| تعداد نشریات | 284 |
| تعداد نشریات سازمان | 82 |
| تعداد شماره‌ها | 3,035 |
| تعداد مقالات | 33,960 |
| تعداد مشاهده مقاله | 45,464,921 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 71,335,433 |
تأثیر پیش‌تیمارهای مختلف پرایمینگ بر صفات مورفولوژی و فیزیولوژی دو گونه Sanguisorba minor و Elymus hispidus در شرایط کوتاه‌مدت گلخانه‌ای | ||
| تحقیقات مرتع و بیابان ایران | ||
| مقاله 4، دوره 30، شماره 2 - شماره پیاپی 91، شهریور 1402، صفحه 214-229 اصل مقاله (1008.93 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijrdr.2023.129898 | ||
| نویسندگان | ||
| علی فراهانی* 1؛ علی طویلی2؛ حسین ارزانی3؛ حسین آذرنیوند3؛ علی اشرف جعفری4 | ||
| 1دانشجوی دکتری علوم مرتع، گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 2دانشیار، گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 3استاد، گروه احیای مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 4استاد، بخش تحقیقات مرتع، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف بهبود جوانه‌زنی و استقرار گیاهان در مواجهه با خشکی از جمله امور مهم و مؤثر در موفقیت عملیات بیولوژیک اصلاح مراتع است. لازمه این کار بررسی تغییرات صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک گونه‌های مرتعی تحت تأثیر پیش‌تیمارهای مختلف در شرایط آزمایشگاهی، گلخانه‌ای و عرصه‌ای است تا بر مبنای آن بتوان نسبت به انتخاب گونه‌های نخبه و امیدبخش تصمیم گرفت و عملیات اصلاحی را به‌نحو مطلوب ارزیابی کرد. مواد و روش‌ها در این پژوهش، تأثیر پیش‌تیمارهای مختلف بر جوانه‌زنی و استقرار گونه‌های Sanguisorba minor و Elymus hispidus تحت تنش خشکی بررسی شده است. در این رابطه، اثر تیمارهای پرایمینگ با آب مقطر، پلی‌اتیلن گلایکول، نیترات پتاسیم و نانوذرات نقره برای بهبود مشخصه‌های جوانه‌زنی و استقرار گونه‌ها در شرایط ظرفیت زراعی مطالعه شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار انجام شد. برای اجرای پژوهش، تعداد 168 گلدان استفاده گردید و در هر گلدان تعداد 10 عدد بذر کشت شد. صفات اندازه‌گیری شده شامل ظهور نهال از خاک، سرعت ظهور، استقرار و زنده‌مانی، طول و وزن ریشه و ساقه، ویگوریته و میزان پرولین، کارتنوئید، قند محلول، کلروفیل کل و آنزیم‌های کاتالاز و سوپراکسید دیسموتاز بود. پس از اتمام داده‌برداری صفات مورد مطالعه در گلخانه و اخذ نتایج به‌دست‌آمده در آزمایشگاه، آنالیز واریانس و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها در نرم‌افزار SPSS و مقایسه میانگین داده‌ها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن در سطح 5 درصد برای صفات مورد مطالعه در دو گونه انجام گرفت. نتایج نتایج بدست آمده نشان داد که تنش خشکی تفاوت معنی‌داری را بر روی خصوصیاتی از قبیل وزن خشک اندام هوایی یا طول ریشه گیاه دارد. اثرهای متقابل پرایمینگ و تنش در مورد صفات ظهور از خاک، سرعت ظهور، استقرار و زنده‌مانی و وزن خشک اندام هوایی معنی‌دار شد اما سایر صفات مورد مطالعه را نیز تحت تأثیر قرار داد. کاربرد نانوذرات نقره اثرات مثبت و یا منفی بر خصوصیات رویشی بذر و نهال رشد یافته از بذور گیاهان مورد مطالعه داشت. خصوصیاتی مانند طول ریشه گیاه تحت تیمارهای مختلف پرایمینگ در یک سطح رطوبتی مشخص تغییرات معنی‌داری را نشان ندادند. بعضی از خصوصیات دیگر ازجمله بنیه دارای تغییرات چشمگیری بودند و این میزان تغییر در سطوح مختلف رطوبتی تا حدود 20 درصد متغیر بود و اثرهای مثبت تیمار پلی‌اتیلن و اثرهای منفی غلظت بالای نانوذرات مشهود بود. در مجموع کاربرد تیمارهای پرایمینگ بذر با پلی‌اتیلن‌گلایکول و نیترات پتاسیم در گونه E. hispidus و کاربرد تیمارهای پرایمینگ بذر با پلی اتیلن‌گلایکول و نانوذرات نقره با غلظت 30 میلی‌گرم در لیتر در گونه S. minor بیشترین تأثیرات مثبت معنی‌دار در افزایش مقاومت به خشکی را داشت. همچنین کاربرد تیمارهای نانوذرات با غلظت‌های 60 و 90 میلی‌گرم در لیتر اثرات منفی را بر مشخصه‌های رویشی و فیزیولوژی هر دو گونه مورد مطالعه نشان داد. نتیجه‌گیری اعمال تنش خشکی موجب بروز اثرهای منفی در خصوصیات ساختاری گونه‌های مورد مطالعه شده و استفاده از تیمارهای هیدروپرایمینگ، نیترات پتاسیم، پلی‌اتیلن گلایکول و نانوذرات نقره (با غلظت 30 میلی‌گرم در لیتر) موجب کاهش اثرهای نامطلوب تنش گردید. دلیل این موضوع عمدتاً تغییراتی است که در فاکتورهای فیزیولوژیک مانند میزان پرولین، آنزیم‌های کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز اتفاق افتاده و اعمال پیش‌تیمارهای مختلف موجب بروز تغییرات مثبت در فاکتورهای مذکور و افزایش مقاومت به خشکی گونه‌ها می‌گردد. نتایج مرتبط با تأثیر پیش‌تیمارهای مختلف بر جوانه‌زنی و استقرار گونه‌های مذکور در شرایط آزمایشگاهی و عرصه‌ای نیز تأییدکننده این موضوع است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| اکوسیستم‌های مرتعی؛ عملیات بیولوژیک اصلاح مرتع؛ گونه‌های نخبه و امیدبخش؛ ظرفیت زراعی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The effect of different priming pretreatments on the morphological and physiological traits of two species of Sanguisorba minor and Elymus hispidus in short-term greenhouse conditions | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ali Farahani1؛ Ali Tavili2؛ Hosein Arzani3؛ Hosein Azarnivand3؛ Aliashraf Jafari4 | ||
| 1Ph.D. Student in Rangeland Science, Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran | ||
| 2Associate Professor, Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran. | ||
| 3Professor., Department of Arid and Mountains Regions Reclamation, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran. | ||
| 4Professor., Rangeland Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objectives The germination and establishment of plants resistant to drought is one of the most important and effective aspects of rangeland improvement. Investigating changes in rangeland species' morphological and physiological characteristics under different pretreatments under laboratory, greenhouse, and field conditions is necessary. As a result, elite and promising species can be selected, and improvement efforts can be evaluated favorably. Methodology This study investigated the effect of different pretreatments on the germination and establishment of Sanguisorba minor and Elymus hispidus under drought stress. In this regard, the effect of priming treatments with distilled water, polyethylene glycol, potassium nitrate, and silver nanoparticles was studied to improve germination characteristics and establishment of species under agricultural capacity. The experiment was conducted as a factorial in a randomized complete block design in four replications. To conduct the research, 168 pots were used, and ten seeds were planted in each pot. The measured attributes included the percentage and velocity of seedling appearance from the soil, establishment and survival, length and weight of root and stem, vigor, proline, carotenoid, soluble sugar, total chlorophyll, catalase, and superoxide dismutase enzymes. After sampling the studied traits in the greenhouse and obtaining the results in the laboratory, variance and data analysis in SPSS software. A comparison of mean data with Duncan's multiple range tests at a 5% level for the studied traits was performed on both species. Results The results showed that drought stress significantly differs in characteristics, such as the dry weight of aerial parts or the length of plant roots. The mutual effects of priming and stress were significant on the traits of emergence from the soil, speed of emergence, establishment, survival, and dry weight of aerial parts. Still, it affected several other traits as well. The application of silver nanoparticles had positive or negative effects on seeds' vegetative characteristics, and seedlings grown from the seeds of the studied plants did not show significant changes to characteristics such as plant root length under different priming treatments at a specific moisture level. Some characteristics, including ability, had significant changes due to humidity levels varying up to 20 percent. The positive effects of polyethylene treatment and the negative effects of high nanoparticle concentration were evident. Applying polyethylene glycol and potassium nitrate in E. hispidus and polyethylene glycol and silver nanoparticles at a concentration of 30 mg/l in S. minor showed the highest positive effects on plant resistance under drought stress. Application of silver nanoparticles at concentrations of 60 and 90 mg/L showed negative effects on the vegetative and physiological characteristics of the two studied species. Conclusion drought stress caused negative effects on the structural characteristics of the studied species, and using hydropriming treatments, potassium nitrate, polyethylene glycol, and silver nanoparticles (with a concentration of 30 mg/liter) reduced stress adverse effects. The reason for this is mainly the changes in the physiological factors, such as the amount of proline, catalase, and superoxide dismutase enzymes, and the application of various pretreatments causes positive changes in pretreatment factors and increases the species' drought resistance. The results related to the effect of different pretreatments on the germination of the mentioned species under laboratory and field conditions also confirm this issue. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Rangeland ecosystems, Biological operation of rangeland improvement, Elite and promising species, Agricultural capacity | ||
| مراجع | ||
|
- Abbasi Sorkhi, A., Roohi, H. and Sharif Zadeh, F., 1999. Effect of different priming treatments on germination traits of soybean seedlings of JK cultivar. Summary of Articles of the First National Conference on Seed Science and Technology. Iran, Gorgan, 18-19 Nov. 1999: 124-129. (In Persian)
- Aqdasi, M., Joubani Pouyan, M., Nezamdoost, T. and Tamsakni, F., 2017. The effect of different pretreatments on germination and growth of rice seeds (Oryza sativa) compared with silver nanoparticles during drought stress. Iranian Seed Research, 4 (2): 121-131. (In Persian)[DOI: 10.29252/yujs.4.2.121]
- Azarnia, M. and Esavand, H.R., 2014. Effect of hydro priming and hormone priming on yield and yield components of chickpea in rain fed and irrigation conditions. Journal of Crop Production, 6(4): 1-18. (In Persian)[DOI: 10.22092/rafhc.2013.100151]
- Azarnivand, H. and Zare Chahuki, M.A., 2010. Ecology of Range. Tehran University, First Edition, 345 pages. (In Persian) [DOI: 2010.414.m/qh541/5]
- Bahmani, M., Jalali, Gh. and Tabari, M., 2015. Halo priming effect on seed germination traits of Capparis spinosa var. Parviflora. Arid Biome Scientific and Research Journal, 4(1):79-83. (In Persian)
- David, E., Elumalai, E.K., Prasad, T.N. and Nagajyothi, P.C., 2010. Green synthesis of silver nanoparticle using Euphorbia hirta L. and their antifungal activities. Archives of Applied Science Research, 2(6): 76-81.
- Dazy, M., Jung, V., Ferard, J. and Mraud, J., 2008. Ecological recovery of vegetation on a coke-factory soil: Role of plant antioxidant enzymes and possible implication in site restoration. Chemosphere, 74: 57-63. [DOI: 10.1016/j.chemosphere.2008.09.014]
- Di Girolamo, G. and Barbanti, L., 2012. Treatment conditions and biochemical processes influencing seed priming effectiveness. Italian Journal of Agronomy, 7(2):25-34. [DOI: 10.4081/ija.2012.e25]
- Dianati, G., Pichand, M. and Sadati, S.E., 2016. Effects of drought stress and seed hydro-priming on some morphological, physiological and biochemical traits of Cymbopogon olivieri Boiss. Journal of Rangeland. 4(9):304-319. [DOI: 20.1001.1.20080891.1394.9.4.1.0 ]
- Haghighi, M. and Mozaffarian, M., 2015. Investigating the effect of super absorbent polyhedral and different levels of irrigation on growth and some qualitative and quantitative characteristics of tomato fruit (Lycopersicum esculentum L.). Journal of Horticultural Sciences (Agricultural Sciences and Technology), 28(1): 125-133. (In Persian). [DOI: 10.22034/iuvs.2015.15372]
- Hatami, M. and Ghorbanpour, M., 2014. Defense enzyme activities and biochemical variations of Pelargonium zonal in response to nanosilver application and dark storage. Turkish Journal of Biology, 38(1): 130-139.
- Ibrahim, E.A., 2016. Seed priming to alleviate salinity stress in germinating seeds. Journal of Plant Physiology, 192: 38-46. [DOI:10.1016/j.jplph.2015.12.011]
- Murungu, F.S., Nyamugafata, P., Chiduza, C., Clark, L. and Whalley, W. R., 2003. Effects of seed priming aggregate size and soil matric potential on emergence of cotton (Gossypium hirsutum L.) and maize (Zea mays L.). Soil and Tillage Research, 74(2), 161-168. [DOI:10.1016/j.still.2003.06.003]
- Nair, R., Varghese, S. H., Nair, B. G., Maekawa, T., Yoshida, Y. and Kumar, D. S., 2010. Nanoparticulate material delivery to plants, Plant Science, 179(3): 154–163. [DOI:10.1016/j.plantsci.2010.04.012]
- Parveen, A. and Rao, S., 2015. Effect of nanosilver on seed germination and seedling growth in Pennisetum glaucum. Journal of Cluster Science, 26(3): 693-701. [DOI: 10.1007/s10876-014-0728-y]
- Kamali, N., 2014. Evaluation of the effect of nanoparticles in natural polymer resins and vegetable mulch on planting establishment. PhD thesis, University of Tehran. 196 pages. (In Persian)
- Riazi, A., Sharif Zadeh, F. and Ahmadi, A., 2007. Effect of osmo priming on germination of forage millet seeds. Research and development, 4(11): 38- 46. (In Persian)
- Salama, H., 2012. Effects of silver nano-particles in some crop plants, common bean (Phaseolus vulgaris L.) and corn (Zea mays L.). In Res J Biotech. 3(10): 190-197.
- Savithramma, N., Ankanna, S. and Bhumi, G., 2012. Effect of nanoparticles on seed germination and seedling growth of Boswellia ovalifoliolata an endemic and endangered medicinal tree taxon. Nano Vision, 2(1): 125-139.
- Scott, N. and Chen, H., 2013. Nanoscale science and engineering for agriculture and food systems. Industrial Biotechnology, 1(9):17-18. [DOI: 10.1089/ind.2013.1555]
- Vannini, C., Domingo, G., Onelli, E., Prinsi, B., Marsoni, M., Espen, L. and Bracale, M., 2013. Morphological and proteomic responses of Eruca sativa exposed to silver nanoparticles or silver nitrate. PlOS ONE, 8(7): 68-75. [DOI: 10.1371/journal.pone.0068752]
- Yin, L., Benjamin, P., Bonnie, M., Justin, P. and Emily, S., 2012. Effects of silver nanoparticle exposure on germination and early growth of eleven wetland plants. Environmental Science and Technology, 46: 6165–6172. [DOI: 10.1371/journal.pone.0047674]
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 241 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 258 |
||