و 97/11 % را و با تابش 40 دقیقه 80/22 %، 12/12 % و 56/10 % افزایش یافت. در اغلب موارد بهترین اثر لیزر در غلظت ppm 250 سرب با 20 دقیقه تابش اما در غلظت ppm 500 با 40 دقیقه تابش بدست آمد. تابش 20 دقیقه در دانه­رست­های تحت تنش ppm 250 سرب، طول دانه­رست، وزن تر و وزن خشک را 55/8 %، 04/13 % و 49/25 % و تابش 40 دقیقه در دانه­رست­های تحت تنش ppm  500 سرب طول دانه­رست، وزن تر و وزن خشک را 03/23 %، 60 % و 14/37% را افزایش داد (شکل5).

بحث و نتیجه‌گیری

جوانه­زنی یکی از مراحل حساس زندگی گیاه است که  بشدت تحت تأثیر تنش­های مختلف قرار می­گیرد. اغلب، تنش­ها میزان، سرعت یا هماهنگی جوانه‌زنی بذرها را بطور منفی تحت تأثیر قرار می­دهد (7و 9). در این تحقیق هم نتایج اولین آزمایش نشان داد با افزایش غلظت سرب، جوانه­زنی نسبی، شاخص مقاومت ریشه و شاخص تحمل جوانه­زنی کاهش یافت (شکل1). بطور مشابهی چهرگانی­راد و همکاران (4) گزارش نمودند که تیمار سرب موجب کاهش درصد جوانه­زنی، طول ریشه و ساقه گیاهچه اطلسی شد. ابراهام و همکاران (10) نیز نشان دادند که افزایش غلظت بیشتر از 75 و 100 mg/l فلزات سنگینی نظیر Cd، Pb و Cu میزان جوانه­زنی را در گیاهArachis hypogeaeکاهش داد که دلیل آن عدم تحرک ذخیره دانه و کاهش جذب آب بود. نتایج این تحقیق نشان داد که طول ریشه بیش از جوانه­زنی دانه به تنش سرب حساس بوده است و کاهش شاخص تحمل جوانه­زنی دانه محسوس­تر از دو شاخص جوانه­زنی نسبی و طول ریشه بود (شکل 1) که با توجه به اینکه شاخص تحمل جوانه­زنی، ترکیبی از اثرات دو شاخص دیگر را منعکس می­نماید، قابل‌انتظار است. کبیر و همکاران (28) نیز گزارش نمودند که جوانه­زنی بذر، رشد دانه­رست، وزن خشک و شاخص تحمل Thespesia populneaتحت تیمارهای 10، 30، 50 و 70 میکرومولار سرب و کادمیوم نسبت به شاهد کاهش یافت و این کاهش مرتبط با کاهش فعالیت سلول­های مریستمی و نیز کاهش بسیاری از آنزیم­های موجود در لپه­ها و اندوسپرم و نیز تولید گونه­های فعال اکسیژنی بود. کاهش طول ریشه تحت تنش سرب بدلیل کاهش تقسیم سلولی ناحیه مریستمی، در پیاز (Allium cepa) هم گزارش شده است (27 و 38). بهرحال در غلظت­های 250 و 500 ppm سرب، درصد جوانه­زنی بالاتر از 60 و40 درصد باقی ماند (شکل1- الف) و مقادیر عددی بالای شاخص تحمل جوانه­زنی دانه (شکل1- ج) در این غلظت سرب بیانگر آن است که جوانه­زنی بذر این گیاه تحمل نسبتاً بالایی به سرب دارد. چون در بسیاری از گیاهان جوانه­زنی بوسیله غلظت­های بسیار پایین سرب مهار می­شود. مثلاً کوپیتک و همکاران (29) نشان دادند سرب حتی در سطح میکرومولار اثرات سوء بر جوانه­زنی و رشد دانه­رست Vigna unguiculata  داشت. مشابه با نتایج ما مالار و همکاران (31) نیز اعلام نمودند که آسیب کم دانه­رست­های گیاه سنبل آبی در غلظت بالای سرب نشان دهنده این است که این گیاه مکانیسم مؤثری برای مقاومت به استرس القا شده توسط سرب دارد.

جوانه­زنی از مراحل آسیب­پذیر در چرخه زندگی گیاهان است. فلزات از دو طریق بر روی جوانه‌زنی دانه اثر می­گذارند: یکی بدلیل ماهیت سمی‌شان و دوم بدلیل ممانعت از جذب آب. مواجهه گیاهان با فلزات سنگین منجر به تغییر در فرایندها و ساختارهای سلولی می­شود. یکی از اثرات آشکار سمیت فلز که در مرحله اولیه قابل‌مشاهده می­باشد کاهش در تکثیر و رشد سلول می­باشد. در بذری که قرار است جوانه بزند، لازم است که پتانسیل آب جنین از یک آستانه بحرانی بگذرد. شواهد نشان می­دهند که پتانسیل آب تا حدودی با تغییرات سرعت و درصد جوانه­زنی ارتباط دارد. بسیاری از تحقیقات نشان داده‌اند که تنش فلزات با محدود نمودن جذب آب باعث کاهش جوانه‌زنی بسیاری از گونه‌های گیاهی می‌شود (30).

نتایج دومین آزمایش نشان داد 5، 10، 20 و 40 دقیقه تابش با توان 5 و 10 میلی­وات و 5، 10و 20 دقیقه تابش با توان15 میلی­وات بطور معنی­داری درصد جوانه­زنی، انرژی جوانه­زنی، سرعت جوانه­زنی، طول دانه­رست و بنیه طولی را نسبت به شاهد افزایش دادند. تابش نوری لیزر با توان 10 میلی­وات بمدت 20 دقیقه بهترین اثرات را نشان داد (شکل­های2 و3). بطور مشابهی گزارش شده است که تابش لیزر هلیوم ـ نئون باقدرت 7/1 وات برای مدت 9 دقیقه شاخص جوانه­زنی دانه­های Acacia farnesiana را تحت تأثیر قرارداد (44). نتایج تحقیقات دیگر نیز نشان داد که پیش­تیمار لیزر، جوانه­زنی دانه­های یونجه (18)، تربچه (35)، بادرنجبویه (24) و ذرت و گندم (45) را بهبود ­بخشید.

چن و همکاران (17) گزارش نمودند که لیزر هلیوم – نئون جوانه­زنی دانه، بیوماس و رشد دانه­رست Isatis indogotica را بطور قابل‌توجهی افزایش داد. آنها اعلام کردند که تغییرات آنتالپی در طی فرایند جوانه­زنی دانه­های پیش­تیمار شده با نور لیزر بیشتر از نمونه­های شاهد است. تغییر آنتالپی به گرما و انرژی درونی اشاره می­نماید. لیزر  بعنوان یک نور تأثیرگذار بوسیله ماکرومولکول­ها جذب می­گردد و در نتیجه دانه­های تابش دیده با نور لیزر، انرژی بیشتری از محیط در مقایسه با نمونه­های شاهد جذب می­کنند. لذا نور لیزر بخاطر اثرات الکترومغناطیسی و انرژی تولیدی مولکول­های سلولی را تحت تأثیر قرار داده و باعث افزایش فعالیت آنزیم­ها می­گردد و همچنین آنتروپی و انرژی درونی دانه­ها را در حین جوانه­زنی افزایش می­دهد و تعادل سینتیکی جوانه­زنی دانه­ها را تغییر می­دهد. از سوی دیگر چون مطالعات نشان داده که جوانه­زنی با تجمع رادیکال­های آزاد در دانه­ها مرتبط است و تجمع مقادیر کم ROS بمنزله سیگنالی برای راه­اندازی فرایندهای جوانه­زنی است، پیشنهاد شده است که احتمالاً با تابش لیزر، تولید ROS  در دانه افزایش می­یابد و همین امر باعث تسریع جوانه­زنی می­گردد که این موضوع به دوز استفاده شده و نیز گونه گیاهی بستگی دارد (39).

نتایج این تحقیق نشان داد که 40 دقیقه تابش با توان 15 میلی­وات، سرعت جوانه­زنی و رشد دانه­رست خارمریم را نسبت به شاهد بطور معنی­داری کاهش داد (شکل­های 2 و3). احتمالاً شدت بالای لیزر تولید  ROSدر گیاهان را در حد زیادی افزایش می­دهد که برخلاف مقادیر کم آن‌که محرک جوانه­زنی و رشد دانه­رست بود، این مقادیر زیاد   ROS اثرات مخرب و منفی بر گیاهان دارد. نتایج  ولتژن و همکاران (51) نیز نشان داد که شدت و مدت زیاد تابش لیزر دیود و CO2 با طول موج­های 940 و 10600 نانومتر باعث کاهش رشد  Echinochloa crusgalliو Nicotiana tabacum گردید. همچنین تیمار با شدت 5 وات دیود لیزری میزان رشد گیاه Stellaria media را بطور قابل‌توجهی کاهش داد. در حالی­که برای بهره‌گیری از اثرات مثبت لیزر بر رشد گیاهان شدت­های پایین لیزر و بازه­های زمانی بلند مدت مورد استفاده قرار می­گیرند، اما شدت بالای لیزر اثرات منفی را بر علف­های هرز بر جای می­گذارد و بعنوان یک علف­کش طبیعی نیز مورد استفاده قرار می­گیرد (32). باصر کوچه‌باغ و همکاران (3) در بررسی تأثیر تیمارهای مختلف امواج فراصوت، اشعه گاما و بتا، لیزر هلیوم-نئون و میدان مغناطیسی در سه مدت‌زمان 5، 10 و 15 دقیقه بر روی بذرهای گیاه تاتوره دریافتند که 5 دقیقه تابش لیزر هلیوم-نئون طول ریشه­چه و ساقه­چه، طول گیاه، وزن خشک و درصد جوانه­زنی نهایی بذرهای گیاه تاتوره را در حد معنی­داری افزایش داد اما اثر 10 و 15 دقیقه تابش لیزر هلیوم-نئون بر پارامترهای فوق کمتر از اثرات 5 دقیقه تابش لیزر هلیوم-نئون بود و میزان این پارامترها با 15 دقیقه تابش لیزر هلیوم-نئون حتی کمتر از بذرهای شاهد بود.

نتایج سومین آزمایش نشان داد در غلظت 250 و 500 ppm سرب، جوانه­زنی و فعالیت آلفا آمیلاز (شکل­های 4) و طول و وزن تر و خشک دانه­رست (شکل­های 5) خارمریم کاهش یافت. تیمار 20 دقیقه­ای لیزر در مقایسه با شاهد جوانه­زنی، طول و وزن تر و خشک دانه­رست و فعالیت آلفا آمیلاز را در شرایط نرمال افزایش داد (شکل­های 4 و 5). آنزیم آلفا آمیلاز مهمترین آنزیم در مراحل اولیه جوانه­زنی است و با تأمین سوبسترای رشد برای جنین دانه، جوانه­زنی را تسریع می­نماید. پودلسنی و همکاران (40) نیز نشان دادند پیش­تیمار دانه­های لوپین و باقلا با لیزر هلیوم - نئون باعث افزایش انرژی درونی دانه­ها، افزایش فعالیت آنزیم آمیلاز در لپه­ها و تسریع جوانه­زنی شد. علاوه بر این، نور لیزر باعث افزایش وزن تر و خشک دانه­رست­ها و افزایش طول هیپوکوتیل و ریشه­ها در باقلا و لوپین گردید. پروین و همکاران (37) هم اعلام کردند اشعه لیزر پارامترهای ترمودینامیکی دانه را تحت تأثیر قرارداد و بطور قابل‌توجهی جوانه­زنی و فعالیت آنزیم­های پروتئاز و آمیلاز را افزایش داد.

نتایج این تحقیق نشان داد دوز مناسب لیزر جوانه­زنی دانه و فعالیت آلفا آمیلاز تحت تنش سرب را بهبود داد (شکل4). و و همکاران (52) نیز گزارش نمودند که تیمار لیزر هلیوم- نئون جوانه­زنی و رشد ریشه و وزن تر دانه­رست کاج چینی را تحت تنش خشکی افزایش داد. آنها دریافتند که بهبود جوانه­زنی دانه تحت تنش خشکی با تقویت فعالیت­های آنزیمی در مدت جوانه­زنی همراه بود و فعالیت آنزیم­های آنتی‌اکسیدانت مثل SOD و POD را در دانه­رست­ها افزایش داد.

بیوماس و وزن گیاه شاخص خوبی برای بنمایش گذاشتن خصوصیات رشد در حضور فلزات سنگین است. نتایج نشان داد که تیمار سرب، وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه دانه­رست خارمریم را کاهش داد (شکل5). بطور مشابهی فلزات سنگین وزن تر و خشک بخش هوایی و ریشه گیاه تربچهRaphanus sativus  را کاهش دادند (23). آلیا و همکاران (14) نیز نشان دادند که Cd ، Pb و Zn در Spinacia oleracea اثرات منفی بر وزن تر و خشک ریشه و ساقه داشتند. تحقیق دیگری نیز نشان داد کهCd ، Pb و Zn در Brassica rapa اثرات سمی بر جوانه­زنی، رشد و وزن این گیاه بر جای گذاشتند (43).

در این تحقیق پیش­تیمار دانه­های خارمریم با لیزر هلیوم- نئون، وزن تر و خشک ساقه و ریشه را در گیاهان تحت تنش سرب افزایش داد و بهترین اثر لیزر در غلظت ppm250 سرب، با 20 دقیقه تابش و در غلظت ppm 500 سرب، با 40 دقیقه تابش بدست آمد (شکل5). فردوسی زاده و همکاران (19) نیز گزارش کردند که پیش­تیمار بلند مدت دانه­ها با لیزر، وزن تر و خشک را تحت تنش شوری در گندم افزایش داد. مشابه با نتایج این تحقیق، محققان فوق دریافتند که بسته بمدت زمان قرارگیری در معرض نور لیزر، نتایج می­تواند متفاوت باشد و تأثیرگذاری نور لیزر به نوع تنش هم‌بستگی دارد. بعنوان مثال برای غلظت­های مختلف شوری، بازه­های زمانی متفاوتی از نور می­تواند در ایجاد تحمل در گیاهان مؤثر باشد. ابوالسود و شَهدا (12) گزارش کردند پیش­تیمار دانه­های ذرت با لیزر هلیوم- نئون، طول و بیوماس بخش هوایی و وزن خشک ریشه و فعالیت آنزیم­های آنتی­اکسیدانت را در گیاهچه­های ذرت تحت تنش UV را افزایش داد. گااو و همکاران (20) نیز اعلام کردند که تیمار لیزر هلیوم- نئون تحمل به شوری در دانه­رست فستوکای بلند را افزایش داد.

دو مکانیسم درباره نحوه اثر لیزر بر جوانه­زنی و رشد گیاه در شرایط نرمال و تحت تنش پیشنهاد شده است: اول آنکه فیتوکروم­ها به این خاطر که طول‌موج لیزر هلیوم – نئون نزدیک به طول‌موج جذبی توسط فیتوکروم یعنی 633 نانومتر است توسط لیزر هلیوم – نئون تحریک می­گردند. با تحریک فیتوکروم­ها، فعالیت آنزیم­ها و فرایندهای مرتبط با فیتوکروم مانند جوانه­زنی می­تواند توسط نور لیزر افزایش یابد (11، 20، 22، 25و 36). مکانیسم دوم آن است که تابش لیزر موجب جذب انرژی اضافی در دانه­ها می­شود و از طریق ایجاد میدان الکترومغناطیسی و گرما فرایندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی را در گیاهان پیش­تیمار شده با لیزر تشدید می­نماید که نتیجه آن بصورت بهبود رشد و تحمل تنش تجلی می­یابد (11، 21و 25).

در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از دوز مناسب لیزر جوانه­زنی دانه و رشد اولیه دانه­رست خار مریم تحت تنش سرب را بهبود داد. بهرحال برای آنکه روشن شود آیا پیش تیمار لیزری دانه­ها در مزرعه نیز چنین اثراتی را نشان خواهد داد یا خیر تحقیقات بیشتری لازم است.

سپاسگزاری

از دانشگاه شهرکرد برای حمایت مالی و فراهم آوردن تجهیزات لازم برای انجام این تحقیق سپاسگزاری می­شود. همچنین از آقای دکتر شهریاری برای کمک در تنظیم تجهیزات لیزری تشکر و قدردانی می­شود.

1- ابراهیمی­زاده ابریشمی، ا.، و عباسی، م.، 1388. بهینه‌سازی اثر نور لیزر در افزایش میزان جوانه­زنی بذر گندم، فصلنامه پژوهش­های گیاهی، شماره پیاپی 13، سال چهارم، شماره 1، صفحات 61-54.

2- احمدی، ا.، مرتضایی نژاد، ف.، و گلپرور، ا.، 1395. بررسی اثر تیمار نور لیزر و تیمار اسید جیبرلیک بر میزان جوانه­زنی بذر گیاه دارویی مریم گلی مزرعه روی Salvia nemarosa. دومین همایش ملی پدافند غیرعامل در بخش­های کشاورزی، منابع طبیعی و محیط‌زیست با رویکرد توسعه پایدار، تعداد صفحات 8.

3- باصر کوچه‌باغ، س.، غروی کوچه‌باغ، پ.، اسلامی فرد، س.، بابایی، ع.، و پورعلی، س.، 1394. واکنش جوانه­زنی و رشد گیاهچه تاتوره به پیش­تیمار فیزیکی بذر، همایش ملی گیاهان دارویی و داروهای گیاهی، 7 صفحه

4- چهرگانی راد، ع.، فرزان، س.، و شیرخانی، ز.، 1396. مطالعه اثر تیمار سرب بر برخی شاخص­های مرفولوژیکی و فیزیولوژیکی گیاه اطلسی (Petunia hybrida L.)، مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، جلد 30، شماره 1، صفحات 243-226.

5- حسین زاده ثابتی، ا.، نوری، ا.، خوش‌خلق سیما، ن.، رامشینی، ح.، و انصاری، م.، 1392. بررسی تأثیر اشعه لیزر بر صفات مرتبط باتحمل به شوری در مرحله گیاهچه ای برنج (Oryza sativa L.)، مجله تنش­های محیطی در علوم زراعی، جلد پنجم، نیمه دوم، صفحات 179-161.

6- زارع، ن.، نوری، ا.، خوش‌خلق سیما، ن.، و مرتضویان، م.، 1392. اثر لیزر بر تحمل گندم دوروم (Triticum turgidum var. durum) تحت شرایط تنش شوری، اولین همایش ملی تنش­های گیاهی غیر زیستی، 5صفحه

7- عموآقایی، ر.، 1392. تأثیر برخی هورمونها و ترکیبات ازته روی ظرفیت، سرعت و هماهنگی جوانه‌زنی بذرهای قیچ تحت تنش شوری، مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، جلد 26، شماره 4، صفحات 465-475.

8- میرشکاری، ب.، و صیامی، ر.، 1394. بهبود جوانه­زنی، رشد اولیه و شاخص­های دارویی بارهنگ سر نیزه­ای (Plantago lanceolata) با پیش تیمار فیزیکی بذر، مجله بوم­شناسی گیاهان زراعی، جلد 11، شماره 3، صفحات 55-47.

9- نیک زاد چالشتری، خ.، و عموآقایی، ر.،1392. تأثیر پرایمینگ بر جوانه­زنی دانه­های گوجه‌فرنگی در دماهای زیر بهینه، مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست‌شناسی ایران)، جلد 26، شماره 2، صفحات 226-226.

 

10-Abraham, K., Sridevi, R., Suresh, B., and  Damodharam, T., 2013. Effect of heavy metals (Cd, Pb, Cu) on seed germination of Arachis hypogeae, L. Asian J. Plant Sci. Res, 3(1), PP: 10-12.

11-Abu-Elsaoud, A. M., and Tuleukhanov, S. T., 2013. Can He-Ne laser induce changes in oxidative stress and antioxidant activities of wheat cultivars from Kasakhstan and Egypt? Sci. Int. 1 (3), PP: 39-50.

12-Abu-Elsaoud, A. M., and Shahda, R. H., 2017. Role of He-Ne laser pre-treatment in protecting Zea mays against the deleterious effects of ultraviolet radiations, Egypt. J. Exp. Biol. Bot.  13(2), PP: 403-422.‏

13-Aladjadjiyan, A., and Kakanakova, A., 2008. Physical methods inagro-food chain. J. Central Eur. Agric, 9(4), PP: 789-794.

14-Alia, N., Sardar, K., Said, M., Salma, K., Sadia, A., Sadaf, S., and Miklas, S., 2015. Toxicity and bioaccumulation of heavy metals in spinach (Spinacia oleracea) grown in a controlled environment. Int. J. Env. Res. Pub., Health, 12(7), PP: 7400-7416.‏

15-Association of Official Seed Analysis (AOSA). 1983. Seed vigour testing handbook. Contribution No. 32 to the Handbook on Seed Testing. Springfield, Association of Official Seed Analysis.

16-Barrena, R., Casals, E., Colon, J., Font, X., Sachez, A., and Puntes, V., 2009. Evaluation of the ecotoxicity of model nanoparticles. Chemosphere, 75(7), PP: 850–857.

17-Chen, Y. P., Yue, M., and Wang, X. L., 2005. Influence of He–Ne laser irradiation on seeds thermodynamic parameters and seedlings growth of Isatis indogotica, Plant Sci, 168(3), PP: 601-606.

18-Cwintal, M., Dziwulska-Hunek, A., and Wilczek, M., 2010. Laser stimulation effect of seeds on quality of alfalfa. Int. Agrophys, 24(1), PP: 15–19.

19-Ferdosizadeh, L., Sadat-Noori, S. A., Zare, N., and Saghafi, S., 2013. Assessment laser pretreatments on germination and yield of wheat (Triticum aestivum L.) under salinity stress. World J. Agri. Res, 1(1), PP: 5-9.‏

20-Gao, L. M., Li, Y. F., and Han, R., 2015. He-Ne laser preillumina­tion improves the resistance of tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) seedlings to high saline conditions. Protoplasma, 252(4), PP: 1135-1148.

21-Hernández Aguilar, C., Domínguez Pacheco, F. A., Cruz Orea, A., and Tsonchev, R. I., 2015. Thermal effects of laser irradiation on maize seeds. Int. Agrophys, 29(2), PP: 147-156.

22-Hernandez, A. C., Dominguez, P. A., Cruz, O. A., Ivanov, R., Carballo, C. A., and Zepeda, B. R., 2010. Laser in agriculture. Int. Agrophys, 24(4), PP: 407-422.‏

23-Hladun, K. R., Parker, D. R., and Trumble, J. T., 2015. Cadmium, copper, and lead accumulation and bio concentration in the vegetative and reproductive organs of Raphanus sativus: Implications for plant performance and pollination. J. Chem. Eco, 41(4), PP: 386-395.‏

24-Hoseini, M., Mirshekari, B., and Babazadeh-Igdir, H., 2013. Influence of biophysical priming on seed germination and yield on two landraces of lemon-balm (Melissa officinalis L.). Not. Sci. Biol, 5(2), PP: 238-243.

25-Jamil, Y., Perveen, R., Ashraf, M., Ali, Q., Iqbal, M., and Ahmad, M. R., 2013. He-Ne laser-induced changes in germination, thermodynamic parameters, internal energy, enzyme activi­ties and physiological attributes of wheat during germination and early growth, Laser Phys. Lett. 10, PP: 5606- 5614.

26-Jiang, W., and Liu, D., 2010. Pb-induced cellular defense system in the root meristematic cells of Allium sativum L., BMC Plant Biol, 10(1), PP: 40–40.

27-Jiang, Z., Zhang, H., Qin, R., Zou, J., Wang, J., Shi, Q., and Liu, D., 2014. Effects of lead on the morphology and structure of the nucleolus in the root tip meristematic cells of Allium cepa L. Int. J. Mol. Sci, 15(8), PP: 13406-13423.‏

28-Kabir, M., Iqbal, M. Z., Shafiq, M., and Farooqi, Z. R., 2008. Reduction in germination and seedling growth of Thespesia populnea L., caused by lead and cadmium treatments, Pak. J. Bot, 40(6), PP: 2419-2426.‏

29-Kopittke, P. M., Asher, C. J., Kopittke, R. A., and Menzies, N. W., 2007. Toxic effects of Pb2+ on growth of cowpea (Vigna unguiculata). Environ. Pollut, 150(2), PP: 280-287.‏

30-Kranner, I., and Colville, L., 2010. Metals and seeds: Biochemical and molecular implications and their significance for seed germination, Env. Exp. Bot, 3, PP: 2-11.

31-Malar, S., Vikram, S. S., Favas, P. J., and Perumal, V., 2014. Lead heavy metal toxicity induced changes on growth and antioxidative enzymes level in water hyacinths [Eichhornia crassipes (Mart.)]. Bot. Studies, 55, PP: 1-11

32-Mathiassen, S. K., Bak, T., Christensen, S., and Kudsk, P., 2006. The effect of laser treatment as a weed control method. Biosys. Eng, 95(4), PP: 497-505.

33-Michtchenko, A., and Hernández, M., 2010. Photobiostimulation of germination and early growth of wheat seeds (Triticum aestivum L) by a 980 nm semiconductor laser. Rev. Cub. Fís, 27(2B), PP: 271-274.

34-Murphy, J. M., Caban, M., and Kemper, K. J., 2000. Milk thistle (Silybum marianum). Longwood Herb Task Force Center Holistic Pediatr Ed Res, PP: 1-25.‏

35-Muszyn´ski, S., and Gładyszewska, B., 2008. Representation of He–Ne laser irradiation effect on radish seeds with selected germination indices. Int. Agrophys, 22(2), PP: 151–157.

36-Muthusamy, A., Kudwa, P. P., Prabhu, V., Mahato, K. K., Babu, V. S., Rao, M. R., Gopinath, P. M., and Satyamoorthy, K., 2012. Influence of Helium-Neon laser irradiation on seed germi­nation in vitro and physico-biochemical characters in seedlings of Brinjal (Solanum melongena L.) var. Mattu Gulla. Photochem. Photobiol, 88(5), PP: 1227-1235.

37-Perveen, R., Ali, Q., Ashraf, M., Al-Qurainy, F., Jamil, Y., and Ahmad, M. R. S., 2010. Effects of different doses of low power continuous wave He–Ne laser radiation on some seed thermodynamic and germination parameters, and potential enzymes involved in seed germination of sunflower (Helianthus annuus L.). Photochem. Photobiol, 86(5), PP: 1050-1055.

38-Piechalak, A., Tomaszewska, B., Baralkiewicz, D., and Malecka, A., 2002. Accumulation and detoxification of lead ions in legumes. Phytochem, 60(2), PP: 153–162.

39-Podlesny, J., Misiak, L., and Koper, R., 2001. Concentration of free radicals in faba bean seeds after the pre-sowing treatment of the seeds with laser light. Int. Agrophys, 15(3), PP: 185–189.

40-Podlesny, J., Stochmal, A., Podleśna, A., and Misiak, L. E., 2012. Effect of laser light treatment on some biochemical and physiological processes in seeds and seedlings of white lupine and faba bean. Plant Growth Regul, 67(3), PP: 227-233.‏

41-Sengar, R. S., Gautam, M., Garg, S. K., Sengar, K., and Chaudhary, R., 2009. Lead stress effects on physiobiochemical activities of higher plants, "Rev. Environ. Contam.Tox, 196, PP: 1–21.

42-Shen, S. K., Wu, F. Q., Yang, G. S., Wang, Y. H., and He, S. Z., 2016. Seed germination and seedling emergence of Euryodendron excelsum HT Chang: implications for species conservation and restoration. Plant Species Bio,‏ 31(3), PP: 233–239.

43-Siddiqui, M. M., Abbasi, B. H., Ahmad, N., Ali, M., and Mahmood, T., 2014. Toxic effects of heavy metals (Cd, Cr and Pb) on seed germination and growth and DPPH-scavenging activity in Brassica rapa var. turnip. Toxic Ind. Health, 30(3), PP: 238-249.‏

44-Soliman, A. S. H., and Harith, M. A., 2010. Effects of laser biostimulation on germination of Acacia farnesianam (L.) Willd. Acta Hort, 854, PP: 41-50.

45-Srećković, M., Vasić, R., Dukić, M., Jevtić, S., and Jovanić, P., 2014. The influence of diode and He-Ne Lasers on corn and wheat seeds. J. Agri. Sci. Technol., B, 4(3B), PP: 165-175.

46-Tian, J., Jin, L. H., Li, J. M., Shen, B. J., Wang, C. Y., Lu, X., and Zhao, X. L., 2009. Effect on isoflavone of soybean seedlings by 532 nm laser irradiation. Saratov, Fall Meet, PP: 754-756.

47-Tomulescu, I. M., Radoviciu, E. M., Merca, V. V., and Tuduce, A. D., 2004. Effect of copper, zinc and lead and their combinations on the germination capacity of two cereals. J. Agri, Sci, 15, PP: 15-24.

48-Vasilevski, G., 2003. Perspectives of application of biophysical methods in sustainable agriculture. Bulg. J. Plant Physiol, 29(3), PP: 179-186.

49-Vecchia, F. D., Larocca, N., Moro, I., Defaveri, S., Andreoli, C., and Rascio, N., 2005. Morphogenetic, ultrastructural and physiological damages suffered by submerged leaves of Elodea Canadensis exposed to cadmium. Plant Sci, 168(2), PP: 329–338.

50-Verma, S., and Dubey, R. S., 2003. Lead toxicity induces lipid peroxidation and alters the activities of antioxidant enzymes in growing rice plants. Plant Sci, 164(4), PP: 645–655.

51-Woltjen, C., Haferkamp, H., Rath, T., and Herzog, D., 2008. Plant growth depression by selective irradiation of the meristem with CO2 and diode lasers. Biosys. Eng, 101(3), PP: 316-324.

52-Wu, J., Gao, X., and Zhang, S., 2007. Effect of laser pretreatment on germination and membrane lipid peroxidation of Chinese pine seeds under drought stress. Front. Bio. China, 2(3), PP: 314-317.

53-Xiao, Z., Storms, R., and Tsang, A., 2006. A quantitative starch-iodine method for measuring alpha-amylase and glucoamylase activities. Analytical Biochem, 351(1), PP: 146-148.