اثر اسپرمیدین بر تحمل به سرمای بوته‌های خیار در مرحله نهال بذری

علوم باغبانی

مقاله 5، دوره 32، شماره 3، آذر 1397، صفحه 439-450   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v32i3.66614

نویسندگان

محمد سلیمانی^* ؛ مصطفی مبلی؛ علی اکبر رامین؛ بهرام بانی نسب؛ لیلا اصلانی

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

به منظور بررسی اثر اسپرمیدین بر تحمل به سرمای دانهال‌های خیار رقم مزرعه‌ای ’رشید‘، پژوهشی در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار و چهار تیمار شامل غلظت‌های صفر، 1/0، 5/0 و 1 میلی‌مولار اسپرمیدین در انکوباتور در دانشکده کشاورزی دانشگاه صنعتی اصفهان به صورت دو آزمایش مجزا اجرا شد. به این منظور بذرها در محیطی مرطوب، به مدت 7 روز در دمای 20 درجه سلسیوس و پس از تیمار با اسپرمیدین، 8 روز در دماهای 6 یا 9 درجه سلسیوس قرار داده شدند. در پایان هر آزمایش ویژگی‌هایی شامل طول، وزن تر و خشک، نشت یونی و پرولین در ساقه‌ و ریشه‌ اندازه‌گیری شد. جهت مقایسه اثر دما و برهمکنش آن با غلظت‌های متفاوت اسپرمیدین داده‌های دو آزمایش با همدیگر در یک طرح کرت‌های خرد شده (2 دمای متفاوت انکوباتور به صورت 2 کرت اصلی و 4 غلظت اسپرمیدین به صورت 4 کرت فرعی) آنالیز آماری شد. نتایج به دست آمده در این پژوهش نشان داد که کاربرد اسپرمیدین در بالاترین غلظت‌ (1 میلی‌مولار) اثرات معکوسی در تعدیل سرمازدگی در دمای 9 درجه سلسیوس داشت، به طوری‌که وزن تر و خشک ریشه را کاهش داد. غلظت 5/0 میلی‌مولار اسپرمیدین در دمای 6 درجه سلسیوس مؤثرتر از سایر غلظت‌ها بود و باعث افزایش وزن تر ریشه، کاهش میزان نشت یونی ریشه و افزایش پرولین ساقه شد. نتایج آنالیز کرت‌های خرد شده نشان داد که در مجموع غلظت‌های 1/0 و 5/0 میلی‌مولار اسپرمیدین باعث افزایش معنی‌دار طول ریشه‌، وزن تر و خشک ریشه‌ شد. مقایسه میانگین برهمکنش دما و غلظت اسپرمیدین نشان داد که بر خلاف این که در مجموع تیمارهای 5/0 میلی‌مولار اسپرمیدین باعث افزایش معنی‌دار طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه شد، به دلیل وجود برهمکنش معنی‌دار بین دما و غلظت اسپرمیدین این اثراتِ افزایش صرفاً در دمای 6 درجه سلسیوس مشاهده شد و در دمای 9 درجه سلسیوس تفاوت معنی‌داری با تیمار شاهد نداشت.

کلیدواژه‌ها

پلی‌آمین؛ دانهال؛ سرمازدگی

مراجع

1- Akhondi M., Safarnejad A., and Lahouti M. 2006. Effect of drought stress on proline accumulation and mineral nutrients changes in alfalfa (Medicago sativa L.). Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 10: 165.175. (In Persian with English abstract)

2- Bates L.S., Waldren R.P., and Teare I.D. 1973. Rapid determination of free proline for water stress studies. Plant Soil, 39: 205-207.

3- Bouchereau A., Aziz A., Larher F., and Martin-Tanguy J. 1999. Polyamines and environmental challenges: recent development, Plant Science, 140: 103-125.

4- Claussen W. 2005. Proline as a measure of stress in tomato plant. Plant Science, 168: 241-248.

5- Diao Q., Song Y., and Qi H. 2015. Exogenous spermidine enhances chilling tolerance of tomato (Solanum lycopersicum L.) seedlings via involvement in polyamines metabolism and physiological parameter levels. Acta Physiology Plant, 37: 230-245.

6- Groppa M.D., and Benavides M.P. 2008. Polyamines and abiotic stress recent advances. Amino Acids, 34: 35-45.

7- He L., Nada K., and Tachibana S. 2002. Effects of Spermidine pretreatment through the roots on growth and photosynthesis of chillied cucumber plants (Cucumis sativus L.). Journal of Japenis Society for Horticultural Science, 71: 490-498.

8- Imai R., Ali A., Pramanik M., Nakaminami K., Sentoku N., and Kato H. 2004. A distinctive class of spermidine synthase is involved in chilling response in rice. Journal of Plant Physiolology, 161: 883-886.

9- Kafi M., Zand A., Sharifi H., Kamkar B., and Goldani M. 2000. Plant Physiology. Mashhad University Press, Mashhad. (In Persian)

10- Larher F.R., Aziz A., Gibon Y., Trotel-Aziz P., Sulpice R., and Bouchereau A. 2003. An assessment of the physiological properties of the so-called compatible solutes using in vitro experiments with leaf discs. Plant Physiolgy and Biochemistry, 41: 657-666.

11- Lee S.H., Singh A.P., Chung G.C., Kim Y.S., and Kong I.B. 2002. Chilling root temperature causes rapid ultrastructural changes in cortical cells of cucumber (Cucumis sativus L.) root tips. Journal of Experimental Botany, 53: 2225-2237.

12- Lee T.M. 1997. Polyamine regulation of growth and chilling tolerance of rice (Oryza sativa L.) roots cultured in vitro. Plant Science, 122: 111-117.

13- Liu J., Jiang M.Y., Zhou Y.F., and Liu Y.L. 2005. Production of polyamines is enhanced by endogenous abscisic acid in maize seedlings subjected to salt stress. Journal of Integrative Plant Biology, 47: 1326-1334.

14- Lu-lu Y., Xiu-hua Y., Kun L., Dao-jie H., Ying-hua W., Zhen-hang X., and Xian-chang Y. 2007. Effect of spermidine on chilling tolerance in cucumber seedlings. Acta Horticalture, 34: 1309-1312.

15- Lynch D.V. 1990. Chilling injury in plants: the relevance of membrane lipids. p. 17-34. In F. Katterman. (Ed.). Environmental Injury to Plants. Academic Press, New York.

16- Mohamed Sheteiwy M., Shen H., Xu J., Guan Y., Song W., and Hu J. 2017. Seed polyamines metabolism induced by seed priming with spermidine and 5-aminolevulinic acid for chilling tolerance improvement in rice (Oryza sativa L.) seedlings. Environmental and Experimental Botany; 137: 58-72.

17- Nayyar H. 2005. Putrescine increases floral retention, pod set and seed yield in cold stressed chickpea. Journal of Agronomy and Crop Science, 191: 340-345.

18- Renaut J., Hoffmann L., and Hausman J.F. 2005. Biochemical and physiological mechanisms related to cold acclimation and enhanced freezing tolerance in poplar plantlets. Physiologia Plantarum, 125: 82-94.

19- Shen W., Nada K., and Tachibana S. 2000. Involvement of polyamines in the chilling tolerance of cucumber cultivars. Physiologia Plantarum, 124: 431-439.

20- Wilson J.M. 1972. The mechanism of chill and drought hardening of Phaseolus vulgaris leaves. New Phytologist, 76: 257-270.

21- Xiong L., Schumaker K.S., and Zhu J.K. 2002. Cell signaling during cold, drought, and salt stress. Plant Cell, 14: 165-183.

22- Zeng Y., Zahng Y., Xiang J., Wu H., Chen H.Z., Zhang Y., and Zhu D. 2016. Effects of chilling tolerance induced by spermidine pretreatment on antioxidative activity, endogenous hormones and ultrastructure of Indica-Japonica hybrid rice seedlings. Journal of Integrative Agriculture, 15: 295-308.