Investigating the response of different soybean cultivars to different levels of salinity stress during the germination stage

Subject Areas :

Mohammad Mahdi Alizadeh ¹ , Mahyar Gerami ² , Parastoo Majidian ³ , 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

Received: 2023-08-20 Accepted : 2023-11-26 Published : 2024-05-30

Keywords: Correlation, Cluster Analysis, Salinity Stress, Soybean, Tolerant Cultivars,

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.

References:

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.

Full-Text:



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

 [e-mail]

2- دانشیار، بخش زیست شناسی، موسسه آموزش عالی سنا ساري، ایران

 [e-mail]

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

 [e-mail]

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

 [e-mail]

نویسنده مسئول: [e-mail]

 

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: [e-mail]) 

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.

---

Related articles