اثر سیتوکینین بر خصوصیات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدانت بذرهای زوال یافته بادام زمینی تحت تنش خشکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه بوعلی سینا

2 دانشجوی دکتری فیزیولوژی گیاهان زراعی، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا همدان

چکیده

به ­منظور بررسی اثر سیتوکینین در بهبود وضعیت بذرهای زوال یافته بادام زمینی تحت تنش خشکی آزمایشی به ­صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. پیش­تیمار غلظت­های مختلف سیتوکینین شامل صفر (پیش‌جوانه‌دار شده با آب)، 50، 100 و 150 قسمت در میلیون (ppm) در سطوح خشکی  صفر، 0/4-، 0/6- و 0/8- مگاپاسکال مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخص­های درصد جوانه­ زنی، سرعت جوانه ­زنی، متوسط زمان جوانه ­زنی، بنیه بذر، طول گیاهچه، هیدرات­های کربن­ محلول، پروتئین­های محلول، هدایت الکترولیتی غشاء، مالون دی­آلدهید، فعالیت آنزیم های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز بررسی شد. نتایج نشان داد پیش ­تیمار بذرها با غلظت­های مختلف سیتوکینین، کاهش معنی­ دار پارامترهای جوانه ­زنی و گیاهچه ­ای بذرهای زوال یافته بادام زمینی را تحت تنش خشکی بهبود بخشید. به ­طوری­ که در پتانسیل 0/8- مگاپاسکال، پیش­تیمار بذرها با 100 قسمت در میلیون (ppm) سیتوکینین سبب افزایش جوانه ­زنی، شاخص بنیه بذر، هیدرات ­های کربن­ و پروتئین­ های محلول به ­ترتیب به ­میزان 0/65، 1/73، 1/09، 1/05 و  برای 150 قسمت در میلیون (ppm) سیتوکینین 1/37، 4/15 ، 2/5 و 2/85 برابر و برای فعالیت آنزیم ­های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز به­ ترتیب حدود 15/92، 33/13،17/35 و 25/47، 17/96، 45/19 درصد  نسبت به شاهد گردید. بنابراین پیش­تیمار سیتوکینین به­ویژه در غلظت150 قسمت در میلیون (ppm) با کاهش تنش اکسیداتیو ناشی از خشکی در بهبود شاخص­های جوانه­ زنی و گیاهچه­ای بذرهای زوال یافته بادام زمینی مؤثر است.

کلیدواژه‌ها


Andoh, H. and T. Kobata, 2002. Effect of seed hardening on the seedling emergence and alpha amylase activity in the grains of wheat and rice sown in dry soil. Japan. J. Crop Sci. 71: 220–225.

Azadi, M.S., S.A. Tabatabaei, E. Younesi, M.R. Rostami, and M. Mombeini, 2013. Hormone priming improves germination characteristics and enzyme activity of sorghum seeds (Sorghum bicolor L.) under accelerated aging. Cercetari Agronomice in Moldova. 3(155): 49-56.

Bailly, C. 2004. Active oxygen species and antioxidants in seed biology. Seed Sci. Res. 14: 93-107.

Behrouzyar, E.K. and M. Yarnia, 2014. Effect of ethanol, methanol, zinc, manganese and boron seed priming on ageing, seed germination and physiological characteristics in canola under water deficit stress. Res. Crops. 15(1):116-121.

Bradford, M.M. 1976. A dye binding assay for protein. Analytical Biochem.72: 248-254.

Cakmak, I., and W. Horst, 1991. Effect of aluminium on lipid peroxidation, superoxide dismutase, catalase and peroxidase activities in root tip of soybean (Glycine max). Plant Physiol. 83: 463–468.

Cavalcanti, F.R., J.T.A. Oliveira, A.S. Martins-Miranda, R.A. Viégas, and J.A.G. Silveira, 2004. Superoxide dismutase, catalase and peroxidase activities do not confer protection against oxidative damage in salt-stressed cowpeas leaves. New Phytol. 163: 563–571.

Delouche, J.C., and C.C. Baskin, 1973. Accelerated ageing technique for predicting relative storability of seed lots. Seed Sci. Technol. 1: 427-452.

Demir, I., C. Cebeci., and T. Guloksuz, 2012. Electrical conductivity measurement to predict germination of commercially available radish seed lots. Seed Sci. Technol. 40: 229–237.

Eisvand, H.R., R. Tavakkol-Afshari, F. Sharifzadeh, H. Maddah Arefi, and S.M. Hesamzadeh Hejazi, 2010. Effects of hormonal priming and drought stress on activity and isozyme profiles of antioxidant enzymes in deteriorated seed of tall wheatgrass (Agropyron elongatum Host). Seed Sci. Technol. 38: 280-297.

Ellis, R.A., and E.H. Roberts, 1981.The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Sci. Technol. 9: 373–409.

Giannopolitis, C., and S. Ries, 1977. Superoxid desmutase. I: Occurence in higher plant, Plant Physiol. 59: 309–314.

Hampton, J.G., and D.M. TeKrony, 1995. Handbook of Vigour Test Methods. ISTA, Zurikh.

Heyl, A., M. Riefler, G. Romanov, and T. Schmulling, 2012. Properties, functions and evolution of cytokinin receptors. Europ. J. Cell Biol. 91: 246–256.

Hou, L., W. Liu,  Z. Li,  C. Huang, X.L. Fang, Q. Wang, and X. Liu, 2014. Identification and Expression Analysis of Genes Responsive to Drought Stress in Peanut. Russ. J. Plant Physiol. 61(6): 842–852.

Irigoyen, J.J., D.W. Emerich, and M. Sanchez-Diaz, 1992. Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiol. Plant. 84: 55-60.

ISTA. 2007. International Rules for Seed Testing. Seed Sci. Technol. 13: 299–520.

Jisha, K.C., K. Vijayakumari, and J.T. Puthur, 2013. Seed priming for abiotic stress tolerance: an overview. Acta Physiol. Plant. 35: 1381–1396.

Jyoti, and C.P. Malik, 2013. Seed deterioration: a review. Int. J. Life Sci. Biotech. Pharma Res. 2(3): 374–385.

Kapoor, R., A. Arya, M.A. Siddiqui, A. Amir, and H. Kumar, 2010. Seed Deterioration in Chickpea (Cicer arietinum L.) under Accelerated Ageing. Asian J. Plant Sci. 9(3): 158-162.

Khan, M.B., M.A. Gurchani, M. Hussain, S. Freed, and K. Mahmood, 2011.Wheat seed enhancement by vitamin and hormonal priming. Pak. J. Bot. 43: 1495–1499.

Kibinza, S., J. Bazin, C. Bailly, J.M. Farrant, F. Corbineau, and H. El-Marrouf Bouteau, 2011. Catalase is a key enzyme in seed recovery from ageing during priming. Plant Sci. 181: 309-315.

Michel, B.E., and M.R. Kaufmann, 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiol. 51: 914-916.

Miransari, M., and D.L. Smith, 2014. Plant hormones and seed germination. Environ. Exp. Bot. 99: 110– 121.

Muller, B., and J. Sheen, 2007. Advances in cytokinin signaling. Science. 318(68):68-69.

Nakano, Y., and K. Asada, 1981. Hydrogen peroxide scavenged by ascrobate-specific peroxidase in spinach chloroplast. Plant Cell Physiol. 22: 867–880.

Nautiyal, P.C. 2009. Seed and seedling vigour traits in groundnut (Arachis hypogaea L.). Seed Sci. Technol. 37: 721-735.

Noorhosseini Niyaki, S.A., M.N. Safarzadeh Vishekaei, and S.M. Sadeghi, 2013. Potassium leachate and electrical conductivity tests efficiency in seed vigour evaluation of produced peanut in Astaneh Ashrafieh. (In Persian, with English Abstract.) J.Crop Prod. Res. 5 (1): 93-118.

Peleg, Z., and E. Blumwald, 2011. Hormone balance and abiotic stress tolerance in crop plants. Curr. Opin. Plant Biol. 14: 290–295.

Powell, A. 2010. Morphological and physiological characteristics of seeds and their capacity to germinate and survive. Ann. Bot. 105: 975–976.

Rahnama-Ghahfarokhi, A., and R. Tavakkol-Afshari, 2007. Methods for dormancy breaking and germination of galbanum seeds (Ferula gummosa). Asian J. Plant Sci. 6: 611-616.

Rehman, H., H. Iqbal, S.M.A. Basra, I. Afzal, M. Farooq, A. Wakeel, and W. Ning, 2015. Seed priming improves early seedling vigor, growth and productivity of spring maize. J. Integ. Agric. 14(9): 1745–1754.

Siadat, S.A., S.A. Moosavi, and M. Sharifzadeh, 2015. Alleviate Seed Ageing Effects in Silybum marianum by Application of Hormone Seed Priming. Not. Sci. Biol. 7(3): 316-321.

Tabatabaei, S.A. 2013. The Effect of priming on germination and enzyme activity of sesame (Sesamum indicum L.) seeds after accelerated aging. J. St. Physiol. Biochem. 9 (4): 132-138.

Taiz, L., and Zeiger, E. 2002. Plant Physiology, 3 edn. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, Massachusetts.

Tale Ahmad, S., and Haddad, R. 2011. Study of Silicon Effects on Antioxidant Enzyme Activities and Osmotic Adjustment of Wheat under Drought Stress. Czech J. Genet. Plant Breed. 47 (1): 17–27.

Varier, A., A.K., Vari, and M. Dadlani, 2010. The subcellular basis of seed priming. Curr. Sci. 99(4): 450-456.

Xia, F., X.Wang, M. Li,  and P. Mao, 2015. Mitochondrial structural and antioxidant system responses to aging in oat (Avena sativa L.) seeds with different moisture contents. Plant Physiol. Biochem. 94: 122-129.

Yan, M. 2015. Hydropriming promotes germination of aged napa cabbage seeds. Seed Sci. Technol. 43(2): 303-307.

Zhang, M., Z. Wang, L. Yuan, C. Yin, J. Cheng, L. Wang, J. Huang, and H. Zhang, 2014. Osmopriming improves tomato seed vigor under aging and salinity stress. Afric. J. Biotechnol. 11(23): 6305-6311.