مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)

اثر تنظیم کننده‌های رشد گیاهی و چینه سرمایی بر رفع رکود بذر و شاخص‌های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیو شیمیایی دانهال‌های گردوی ایرانی (Juglans regia L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه اراک

2 عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اراک

چکیده

چکیده
گردوی ایرانی (Juglans regia L.) یکی از مهمترین درختان میوه مناطق معتدله جهان است که به منظور تولید میوه و چوب آن پرورش می‌یابد. بذور گردو به دلیل وجود رکود فیزیولوژیکی و مکانیکی، دارای جوانه‌زنی نامنظم و با درصد پایین بوده که رشد بعدی دانهال را با مشکل مواجه می‌سازد. هدف این آزمایش بررسی اثر طول دوره چینه سرمایی (30 و 60 روز) و غلظت‌های مختلف تنظیم کننده‌های رشد گیاهی (اسید جیبرلیک و کینتین) بر رفع رکود و جوانه زنی بذور گردوی ایرانی بود. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 15 تیمار و 20 تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که طول دوره چینه سرمایی و غلظت‌های مختلف تنظیم کننده‌های رشد بر اکثر شاخص‌های بررسی شده در سطح احتمال یک درصد دارای اختلاف معنی‌دار است، به‌طوری‌که تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی‌پی‌ام اسید جیبرلیک منجر به بیشترین درصد جوانه زنی (28/99 درصد)، سرعت جوانه‌زنی (91/2 بذر جوانه زده در روز)، طول شاخساره (35/24 سانتیمتر)، طول ریشه (50/17 سانتیمتر)، حجم ریشه (71/7 سانتیمتر مکعب)،‌ وزن تر شاخساره (78/6 گرم) و وزن تر ریشه (58/6 گرم) شد. با این وجود، بالاترین میزان کلروفیل a (64/18 میلی‌گرم بر گرم وزن تر)، کلروفیل b (62/10 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) و کلروفیل کل (27/29 میلی‌گرم بر گرم وزن تر) مربوط به تیمار 60 روز چینه سرمایی و 750 پی‌پی‌ام کینتین بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The effects of plant growth regulators and stratification on seed dormancy breaking and parameters of morphological, physiological and biochemical of seedlings of Persian walnut (Juglans regia L.)

نویسندگان [English]

  • Babak Valizadeh Kaji 1
  • Ahmad Reza Abbasifar 2

1 Arak University

چکیده [English]

Abstract
Abstract
Persian walnut (Juglans regia L.) is an economically important fruit tree of the temperate regions of the world that is cultivated for its fruit and timber. Due to physiological and mechanical dormancy, the walnut seeds often show an inconsistent or low germination percentage, making difficult the subsequent growth of seedlings. The purpose of this experiment was to investigate the influence of stratification periods (30 and 60 days) and different concentrations of plant growth regulators (Gibberellic acid and Kinetin) on seed dormancy breaking and germination of Persian walnut. This experiment was carried out as a completely randomized design with 15 treatments and 20 replicates in condition of greenhouse. Results showed that stratification periods and different concentrations of plant growth regulators had a significant difference on the most parameters investigated (P<0.01), as the treatment of 60 days stratification in combination with 500 ppm GA3 resulting in the greatest seed germination (99.28%), germination rate (2.91 seeds per day), shoot length (24.35 cm), root length (17.50 cm), root volume (7.71 cm3), shoot fresh weight (6.78 g) and root fresh weight (6.58 g). Nevertheless, the highest content of chlorophyll a (18.64 mg/g fresh weight), chlorophyll b (10.62 mg/g fresh weight) and total chlorophyll (29.27 mg/g fresh weight) was related to the treatment of 60 days stratification in combination with 750 ppm Kinetin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • growth regulators
  • Germination
  • stratification
  • dormancy
  • Persian walnut

اثر تنظیم کننده­های رشد گیاهی و چینه سرمایی بر رفع رکود بذر و شاخص­های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی دانهال­های گردوی ایرانی (Juglans regia L.)

بابک ولی­زاده کاجی و احمدرضا عباسی ­فر*

اراک، دانشگاه اراک، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی

تاریخ دریافت: 17/6/95                                تاریخ پذیرش: 19/1/96

چکیده

گردوی ایرانی (Juglans regia L.) یکی از مهمترین درختان میوه مناطق معتدله جهان است که بمنظور تولید میوه و چوب آن پرورش می­یابد. بذور گردو بدلیل وجود رکود فیزیولوژیکی و مکانیکی، دارای جوانه­زنی نامنظم و با درصد پایین بوده که رشد بعدی دانهال را با مشکل مواجه می­سازد. هدف این آزمایش بررسی اثر طول دوره چینه سرمایی (30 و 60 روز) و غلظت­های مختلف تنظیم کننده­های رشد گیاهی (اسید جیبرلیک و کینتین) بر رفع رکود و جوانه زنی بذور گردوی ایرانی بود. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 15 تیمار و 20 تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. نتایج نشان داد که طول دوره چینه سرمایی و غلظت­های مختلف تنظیم کننده­های رشد بر اکثر شاخص­های بررسی شده در سطح احتمال یک درصد دارای اختلاف معنی­دار است، بطوری­که تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک منجر به بیشترین درصد جوانه زنی (28/99 درصد)، سرعت جوانه­زنی (91/2 بذر جوانه زده در روز)، طول شاخساره (35/24 سانتیمتر)، طول ریشه (50/17 سانتیمتر)، حجم ریشه (71/7 سانتیمتر مکعب)،‌ وزن تر شاخساره (78/6 گرم) و وزن تر ریشه (58/6 گرم) شد. با این وجود، بالاترین میزان کلروفیل a (64/18 میلی­گرم بر گرم وزن تر)، کلروفیل b (62/10 میلی­گرم بر گرم وزن تر) و کلروفیل کل (27/29 میلی­گرم بر گرم وزن تر) مربوط به تیمار 60 روز چینه سرمایی و  750 کینتین بود. 

واژه­های کلیدی: تنظیم کننده­های رشد، جوانه­زنی، چینه سرمایی، رکود، گردوی ایرانی

* نویسنده مسئول، تلفن: 09181611373  ،  پست الکترونیکی: abbasifar1965@yahoo.com

مقدمه

 

گردوی ایرانی (Juglans regia L.) یکی از مهمترین درختان میوه آجیلی می­باشد که از دیرباز بمنظور تولید میوه و چوب آن مورد توجه انسان بوده است. ایران با تولید سالیانه 450 هزار تن گردو، مقام دوم را در جهان پس از چین به خود اختصاص داده است (15). چند سالی است که پیوند گردو در کشور متداول شده و بسیاری از نهال­های مورد استفاده توسط کشاورزان از نوع پیوندی است. پیوند گردو می­تواند تأثیر قابل توجهی بر بهبود کمی و کیفی این محصول با ارزش داشته باشد (35). پیوند گردو معمولاً در گلخانه انجام می­شود و در مقایسه با اکثر درختان میوه مشکل­تر بوده که این امر باعث افزایش قیمت نهال پیوندی گردو می­شود. یکی از روش­های کاهش هزینه نهال پیوندی، انجام پیوند در تمام طول سال در گلخانه می­باشد. این امر مستلزم از بین بردن رکود بذور بطرق مختلف و افزایش درصد و سرعت جوانه زنی بذور و بدنبال آن دستیابی به دانهال­های قوی و یکدست در مدت زمان کوتاه می­باشد.

رکود (dormancy) پدیده­ای است که بذور یک گیاه حتی اگر در این وضعیت در بهترین شرایط محیطی قرار گیرند، ‌علی­رغم زنده بودن، باز قادر به جوانه زدن نخواهند بود. رکود بذر در واقع یک نوع سازگاری در گونه­های مختلف است که باعث می­شود در مقابل شرایط نامساعد محیطی زنده بمانند. انواع رکود بذر شامل فیزیکی، مکانیکی، مورفولوژیکی، مورفوفیزیولوژیکی، فیزیولوژیکی و چندگانه است (9).

بذور بسیاری از درختان میوه دارای یک یا ترکیبی از چند نوع رکود می باشند (30). بذرهای گردو نیز دارای رکود فیزیولوژیکی متوسط و رکود مکانیکی ناشی از پوسته بذر هستند که مانع جوانه­زنی بذرهای سالم و زنده در شرایط مساعد محیطی می­شود (34). بنابراین، ارزیابی روش­های شکستن رکود بمنظور افزایش درصد و سرعت جوانه­زنی بذر ضروری بنظر می­رسد. متداول­ترین روش برای شکستن رکود فیزیولوژیکی چینه سرمایی بوده (10) که شامل نگهداری بذرها در محیط مرطوب برای یک دوره زمانی مشخص در دمای 0 تا 10 درجه سانتیگراد می­باشد (32). در بسیاری از گونه­های گیاهی، دمای 5 درجه سانتیگراد به مدت 60 روز برای غلبه بر رکود بذر کافی بنظر می­رسد (10 و 18). این اعتقاد وجود دارد که تیمار چینه سرمایی باعث افزایش هورمون­های تحریک کننده رشد نظیر جیبرلین­ها و سیتوکنین­ها و کاهش هورمون بازدارنده اسید آبسیزیک می­شود؛ بهمین دلیل در برخی مواقع از هورمون­ها و مواد شیمیایی بعنوان جایگزین تمام یا بخشی از چینه سرمایی استفاده می­گردد. از جیبرلین­ها بطور گسترده­ای در میوه­کاری برای شکستن رکود و القاء جوانه­زنی بذر و در نتیجه دستیابی به نهال­های بذری یکدست در خزانه استفاده شده است (13). علاوه­بر این، ترکیبی از چینه سرمایی همراه با غلظت­های مختلف هورمون­های القاء کننده جوانه­زنی برای شکستن رکود و تحریک جوانه­زنی بذر در درختان میوه مختلف نظیر پاپایا (25)، خرمالو (33)، هلو (14)، گردوی سیاه (27) و محلب (29) استفاده و توصیه شده است. اگرچه کاربرد اسید جیبرلیک و چینه سرمایی معمول­ترین تکنیک­ها برای رفع رکود در گونه­های چوبی می­باشند (26)، اما تاکنون گزارشی در زمینه استفاده از هورمون­های القاء کننده جوانه­زنی نظیر جیبرلین­ها و سیتوکنین­ها همراه با چینه سرمایی جهت شکست رکود بذور گردوی ایرانی ارائه نشده است. بنابراین، هدف از این تحقیق بررسی اثر هورمون­های تحریک کننده رشد اسید جیبرلیک و کینتین همراه با چینه سرمایی روی میزان جوانه­زنی بذور و شاخص­های مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیو شیمیایی  دانهال­های گردو بوده است.

مواد و روشها

تیمار بذور: بذرها از یک ژنوتیپ محلی گردوی ایرانی در شهر تفرش در اواخر تابستان 1394 موقعی که رطوبت آنها به حدود 12 درصد بر اساس وزن خشک رسید، جمع آوری شدند. بذرها برای 24 ساعت در آب مقطر غوطه­ور گردیدند تا آب جذب نموده، سپس بوسیله غوطه­وری در محلول هیپوکلرید سدیم 5/2 درصد برای 10 دقیقه ضدعفونی سطحی شدند و پس از شستشو با آب مقطر استریل، تیمارهای مورد نظر بر روی آنها اعمال گردید. این آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی با 20 تکرار (20 بذر) برای تیمارهای زیر صورت گرفت:

1-                 دوره­های مختلف چینه سرمایی (0، 30 و 60 روز).

2-                 خیساندن بذرها در غلظت­های مختلف اسید جیبرلیک (250، 500، 750 و 1000 پی­پی­ام) به مدت 24 ساعت.

3-                 خیساندن بذرها در غلظت­های مختلف کینتین (250، 500، 750 و 1000 پی­پی­ام) به مدت 24 ساعت.

4-                 تیمار تلفیقی چینه سرمایی به مدت 30 و 60 روز و سپس 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک به مدت 24 ساعت.

5-                 تیمار تلفیقی چینه سرمایی به مدت 30 و 60 روز و سپس 750 پی­پی­ام کینتین به مدت 24 ساعت.

جهت اعمال چینه سرمایی، بذرها در کیسه­های پلاستیکی منفذدار حاوی کوکوپیت که در حد ظرفیت مزرعه خیس شده بود، قرار داده شدند. منافذ جهت تبادلات گازی و خروج آب اضافی ایجاد شده بود. سپس کیسه­های حاوی بذور در معرض دمای 1± 5 در تاریکی برای یک دوره 30 روزه و یک دوره 60 روزه قرار داده شدند (27). از آنجا که بذرهای در حال چینه سرمایی، نیاز به جذب آب دارند، کیسه­های حاوی بذور بطور مرتب مورد بازدید قرار گرفتند تا از خشک شدن بیش از حد یا هوادهی ضعیف در طی سرمادهی جلوگیری بعمل آید. برای کاهش خسارت میکرووارگانیسم­ها، بذرها هر هفته در طی چینه سرمایی با هیپوکلرید سدیم رقیق ضدعفونی و شستشو داده می­شدند.

پس از اعمال تیمارها و ثبت درصد جوانه زنی بذور، بذرها در گلخانه در بستر حاوی خاک بسیار سبک کاشته شدند و تحت شرایط فتوپریود طبیعی و دمای 18 تا 26 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی حدود 70 درصد نگهداری شدند. بستر کاشت هر هفته سه بار آبیاری می­شد. شاخص جوانه زنی رسیدن ریشه­چه به نصف طول بذر در نظر گرفته شد (27).

آزمون جوانه­زنی: زمانی که ریشه­چه به نصف طول بذر رسید، بذرها جوانه زده تلقی شدند. در انتهای دوره جوانه­زنی (4 هفته)، با استفاده از فرمول زیر درصد جوانه­زنی و سرعت جوانه­زنی محاسبه شد (12):

100 × (تعداد کل بذرها / تعداد بذر جوانه زده) = درصد جوانه­زنی

 = سرعت جوانه­زنی

شاخص­های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی : در انتهای آزمایش، دانهال­ها از خاک جدا شدند و ریشه­های آنها با آب شستشو داده شدند تا عاری از خاک گردند. بدنبال آن، محل طوقه ریشه و بخش هوایی دانهال­ها جهت اندازه­گیری­های بعدی جدا گردید. بعد از اندازه­گیری طول شاخساره و ریشه، وزن تر شاخساره و ریشه و حجم ریشه نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. حجم ریشه بوسیله فرو بردن کل ریشه هر دانهال در یک ظرف آب تعیین گردید. آب خارج شده از ظرف در اثر حجم ریشه (که به گرم اندازه گیری می­شود) برابر با حجم ریشه (که به سانتیمتر مکعب اندازه گیری می­شود) می­باشد، بگونه­ای که یک گرم آب برابر با یک سانتیمتر مکعب در دمای اتاق می­باشد (11). بمنظور تخمین وزن خشک، نمونه­ها در آون 75 درجه سانتیگراد برای 48 ساعت نگهداری و خشک شدند تا اینکه به وزن ثابت رسیدند. سپس با استفاده از فرمول 100 × (وزن تر / وزن خشک)، ‌درصد ماده خشک تعیین گردید.

شاخص­های بیوشیمیایی:  مقدار کلروفیل a، b و کلروفیل کل بر اساس روش Lichtenthaler (22) تعیین گردید. برای اندازه­گیری کلروفیل، میزان جذب عصاره رنگی در طول موج 8/646 و 2/663 نانومتر قرائت گردید.

آنالیز آماری: تجزیه واریانس و مقایسه میانگین‌ها براساس آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح احتمال یک درصد با استفاده از نرم‌افزارSAS  انجام گردید. برای نرمال شدن توزیع داده­ها، داده­های مربوط به درصد جوانه­زنی بصورت Arc Sin و سایر داده­ها با استفاده log(x+10) تبدیل شدند.

نتایج

درصد و سرعت جوانه­زنی: نتایج تجزیه واریانس داده­ها (جدول 1) نشان داد که درصد و سرعت جوانه­زنی بطور معنی­داری در سطح احتمال یک درصد، تحت تأثیر تیمارهای آزمایش قرار گرفتند. همان­طور که در شکل 1 مشاهده می­شود، با افزایش مدت چینه سرمایی از 30 روز به 60 روز، بطور معنی­داری بر درصد و سرعت جوانه­زنی افزوده شد، بطوری که پس از 60 روز درصد جوانه­زنی به 14/66 درصد و سرعت جوانه­زنی به 91/1 بذر جوانه زده در روز رسید. همچنین با افزایش مدت چینه سرمایی همراه با کاربرد اسید جیبرلیک نیز درصد و سرعت جوانه­زنی بطور معنی­داری افزایش یافت، بطوری که بیشترین درصد جوانه­زنی به میزان 28/99 درصد و بیشترین سرعت جوانه­زنی به میزان 91/2 بذر جوانه زده در روز مربوط به تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک می­باشد. علاوه­بر این، تیمار بذرها فقط با اسید جیبرلیک نیز نشان می­دهد که غلظت 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک تأثیر بیشتری بر درصد و سرعت جوانه­زنی نسبت به دیگر غلظت­ها دارد (شکل 1).

نتایج این پژوهش نشان می­دهد که تأثیر هورمون کینتین نسبت به اسید جیبرلیک بر درصد و سرعت جوانه­زنی بذور راکد گردو پایین­تر بود. بیشترین درصد جوانه­زنی (71/51 درصد) و سرعت جوانه­زنی (32/1 بذر جوانه زده در روز) از تیمار 750 پی­پی­ام کینتین و کمترین آن از تیمار 250 پی­پی­ام بدست آمد، در حالی که تلفیق 750 پی­پی­ام کینتین و 60 روز چینه سرمایی منجر به درصد جوانه­زنی (57/66 درصد) و سرعت جوانه زنی (20/2 بذر جوانه زده در روز) بیشتری شد (شکل 1).

شاخص­های مورفولوژیکی دانهال­ها: تیمارهای آزمایش بطور بسیار معنی­داری طول شاخساره، طول و حجم ریشه را تحت تأثیر قرار دادند (جدول 1). تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک منجر به بیشترین طول شاخساره (35/24 سانتیمتر)، طول ریشه (50/17 سانتیمتر) و حجم ریشه (71/7 سانتیمتر مکعب) گردید (شکل 2). کمترین طول شاخساره (90/5 سانتیمتر) و‌ طول ریشه (25/4 سانتیمتر) مربوط به تیمار شاهد و کمترین حجم ریشه (91/3 سانتیمتر مکعب) نیز مربوط به تیمار 1000 پی­پی­ام کینتین بود (شکل 2).

شاخص­های فیزیولوژیکی دانهال­ها : نتایج تجزیه واریانس داده­ها (جدول 1) نشان داد که تیمارهای آزمایش بر وزن تر شاخساره و ریشه تأثیر بسیار معنی­داری داشتند، ولی فاقد اثر معنی­دار بر وزن خشک شاخساره و ریشه بودند. بیشترین وزن تر شاخساره (78/6 گرم) مربوط به تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک و کمترین آن مربوط به تیمار شاهد (12/3 گرم) بود (شکل 3). همچنین بالاترین وزن تر ریشه به میزان متوسط 58/6 گرم در تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک و کمترین آن به میزان متوسط 80/2 گرم در تیمار 1000 پی­پی­ام کینتین مشاهد شد (شکل 3).

 

جدول ۱- تجزیه واریانس اثر چینه سرمایی و تنظیم کننده­های رشد بر درصد و سرعت جوانه­زنی بذور و شاخص­های رشدی دانهال­های گردوی ایرانی

منابع تغییرات

درجه آزادی

میانگین مربعات

درصد جوانه زنی

سرعت جوانه زنی

طول شاخساره

(سانتیمتر)

طول ریشه

(سانتیمتر)

حجم ریشه

(سانتیمتر مکعب)

وزن تر شاخساره (گرم)

وزن تر ریشه

(گرم)

وزن خشک شاخساره

(گرم)

وزن خشک ریشه

(گرم)

کلروفیل a

(میلیگرم بر گرم)

کلروفیل b

(میلیگرم بر گرم)

کلروفیل کل

(میلیگرم بر گرم)

تیمار

14

**03/2678

 **11/3

**83/162

**68/87

**57/6

**83/5

**64/6

ns 006/0

ns 001/0

**25/18

**98/22

**91/80

خطای آزمایشی

90

00/3

01/0

38/3

36/0

01/0

04/0

03/0

01/0

002/0

03/0

04/0

07/0

ضریب تغییرات (درصد)

 

22/3

38/8

32/14

75/6

32/2

63/4

72/4

49/2

59/3

26/1

89/2

24/1

** و ns بترتیب معنی­دار در سطح احتمال 1% و غیر معنی­دار

 

شکل 1- اثر تیمارهای مختلف بر درصد جوانه­زنی (الف) و سرعت جوانه­زنی (ب) بذور راکد گردو. ستون­های با حروف مشابه در سطح احتمال یک درصد آزمون چند دامنه­ای دانکن فاقد اختلاف معنی­دار می­باشند. خطوط بالای هر ستون بیانگر مقدار انحراف استاندارد می­باشد.


شاخص­های بیوشیمیایی دانهال­ها: تیمارهای آزمایش تأثیر بسیار ­معنی­داری بر میزان کلروفیل a، کلروفیل  bو کلروفیل کل دانهال­ها داشتند (جدول 1). بالاترین میزان کلروفیل a (64/18 میلی گرم بر گرم وزن تر)، کلروفیل b (62/10 میلی گرم بر گرم وزن تر) و کلروفیل کل (27/29 میلی گرم بر گرم وزن تر) مربوط به تیمار 60 روز چینه سرمایی و 1000 پی­پی­ام کینتین و کمترین آن بترتیب به میزان 02/13، 10/4 و 12/17 میلی گرم بر گرم وزن تر مربوط به

تیمار شاهد می­باشد (شکل 4).

بحث و نتیجه گیری

روش­های مختلفی برای شکستن رکود و تحریک جوانه­زنی بذور گیاهان پیشنهاد شده است که از مهمترین این روش­ها می­توان به چینه سرمایی و استفاده از مواد تحریک کننده جوانه­زنی نظیر اسید جیبرلیک و سیتوکنین­ها اشاره نمود (20).

 

 

شکل 2- اثر تیمارهای مختلف بر طول شاخساره و ریشه (الف) و حجم ریشه (ب) دانهال­های گردو. ستون­های با حروف مشابه در سطح احتمال یک درصد آزمون چند دامنه­ای دانکن فاقد اختلاف معنی­دار می­باشند. خطوط بالای هر ستون بیانگر مقدار انحراف استاندارد می­باشد.

 

در این تحقیق نیز از هر دو روش استفاده شد و نتایج تجزیه واریانس داده­ها (جدول 1) نشان داد که تیمارهای بکار رفته بر اکثر صفات مورد بررسی تأثیر بسیار معنی­داری داشته­اند. مطابق با نتایج بدست آمده در این تحقیق در هلو (14)، ازگیل ژاپنی (2) و محلب (1) نیز بیان گردیده است که ترکیبی از دوره چینه سرمایی مناسب و سطح موثری از اسید جیبرلیک بطور قابل توجهی جوانه­زنی بذور را افزایش می­دهد. با افزایش مدت زمان چینه سرمایی، تعادل بین هورمون بازدارنده اسید آبسیزیک و هورمون تحریک کننده رشد جیبرلین به نفع جیبرلین پیش می­رود. بنابراین دماهای پایین چینه سرمایی از طریق تحریک تولید هورمون­های تحریک کننده رشد نظیر جیبرلین­ها و کاهش میزان اسید آبسیزیک باعث القاء سنتز آنزیم­های آلفا و بتا آمیلاز و در نتیجه شکستن ذخایر غذایی بذر و قابل استفاده شدن آنها برای جنین می­شود (6).

 

 

شکل 3- اثر تیمارهای مختلف بر وزن تر شاخساره و ریشه دانهال­های گردو. ستون­های با حروف مشابه در سطح احتمال یک درصد آزمون چند دامنه­ای دانکن فاقد اختلاف معنی­دار می­باشند. خطوط بالای هر ستون بیانگر مقدار انحراف استاندارد می­باشد.

 

 

شکل 4- اثر تیمارهای مختلف بر میزان کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل دانهال­های گردو. ستون­های با حروف مشابه در سطح 1 درصد آزمون چند دامنه­ای دانکن فاقد اختلاف معنی­دار می­باشند. خطوط بالای هر ستون بیانگر مقدار انحراف استاندارد می­باشد.

 

هورمون جیبرلین می­تواند جانشین مناسبی برای برطرف نمودن نیاز سرمایی بذر و یا حتی فراتر از آن کلیه عوامل موثر بر جوانه­زنی بذر باشد (21).

از این هورمون جهت رفع نیاز سرمایی و بهبود جوانه­زنی و رشد دانهال­های بسیاری از گیاهان استفاده شده است (13، 27، 29 و 33). علاوه­بر این، در برخی گیاهان دارای رکود فیزیولوژیکی نظیر اکیناسه (4) و ریواس (5) مشخص شده که تیمار تلفیقی سرما و اسید جیبرلیک منجر به بالاترین درصد جوانه­زنی می شود. ترکیب چینه سرمایی و تیمار اسید جیبرلیک سبب بهبود جوانه­زنی در بذور گونه­های پرونوس (19) و گیلاس (7) شده است.

با توجه به نتایج فوق می­توان اظهار نمود که اسید جیبرلیک بتنهایی قادر است جایگزین چینه سرمایی شود و باعث افزایش جوانه­زنی در حد مطلوب شود. بنابراین رکود بذر گردو علاوه بر رکود پوسته سخت، از نوع فیزیولوژیکی بوده که عامل آن نارس بودن جنین یا وجود عامل بازدارنده در بذر و یا هر دو عامل می­باشد. اسید جیبرلیک پتانسیل رشد جنین را بهبود بخشیده و شاخص­های جوانه­زنی را افزایش می­دهد و برای غلبه بر محافظ مکانیکی ایجاد شده توسط دیواره پوششی بذر بوسیله ضعیف کردن بافت­های احاطه کننده ریشه­چه ضروری است (16).

ارتباط بین چینه سرمایی و ظهور سیتوکنین­ها نیز ثابت شده است (24). کینتین باعث افزایش فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز و در نتیجه هیدرولیز نشاسته و بهبود جوانه­زنی می­شود. علاوه­بر این، سیتوکنین­ها ممکن است نفوذپذیری غشاء سیتوپلاسمی و انتقال مواد از غشاء را تحت تأثیر قرار دهند و بدین طریق به رفع رکود بذر کمک نمایند. همچنین سیتوکنین­ها با تحریک سنتزRNA  و DNA، فرآیند تقسیم سلولی در جنین را افزایش داده و از این طریق جوانه­زنی بذر را تسهیل می­نمایند. به این ترتیب، سیتوکنین­ها برای تکمیل القای جوانه­زنی توسط جیبرلین لازم بوده و بطور غیرمستقیم موجب کاهش اثر مواد بازدارنده رشد مانند اسید آبسیزیک می­شوند (3). نبئی و همکاران (5) در تحقیقی بر روی بذر گیاه ریواس دریافتند که درصد جوانه­زنی با افزایش غلظت هورمون سیتوکنین تا 500 پی­پی­ام بطور معنی­داری افزایش می­یابد.

مطابق با نتایج بدست آمده در این تحقیق، در انار نیز چینه سرمایی بذور به مدت 30 روز در دمای 5 درجه سانتیگراد منجر به افزایش معنی­دار طول شاخساره و ریشه شد (31). علاوه­بر این، Hassan and Fetouh  (18) اعلام کردند چینه سرمایی بذور ماگنولیا بطور معنی­داری شاخص­های رشد دانهال­ها را تحت تأثیر قرار می­دهد. در گردوی سیاه نیز 2 ماه چینه سرمایی بذور و بدنبال آن غوطه­وری آنها در محلول 400 پی­پی­ام اسید جیبرلیک به افزایش معنی­دار شاخص­های مرفولوژیکی دانهال­ها منجر شد (27). در بادام و هلو، در صورت برآورده شدن نیاز سرمایی بذور، دانهال­ها رشد طبیعی و قابل قبولی دارند، در غیر این صورت یک نوع رشد بوته­ای (Rosette) نشان می­دهند که اصطلاحاً پاکوتاه فیزیولوژیکی نامیده می­شود (17 و 23). افزایش رشد ریشه و شاخساره در اثر قرار دادن بذور در معرض چینه سرمایی و تیمار آنها با اسید جیبرلیک ممکن است بدلیل نقش اسید جیبرلیک و چینه سرمایی در افزایش سنتز جیبرلین­ها باشد (28).

با افزایش غلظت کینتین، میزان وزن تر ریشه کاهش پیدا کرد. این کاهش رشد ریشه ممکن است بدلیل نقش سیتوکنین­ها در پرآوری شاخساره باشد که به نوبه خود باعث بر هم خوردن تعادل رشد بخش هوایی و ریشه، به نفع بخش هوایی می­شود (24). مطابق با نتایج بدست آمده در این تحقیق، اعمال تیمارهای مختلف جهت رفع رکود بذور، منجر به افزایش وزن تر ریشه و بخش­هایی هوایی دانهال­ها در پسته (8)، گردوی سیاه (27)، درخت ماگنولیا (18) و انار (31) شده است. افزایش وزن خشک شاخساره و ریشه دانهال­ها در اثر اعمال تیمارهای مختلف جهت رفع رکود بذور در گردوی سیاه (27)، انار (31) و پسته (8) گزارش شده است. در این تحقیق نیز علی­رغم افزایش وزن خشک شاخساره و ریشه در تیمارهای مختلف نسبت به شاهد، ‌این افزایش معنی­دار نبوده است.

Parvin و همکاران (27) اعلام کردند تیمار 400 پی­پی­ام اسید جیبرلیک بهمراه دو ماه چینه سرمایی منجر به بیشترین میزان کلروفیل در دانهال­های گردوی سیاه شد. این نتیجه در شرایطی بدست آمد که این محققین در تیمارهای بکار رفته از هورمون سیتوکنین استفاده نکردند. در این تحقیق نیز در بین تیمارهای فاقد کینتین، بالاترین میزان کلروفیل مربوط به تیمار تلفیقی 60 روز چینه سرمایی و 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک می­باشد. افزایش میزان کلروفیل در تیمارهای مربوط به کینتین تنها یا همراه با چینه سرمایی ممکن است بدلیل نقش هورمون سیتوکنین در افزایش ساخت کلروفیل و یا جلوگیری از تخریب آن باشد، بطوری که از این هورمون برای افزایش عمر پس از برداشت محصولات با رنگ سبز استفاده می­شود (24).

بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که دو ماه چینه سرمایی و بدنبال آن غوطه وری در محلول 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک برای 24 ساعت بمنظور بهبود فرآیند جوانه­زنی و بهبود صفات رویشی دانهال­های گردوی ایرانی قابل توصیه است. از طرفی، در صورت نبود زمان کافی جهت چینه سرمایی، غلظت 500 پی­پی­ام اسید جیبرلیک برای رفع رکود بذور و رشد بهتر دانهال­های گردو پیشنهاد می­شود.

1. قلی پور شهرکی، م. و پ. محمدی، 1393، جداسازی و شناسایی یک گونه قارچ سیاه از بستر سنگی آرامگاه کورش کبیر در: یازدهمین همایش حفاظت و مرمت اشیاء تاریخی-فرهنگی و تزیینات وابسته به معماری. دانشگاه هنر اسلامی تبریز.صفحه 113.
2. مقبولی بلاسجین، ن. و پ. محمدی، 2015، قارچ ها به عنوان یکی از عوامل فرسودگی زیستی بنای آرامگاه کوروش کبیر. مجله پژوهش‌های سلولی و مولکولی. 28(2): ص 290-298.
 
3. Ascaso, C. and J. Wierzchos, 1994, Structural Aspects of the Lichen‐Rock Interface Using Back‐scattered Electron Imaging. Botanica Acta. 107(4): p. 251-256.
4. Casanova Municchia, A., et al., 2014, Identification of endolithic traces on stone monuments and natural outcrops: preliminary evidences. Journal of Raman Spectroscopy. 45(11-12): p. 1180-1185.
5. Chen, J., H.-P. Blume, and L. Beyer, 2000, Weathering of rocks induced by lichen colonization — a review. CATENA. 39(2): p. 121-146.
6. De Leo, F. and C. Urzì, 2003, Fungal colonization on treated and untreated stone surfaces. Molecular Biology and Cultural Heritage. Swets & Zeitlinger BV, Lisse, The Netherlands: p. 213-218.
7. Favero-Longo, S., et al., 2011, Physical and chemical deterioration of silicate and carbonate rocks by meristematic microcolonial fungi and endolithic lichens (Chaetothyriomycetidae). Geomicrobiology Journal. 28(8): p. 732-744.
8. Gadd, G.M., 2007, Geomycology: biogeochemical transformations of rocks, minerals, metals and radionuclides by fungi, bioweathering and bioremediation. Mycological Research. 111(1): p. 3-49.
9. Gaylarde, C., et al., 2017, Analysis of dark crusts on the church of Nossa Senhora do Carmo in Rio de Janeiro, Brazil, using chemical, microscope and metabarcoding microbial identification techniques. International Biodeterioration & Biodegradation. 117: p. 60-67.
10. Gorbushina, A., 2003, Microcolonial fungi: survival potential of terrestrial vegetative structures. Astrobiology. 3(3): p. 543-554.
11. Isola, D., et al., 2016, Extremotolerant rock inhabiting black fungi from Italian monumental sites. Fungal Diversity. 76(1): p. 75-96.
12. Maghbooli Belasjin, N. and P. Mohammadi, 2015, Fungi as a Biodeteriorant of Cyrus Tomb the Great Monument. Journal of Cellular and Molecular Researches. 28(2): p. 290-298.
13. Marques, J., et al., 2016, On the dual nature of lichen-induced rock surface weathering in contrasting micro-environments. Ecology. 97(10): p. 2844-2857.
14. Marvasi, M., et al., 2012, Black microcolonial fungi as deteriogens of two famous marble statues in Florence, Italy. International Biodeterioration & Biodegradation. 68: p. 36-44.
15. Miller, A.Z., et al., 2012, Bioreceptivity of building stones: A review. Science of The Total Environment. 426: p. 1-12.
16. Mohammadi, P., et al., 2011, Isolated Fungi From Persepolis Rocks; A Study To Identify The Biodeteriorating Agents of Cultural Heritage In Iran Journal of cellular and Molecular Researches (Iranian Journal of Biology). 23(5): p. 672-679.
17. Mohammadi, P. and W.E. Krumbein, 2008, Biodeterioration of ancient stone materials from the Persepolis monuments (Iran). Aerobiologia. 24(1): p. 27-33.
18. Mozaffari, A., 2014, World Heritage in Iran: Perspectives on Pasargadae. Heritage, Culture and Identity, ed. B. Graham. Ashgate Publishing, Ltd.
19. Nai, C., et al., 2013, Nutritional physiology of a rock-inhabiting, model microcolonial fungus from an ancestral lineage of the Chaetothyriales (Ascomycetes). Fungal Genetics and Biology. 56: p. 54-66.
20. Rafiee Fanood, M., 2012, The Debate on the Need for a Protective Shelter over the Mausoleum of Cyrus the Great. Journal of Architectural Conservation. 18(3): p. 53-70.
21. Rafiee Fanood, M. and F.M. Saradj, 2013, Learning from the Past and Planning for the Future: Conditions and Proposals for Stone Conservation of the Mausoleum of Cyrus the Great in the World Heritage Site of Pasargadae. International Journal of Architectural Heritage. 7(4): p. 434-460.
22. Salvadori, O. and A.C. Municchia. The Role of Fungi and Lichens in the Biodeterioration of Stone Monuments. in The Open Conference Proceedings Journal. 2016.
23. Sert, H., H. Sümbül, and K. Sterflinger, 2007, Microcolonial fungi from antique marbles in Perge/Side/Termessos (Antalya/Turkey). Antonie van Leeuwenhoek. 91(3): p. 217-227.
24. Sterflinger, K., et al., 1997, Coniosporium perforans and C. apollinis, two new rock-inhabiting fungi isolated from marble in the Sanctuary of Delos (Cyclades, Greece). Antonie van Leeuwenhoek. 72(4): p. 349-363.
25. Sterflinger, K. and W.E. Krumbein, 1997, Dematiaceous fungi as a major agent for biopitting on Mediterranean marbles and limestones. Geomicrobiology Journal. 14(3): p. 219-230.
27. Stronach, D., 1964, Excavations at Pasargadae: Second Preliminary Report. Iran. 2: p. 21-39.
27. Stronach, D., 1965, Excavations at Pasargadae: Third Preliminary Report. Iran. 3: p. 9-40.
28. Tsuneda, A., S. Hambleton, and R.S. Currah, 2011, The anamorph genus Knufia and its phylogenetically allied species in Coniosporium, Sarcinomyces, and Phaeococcomyces. Botany. 89: p. 523-536.
29. Whitlatch, R.B. and R.G. Johnson, 1974, Methods for staining organic matter in marine sediments. Journal of Sedimentary Research. 44(4).
30. Wollenzien, U., et al., 1997, Sarcinomyces petricola, a new microcolonial fungus from marble in the Mediterranean basin. Antonie van Leeuwenhoek. 71(3): p. 281-288.
31. Zakharova, K., et al., 2013, Microcolonial Fungi on Rocks: A Life in Constant Drought? Mycopathologia. 175(5-6): p. 537-547.
مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 31، شماره 1
اردیبهشت 1397
صفحه 197-207
  • تاریخ دریافت: 17 شهریور 1395
  • تاریخ بازنگری: 29 شهریور 1395
  • تاریخ پذیرش: 19 فروردین 1396