Studying the priming impact with distilled water and salicylic acid on the enzymatic anti-oxidant and the infusion of hemp germination

Subject Areas : crop production

شيرين کربلای قلیزاده ¹ , tooraj mir-mahmoodi ² , نبي خليلي اقدم ³

1 - دانش آموخته كارشناسي ارشد، گروه زراعت كشاورزي ، واحد مهاباد، دانشگاه آزاد اسلامي، مهاباد – ايران.
2 - هیات علمی واحد مهاباد
3 - گروه زراعت كشاورزي ، مركز سقر؛ دانشگاه پيام نور، سقز – ايران

Received: 2014-08-12 Accepted : 2015-01-15 Published : 2014-07-17

Keywords: priming – antioxidant capacity – salicylic acid – growth regulator – yield,

Abstract :

Salicylic acid has significant role in the different stages of plant development ( phenology ). This molecular messenger plays an active role in the plant's defensive response. To elaborate this, studying morpho-physiologic and biochemical, salicylic acid priming ( SA ) impacts in 6 levels ( 500, 750, 1000, 1250, 1500, and 1750 micromullar per litre )together with hydro-priming and control on the hemp seeds in the complete random blocks in 4 replications in the laboratory and greenhouse setting was designed and carried out. The results indicated the meaningful impact of the priming seeds of the hemp, with SA and distilled water on the antioxidant ( CAT, POD ), the significant indexes of germination ( P<0.05 ), and biologic yield of ( P<0.05 ). With the increase of the levels SA, biological yield had ascending process, and in the highest SA level, it showed 43 percent increase in relation to control. Therefore the usage of external SA increased the germination, better establishment of plantlet and improvement of significant indexes in plant physiology specifically in the primary stages of growth which had influence on the biological yield of the plant.

References:

 Demir, I. and C. Oztokat. 2003. Effect of salt priming on germination and seedling grow at low temperatures in watermelon seeds during development.Seed Science and technology. 31:765-770.
 Dong, J. Wan, and G. Liang, Z. 2010. Accumulation of salicylic acid-induced phenolic compounds and raised activities of secondary metabolic and antioxidative enzyme in Salvia miltiorrhiza cell culture. J. Biotechnol. 148(2-3): 99-104.
 El-Tayeb, M.A. 2005. Response of barley Gains to the interactive effect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regulation. 45:215-225.
 Fisher, M. White and S. Varbiro, G. 2010. The role of cannabis and cannabinoids in diabetes. The British Journal of Diabetes & Vascular Disease. 10 -6: 267.
 Frooq, M.S. M., A. Basra and U. R., Hafeez. 2006. Seed priming enhances emergence, yield and quality of direct-seeded rice. Crop Management of Physiology, 3: 42-44.
 Hayat, S. and Ahmad, A. 2007. Salicylic acid a plant hormone. Springer XV. P.401.
 Hanan, E.D. 2007. Influence of salicylic acid on stress tolerance during seed germination of Triticum aestivum and Hordeum vulgare. Biological Research. 1:40-48.
 Harris, D. B.S., Raghuwanshi, J. S., Gangwar, S.C., Singh, K. D., Joshi, A. Rashid, P. A. Hollington, 2001. Participatory evaluation by farmers of ‘on-farm’ seed priming in wheat in India, Nepal and Pakistan. Exp. Agric. 37: 403-415.
 ISTA. 2003. Handbook on seedling evaluation 3 redden. International seed Testing Association.
 Kang, C. Wang, Ch. 2003. Salicylic acid changes activities of H2O2 metabolizing enzymes and increases the chilling tolerance of banana seedlings. Environment and Experimental Botany. 9-15.
 Khan, W. Prithviraj, B. Smith, D. L., 2003. Photosynthetic responses of corn and soybean to foliar application of salicylates. J Plant physiol. 160:485–492.
 Lee, S. S., and J. H., Kim. 1997. Morphological change, sugar content, α-amylase activity of rice seed various priming conditions. Korean J. OF Crops Sci. 44:138-142.
 Lutge, E. E., Gray, A. Siegfried, N. 2013. The medical use of cannabis for reducing morbidity and mortality in patients with HIV/AIDS. Cochrane Database Syst Rev, Review. 4: CD005175.
 Mac-Adam, J.W. Nelson, C.J. and Sharp, R. E. 1992. Peroxidase activity in the
 Leaf elongation zone of tall fescue. Plant Physiol. 99: 872-878.
 Metwally, A. Finkemeier, I. Georgi, M. and Dietz, K. J. 2003. Salicylic acid alleviates the Cadmium Toxicity in (In Persian with English Summary). Nida: Marijuana, An update from the National Institute on Drug Abuse". Nida.nih.gov. February 2011. Retrieved 2011-08-23Barley seedlings.Physiology and biochemistry of plant. 132: 272-281.
 Murugu, F. S. C., Chiduza, P. Nyamugafata, L. J., Clark, W. R., Whalley and W.Finch-Savage. 2004. Effects of on-farm seed priming on consecutive daily sowing occasions on the emergence and growth of maize in semi-arid Zembabwe. Field Crops Research, Available online, 7 April 2004.
 Moosavi, A. Tavakkol-Afshari, R. Sharif-Zadeh, F. and Aynehband, A. 2009. Effect of seed priming on germination characteristics, polyphenol oxidase, and peroxidase activities of four amaranth cultivars. J. Food Agr. Environ. 7: 353-358.
 Soland, S. F., Laima S. K., 1999. Phenolics and cold tolerance of Brassica napus. Plant Agriculture 1: 1-5.
 Popova, L. Ananieva, V. Hristova,V. Christov, K. Georgieva, K. Alexieva, V. and stoinova, Z. h. 2003. Salic ylic acid- and Methyl jasmonate- induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress Bulg. J. plant physiol special issue. 133- 152.
 Popova, L. Pancheva, T,Uzunova, A. 1997. Salicylic acid: properties, biosynthesis and physiological role. Rev.Plant Physiol. 85-93.
 Rajasekaran, L. R., Stiles, A. Surette, M. A., Sturz, A.V., Blake, T. J., Caldwell, C. and J. Nowak. 2002. Stand Establishment Technologies for Processing Carrots. Effects of various temperature regimes on germination and the role of salicylates in promoting germination at low temperatures. Canadian Journal of Plant science 82: 443-450.
 Ritchie, S.W., Nguyen, H. T., and Holaday, A. S. 1990. Leaf water content and gas exchanges parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop Sci. 30: 105-111.
 Upadhyaya, A. D., Sankhla, T. D., Davis, N. Sankhla, and B. N., Smith. 1985. Effect of pac- lobutrazol on the activities of some enzymes of activated oxygen metabolism and lipid peroxi- dation in senescing soybean leaves. J. Plant Physiol. 121:453-461.
 33. Zawoznik, M. S., Gropp, M. D., Tomaro, M. L., and Benavides, M. P. 2007. Endogenous salicylic acid potentiates cadmium- induced oxidative stress in Arabidopsis thaliana. Plant Science, 173: 190-19

Full-Text:



مجله پژوهش در علوم زراعی – سال‌ششم، شماره 24، تابستان  1393                                                        77

 

بررسی تأثیر پرایمینگ با آب مقطر و اسید سالیسیلیک بر ظرفیت آنتی اکسیدانی آنزیمی و القای جوانه‌زنی شاهدانه (Cannabis sativa L.)

 

شیرین کربلای قلیزاده¹، تورج میرمحمودی² و نبی خلیلی اقدم³

 

چکیده

       سالیسیلیک اسید نقش مهمی در مراحل مختلف رشد و نموی (فنولوژی)، گیاه دارد. همچنین این پیام رسان مولکولی، اثر فعالی نیز در پاسخ‌های دفاعی گیاه ایفا می‌کند. در همین راستا بررسی ‌اثرات مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی، پرایمینگِ سالیسیلیک ‌اسید (SA) در 6 سطح (500، 750، 1000، 1250، 1500، 1750 میکرو‌مولار درلیتر) به همراه هیدروپرایمینگ و شاهد بر روی بذور شاهدانه در قالب طرح بلوک کامل تصادفی در 4 تکراردر شرایط آزمایشگاه و گلخانه‌ طراحی و اجرا گردید. نتایج بیانگر تاثیر معنی‌دار پرایمینگ بذور شاهدانه، با SA و آب مقطر بر آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی (POD, CAT)، شاخص‌های مهم جوانه‌زنی (P<0.01)، و عملکرد بیولوژیک (P<0.05)، بود. به‌طوریکه با افزایش سطوح SA، عملکرد بیولوژیک روند صعودی داشت، و در بالاترین سطح SA، افزایش 43 درصدی نسبت به شاهد نشان داد. بنابراین استفاده از SA خارجی موجب افزایش جوانه‌زنی، استقرار بهتر گیاهچه و بهبود شاخص‌های مهم فیزیولوژیکی‌گیاه بخصوص در مراحل اولیه رشد بوده که در نهایت عملکرد بیولوژیک را تحت تأثیر قرار داد.

 

كلمات كليدي : پرایمینگ، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، سالیسیلیک اسید، تنظیم کننده رشد، عملکرد 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

ü       [1] تاريخ دريافت :21/05/93                تاريخ پذيرش: 25/10/93

 - دانش آموخته كارشناسي ارشد،  گروه زراعت كشاورزي ، واحد مهاباد، دانشگاه آزاد اسلامي، مهاباد – ايران.

[2] - گروه زراعت كشاورزي، واحد مهاباد، دانشگاه آزاد اسلامي، مهاباد – ايران. (نويسنده مسئول) [e-mail]

[3]  - گروه زراعت  كشاورزي ، مركز سقر؛ دانشگاه پيام نور، سقز – ايران.

مقدمه

 

        شاهدانه (Cannabis sativa L.) گیاهی علفی یکساله متعلق به خانواده Canabinaceae است (Arno Hazekamp, 2009). شاهدانه از گیاهان زراعی قدیمی است که در صنایع روغن کشی و نساجی مورد استفاده قرار می‌گیرد (King, 2008). شاهدانه دارای خواص‌دارویی متعددی ‌است (Arno Hazekamp, 2009). که از کاربردهای پزشکی شاهدانه می‌توان به ایدز(Lutge, 2013)، سرطان (Bowles, 2012)، بیماری‌های مزمن مثل دیابت (Fisher, 2010) و آلزایمر (Bilkei and Gorzo, 2012)، اشاره کرد.

 پرایمینگ بذر روشی بسیار ساده بوده و پیچیدگی فنی ویژه‌ای ندارد و در عین حال کارایی بسیاری بالا و قابل قبول آن بویژه در مناطقی با حاصلخیزی پایین و شرایط نامطلوب رشد و نمو، باعث شده است، که برخی از محققان کاربرد روش پیش تیمار بذر قبل از کاشت را به عنوان راهی برای بهبود محصول و عملکرد بالا پیشنهاد کنند(Demir and Oztokat, 2003). پرایمینگ باعث کوتاه کردن زمان کاشت تا سبز شدن و حفاظت بذرها از تنش‌های زنده و غیر زنده در مراحل بحرانی استقرار گیاهچه می‌شود همچنین این تکنیک منجر به یکنواختی سبز شدن، استقرار و بهبود عملکرد در گیاهان زراعی خواهد شد (Basra et al., 2004). در روش هیدروپرایمینگ بذور با آب خالص و بدون استفاده از هیچ ماده شیمیایی تیمار می‌شوند، در این روش مقدار جذب آب توسط بذر از طریق مدت زمانی که بذور در تماس با آب خالص هستند کنترل می‌شود (Harris et al., 2001). علت تسریع جوانه‌زنی در بذور پرایم شده می‌تواند ناشی ‌از افزایش فعالیت آنزیم‌های تجزیه کننده مثل آلفا-آمیلاز، افزایش سطح شارژ انرژی زیستی ‌در‌ قالب ‌افزایش ‌مقدارATP، افزایش‌ سنتز RNA و DNA، ‌افزایش ‌تعداد ‌و ‌در‌ عین‌ حال ‌ارتقاء ‌عملکرد ‌میتوکندری‌ها ‌باشد (Afzal et al., 2002). سالیسیلیک اسید¹ از ترکیبات فنلی در گیاهان است که به عنوان ماده شبه هورمونی که نقش مهمی در تنظیم رشد و نمو گیاه دارد (Kang and Wang, 2003). سالیسیلیک اسید نقش محوری در تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلف مثل جوانه‌زنی بذر، بسته‌شدن روزنه، افزایش میزان فتوسنتز و محتوای کلروفیل و افزایش عملکرد ‌ایفا ‌می‌کند (El-Tayeb, 2005; Popova et al., 2003).                           

   کاربرد خارجی اسید سالیسیلیک باعث تحریک جوانه‌زنی بذر می‌شود(Rajasekaran, 2002).‌ سالیسیلیک ‌اسید ‌باعث ‌تحریک‌ جوانه‌زنی‌ گیاه جو‌ شد (El-Tayeb, 2005). درگزارش دیگری از اثر سالیسیلیک اسید بر گیاه خردل نشان داده شده که، آنزیم کربونیک انهیدراز² در برگهای این گیاه فعال شده است (Chakraboyty and Tongden, 2005). همچنین در مطالعه‌ بر روی گیاه جو ثابت شده با کاربرد سالیسیلیک اسید فعالیت ریبولوز 1 و5 بی فسفات کربوکسیلاز اکسیژناز(روبیسکو³) تا 50% افزایش پیدا کرده است (Popova et al., 1997). در مجموع سالیسیلیک اسید نرخ فتوسنتز را در سویا، جو و ذرت افزایش داده است که می‌تواند بر اثر افزایش فعالیت روبیسکو PEPcase باشد (Khan et al., 2003; Hayat and Ahmad, 2007). و در مقایسه‌ای که بر روی تیپ وحشی و جهش یافته آرابیدوپسیس انجام گرفت، سالیسیلیک اسید را به عنوان بر طرف کننده آسیب‌های اکسیداتیو در طی جوانه‌زنی بذر معرفی کردند (Metwally, 2003). بنابراین هدف از تحقیق حاضر بررسی استفاده از سالیسیلیک اسید، بر صفات مورفوفیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه شاهدانه تحت پرایمینگ و هیدروپرایمینگ  در شرایط آزمایشگاه و گلخانه‌ بود.

 

مواد و روش ها

           به منظور بررسی اثرات اسید سالیسیلیک بر صفات آنزیمی و غیر آنزیمی در گیاه شاهدانه (Cannabis sativa L.)، آزمایشی به صورت فاکتوریل درقالب طرح بلوک کامل تصادفی  با 4 تکرار درسال 1393 در آزمایشگاه و گلخانه تحقیقاتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مهاباد اجرا گردید. محل انجام آزمایش از نظر موقعیت جغرافیایی بین 35 درجه و 58 دقیقه تا 39 درجه و 47 دقیقه عرض شمالی (از خط استوا) و 44 درجه و 3 دقیقه تا 47 درجه و 23 دقیقه طول از نصف النهار گرینویچ و ارتفاع از سطح دریا 1358 متر می باشد دمای روزانه گلخانه 3±33، دمای شب 3±14 درجه و رطوبت آن 25-80 درصد،EC=0.73 و خلل و فرج 37 درصد با پوشش پلی اتیلن تنظیم گردید. تیمارهای مورد آزمایش شامل هیدروپرایمینگ با آب مقطر طی 18 ساعت، و پرایم بذور در 6 غلظت (1750،1500،1250،1000،750،500)         

          میکرومولار در لیتر با سالیسیلیک اسید به مدت 18ساعت، در مقایسه با هیدروپرایمینگ و شاهد (بذور پرایم نشده)، انجام گرفت، بذور پرایم شده به همراه شاهد در گلدان‌های پلاستیکی (حجمی3 لیتری)، حاوی خاک لومی رسی (جدول 1)، در عمق 1 سانتی‌متر کشت گردید. در انتهای آزمایش وزن تر بوته ها اندازه‌گیری و پس از آن، با خشک کردن بوته ها در دمای 70 درجه‌سانتی‌گراد در آون، وزن خشک بوته، با (دقت 001/0) بر حسب گرم در گلدان اندازه‌گیری و محاسبه گردید.

 

تست آزمایشگاهی

             برای بررسی تست آزمایشگاهی، ابتدا بذرها استاندارد و استریل (30 ثانیه در محلول هیپوکلریت سدیم 10درصد) با آب مقطر شسته شده و بر اساس پرایمینگ غلظت‌های مختلف اسید سالیسیلیک و هیدروپرایمینگ و بدون پرایم، آماده کشت گردید. و در ادامه از هر واحد آزمایشی، 15 بذر بر روی کاغذ صافی واتمن که توسط 7 میلی لیتر آب مقطر مرطوب شده بود، به درون پتری دیش‌های استریل، در اتاق کشت (ژرمیناتور)، با دمای 25 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 60 درصد، تنظیم و کشت گردید و صفات طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه و سرعت جوانه زنی (دو پیک زمانی 12 ساعته)، اندازگیری و مورد سنجش قرار گرفت (ایستا، 2003). محاسبه سرعت جوانه زنی بر طبق معادله ایستا (2003)، از رابطه (1) بدست آمد.

 (رابطه 1)GR = n/Dn

GR: سرعت جوانه زنی، n: تعداد روزهای جوانه زنی، Dn: تعداد بذرهای جوانه‌زده در تعداد n ام روزهای جوانه زنی 

 

---

[1]  . Ortho Hydroxy benzoic acid

[2] .Carbinic Anhydrase

[3]  .Rubisco

                                    جدول 1- نتایج آنالیز خاک مورد استفاده در آزمایش

pH	P(ppm)	K(ppm)	Soil texture (%)	Saturation percent (%)	Clay (%)	Sand (%)	Silt (%)	Organic carbon (%)
7.94	13.42	6.7	Loam	37	22	38	40	1.53

Table 1. The results of the soil analysis used in the test

 

 

محتوایی نسبی آب (RWC¹)

برای اندازه گیریRWC  قطعاتی از برگهای کاملا توسعه یافته جوان با ابعادcm21 برش و توزین شدند (FW)؛ سپس نمونه ها به پتری دیش حاوی آب مقطر منتقل و پس از 4 ساعت در انکوباتور با دمای 4 درجه سانتی گراد  توزین (تورژسانس) گردیدند(TW) . در پایان نمونه‌ها به مدت 72 ساعت در آون با دمای 72 درجه سانتی گراد قرار داده و مجددا توزین گردیده (DW)  و با استفاده از فرمول ذیل محتوای نسبی آب برگ محاسبه گردید (Ritchie et al., 1990). 

LRWC= (FW-DW) / (SW-DW) ×100

 

شاخص کلروفیل

       در هر گلدان 3 الی 4 نمونه از قسمت میانی برگ‌های بالغ بطور تصادفی توسط دستگاه کلروفیل متر(مدل:CCM200) مورد سنجش قرار گرفت و میانگین برای بوته درگلدان محاسبه شد.

 

 

سنجش آنزیم پراکسیداز(POD) 

      براي سنجش فعاليت آنزيم پراكسيداز با استفاده از دستگاه اسپكتروفتومتري در طول موج 47 متر در مدت 60 ثانيه استفاده گرديد.  در آن از بافر فسفات سديم 20 ميلي مولار با PH معادل با 6 و گاياكول 200 ميلي مولار به عنوان الكترون دهنده و 10 ميكروليتر هيدروژن پراكساید (H2O2) 30 درصد (W/V) به عنوان پذیرنده الکترون مورد استفاده قرار گرفت و بر حسب واحد در میلی گرم پروتئین بیان شد(Mac-Adam, 1992).

سنجش آنزیم کاتالاز(CAT)

     سنجش فعالیت آنزیمCAT با استفاده از مخلوط واکنشی شاملml5/2 بافر فسفات (50میلی مول، 7 pH=) 2/0 میلی لیتر H2O2 1درصد و3/0 میلی لیتر عصاره استخراجی بود انجام شد. فعالیت آنزیمCAT به صورت کاهش در جذب طی یک دقیقه در طول موج 240 نانومتر بوسیله دستگاه اسپکتروفتومتر (UV/VIS PerkinElmer, Lambda25)  و با استفاده از ضریب خاموشی  mM-1cm-1) 0436/0( و فرمول زیر محاسبه گردید(Aebi, 1984).

Units (Mm/min) =

 

تجزیه و تحلیل آماری

      تحلیل آماری داده‌های کمی توسط آزمون تجزيه واريانس در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 4 تکرار با استفاده از نرم افزار SAS 9.2 و مقایسه میانگین‌ها با استفاده از آزمون LSD در سطح احتمال 05/0 و 01/0 صورت گرفت.

 

نتایج و بحث

سرعت جوانه زنی

       جدول تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد سرعت جوانه زنی بذور شاهدانه  به طور معنی‌داری تحت تأثیر سالیسیلیک اسید (P<0.01) قرار گرفت (جدول 2). مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که پرایمینگ با سالیسیلیک اسید در غلظت‌های مختلف روند افزایشی بر میزان سرعت جوانه‌زنی بذور شاهدانه داشت بطوریکه تا سطح 1500 میکرو مول بیشترین سرعت جوانه‌زنی در 12ساعت دوم مشاهده گردید که نسبت به شاهد با افزایش 62 درصدی همراه بود(شکل1). ‌بنابراین می‌توان گفت که بذور شاهدانه نسبت به افزایش میزان پرایمینگ سالیسیلیک اسید واکنش مثبتی در افزایش سرعت جوانه زنی بذور داشت و این روند را می‌توان در شاخص‌های دیگر همچون طول ریشه‌چه و ساقه‌چه نیز مشاهد نمود.

 

---

[1]  . Relative water content

 

طول ریشه چه و طول ساقه چه

   نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌ها، بیانگر تأثیر معنی‌دار پرایمینگ سالیسیلیک اسید (P<0.01) بر طول ریشه‌چه و ساقه‌چه بود(جدول2). مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که افزایش سطوح پرایمینگ بذور شاهدانه با سالیسیلیک اسید موجب افزایش طول ریشه‌چه و ساقه‌چه شد بر همین اساس بیشترین طول ریشه‌چه مربوط به سطوح 1500 میکرومول سالیسیلیک اسید و همچنین بیشترین طول ساقه‌چه هم مربوط به تیمار 1250 میکرومولار سالیسیلیک اسید بود(شکل2).

 

 

 

 

         گزارشات بسیار زیادی حاکی از بهبود رفتار جوانه زنی و شاخص های مربوط به آن اعم از متوسط زمان جوانه زنی، بنیه بذر، طول ریشه، طول ساقچه، نرخ جوانه‌زنی و استقرار اولیه در بذور پرایم شده ‌می‌باشد (Murugu et al., 2004). علت‌ تسریع ‌جوانه‌زنی ‌در ‌بذور ‌پرایم ‌شده با اسید سالیسیلیک می‌تواند ناشی ‌از ‌افزایش‌ فعالیت آنزیم‌های تجزیه کننده مثل آلفا- آمیلاز، افزایش سطح شارژ انرژی زیستی در قالب افزایش مقدار ATP، افزایش سنتز RNA و DNA، افزایش تعداد و در عین حال ارتقاء عملکرد میتوکندری‌ها باشد (Afzal et al., 2002). و افزایش طول ریشه چه برنج در شرایط پیش تیمار با سالیسیلیک اسید گزارش شده است(Frooq et al., 2006). همچنین گزارش شده که پیش تیمار بذر گندم و جو با سالیسیلیک اسید به دلیل بهبود خصوصیات جوانه‌زنی منجر به افزایش طول ریشه‌چه گردد (Hanan, 2007).

 

 

جدول 2- تجزیه واریانس تأثیر سطوح مختلف پرایمینگ با اسید سالیسیلیک  برصفات آزمایشگاهی

Table 2. Analysis of variance effects of priming with salicylic acid in laboratory traits

	DF	Mean Square
		Germination rate 1	Germination rate 2	Plumule length	Root length
repetition	3	0.000053ns	0.000021ns	22.85ns	14.6 ns
Salicylic acid	7	0.0013**	0.00302**	85.5*	419.3**
Error	21	0.00003	0.00003	26.4	99.6
CV	-	8.7	7.1	7.8	11.2

، * ، ** به ترتیب غیر معنی دار، معنی دار در سطح احتمال 5  و 1 درصد ns

Ns.*,*, respectively significant, significant at 5% and 1

 

محتوای نسبی آب

       محتوای نسبی آب به عنوان شاخصی از وضعیت آبی گیاه، بطور معنی‌داری تحت تأثیر پرایمینگ اسید سالیسیلیک در سطح احتمال یک درصد قرار گرفت (جدول 3). بر اساس یافته‌های آزمایش سالیسیلیک اسید با تأثیر بر میزان  شاخص کلروفیل، وزن تر بوته، وزن خشک بوته و در نهایت بهبود وضعیت آبی گیاه، باعث افزایش بیشترین محتوای نسبی در تیمار 1000 میکرومولار سالیسیلیک اسید گردید که نسبت به شاهد حدود 51 درصد افزایش نشان داد. این در حالی است که با سطوح بالاتر سالیسیلیک اسید یعنی 1250، 1500 و 1750 میکرومولار محتوای نسبی کاهش یافت(شکل 3). محتوای نسبی آب یکی از پارامترهای فیزیولوژیکی مهم است (Colom, 2003). گزارش شده است پرایمینگ با سالیسیلیک اسید موجب افزایش محتوای نسبی برنج می‌شود (Frooq et al., 2006). همچنین تیمار کردن گندم با سالیسیلیک اسید محتوای نسبی آب را در گیاهان تیمار شده افزایش داد (Agarwal, 2005).

 

 

		DF	Mean Square
			RWC	Plant frash weight	Plant dry weight	Plant Height	Root Height
repetition	3		31.33ns	34.4ns	8.29ns	169.15**	46.53*
Salicylic acid		7	156.019**	98.68**	29.5**	67.62**	46.69*
Error		21	3.58	16.18	5.16	14.94	13.35
CV			27.7	12.6	12.8	6.6	10

 

 جدول3- نتایج تجزیه واریانس سطوح مختلف پرایمینگ با سالیسیلیک اسید بر صفات مورفوفیزیولوژیک گلخانه 

Table 3.Analysis of variance different of levels priming with salicylic acid on morpho-physiological in greenhouse traits

 

 

، * ، ** به ترتیب غیر معنی دار، معنی دار در سطح احتمال 5 و 1 درصدns

Ns.*,*, respectively significant, significant at 5% and 1

 

 

 

وزن تر و خشک بوته

       نتایج تجزیه واریانس داده‌ها بیانگر تأثیر معنی‌دارِ اثر سطوح مختلف پرایم بذور با سالیسیلیک اسید بر وزن تر و خشک بوته در سطح احتمال یک درصد بود(جدول3). بطوریکه بیشترین میزان وزن خشک گیاه مربوط به تیمار 1250 میکرو مولار سالیسیلیک اسید بوده که نسبت به شاهد و پرایم با آب مقطر به مدت 18 ساعت به ترتیب حدود 32 و 25 درصد با افزایش وزن تر همراه بود(شکل4). 

 

 

 

 

ارتفاع بوته و ریشه

جدول تجزیه واریانس داده‌ها (جدول 3)، نشان داد که ارتفاع بوته شاهدانه به طور معنی‌داری تحت تأثیر پرایمینگ با سالیسیلیک اسید (P<0.01) قرار گرفت. مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که سالیسیلیک اسید در افزایش ارتفاع بوته شاهدانه مؤثر واقع گردید، بطوریکه بیشترین 

 

میانگین ‌ارتفاع بوته شاهدانه تحت تیمار سالیسیلیک اسید، حدود 6/63 سانتی‌متر، مربوط به غلظت 750 میکرومول سالیسیلیک اسید بود. این روندِ افزایش ارتفاع نسبت به شاهد تا سطوح 1500میکرومول مثبت بوده اما در سطوح بالاتر پرایمینگ سالیسیلیک اسید (1750 میکرومول) با کاهش ارتفاع بوته همراه بود (شکل 5).

 

 

 

 

       نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌ها، بیانگر تأثیر معنی‌دار پرایمینگ سالیسیلیک اسید (P<0.05) بر ارتفاع ریشه بود (جدول3). مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد که افزایش سطوح پرایمینگ بذور شاهدانه با سالیسیلیک اسید موجب افزایش ارتفاع ریشه شد بر همین اساس 

 

 

بیشترین طول ریشه مربوط به سطوح1000 و500 میکرومول سالیسیلیک اسید و همچنین پرایم بذور با آب مقطر طی 18 ساعت بود، همانطور که مشاهده می‌شود پرایم بذور در تیمار1000 میکرومولار دارای بیشترین ارتفاع با میانگین25/41 سانتی متر بوده که نسبت به شاهد حدود 16 درصد افزایش نشان داد.

 

 

 

 

شاخص کلروفیل 

       نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان داد که شاخص کلروفیل بطور معنی داری تحت تأثیر پرایمینگ بذور با سالیسیلیک اسید در سطح احتمال پنج درصد قرار گرفت(جدول 4). مقایسه میانگین تغییرات شاخص کلروفیل که برگرفته از میانگین پنج دوره در طول آزمایش بوده نشان از یک الگوی افزایشی در مورد تیماردهی با سالیسیلیک اسید تا سقف 1500 میکرومولار داشته است (شکل7).

 

 

 

        به اعتقاد (Lee et al., 1997)، سالیسیلیک اسید مانع فعالیت آنزیم ACC سنتتاز شده و از تشکیل اتیلن و به دنبال آن از کاهش کلروفیل جلوگیری می‌کند. نیز نشان داده شده که پرایم کردن بذرها با محلول102 مولار سالیسیلیک اسید محتوای کلروفیل را افزایش می‌دهد(El-Tayeb, 2005).

 

 

جدول4- نتایج تجزیه واریانس تأثیر سطوح مختلف پرایمینگ با سالیسیلیک اسید بر صفات فیزیولوژیک گلخانه

Table4. Analysis of variance effects of priming with salicylic acid on physiological traits greenhouse

	DF	Mean Square
		Chlorophyll index	CAT	POD
repetition	3	9.013ns	0.0211ns	0.205ns
Salicylic acid	7	82.91*	0.8122**	1.586**
Error	21	22.85	0.0879	0.204
CV	-	15.6	16.94	9.21

ns، * ، ** به ترتیب غیر معنی دار، معنی دار در سطح احتمال 5 % و 1%

Ns.*,*, respectively significant, significant at 5% and 1

 

 

 

آنزیم کاتالاز و پراکسیداز

       نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها نشان داد که فعالیت آنزیم‌های کاتالاز و پراکسیداز بطور معنی‌داری تحت تأثیر پرایمینگ بذور با سالیسیلیک اسید در سطح احتمال یک درصد قرار گرفت (جدول4). مقایسه میانگین داده‌ها نشان داد پرایمینگ بذور شاهدانه با سالیسیلیک اسید موجب افزایش فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی می‌شود بطوریکه بیشترین میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز به ترتیب 51/2 و 2/4 میکرومول بر دقیقه بر گرم وزن تر مربوط به تیمار سطوح 1000 میکرو مولار سالیسیلیک اسید بود که افزایش محسوسی نسبت به شاهد و پرایم با آب مقطر طی 18 ساعت داشت (شکل 9). بنابراین می‌توان گفت پرایم بذور شاهدانه با سالیسیلیک اسید نقش بهتری در افزایش میزان ظرفیت آنتی اکسیدانی آنزیمی و غیر آنزیمی (فنل کل) که دارای همبستگی مثبتی هستند(جدول4) را داشته است.

 

 

 

آنزیم کاتالاز یکی از مهم ترین آنزیم های سیستم آنتی اکسیدانت می‌باشد که با استفاده از تکنیک پرایمینگ بذرها می توان میزان این آنزیم ها را در گیاهان بیشتر افزایش داد (Moosavi et al., 2009). کاربرد سالیسیلیک اسید باعث افزایش معنی دار فعالیت آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز شده که این افزایش در ریشه مشهودتر از برگ بود (Kang, 2003; Zawoznik et al., 2007).

 

 

 

نتیجه گیری 

کارایی پرایم بذور و مهم بودن منابع مختلف پرایم و سطوح پرایمینگ در بهره‌وری از این تکنیک نقش مهمی دارد. در نتیجه با توجه به افزایش هر یک از صفات سرعت جوانه زنی، محتوای نسبی آب، شاخص کلروفیل، وزن تر و خشک بوته و آنزیم های کاتالاز و پراکسیداز خصوصیات رشد و نموی شاهدانه را تحت تأثیر قرار داده و موجب افزایش وزن بوته شد. بر همین اساس با توجه به حساس بودن گیاه داوریی شاهدانه، در محیط‌های پر تنش و زمین‌های زراعی نیمه خشک اغلب عملکرد زراعی کاهش پیدا می‌کند. بنابراین هیدروپرایمینگ و پرایمینگ اسید سالیسیلیک به عنوان راهکاری علمی و کاربردی پیشنهاد می گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع مورد استفاده                                                                             References  

ü       Arno Hazekamp, 2008-2009. Cannabis Review. Department of Plant Metabolomics Leiden, the Netherlands.

ü       Afzal, A.S., M.A. Basra., Ahmad N. And E. A. Warraich. 2002. Effect of priming and grow regulator treatment on emergence and seedling growth of hybrid Mayze (Zea mays L.). International Journal of Agriculture Biology, 4:303-306.

ü       Agarwal, S. Sairam, R.K., Srivastava., G.C. and Meena, R.C. 2005. Changes in antioxidant enzymes activity andoxidative stress by abscisic acid and salicylic acid in wheat genotypes. Biologia Plant. 49:541-550.

ü       Aebi, H. 1984. Catalase in Vitro. Methods in Enzymology. 105: 121–126.

ü       Basra, S.A. M., Ashraf, M. Iqbal, N. Khaliq, A. and Ahmad, R. 2004. Physiological and biochemical aspects of pre-sowing heat stress on cotton seed. Seed Sci and Technol. 32:765- 774.

ü       Bilkei-Gorzo, A. Erk, S., Schürmann, B. Mauer, D. Michel, K. Boecker, H.Scheef, L. Walter, H. and Zimmer A. 2012. Dynorphins regulate fear memory: from mice to men. J. Neurosci .32: 9335–9343.

ü       Bowles, D.W. O., Bryant, C.L., Camidge, D.R., Jimeno, A. 2012.The intersection between cannabis and cancer in the United States. Crit. Rev. Oncol. Hematol. Review. 83- 1: 1–10.

ü       Chakraboyty and U.C, Tongden. 2005. Evaluation of heat acclimation and salilylic acid treatments as potent inducers of thermotolerance in (Cicer arietinum L.) Curr Sci. 89: 384-389.

ü       Colom, M.R. and C. Vazzana, 2003. Photosynthesis and PSII functionality of drought resistant and droughtsansitive weeping lovegrass plants. Environmental and Experimental Botany, 49:135-144.

ü       Demir, I. and C. Oztokat. 2003. Effect of salt priming on germination and seedling grow at low temperatures in watermelon seeds during development.Seed Science and technology. 31:765-770.

ü       Dong, J. Wan, and G. Liang, Z. 2010. Accumulation of salicylic acid-induced phenolic compounds and raised activities of secondary metabolic and antioxidative enzyme in Salvia miltiorrhiza cell culture. J. Biotechnol. 148(2-3): 99-104.

ü       El-Tayeb, M.A. 2005. Response of barley Gains to the interactive effect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regulation. 45:215-225.

ü       Fisher, M. White and S. Varbiro, G. 2010. The role of cannabis and cannabinoids in diabetes. The British Journal of Diabetes & Vascular Disease. 10 -6: 267.

ü       Frooq, M.S. M., A. Basra and U. R., Hafeez. 2006. Seed priming enhances emergence, yield and quality of direct-seeded rice. Crop Management of Physiology, 3: 42-44.

ü       Hayat, S. and Ahmad, A. 2007. Salicylic acid a plant hormone. Springer XV. P.401.

ü       Hanan, E.D. 2007. Influence of salicylic acid on stress tolerance during seed germination of Triticum aestivum and Hordeum vulgare. Biological Research. 1:40-48.

ü       Harris, D. B.S., Raghuwanshi, J. S., Gangwar, S.C., Singh, K. D., Joshi, A. Rashid, P. A. Hollington, 2001. Participatory evaluation by farmers of ‘on-farm’ seed priming in wheat in India, Nepal and Pakistan. Exp. Agric. 37: 403-415.

ü       ISTA. 2003. Handbook on seedling evaluation 3 redden. International seed Testing Association.

ü       Kang, C. Wang, Ch. 2003. Salicylic acid changes activities of H2O2 metabolizing  enzymes and increases the chilling tolerance of banana seedlings. Environment and  Experimental Botany. 9-15.

ü       Khan, W. Prithviraj, B. Smith, D. L., 2003. Photosynthetic responses of corn and soybean to foliar application of salicylates. J Plant physiol. 160:485–492.

ü       Lee, S. S., and J. H., Kim. 1997. Morphological change, sugar content, α-amylase activity of rice seed various priming conditions. Korean J. OF Crops Sci. 44:138-142.

ü       Lutge, E. E., Gray, A. Siegfried, N. 2013. The medical use of cannabis for reducing morbidity and mortality in patients with HIV/AIDS. Cochrane Database Syst Rev, Review. 4: CD005175.

ü       Mac-Adam, J.W. Nelson, C.J. and Sharp, R. E. 1992. Peroxidase activity in the

ü       Leaf elongation zone of tall fescue. Plant Physiol. 99: 872-878.

ü       Metwally, A. Finkemeier, I. Georgi, M. and Dietz, K. J. 2003. Salicylic acid alleviates the Cadmium Toxicity in (In Persian with English Summary). Nida: Marijuana, An update from the National Institute on Drug Abuse". Nida.nih.gov. February 2011. Retrieved 2011-08-23Barley seedlings.Physiology and biochemistry of plant. 132: 272-281.

ü       Murugu, F. S. C., Chiduza, P. Nyamugafata, L. J., Clark, W. R., Whalley and W.Finch-Savage. 2004. Effects of on-farm seed priming on consecutive daily sowing occasions on the emergence and growth of maize in semi-arid Zembabwe. Field Crops Research, Available online, 7 April 2004.

ü       Moosavi, A. Tavakkol-Afshari, R. Sharif-Zadeh, F. and Aynehband, A. 2009. Effect of seed priming on germination characteristics, polyphenol oxidase, and peroxidase activities of four amaranth cultivars. J. Food Agr. Environ. 7: 353-358.

ü       Soland, S. F., Laima S. K., 1999. Phenolics and cold tolerance of Brassica napus. Plant Agriculture 1: 1-5.

ü       Popova, L. Ananieva, V. Hristova,V. Christov, K. Georgieva, K. Alexieva, V. and stoinova, Z. h. 2003. Salic ylic acid- and Methyl jasmonate- induced protection on photosynthesis to paraquat oxidative stress Bulg. J. plant physiol special issue. 133- 152.

ü       Popova, L. Pancheva, T,Uzunova, A. 1997. Salicylic acid: properties, biosynthesis and physiological role. Rev.Plant Physiol. 85-93.

ü       Rajasekaran, L. R., Stiles, A. Surette, M. A., Sturz, A.V., Blake, T. J., Caldwell, C. and J. Nowak. 2002. Stand Establishment Technologies for Processing Carrots. Effects of various temperature regimes on germination and the role of salicylates in promoting germination at low temperatures. Canadian Journal of Plant science 82: 443-450.

ü       Ritchie, S.W., Nguyen, H. T., and Holaday, A. S. 1990. Leaf water content and gas exchanges parameters of two wheat genotypes differing in drought resistance. Crop Sci. 30: 105-111.

ü       Upadhyaya, A. D., Sankhla, T. D., Davis, N. Sankhla, and B. N., Smith. 1985. Effect of pac- lobutrazol on the activities of some enzymes of activated oxygen metabolism and lipid peroxi- dation in senescing soybean leaves. J. Plant Physiol. 121:453-461.

ü       33. Zawoznik, M. S., Gropp, M. D., Tomaro, M. L., and Benavides, M. P. 2007. Endogenous salicylic acid potentiates cadmium- induced oxidative stress in Arabidopsis thaliana. Plant Science, 173: 190-19