مطالعه جوانه‌زنی و رشد گیاهچه بالنگو (‏‎(Benth.) Benth.in Wall‏ ‏Lallemantia royleana‏) در پاسخ به ‏دما و تعیین دمای کاردینال جوانه‌زنی با استفاده از مدل‌های رگرسیونی غیرخطی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تربت حیدریه

2 استاد. گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

3 استاد گروه زراعت دانشگاه ازاد اسلامی واحد مشهد

چکیده

‏ در این پژوهش خصوصیات بیولوژیک بذر گیاه دارویی بالنگو در واکنش به دما ارزیابی شد. برای کمی‌سازی جوانه‌زنی و ‏تعیین دمای کاردینال از چهار مدل رگرسیونی دندان مانند، دوتکه‌ای، مدل بتا و چند جمله‌ای درجه‌دوم و برای توصیف تابع برتر از ‏ضرایب رگرسیونی (‏a‏ و ‏b‏)، ضریب تبیین چندگانه (‏R2‎‏)، ضریب همبستگی (‏r‏) و سطح معنی‌داری توابع بین زمان(ساعت) ‏جوانه‌‍زنی مشاهده شده و زمان(ساعت) جوانه‌زنی پیش بینی شده استفاده شد. نتایج نشان داد جوانه‌زنی بالنگو در دامنه دمایی 5 تا ‏‏25 درجه سانتی‌گراد امکانپذیر است. بالاترین درصد جوانه‌زنی در شرایط آزمایشگاه در دمای 20 درجه به وقوع پیوست (5/98 ‏درصد). بیشترین رشد گیاهچه و کمترین زمان تا ظهور ساقه‌چه نیز در همین دما رخ داد (به ترتیب 03/60 میلی متر و 58 ساعت). ‏بر‌اساس نتایج برازش مدل‌های رگرسیونی غیرخطی، واکنش جوانه‌زنی نسبت به دما توسط مدل دو تکه‌ای بهتر از سه مدل دیگر ‏توصیف شد، لذا برای کمّی سازی پارمترهای بیولوژیک و ظهور گیاهچه بالنگو می‌توان از این تابع استفاده کرد. با استفاده از این ‏مدل، دمای کمینه، بهینه و دمای بیشینه جوانه‌زنی بذر بالنگو به ترتیب در دمای 1، 6/22 و 30 درجه سانتی‌گراد تعیین گردید. ‏دستاوردهای این پژوهش نشان داد بالنگو یک گیاه سرما پسند بوده و جوانه‌زنی آن در دامنه دمایی 20 تا 6/22 درجه سانتی گراد ‏نتایج مطلوب را در پی خواهد داشت. در این پژوهش معادلاتی جهت بررسی همزمان جوانه‌زنی بذر و رشد گیاهچه در واحد زمان ‏ارائه شد که با عنوان «ارزش جوانه‌زنی ‏(‏GV‏)» معرفی گردید.‏

کلیدواژه‌ها


Abdolahi, M., and S.M. Farahani. 2015. Evaluation of seed yield, mucilage and protein of different species and ecotypes of balangu (Lallemantia spp.) under drought stress. Iranian J. Med. Aroma. Plants.31(4): 

676-687

Alvarado, V., and K.J. Bradford, 2002. A hydrothermal time model explains the cardinal temperatures for seed germination. Plant Cell Environ. 25: 1061-1069.

Bannayan, M., F. Nadjafi., M. Rastgoo, and L. Tabrizi. 2006. Germination properties of some wild medicinal plants from Iran. J.  Seed Technol. 28(1): 80-86.

Bewley, J.D., and M. Black. 1994. Physiology and Biology of Seed in Relation to Germination (2nd ed.) edition. Sepringer verlag, Berlin.

Bonyanpour, A.R., and M. Khosh-Khui. 2001. Factors influencing seed germination and seedling growth in Black Zira (Bunium persicum). J. Herbs, Spices and Med Plants. 8(1): 79-85.

Boroumand Rezazadeh, Z., and A. Koocheki. 2006. Evaluation of cardinal temperature for three species of medicinal plants, Ajowan (Trachyspermum ammi), Fennel (Foeniculum vulgare) and Dill (Anethum graveolens).Desert J. 11(2): 11-16.

Copeland, L.O., and M. McDonald. 2001. Principles of Seed Science and Technology. Massachusetts, Kluwer Academic Publishers.

Daneshmandi, M.S. 2013. Identification of biophysical, biochemical and biological characteristics in Balangu seeds (Lallemantia royleana) and study of seed germination and seed vigour structures under environmental difficult conditions. M.Sc. Thesis. Mashhad Univ. Khorasan Province, Mashhad, Iran (In Persian, with English Abstract)

Daneshmandi, M.S., R. Sadrabadi, and R. Tavakkol Afshari. 2011. Comparison of mucilage characteristics in seeds of some medicinal plants. p. 1867-1872.  In Proc. IranianCongr. Seed Sci. Technol, 2nd. Mashhad, Iran. (In Persian, with English Abstract)

Daneshmandi, M.S., R. Tavakkol Afshari, and R. Sadrabadi Haghighi. 2017. Identification of chemical and biochemical characteristics of Balangu seeds (Lallemanthia royleana (Benth.) Benth.in Wall) under accelerated aging conditions. Iranian J. Seed Sci. Technol. 6(1):23-37. (In Persian, with English Abstract).

Ellis, R.H., and E.H. Roberts, 1981. The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Sci. Technol. 9: 377-409.

Ghaderi-Far, F., A. Soltani, and H.R. Sadeghipour. 2009. Evaluation of nonlinear regression models in quantifying germination rate of medicinal pumpkin (Cucurbita pepo L. subsp. Pepo. Convar. Pepo var. styriaca Greb), borago (Borago officinalis L.) and black cumin (Nigella sativa L.) to temperature. J. Plant Prod. 16(4): 1-19. (In Persian, with English Abstract)

Ghorbani, A., F. Zarinkamar, and A. Fallah. 2011. Effect of cold stress on the anatomy and morphology of the tolerant and sensitive cultivars of rice during germination. J. Cell Tissue (JCT). 2(3): 235-244. (In Persian, with English Abstract)

Gray, W.M., A. Ostin., G. Sandberg., C.P Romano and M. Estelle. 1997. High temperature promotes auxin-mediated hypocotyl elongation in Arabidopsis. PNAS J. (National academy of sciences of the USA). 95(12): 7197- 7202.

Hakim, M.A., A.S. Juraimi., M. Begum., M.M. Hanafi., M.R. Ismail and A. Selamat. 2010. Effect of salt stress on germination and early seedling growth of rice (Oryza sativa L.). African J. Biotechnol. 9(13): 1911-1918.

Hampton, J.G., and D.M. Tekroy. 1995. Handbook of Vigour Test Methodes. The International seed testing association, Zurich.

Hedge, I.C. 1970. Observation on the mucilage of Salvia Fruits. Royal Botani Gardens. Edinburgh. 30(1):

79-95.

Jones, G., and S.M. Valamoti. 2005. Lallemantia, an imported or introduced oil plant in bronze age northern Greece. Vegetation History and Archaeobot. 14(4): 571-577.

Koocheki, A., M. Nassiri Mahallati and F. Najafi. 2004. The agrobiodiversity of medicinal and aromatic plants in Iran. Iranian J. Field Crops Res. 2(2): 208-215. (In Persian, with English Abstract)

Koohdar, F., M. Sheidai., S.M. Talebi., Z. Noormohammadi and S. Ghasemzadeh-Baraki. 2016. Genetic diversity, population structure and morphological variability in the Lallemantia royleana (Lamiaceae) from Iran. Phytologia Balcanica, 22(1): 29–38

Lahouti, M., M. Zare Hasan Abadi., and R. Ahmadian. 2003. Biochemestry and Physiology of Plant Hormones. Ferdowsi University Press. Iran. P. 359 (Translated in Persian)

Mosjidis, J.A., and X. Zhang, 1995. Seed germination and root growth of several Vicia species at different temperatures. Seed Sci. Technol. 23: 749-759.

Nonogaki, H., G.W. Bassel and J.D. Bewley, 2010. Germination- still a mystery. Plant Sci. 179: 574-581.

Omid Baigi, R. and M. Mahmoudi Sourestani. 2010. Effect of water stress on morphological traits, essential oil content and yield of Anise Hyssop (Agastache foeniculum [Pursh] Kuntze). Iranian J. Hortic. Sci. 41(2): 208-215. (In Persian, with English Abstract).

Piper, E.L., K.J. Boote., J.W. Jones and S.S. Grimm, 1996. Comparison of two phenology models for predicting flowering and maturity date of soybean. Crop Sci. 36, 1606–1614.

Pirjalili, F., and Omidi, H. 2017. Effects of drought stress on grain yield and qualitative characteristics of three populations of Lallemantia royleana Benth. Iranian J. Med. Aroma. Plants. 33(1): 25-38. (In Persian, with English Abstract).

Razmi, Z. R. Hamidi., and M.H. Pirasteh-Anosheh. 2013. Seed germination and seedling growth of three sorghum (Sorghum bicolor L.) genotypes as affected by low temperatures. Int. J. Farm Allied Sci. 2(20): 851-856.

Rechinger, K.H. 1982. Lallemantia (Labiatae) in Rechinger Flora Iranica No. 150: Akademische. Drurck University Verlagsantalt, Graz, Austria.

Ritchie, J.T., and D.S., NeSmith, 1991. Temperature and crop development. In: Hanks, R.J., Ritchie, J.T. (Eds.) Modeling Plant and Soil Systems. Agron. Monogr. 31: 5-29.

Rivera-Núñez, D., and C. Obón De Castro. 1992. Palaeoethnobotany and archaeobotany of the labiatae in europe and the near east. In Harley, R.M. and Reynolds, T. (eds), Advances Lab Sci.(Kew): 437- 457.

Ryding, O, 2001. Myxocarpy in the Nepetoideae (Lamiaceae) with notes on mxyodiaspory in general. Syst. Geogr. Plants. 71: 502-514.

Soltani, A. 2006. Re-consideration Application of Statistical Methods in Agricultural Researched. Jahad-daneshgahi of Mashhad Perss. (In Persian)

Soltani, A., and V. Maddah. 2010. Simple Applied Programs for Education and Research Agronomy. Iranian Scienti. Soci. Agroecology Press. (In Persian)

Soltani, A., M.J. Robertson., B. Torabi., M. Yousefi-Daz., and R. Sarparast, 2006. Modeling seedling emergence in chickpea as influenced by temperature and sowing depth. Agric. Meteorol. 138:156-167.

Tabrizi, L. 2003. Effect of water stress and organic fertilizer on quantitative and qualitative criteria of two species of medicinal plants: Plantago ovata and Plantago psyllium. M.Sc. Thesis. Ferdowsi Univ. Khorasan Province, Mashhad. Iran. (In Persian, with English Abstract)

Tabrizi, L., A. Koocheki., M. Nassiri Mahallati, and P. Rezvani Moghaddam. 2008. Germination Behaviour of Cultivated and Natural Stands Seeds from of Khorasan Thyme (Thymus transcaspicus Klokov) with Application of Regression Models. Iranian J. Field Crops Res. 5(2): 249-257. (In Persian, with English Abstract)

Yin, X., M.J. Kropff., G. McLaren, and R.M. Visperas, 1995. A nonlinear model for crop development as a function of temperature. Agric. For. Meteorol. 77: 1–16.

Zhao, Y., and K.H. Hasenstein, 2009. Physiological interactions of antiauxins with auxin in roots. J. Plant Physiol. 167(11): 879-884