بررسی پاسخ ارقام مختلف سویا به سطوح مختلف شوری در مرحله جوانه زنی
محورهای موضوعی : تنش های محیطی
محمد مهدی علیزاده
1
,
مهیار گرامی
2
,
پرستو مجیدیان
3
,
حمیدرضا قربانی
4
*
1 - بخش علوم باغبانی- گیاهان دارویی، موسسه آموزش عالی سنا ساری، ایران
2 - بخش زیست شناسی، موسسه آموزش عالی سنا ساری، ایران
3 - بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،
4 - بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،
کلید واژه: ارقام متحمل, تجزیه خوشهای, تنش شوری, سویا, همبستگی.,
چکیده مقاله :
بهمنظور بررسی اثر شوری بر جوانهزنی ارقام سویا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه بذر مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران در سال 1400 اجرا شد. تیمارها شامل 11 رقم سویا (ویلیامز، صبا، تپور، ساری، امیر، کاسپین، کوثر، کتول، سحر، تلار، نکادر) و چهار سطح شوری (صفر، 20، 40 و 60 میلیمولار کلرید سدیم) بود. تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمارها و اثر متقابل آنها بر تمام صفات در سطح احتمال یک درصد معنیدار و با افزایش شوری، میزان صفات کاهش معنیداری یافت. مقایسه میانگین اثر رقم بر درصد جوانهزنی نشان داد که در بین ارقام، درصد جوانهزنی یکنواخت بوده و بیشترین میزان در رقم کتول (3/83 درصد) مشاهده شد. مقایسه میانگین اثرات متقابل شوری و رقم نشان داد که بیشترین مقادیر صفات در ترکیب تیماری ارقام و غلظت صفر میلیمولار مشاهده و با افزایش شوری، از میزان صفات کاسته و کمترین مقدار آنها در ترکیبات تیماری ارقام و سطح 60 میلیمولار بود. تجزیه خوشهای، ژنوتیپها را در سه گروه قرار داد. آنالیز همبستگی نشان داد که تمامی ضرایب همبستگی مثبت و معنیدار بوده و صفت سرعت جوانهزنی بیشترین همبستگی را با صفات درصد جوانهزنی (88/0) و وزن خشک کل (78/0) داشت. درصد جوانهزنی به‌عنوان اولین صفت در مدل رگرسیونی صفت سرعت جوانهزنی وارد و سهم قابل توجهی (77/0) از تغییرات آن را توجیه نمود. در بین ارقام مختلف، ارقام امیر و صبا به عنوان ارقام متحمل و ارقام سحر و ویلیامز به عنوان ارقام حساس شناخته شدند.
In order to investigate the effect of salinity on soybean germination, the project was performed as factorial experiment based on completely randomized design with three replications in laboratory of Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center in 2020. The treatments were 11 soybean cultivars (Williams, Saba, Tapor, Sari, Amir, Caspian, Kosar, Katul, Sahar, Telar and Nekador) and four salinity levels (0, 20, 40, 60 mM of NaCl). Analysis of variance showed that the effect of salinity, genotypes and interaction of theme in all traits were significant at 1% probability level. With increasing salinity, all traits value in all genotypes decreased. Mean comparison of variety treatment showed that the highest germination percentage was observed in Katul cultivar (83.33%). The Mean comparison of interaction effect showed that the highest values of the traits were observed in the combination of cultivars and 0 mM concentration, and with increasing salinity level, the amount of traits decreased and their lowest value was in the combination of cultivars and 60 mM. Cluster analysis put the studied genotypes into three groups. Correlation analysis showed that all correlation coefficients were positive and significant, and the germination rate had the highest correlation with the germination percentage (0.88) and total dry weight (0.78). The germination percentage was the first trait that entered to the regression model of germination rate and was able to justify 0.77 of variances. Among different cultivars, Amir and Saba cultivars were recognized as tolerant cultivars and Sahar and Williams cultivars as sensitive cultivars.
Abbasi, F., Kuchaki, A. and Ghaffari, A. 2009. Assessment germination and vegetative growth in ctorum in different concentrations of NaCl. J. of Iran Agric. Res. 7(2): 52-57.
Aiazzi, M.T., Carpane, P.D., Arguello, J.A. and Piotto, B. 2004. Salt tolerance at the germination stage of Atriplex cordobensis from different provinces. Seed Sci. and Tech. 32: 43-52.
Almansouri, M., Kinet, M. and Lutts, Y. 2001. Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat (Triticum durum des). Plant Soil. 231: 243-254.
Anjomani, H., Babaeian, N. and Bagheri, N. 2019. Assessment of Salinity Stress on Traits Related to Seed Germination in Various Selected Soybean Genotypes (Glycine max). J. of Crop Breed. 10(28): 181-187.
Ashraf, M. and Foolad, M.R. 2005. Presowing seed treatment-a shotgun approach to improve germination growth and crop yield under saline and none-saline conditions. Adv. Agron. 88: 223-271.
Babaeian, N. and Bagheri, N. 2018. Assessment of salinity stress on traits related to seed germination in various selected soybean genotypes (Glycine max). J. of Crop Breed. 10(28): 181-187.
Bagheri Fard, G., Rezaei, A.M., Bagheri Fard, A., Mohammadi, Sh. and Bagheri, A. 2014. The effect of salinity stress on germination characteristics and growth indices of five soybean cultivars (Glycine max L.). J. of Seed Res. 4(10): 40-51.
Enferadi, A., Postini, K., Majnoonhoseyni, N., Talei, A. and Atari, A.A. 2002. Rapeseed cultivars physiological responses to stress in vegetative stage. J. of Sci. and Tech. of Agri. and Nat. Resour. 7(4): 103-112.
Farhangi-Abriz, S. and Ghassemi-Golezani, K. 2022. Changes in seeds quality of soybean in response to salicylic acid and jasmonic acid under salt stress. Iranian J. of Seed Sci. and Res. 8(4): 385-395.
Farhoudi, R. and Tafti, M.M. 2011. Effect of salt stress on Seedlings growth and ions homeostasis of soybean (Glycine max) Cultivars. Adv. Environ. Biol. 5(8): 2522-2526.
Ghassemi-Golezani, K. and Roozbeh, B. 2011. Changes in seed quality of chickpea cultivars under salinity stress. Res. on Crops. 12: 778-782.
Gorzin, M., Ghaderi-Far, F., Zeinali, E. and Razavi, S.E. 2015. Evaluation of seed germination and seed vigor of different soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivars under different planting dates in Gorgan. Iranian J. of Field Crops Res. 13(3): 611-622.
Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K. and Bohnert, H.J. 2000. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 51: 463-499.
Izadi darbandi, A. and Mohammadian, M. 2012. Effects of temperature and salinity on seed germination and growth characteristics of canola cultivars (Sesamum indicum). Iranian J. of Agri. Res. 10(2): 345-355.
Jaleel, C.A., Gopi, R., Sankar, B., Manivannan, P., Kishorekumar, A., Sridharan, R. and Panneerselvam, R. 2007. Studies on germination, seedling vigour, lipid peroxidation and proline metabolism in Catharanthus roseus seedlings under salt stress. S. Afr. J. Bot. 73: 190-195.
Kader, M.A. 2005. A comparison of seed germination calculation formulae and the associated interpretation of resulting data. J. proc. R. Soc. New South Wales. 138: 65–75.
Kafi, M. and Stowart, D. 2001. The effects of salinity on growth and yield of nine cultivar of wheat. J. of Agri. Sci. and Tech. 12 (1).
Kan, G., Ning, L., Li, Y., Hu, Z., Zhang, W., He, X. and Yu, D. 2016. Identification of novel loci for salt stress at the seed germination stage in soybean. Breed. Sci. 66(4): 530-541.
Kaydan, D. and Yagmur, M. 2008. Germination, seedling growth and relative water content of shoot in different seed sizes of triticale under osmotic stress of water and NaCl. Afr. J. Biotechnol. 7: 2862-2868.
Khan, F., Siddiqi, T.O., Mahmooduzzafar, and Ahmad, A. 2009. Morphological changes and antioxidant defence systems in soybean genotypes as affected by salt stress. J. of Plant Interact. 4: 295-306.
Lotfi, R. and Ghassemi-Golezani, K. 2015. Influence of salicylic acid and silicon on seed development and quality of mung bean under salt stress. Seed Sci. and Tech. 43: 52-61.
Maghtouli, M. and Chaiechy, M. 1999. Effect of salinity and salt on germination and initial growth of sorghum. J. of Agri. Sci. and Nat. Res. 6: 33-40.
Mahmoodabad-zabihi, R.Z., Somarin, S.J., Khayatnezhad, M. and Gholmi, R. 2011. The study of effect salinity stress on germination and seedling growth in five different genotypes of wheat. Adv. in Environ. Biol. 5 (1): 177-179.
Majidian, P., Gerami, M., Ghorbani, H.R. and Alizadeh, M.M. 2021. The response of different soybean cultivars to salt stress in germination level. 1st International and 5th National Seed Science and Technology Conference of Iran. Kermanshah. https://civilica.com/doc/1522999.
Mansouri Gandomani, V., Omidi, H. and Bostanim, A. 2019. Study on effects of pretreatment nano-particle silicon dioxide (SiO2) on seed germination and biochemical indicate of soybean (Glycine max L.) cultivars Williams under salinity. Iranian J. of Seed Res. 6 (3): 299-316.
Nasri, N., Saidi, I., Kaddour, R. and Lachaal, M. 2015. Effect of salinity on germination, seedling growth and acid phosphatase activity in lettuce. American J. of Plant Sci. 6: 57-63.
Niakan, M., Tajari, M. and Ghorbani, M. 2008. The effect of salinity stress on allelopathic potential of canola by studying some growth factors, chlorophyll a, b amount, antioxidant enzyme and nitrate reductase activity of soybean seedlings in hydroponic culture. Iranian J. of Biol. 21: 315-25.
Patade, V.Y., Maya, K. and Zakwan, A. 2011. Seed priming mediated germination improvement and tolerance to subsequent exposure to cold and salt stress in capsicum. Res. J. Seed Sci. 4 (3): 125-136.
Porkar, M., Mohsenzadeh Golfazani, M., Hasani Kumleh, H. and Samizadeh, H. 2022. Grouping of some soybean genotypes in various salt stress treatment in Germination Stages and Study of Genetic Diversity using Molecular Markers. Iranian J. of Seed Sci. and Res. 9(2): 13-29.
Rahimi, A. and Biglarifard, A. 2011. Impacts of NaCl Stress on proline, Soluble Sugars Photosynthetic Pigments. J. of Adv. in Environ. Biol. 5(4): 617-623.
بررسی پاسخ ارقام مختلف سویا به سطوح مختلف شوری در مرحله جوانهزنی
محمد مهدی علیزاده1، مهیار گرامی2، پرستو مجیدیان3، حمیدرضا قربانی4*
1- دانش آموخته کارشناسی ارشد، باغبانی- گیاهان دارویی، موسسه آموزش عالی سنا، ساري، ایران
2- دانشیار، بخش زیست شناسی، موسسه آموزش عالی سنا ساري، ایران
mahyar.gerami@yahoo.com
3- استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران
p.majidian@areeo.ac.ir
4*- استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران
h.ghorbani@areeo.ac.ir
نویسنده مسئول: h.ghorbani@areeo.ac.ir
چکيده
بهمنظور بررسی اثر شوری بر جوانهزنی ارقام سویا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه بذر مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران در سال 1400 اجرا شد. تیمارها شامل 11 رقم سویا (ویلیامز، صبا، تپور، ساری، امیر، کاسپین، کوثر، کتول، سحر، تلار، نکادر) و چهار سطح شوری (صفر، 20، 40 و 60 میلیمولار کلرید سدیم) بود. تجزیه واریانس نشان داد که اثر تیمارها و اثر متقابل آنها بر تمام صفات در سطح احتمال یک درصد معنیدار و با افزایش شوری، میزان صفات کاهش معنیداری یافت. مقایسه میانگین اثر رقم بر درصد جوانهزنی نشان داد که در بین ارقام، درصد جوانهزنی یکنواخت بوده و بیشترین میزان در رقم کتول (3/83 درصد) مشاهده شد. مقایسه میانگین اثرات متقابل شوری و رقم نشان داد که بیشترین مقادیر صفات در ترکیب تیماری ارقام و غلظت صفر میلیمولار مشاهده و با افزایش شوری، از میزان صفات کاسته و کمترین مقدار آنها در ترکیبات تیماری ارقام و سطح 60 میلیمولار بود. تجزيه خوشهاي، ژنوتيپها را در سه گروه قرار داد. آنالیز همبستگی نشان داد که تمامی ضرایب همبستگی مثبت و معنیدار بوده و صفت سرعت جوانهزنی بیشترین همبستگی را با صفات درصد جوانهزنی (88/0) و وزن خشک کل (78/0) داشت. درصد جوانهزنی به‌عنوان اولین صفت در مدل رگرسیونی صفت سرعت جوانهزنی وارد و سهم قابل توجهی (77/0) از تغییرات آن را توجیه نمود. در بین ارقام مختلف، ارقام امیر و صبا به عنوان ارقام متحمل و ارقام سحر و ویلیامز به عنوان ارقام حساس شناخته شدند.
واژه‌هاي كليدي: ارقام متحمل، تجزیه خوشهای، تنش شوری، سویا، همبستگی.
مقدمه
تنش شوری در مناطق خشک و نیمه خشک زمین یکی از موثرترین عوامل محدود کننده رشد گیاهان بوده و به عنوان یکی از معضلات مهم کشاورزی شناخته میشود (Babaeian and Bagheri, 2018). با افزایش سطح اراضی شور و هزینههای بالای اصلاح و در نهایت غیرقابل کشت شدن آنها، شناسایی لاینهای متحمل به شوری از اهمیت ویژهای برخوردار خواهد بود. تنش شوري عموماً باعث كاهش درصد و سرعت جوانهزني و كاهش رشد گياهچه شده (Izadi Darbandi and Mohammadian, 2012) و با تأخير در شروع جوانهزنی و افزايش غير يكنواختي جوانهزني منجر به كاهش رشد و عملكرد گياه ميشود (Ashraf and Foolad, 2005).
سویا (Glycine max L.) گیاهی یک ساله از خانواده بقولات بوده (Kan et al., 2016) و به واسطه درصد بالای پروتئین، روغن و توانائی بالای تثبیت نیتروژن یکی از مهمترین بقولات دانهای به شمار میرود. این گیاه زراعی در برابر شوری تحمل کمی دارد و استفاده از آبهای شور سبب افت محصول آن میشود. افزایش غلظت نمک موجب کاهش وزن تر اندام هوائی گیاه و بالا رفتن غلظت سدیم در واحد وزن خشک گیاه میشود (Farhoudi and Tafti, 2011). از رایجترین عوامل افت محصول در شرایط شور، صدمه سویا در مرحله گیاهچهای و کاهش جوانهزنی بوده و از اینرو شناسایی ارقام و ژنوتیپهای متحمل به شوری مهم میباشد. یکی از روشهای پایش اولیه ژنوتیپها، جوانهزنی در محیط رشد شور و بررسی سرعت و درصد جوانهزنی و مقدار رشد ریشهچه و ساقهچه میباشد. اکثر گیاهان در مرحله جوانهزنی مقاومت نشان داده و در مرحله ظهور گیاهچه و آغاز رشد رویشی حساس هستند و گاهاً ممکن است برخی گیاه در مرحله جوانهزنی حساس و در مراحل بعدی مقاوم باشند (Gorzin et al., 2015).
افزایش شوری در هنگام جوانهزني موجب اختلال در ساختار و كاركرد پروتئينها و آنزيمها شده و با افت پتانسيل آب سلول، انواع اكسيژن فعال تجمع یافته و سمیت یونها در گياهچه ایجاد ميگردد (Hasegawa et al., 2000). اولین اثر شوری بر رشد گیاهان در مزرعه، عدم یکنواختی سطح سبز و کاهش جوانهزنی بذور است و ارقامی كه بتوانند واكنش مناسبي در مرحله جوانهزني نسبت به شوري نشان دهند، در ادامه رشد، گياهچه بهتري داشته و سيستم ريشهاي قويتري را توليد ميكنند (Kaydan and Yagmur, 2008). در تعاريف قدرت بذر، تأكيد زيادي بر جوانهزني و توليد سريع و يكنواخت گياهچههاي سالم شده است. كاهش سرعت جوانهزني بذرهاي توليدي در تنش شوري ممکن است به دليل تجمع يونهاي سمي ناشي از شوري بوده (Lotfi and Ghassemi-Golezani, 2015) و این کاهش ميتواند به آسيب غشای سلولي مرتبط باشد (Ghassemi-Golezani and Roozbeh, 2011). گیاهان در تنش شوری، برای ساخت مواد آلی، انرژی زیادی صرف تنظیم اسمزی میکنند که این امر، سبب کاهش توانایی ریشه در جذب آب و عناصر غذایی، کم شدن رشد برگ و ساقه، کاهش تولید اندام جدید و تولید ماده خشک شده و کاهش انتقال مواد غذایی از قسمت لپهها به محور جنینی، منجر به افت وزن ریشهچه و ساقهچه و در نهایت گیاهچه میشود (Kafi and Stowart, 2001). شوری در ساختار گیاهچه با غیر فعال کردن برخی هورمونها و نیز اخلال در نفوذپذیری غشای سلول، بنیه بذر را کاهش میدهد. آگاهی از نحوه پاسخ گونهها و ارقام گیاهی به تنش شوری طی مرحله جوانهزنی از جنبههای اکولوژیکی و فیزیولوژیکی بسیار حائز اهمیت است، زیرا جوانهزنی یک مرحله حیاتی در استقرار گیاه است (Aiazzi et al., 2004). در این راستا، هدف از این تحقیق، بررسی توانایی جوانهزنی و رشد ارقام مختلف سویا تحت شرایط تنش شوری و معرفی رقم/ارقام برتر جهت استفاده در برنامههای بهزراعی و بهنژادی بود.
مواد و روشها
به منظور ارزیابی جوانهزنی ارقام مختلف سویا در شرایط تنش شوری، آزمایشی در سال 1400 در آزمایشگاه بذر مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد و در آن 11 رقم سويا با اسامی ویلیامز، صبا، تپور، ساری، امیر، کاسپین، کوثر، کتول، سحر، تلار، نکادر در چهار سطح تيمار شوري شامل صفر (شاهد با آب مقطر)، 20، 40 و 60 ميليمولار NaClمورد مطالعه قرار گرفتند. این ارقام از گروههای رسیدگی ۳، 4 و 5 با عادت رشدی متفاوت محدود، نیمه محدود و نامحدود هستند. در این آزمایش، فاکتورهای جوانهزنی شامل طول ساقهچه و ریشهچه، وزن خشک ساقهچه و ریشهچه و وزن خشک کل و درصد و سرعت جوانهزنی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا جهت ضدعفونی، بذر رقمهای مختلف به مدت ١٠ دقيقه در محلول هيپوكلريت سديم دو درصد قرار گرفته و سپس چندین بار توسط آب مقطر شسته شدند. سپس بذور در داخل پتريديشهایی به قطر ١٠ سانتيمتر بر روي كاغذ صافي قرار داده و پتریدیشها در اتاقک رشد با رطوبت 65 درصد و دمای 25 درجه سانتیگراد برای شب و شرایط نوری 16 ساعت روز و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند (Majidian et al., 2021). بررسی بذور جوانهزده بعد از ٢٤ ساعت آغاز و تا زماني كه تمامي بذور جوانهزده و يا قادر به جوانهزني نبودند، ادامه يافت. اعمال تنش شوری به روش نياكان و همكاران (Niakan et al., 2008) و با استفاده از محلولهای تهيه شده با NaCl و بر اساس غلظت هر تيمار انجام شد. براي به دست آوردن غلظتهاي 20، 40 و 60 ميليمولار، توسط رابطه 1 مقدار مورد نياز NaCl محاسبه شد.
N1V1=N2V2 رابطه (1)
كه در آن N1غلظت محلول اوليه NaCl(يك مولار)، V1حجم لازم از محلول NaClيك مولار، N2 غلظتهاي مورد نياز از محلول NaCl براي سطوح مختلف تنش شوری (20، 40 و 60 ميليمولار) و V2حجم نهايي محلول NaCl مورد نياز براي استفاده در اعمال تنش شوري ميباشد. اندازهگيري سرعت جوانهزنی پس از آخرين مرحله شمارش تعداد بذور جوانهزده توسط رابطه ٢ محاسبه شد (Kader, 2005).
رابطه 2
که در آن GRسرعت رشد، تعداد بذور جوانهزده در روز iام و Diتعداد روز از ابتداي كشت تا روز شمارش iام ميباشد.
درصد جوانهزنی نیز به وسیله رابطه 3 محاسبه شد (Patade et al., 2011):
رابطه 3
که در آن GP درصد جوانهزني، N مجموع كل بذرهاي جوانهزده در پايان آزمايش و M كل بذرهاي كاشته شده بود.
جهت اندازهگیری وزن خشک نمونهها، در انتهای آزمایش، بعد از اندازهگیری وزن تر گیاهچهها، نمونهها به مدت ٧٢ ساعت در دماي ٧٠ درجه سانتیگراد درون آون قرار گرفته و با ترازو دقيق آزمایشگاهی (AND- EK200G کشور ژاپن) توزین شدند. تجزیه واریانس دادهها انجام و مقایسه میانگین آنها با روش LSD و با استفاده از نرمافزار SAS 9.0 انجام شد. براي گروهبندي رقمهاي سويا، بر اساس صفات جوانهزني اندازهگيري شده از تجزيه خوشهاي بر اساس فاصله اقليدوسي بين رقمها و روش وارد در نرم افزارSPSS 18 استفاده شد. علاوه بر انجام تجزیه خوشهای برای دادههای کلی تحقیق، گروهبندی رقمها در دو سطح 40 و 60 میلیمولار انجام گرفت. جهت برآورد همبستگی بین صفات به روش پیرسون و انجام تجزیه رگرسیونی به روش گام به گام از نرمافزار SPSS 18 استفاده شد.
نتایج و بحث
نتايج تجزيه واريانس دادهها نشان داد كه بين ژنوتيپها و سطوح تنش براي كليه صفات مورد مطالعه و نیز برای اثر متقابل ژنوتيپ × تنش شوري براي كليه صفات به غير از صفت درصد جوانهزنی تفاوت معنيداري در سطح احتمال يك درصد وجود داشت (جدول 1). معنيداری برهمکنش ژنوتيپ سویا و تنش شوری بیانگر تفاوت واكنش ژنوتيپها در سطوح مختلف تنش شوري بود. پرکار و همکاران (Porkar et al., 2022) نیز به واكنش متفاوت ارقام سویا در سطوح مختلف تنش شوری اشاره داشتند. همچنین در آزمایشی مشابه، اثرات تنش شوری بر تعدادی از ژنوتیپهای متنوع سویا بررسی شد و نتایج حاصل از تجزیه واریانش نشان داد که اثر تنش شوری، ژنوتیپ و برهمکنش آنها در سطح احتمال یک درصد بر تمامی صفات مورد مطالعه معنیدار بوده و با افزایش میزان شوری، میزان صفات در تمامی ژنوتیپها کاهش یافت که این نتایج با نتایج پژوهش حاضر مطابقت داشت (Anjomani et al., 2019).
جدول 1- تجزيه واريانس تأثير ارقام و شوری بر صفات جوانهزني سويا | |||||||||||||||||
منابع تغییر | درجه آزادی | میانگین مربعات | |||||||||||||||
طول ریشهچه | طول ساقهچه | وزن خشک ریشهچه | وزن خشک ساقهچه | وزن خشک کل | درصد جوانهزنی | سرعت جوانهزنی | |||||||||||
رقم | 10 | **157/1891 | **421/970 | **009/0 | **014/0 | **042/0 | **606/610 | **785/9 | |||||||||
شوری | 3 | **212/40728 | **967/46413 | **069/0 | **218/0 | **522/0 | **44/55069 | **16/495 | |||||||||
رقم × شوری | 30 | **967/780 | **861/733 | **002/0 | **003/0 | **007/0 | ns 55/185 | **468/3 | |||||||||
خطا | 88 | 204/137 | 53/124 | 000/0 | 003/0 | 0004/0 | 09/159 | 164/1 | |||||||||
ضریب تغییرات | 99/21 | 39/25 | 17/13 | 03/14 | 48/10 | 73/16 | 69/18 | ||||||||||
ns، *و ** به ترتيب غير معنيدار، معنيدار در سطح احتمال ٥ و ١ درصد | |||||||||||||||||
بررسی مقایسه میانگین اثر ساده تیمار رقم بر صفت درصد جوانهزنی ارقام سویا نشان داد که در بین ارقام مورد مطالعه، درصد جوانه زنی یکنواختی مشاهده شد. بیشترین میزان درصد جوانهزنی در رقم کتول (33/83) مشاهده شد که اختلاف معنیداری با دیگر ارقام مورد مطالعه به جز ویلیامز، ساری و تلار نداشت. بعد از کتول، ارقام کوثر (5/82) و صبا (66/81) بیشترین میزان درصد جوانهزنی را داشتند. کمترین میزان درصد جوانهزنی نیز برای رقم ویلیامز (33/63) بود که اختلاف معنیداری با درصد جوانهزنی ارقام ساری و تلار نداشت.
شکل 1- مقایسه میانگین اثر ساده تیمار رقم بر صفت درصد جوانهزنی سویا
با افزایش سطوح شوری بکار رفته در تحقیق، درصد جوانهزنی ارقام مختلف به طور معنیداری کاهش یافته و روند نزولی داشت. بطوریکه از میزان 78/98 درصد در سطح شاهد، به میزان 12/62 درصد در سطح 40 میلیمولار و 24/14 درصد در سطح 60 میلیمولار رسید. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که بین دو سطح شاهد و 20 میلیمولار و نیز دو سطح 20 و 40 میلیمولار شوری اختلاف معنیداری در میزان درصد جوانهزنی مشاهده نشده و به دلیل کاهش چشمگیر درصد جوانهزنی در سطح 60 میلیمولار، این سطح، اختلاف معنیداری با دیگر سطوح داشت.
شکل 2- مقایسه میانگین اثر ساده تیمار شوری بر صفت درصد جوانهزنی سویا
مقایسه میانگین اثرات متقابل تنش شوری و رقم بر صفات مختلف نشان داد که بیشترین مقادیر صفات در ترکیب تیماری ارقام و غلظت صفر میلیمولار شوری مشاهده شده و با افزایش سطح شوری، از میزان صفات کاسته شده و کمترین مقدار آنها در ترکیبات تیماری ارقام و سطح 60 میلیمولار شوری بود. بررسی صفات طول ریشهچه و ساقهچه نشان داد که با افزایش شوری، طول ریشهچه و ساقهچه در تمامی ارقام مورد مطالعه کاهش معنیدار یافته و میزان تغییرات آنها در بین ارقام مختلف متفاوت بود (جدول 3). بالاترین مقدار طول ریشهچه و ساقهچه در ترکیب تیماری رقم کتول و سطح صفر شوری (به ترتیب 33/143 و 33/133 میلیمتر) و کمترین مقدار صفات در ترکیب تیماری ارقام سحر (به ترتیب 00/9 و 66/4 میلیمتر) و ویلیامز (به ترتیب 66/10 و 33/6 میلیمتر) با سطح 60 میلیمولار شوری مشاهده شد. بررسی ترکیبات تیماری نشان داد که اگرچه رقم امیر در سطح صفر شوری، بیشترین مقادیر صفات را نداشت ولی در دو سطح تنش شوری 20 و 40 میلیمولار، بیشترین مقدار طول ریشهچه (00/90 و 66/51 میلیمتر) و طول ساقهچه (33/53 و 66/36 میلیمتر) را به خود اختصاص داده و تحمل مناسبی نسبت به دیگر ارقام در ارتباط با افزایش نسبی شوری محیط داشت. در سطح 60 میلیمولار، بیشترین مقدار طول ریشهچه مربوط به رقم تلار (00/18)، نکادر (00/17) و صبا ( به ترتیب 00/18، 00/17 و 00/16 میلیمتر بودن اختلاف معنیدار) و بالاترین طول ساقهچه مربوط به ارقام صبا و کاسپین (به ترتیب 00/11 و 00/11 میلیمتر) بود.
بیشترین وزن ریشهچه را رقم صبا در سطح شوری صفر میلیمولار (216/0 گرم و با اختلاف معنیدار با دیگر ارقام) و کمترین مقدار این صفت در ارقام ویلیامز و سحر (به ترتیب 003/0 و 0096/0 گرم بدون اختلاف معنیدار با یکدیگر) مشاهده شد. در سطوح تنش شوری 20 و 40 میلیمولار، بیشترین مقدار وزن خشک ریشهچه در رقم امیر (به ترتیب 62/13 و 00/13 گرم) و در سطح 60 میلیمولار در رقم صبا (0451/0 گرم) مشاهده شد. نتایج همچنین نشان داد که بیشترین وزن خشک ساقهچه و وزن خشک در سطوح تنش شوری صفر و 20 و 40 میلیمولار برای رقم امیر (به ترتیب 361/0، 503/0 و 171/0، 312/0 و 140/0، 270/0 گرم) و در سطح 60 میلیمولار در رقم صبا (061/0 و 106/0 گرم) و نیز کمترین مقدار وزن خشک ساقهچه و وزن خشک سویا متعلق به ارقام ویلیامز و سحر (به ترتیب 016/0، 008/0 گرم و 019/0، 018/0 گرم بدون اختلاف معنیدار با یکدیگر) بود. با ارزیابی اثر شوري بر رشد ارقام مختلف سويا بیان شد كه با افزايش میزان شوري، وزن خشك بخش هوايي و ريشه گیاه و نیز سطح برگ گیاه كاهش مييابد (Khan et al., 2009). ایشان با بررسي صفات مورفولوژيكی ژنوتيپهای سويا تحت تنش شوري بيان داشتند كه پارامترهای رشدی شامل طول، وزن تر و وزن خشك گياه تحت تأثير قرار گرفته و كاهش مييابند. همچنین محققین بیان داشتند که تنش شوری ناشی از کلرید سدیم سبب کاهش سرعت جوانهزنی، طول ریشهچه و ساقهچه و نسبت ریشهچه به ساقهچه شد (Abbasi et al., 2009). انفرادی و همکاران (Enferadi et al., 2002) گزارش کردند که کاهش وزن تر و خشک ریشهچه و ساقهچه تحت تنش شوری را میتوان به کاهش میزان و سرعت جذب آب اولیه و همچنین تاثیر منفی پتانسیل اسمزی کم و سمیت یونها بر فرآیندهای بیوشیمیایی در مراحل ابتدایی جوانهزنی نسبت داد. همچنین گزارش شده است که تنش شوری سبب تجمع یونها و ایجاد پتانسیل اسمزی شده که تنش خشکی را نیز به همراه داشته و با کاهش جذب آب توسط اندامهای گیاهی، شاهد کاهش رشد و توسعه سلولی بوده که منجر به کاهش رشد ریشهچه و ساقهچه میشود (Mahmoodabad-zabihi et al., 2011 و Rahimi and Biglarifard, 2011).
مقتولی و چاییچی (Maghtouli and Chaiechy, 1999) با ارزیابی اثر شوری بر اندامهای گیاهچهای ارقام پنبه و سورگوم گزارش نمودند که طول ریشهچه حساسیت بیشتری نسبت به تنش شوری داشته و این صفت تاثیر پذیری بیشتری نسبت به طول ساقهچه دارد. همچنین کاهش طول ساقهچه به دلیل اثرات مخرب سدیم بر بافت آن میباشد. آنها دریافتند که تحت تنش شوری فعالیت هورمون سیتوکینین در ریشهچه متوقف شده و بنابراین طول ریشهچه کاهش مییابد. المنصوری (Almansouri, 2001) گزارش کرد که تنش شوری منجر به کاهش آنزیم آلفا آمیلاز میشود. این آنزیم موجب شکسته شدن نشاسته در لپهها شده و با هر گونه کاهش فعالیت این آنزیم، به طور طبیعی سرعت شکستن ذخایر بذر کم شده و شاخصهای جوانهزنی کاهش مییابد. با کاهش رشد سلول، اندازه اندام گیاهی کوچک شده و شاهد کوچکتر شدن ساقهچه و برگهای اولیه و یا ارتفاع گیاهان به عنوان اولین اثر محسوس کمآبی ناشی از شوری آب یا خاک بر روی گیاهچه خواهیم بود.
بررسی تغییرات صفت سرعت جوانهزنی ارقام سویا در سطوح مختلف تنش شوری نشان داد که به جز رقم ساری، باقی ارقام بالاترین مقادیر صفت را در سطح صفر تنش شوری داشته و کمترین مقدار آن نیز برای ارقام ویلیامز، تپور و ساری بود. در سطح 20 میلیمولار ارقام صبا و امیر (به ترتیب 50/9 و 61/8)، در سطح 40 میلیمولار ارقام صبا و تپور (به ترتیب 55/8 و 92/7) و در سطح 60 میلیمولار رقم کتول (76/0) بالاترین میزان سرعت جوانهزنی را داشتند. جليل و همكاران (Jaleel et al., 2007) علت كاهش درصد و سرعت جوانهزني بذرها تحت تنش شوري را به اختلالات متابوليك مربوط با افزايش پراكسيداسيون ليپيدي در بذرها مرتبط دانستند. علاوه بر اثر شوری بر کاهش خصوصیات رشدی بذور کاشته شده در مزارع، این اثر منفی میتواند در بذور تولیدی این بوتهها نیز مشاهده شده و خصوصیات جوانهزنی بذور را نیز تحت تاثیر قرار دهد. قاسمي گلعذاني و روزبه (Ghassemi-Golezani and Roozbeh, 2011) با بررسی اثر تنش شوري بر كيفيت بذرهاي نخود در طول دوره پرشدن بذر بیان داشتند كه تنش سبب افت كيفيت بذرها شده بهطوريكه درصد و سرعت جوانهزني بذرهاي توليدشده تحت تنش شوري از بذرهاي توليدي در شرايط غير شور كمتر بود.
جدول 3- مقایسه میانگین اثر متقابل تیمارهای رقم و شوری بر صفات جوانهزنی مورد مطالعه | |||||||
تیمار | طول ریشهچه(میلیمتر) | طول ساقهچه(میلیمتر) | وزن خشک ریشهچه(گرم) | وزن خشک ساقهچه(گرم) | وزن خشک کل(گرم) | سرعت جوانهزنی | |
صفر میلیمولار | ویلیامز | l-p 00/30 | k-n 33/28 | op 043/0 | i-m 113/0 | l-n 157/0 | a 00/10 |
صبا | b-d 66/101 | fg 00/65 | a 216/0 | b 312/0 | a 507/0 | a 00/10 | |
تپور | d-g 00/85 | de 33/84 | b 170/0 | c 283/0 | b 454/0 | a 00/10 | |
ساری | d-f 00/90 | ef 67/76 | k 071/0 | fg 168/0 | f-h 240/0 | f-j 33/6 | |
امیر | bc 00/110 | ab 00/120 | cd 141/0 | a 361/0 | a 503/0 | a-d 33/8 | |
کاسپین | b 00/120 | dc 33/93 | e-g 116/0 | de 249/0 | d 366/0 | a 00/10 | |
کوثر | bc 00/110 | bc 33/113 | c 151/0 | cd 261/0 | c 412/0 | a 00/10 | |
کتول | a 33/143 | a 33/133 | b 177/0 | de 241/0 | c 418/0 | a 00/10 | |
سحر | c-e 66/96 | cd 00/100 | k-n 062/0 | g-i 140/0 | ij 203/0 | a 00/10 | |
تلار | g-i 00/70 | ab 33/123 | ef 118/0 | e 226/0 | de 344/0 | a 00/10 | |
نکادر | b-d 33/103 | a-c 66/116 | b 167/0 | f 182/0 | d 350/0 | a 00/10 | |
20 میلیمولار | ویلیامز | l-o 66/31 | k-m 00/30 | p-r 033/0 | l-o 095/0 | no 129/0 | i-k 00/5 |
صبا | d-g 66/86 | h-k 00/45 | f-h 111/0 | f-h 158/0 | gf 269/0 | ab 50/9 | |
تپور | kl 00/39 | h-l 33/43 | hi 100/0 | j-n 107/0 | h-j 207/0 | b-e 11/8 | |
ساری | k-m 00/35 | h-k 00/45 | op 046/0 | k-n 106/0 | l-n 153/0 | g-j 11/6 | |
امیر | d-f 00/90 | gh 33/53 | cd 136/0 | f 176/0 | e 312/0 | a-c 61/8 | |
کاسپین | hij 33/65 | h-m 66/35 | k 077/0 | l-o 090/0 | kl 167/0 | d-i 694/6 | |
کوثر | f-h 66/71 | h-l 33/43 | g-i 101/0 | hi 135/0 | gh 237/0 | b-f 944/7 | |
کتول | e-h 66/81 | g-j 00/50 | ij 094/0 | i-l 114/0 | h-j 208/0 | h-j 667/5 | |
سحر | kl 33/38 | k-n 33/27 | m-o 051/0 | o-q 077/0 | no 128/0 | g-j 944/5 | |
تلار | f-h 66/71 | h-k 00/45 | hi 095/0 | h-k 132/0 | h-j 227/0 | i-k 194/5 | |
نکادر | e-h 00/80 | g-i 66/51 | hi 098/0 | h-j 134/0 | hi 233/0 | e-j 444/6 | |
40 میلیمولار | ویلیامز | kl 66/37 | k-m 00/31 | p-r 033/0 | q-t 052/0 | p-r 085/0 | l 972/2 |
صبا | kl 66/37 | m-p 00/20 | o-q 040/0 | k-n 105/0 | l-n 145/0 | a-c 555/8 | |
تپور | k-m 00/35 | j-m 66/32 | jk 078/0 | i-k 130/0 | h-j 208/0 | b-f 972/7 | |
ساری | kl 33/37 | k-n 66/27 | o-q 038/0 | q-t 055/0 | pq 094/0 | kl 611/3 | |
امیر | i-k 66/51 | h-m 66/36 | de 130/0 | hi 140/0 | f 270/0 | c-g 639/7 | |
کاسپین | kl 33/43 | i-m 00/35 | n-p 049/0 | m-p 086/0 | l-o 135/0 | jk 861/4 | |
کوثر | j-l 33/48 | i-m 00/35 | kl 068/0 | h-k 131/0 | jk 200/0 | c-h 111/7 | |
کتول | k-n 66/32 | m-p 66/21 | l-o 053/0 | n-p 086/0 | l-o 139/0 | f-j 333/6 | |
سحر | kl 00/38 | k-m 33/29 | q-s 025/0 | p-s 060/0 | p-r 085/0 | g-j 927/5 | |
تلار | l-o 66/31 | l-o 66/26 | op 043/0 | l-o 089/0 | m-o 131/0 | h-j 805/5 | |
نکادر | i-k 66/51 | k-m 00/30 | k-m 065/0 | l-o 097/0 | lm 163/0 | e-j 555/6 | |
60 میلیمولار | ویلیامز | q 66/10 | p 33/6 | t 003/0 | uv 016/0 | u 019/0 | m 000/0 |
صبا | m-q 00/16 | n-p 00/11 | op 045/0 | p-r 061/0 | op 106/0 | m 583/0 | |
تپور | q 66/10 | p 66/5 | st 015/0 | r-u 036/0 | s-u 051/0 | m 000/0 | |
ساری | n-q 66/14 | p 00/6 | r-t 018/0 | q-t 050/0 | q-s 067/0 | m 000/0 | |
امیر | o-q 00/13 | p 00/5 | q-s 025/0 | r-t 046/0 | q-s 071/0 | m 416/0 | |
کاسپین | o-q 00/13 | n-p 00/11 | o-q 037/0 | q-t 050/0 | pq 087/0 | m 327/0 | |
کوثر | o-q 00/13 | n-p 66/10 | r-t 018/0 | s-v 033/0 | r-t 053/0 | m 600/0 | |
کتول | pq 33/12 | p 66/6 | st 014/0 | t-v 029/0 | s-u 044/0 | m 766/0 | |
سحر | q 00/9 | p 66/4 | st 009/0 | v 008/0 | u 018/0 | m 583/0 | |
تلار | m-q 00/18 | p 00/8 | st 016/0 | uv 016/0 | tu 032/0 | m 133/0 | |
نکادر | m-q 00/17 | op 00/9 | op 045/0 | p-r 061/0 | op 106/0 | m 066/0 | |
ميانگينها در هر ستون كه داراي حداقل یک حرف مشترک ميباشند اختلاف معنيداري ندارند. | |||||||
گروهبندي ژنوتيپهاي سويا بر اساس صفات جوانهزني در تمام سطوح شوری مورد مطالعه (شکل 3) نشان داد که رقمها در 3 گروه مجزا قرار می گیرند. در گروه اول 6 رقم امیر، کتول، کوثر، کاسپین، نکادر و صبا، در گروه دوم 4 رقم تپور، سحر، ساری و تلار و در گروه سوم فقط یک رقم ویلیامز قرار گرفت.
شكل ٣- گروهبندي ژنوتيپهاي سويا بر اساس صفات جوانهزني و معيار فاصله اقليدوسي و روش وارد
جهت درک بهتر از رفتار رقمها در سطوح مختلف شوری و درک کلی از چگونگی رفتار رقمها در هر سطح خاص، گروهبندی رقم ها در سطوح 40 و 60 میلیمولار انجام گرفت. در تنش 40 میلیمولار رقمها در 3 گروه قرار گرفتند (شکل 4 ب). گروه اول شامل ارقام امیر، نکادر و کوثر بود. در گروه دوم صبا، تپور، کتول، سحر، کاسپین و تلار و در گروه سوم رقمهای ویلیامز و سحر قرار گرفتند. در تنش 60 میلیمولار نیز رقمها در 3 گروه دسته بندی شدند (شکل 4 الف). در گروه اول رقمهای ویلیامز، تپور، ساری، تلار و نکادر، در گروه دوم رقمهای امیر، کاسپین و سحر و در گروه سوم رقمهای صبا، کوثر و کتول جای گرفتند. مطالعه نتايج حاصل از تجزيههاي مختلف كلاستر در سطوح تنش شوري نشان داد كه ژنوتيپهای کاسپین و سحر در سطوح مختلف تنش در يك گروه قرار گرفته و اين موضوع ميتواند بيانگر اين باشد كه اين ژنوتيپها در تيمارهاي مختلف از نظر رشدي تغييرات چنداني نخواهد داشت. علاوه بر این، ژنوتيپهای امیر، نکادر و کوثر در سطح 40 میلیمولار و رقمهای صبا، کوثر و کتول در سطح 60 میلیمولار براي صفات طول ريشهچه، ساقهچه، درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی بيشترين ميانگين صفات را داشته و به عنوان ژنوتيپهاي متحمل سويا معرفي شدند و همچنين رقمهای ویلیامز و ساری در سطوح مختلف تنش به خصوص سطوح 40 و 60 ميليمولار داراي ميانگين صفات كمتري بودند و به عنوان ژنوتيپهاي حساس به تنش شوری سويا در مرحله جوانهزنی معرفي شدند.
|
|
(الف) | (ب) |
شكل 4- گروهبندي ژنوتيپهاي سويا با معيار فاصله اقليدوسي و روش وارد بر مبناي تنش 40 (ب) و 60 (الف) ميليمولار NaCl | |
نتایج آنالیز همبستگی (جدول 4) بین صفات نشان داد که تمامی ضرایب همبستگی مثبت و معنیداری بوده و بیشترین مقدار آن نیز مربوط به همبستگی معنیدار وزن خشک ساقهچه (98/0) و وزن خشک ریشهچه (95/0) با صفت وزن خشک کل بود. صفت سرعت جوانهزنی نیز بیشترین همبستگی را با صفات درصد جوانهزنی (88/0) و وزن خشک کل (78/0) داشت. ریشهچه به عنوان اولین بافت گیاهی با شوری در تماس بوده و توسعه آن نقش قابل توجهی در تحمل گیاه به تنش شوری دارد. طول این بافت در ارقام مختلف سویا همبستگی مثبت و معنیداری با تمام صفات مورد مطالعه داشته که بیانگر افزایش توان رشدی گیاه با افزایش طول ریشهچه در محیطهای شور میباشد. باقری فرد و همکاران (Bagheri Fard et al., 2014) گزارش نمودند که صفات درصد جوانهزنی و سرعت جوانهزنی در سویا همبستگی بسیار بالایی با یکدیگر داشته و نیز وزن خشک ریشهچه با تمامی صفات مورد مطالعه همبستگی مثبت و معنیداری داشت. فرهنگی آبریز و قاسمی گلعذانی (Farhangi-Abriz and Ghassemi-Golezani, 2022) به همبستگی مثبت و معنیداری سرعت جوانهزنی با وزن گیاهچه سویا اشاره داشته و نتایج منصوری گندمانی و همکاران (Mansouri Gandomani et al., 2019) نیز حاکی از همبستگي مثبت و معنيدار درصد جوانهزني بذر سويا با سرعت جوانهزني، تعداد گياهچه عادي، وزن تر گياهچه و ميزان كلروفيل برگ داشت.
جدول 4- بررسی همبستگی صفات مورد مطالعه | ||||||
| طول ریشهچه | طول ساقهچه | وزن خشک ریشهچه | وزن خشک ساقهچه | وزن خشک کل | درصد جوانهزنی |
طول ساقهچه | **873/0 | 1 |
|
|
|
|
وزن خشک ریشهچه | **821/0 | **749/0 | 1 |
|
|
|
وزن خشک ساقهچه | **823/0 | **813/0 | **874/0 | 1 |
|
|
وزن خشک کل | **850/0 | **813/0 | **949/0 | **981/0 | 1 |
|
درصد جوانهزنی | **623/0 | **567/0 | **592/0 | **600/0 | **618/0 | 1 |
سرعت جوانهزنی | **749/0 | **722/0 | **743/0 | **760/0 | **779/0 | **882/0 |
** معنیداری در سطح 1 درصد | ||||||
وزن خشک کل نخستین صفتی بود که در مدل رگرسیونی صفت سرعت جوانهزنی وارد شده (جدول 3) و سهم قابل توجهی (60/0) از تغییرات آن را نیز توجیه نموده و همبستگی مثبت و معنیداری با تمام صفات مورد مطالعه در این تحقیق داشت. با بررسی ضرایب رگرسیون میتوان بیان داشت که وزن خشک کل به سبب ضریب مثبتی که دارد، از اهمیت بالایی برخوردار بوده و افزایش میزان این صفت سبب افزایش سرعت جوانهزنی میشود. بعد از این صفت، صفت طول ریشهچه به مدل رگرسیونی وارد شده و در مجموع این مدل توانست 63 درصد از تغییرات صفت سرعت جوانهزنی را توجیه نماید. این صفت نیز همبستگی مثبت و معنیداری با صفت سرعت جوانهزنی داشت (جدول 5). تغييرات وزن خشك گياهچههاي بذرهاي توليدي در شرايط مختلف با وزن تك بذر و سرعت جوانهزني در ارتباط است. بذرهايي كه با سرعت كمتري جوانه ميزنند، گياهچههاي كوچكتري نيز توليد ميكنند. نتايج مشابهي توسط نصري و همكاران (Nasri et al., 2015) و لطفي و قاسمي گلعذاني (Lotfi and Ghassemi-Golezani, 2015) گزارش شده است.
جدول 5- تجزیه رگرسیون گام‌به‌گام برای صفات مؤثر بر سرعت جوانهزنی | ||
ضریب تبیین | معادله رگرسیونی | متغیر وابسته |
63/0 | (طول ریشهچه) 32/0+(وزن خشک کل)46/14+025/1 | سرعت جوانهزنی |
رشد و عملکرد اغلب گیاهان زراعی به طور معمول در پاسخ به تنش شوری کاهش مییابد. همچنین با افزایش غلظت نمک در حد بالاتر از سطح آستانه تحمل گیاه، علاوه بر کاهش رشد، سبب افت میزان بیوماس نهایی گیاهان زراعی به طور قابل توجهی میگردد.
به طور کلی، نتایج این آزمایش نشان داد که تنش شوری بر تمامی صفات جوانهزنی مورد مطالعه اثر سوء داشته و رقمهای مختلف تحت تاثیر سطوح مختلف شوری، واکنشهای متفاوتی را نشان داده و با افزایش شوری، تمامی صفات مورد مطالعه کاهش معنیداری از خود نشان دادند. همچنین نتايج حاصل از تجزيه خوشهاي به روش وارد با معيار فاصله اقليدوسي بر اساس صفات جوانهزني، ژنوتيپهاي مورد مطالعه را در سه گروه مجزا قرار داد. در بین ارقام مختلف، ارقام امیر و صبا بیشترین مقادیر صفات و بهترین پاسخ به تنش شوری و ارقام سحر و ویلیامز نیز کمترین مقادیر صفات را داشت.
با توجه به اهمیت نقش جوانه زنی در استقرار بذر و ایجاد سطح سبز یکنواخت و مناسب در مزرعه میتوان از نتایج این پژوهش در انتخاب ارقام قابل کشت در اراضی مختلف استفاده و از آنها در برنامههای اصلاحی آینده با هدف افزایش مقاومت به شوری بهره برد.
منابع
Abbasi, F., Kuchaki, A. and Ghaffari, A. 2009. Assessment germination and vegetative growth in ctorum in different concentrations of NaCl. J. of Iran Agric. Res. 7(2): 52-57.
Aiazzi, M.T., Carpane, P.D., Arguello, J.A. and Piotto, B. 2004. Salt tolerance at the germination stage of Atriplex cordobensis from different provinces. Seed Sci. and Tech. 32: 43-52.
Almansouri, M., Kinet, M. and Lutts, Y. 2001. Effect of salt and osmotic stresses on germination in durum wheat (Triticum durum des). Plant Soil. 231: 243-254.
Anjomani, H., Babaeian, N. and Bagheri, N. 2019. Assessment of Salinity Stress on Traits Related to Seed Germination in Various Selected Soybean Genotypes (Glycine max). J. of Crop Breed. 10(28): 181-187.
Ashraf, M. and Foolad, M.R. 2005. Presowing seed treatment-a shotgun approach to improve germination growth and crop yield under saline and none-saline conditions. Adv. Agron. 88: 223-271.
Babaeian, N. and Bagheri, N. 2018. Assessment of salinity stress on traits related to seed germination in various selected soybean genotypes (Glycine max). J. of Crop Breed. 10(28): 181-187.
Bagheri Fard, G., Rezaei, A.M., Bagheri Fard, A., Mohammadi, Sh. and Bagheri, A. 2014. The effect of salinity stress on germination characteristics and growth indices of five soybean cultivars (Glycine max L.). J. of Seed Res. 4(10): 40-51.
Enferadi, A., Postini, K., Majnoonhoseyni, N., Talei, A. and Atari, A.A. 2002. Rapeseed cultivars physiological responses to stress in vegetative stage. J. of Sci. and Tech. of Agri. and Nat. Resour. 7(4): 103-112.
Farhangi-Abriz, S. and Ghassemi-Golezani, K. 2022. Changes in seeds quality of soybean in response to salicylic acid and jasmonic acid under salt stress. Iranian J. of Seed Sci. and Res. 8(4): 385-395.
Farhoudi, R. and Tafti, M.M. 2011. Effect of salt stress on Seedlings growth and ions homeostasis of soybean (Glycine max) Cultivars. Adv. Environ. Biol. 5(8): 2522-2526.
Ghassemi-Golezani, K. and Roozbeh, B. 2011. Changes in seed quality of chickpea cultivars under salinity stress. Res. on Crops. 12: 778-782.
Gorzin, M., Ghaderi-Far, F., Zeinali, E. and Razavi, S.E. 2015. Evaluation of seed germination and seed vigor of different soybean (Glycine max (L.) Merr.) cultivars under different planting dates in Gorgan. Iranian J. of Field Crops Res. 13(3): 611-622.
Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K. and Bohnert, H.J. 2000. Plant cellular and molecular responses to high salinity. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 51: 463-499.
Izadi darbandi, A. and Mohammadian, M. 2012. Effects of temperature and salinity on seed germination and growth characteristics of canola cultivars (Sesamum indicum). Iranian J. of Agri. Res. 10(2): 345-355.
Jaleel, C.A., Gopi, R., Sankar, B., Manivannan, P., Kishorekumar, A., Sridharan, R. and Panneerselvam, R. 2007. Studies on germination, seedling vigour, lipid peroxidation and proline metabolism in Catharanthus roseus seedlings under salt stress. S. Afr. J. Bot. 73: 190-195.
Kader, M.A. 2005. A comparison of seed germination calculation formulae and the associated interpretation of resulting data. J. proc. R. Soc. New South Wales. 138: 65–75.
Kafi, M. and Stowart, D. 2001. The effects of salinity on growth and yield of nine cultivar of wheat. J. of Agri. Sci. and Tech. 12 (1).
Kan, G., Ning, L., Li, Y., Hu, Z., Zhang, W., He, X. and Yu, D. 2016. Identification of novel loci for salt stress at the seed germination stage in soybean. Breed. Sci. 66(4): 530-541.
Kaydan, D. and Yagmur, M. 2008. Germination, seedling growth and relative water content of shoot in different seed sizes of triticale under osmotic stress of water and NaCl. Afr. J. Biotechnol. 7: 2862-2868.
Khan, F., Siddiqi, T.O., Mahmooduzzafar, and Ahmad, A. 2009. Morphological changes and antioxidant defence systems in soybean genotypes as affected by salt stress. J. of Plant Interact. 4: 295-306.
Lotfi, R. and Ghassemi-Golezani, K. 2015. Influence of salicylic acid and silicon on seed development and quality of mung bean under salt stress. Seed Sci. and Tech. 43: 52-61.
Maghtouli, M. and Chaiechy, M. 1999. Effect of salinity and salt on germination and initial growth of sorghum. J. of Agri. Sci. and Nat. Resour. 6: 33-40.
Mahmoodabad-zabihi, R.Z., Somarin, S.J., Khayatnezhad, M. and Gholmi, R. 2011. The study of effect salinity stress on germination and seedling growth in five different genotypes of wheat. Adv. in Environ. Biol. 5 (1): 177-179.
Majidian, P., Gerami, M., Ghorbani, H.R. and Alizadeh, M.M. 2021. The response of different soybean cultivars to salt stress in germination level. 1st International and 5th National Seed Science and Technology Conference of Iran. Kermanshah. https://civilica.com/doc/1522999.
Mansouri Gandomani, V., Omidi, H. and Bostanim, A. 2019. Study on effects of pretreatment nano-particle silicon dioxide (SiO2) on seed germination and biochemical indicate of soybean (Glycine max L.) cultivars Williams under salinity. Iranian J. of Seed Res. 6 (3): 299-316.
Nasri, N., Saidi, I., Kaddour, R. and Lachaal, M. 2015. Effect of salinity on germination, seedling growth and acid phosphatase activity in lettuce. American J. of Plant Sci. 6: 57-63.
Niakan, M., Tajari, M. and Ghorbani, M. 2008. The effect of salinity stress on allelopathic potential of canola by studying some growth factors, chlorophyll a, b amount, antioxidant enzyme and nitrate reductase activity of soybean seedlings in hydroponic culture. Iranian J. of Biol. 21: 315-25.
Patade, V.Y., Maya, K. and Zakwan, A. 2011. Seed priming mediated germination improvement and tolerance to subsequent exposure to cold and salt stress in capsicum. Res. J. Seed Sci. 4 (3): 125-136.
Porkar, M., Mohsenzadeh Golfazani, M., Hasani Kumleh, H. and Samizadeh, H. 2022. Grouping of some soybean genotypes in various salt stress treatment in Germination Stages and Study of Genetic Diversity using Molecular Markers. Iranian J. of Seed Sci. and Res. 9(2): 13-29.
Rahimi, A. and Biglarifard, A. 2011. Impacts of NaCl Stress on proline, Soluble Sugars Photosynthetic Pigments. J. of Adv. in Environ. Biol. 5(4): 617-623.
Investigating the response of different soybean cultivars to different levels of salinity stress during the germination stage
Mohammad Mahdi Alizadeh1, Mahyar Gerami2, Parastoo Majidian3, Hamidreza Ghorbani 4*
1 M.Sc. graduated, Horticultural Science- Medicinal plants, Sana Institute of Higher Education, Sari, Iran
2 Associate Professor, Biology Department, Sana Institute of Higher Education, Sari, Iran
3 Assistant Professor, Crop and Horticultural Science Research Department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran
4* Assistant Professor, Crop and Horticultural Science Research Department, Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sari, Iran
(*Corresponding author: h.ghorbani@areeo.ac.ir)
Abstract
In order to investigate the effect of salinity on soybean germination, the project was performed as factorial experiment based on completely randomized design with three replications in laboratory of Mazandaran Agricultural and Natural Resources Research and Education Center in 2020. The treatments were 11 soybean cultivars (Williams, Saba, Tapor, Sari, Amir, Caspian, Kosar, Katul, Sahar, Telar and Nekador) and four salinity levels (0, 20, 40, 60 mM of NaCl). Analysis of variance showed that the effect of salinity, genotypes and interaction of theme in all traits were significant at 1% probability level. With increasing salinity, all traits value in all genotypes decreased. Mean comparison of variety treatment showed that the highest germination percentage was observed in Katul cultivar (83.33%). The Mean comparison of interaction effect showed that the highest values of the traits were observed in the combination of cultivars and 0 mM concentration, and with increasing salinity level, the amount of traits decreased and their lowest value was in the combination of cultivars and 60 mM. Cluster analysis put the studied genotypes into three groups. Correlation analysis showed that all correlation coefficients were positive and significant, and the germination rate had the highest correlation with the germination percentage (0.88) and total dry weight (0.78). The germination percentage was the first trait that entered to the regression model of germination rate and was able to justify 0.77 of variances. Among different cultivars, Amir and Saba cultivars were recognized as tolerant cultivars and Sahar and Williams cultivars as sensitive cultivars.
Key words: Correlation, Cluster Analysis, Salinity Stress, Soybean, Tolerant Cultivars.