بررسی تاثیر پیش تیمار بذر با تنظیم کننده های رشد و اسید آسکوربیک بر رشد و عملکرد جعفری تحت شرایط تنش خشکی

از زمان وجود بشر در کره خاکی سبزی از مهمترین منابع تامین غذای انسان بشمار می رود. امروزه نیز افزایش دانش صحیح در رابطه با تغذیه براساس طعم و مزه، سلامت و کیفیت غذاها گسترش یافته است و اهمیت مصرف سبزی ها بعنوان یکی از اجزاء مهم یک رژیم غذایی سالم در حال افزایش است. این گیاهان بدلیل دارا بودن خاصیت آنتی اکسیدانی، ویتامین ها، املاح معدنی، مواد سلولزی، اسید های آلی، روغن های اتر دار و مواد ضد باکتریایی جایگاه ویژه ای از نظر ارزش فیزیولوژیکی دارند. طبق بررسی های انجام شده 46درصد از ویتامین a موردنیاز بدن از سبزی ها تامین می شود. جعفری با نام علمی petroselinum crispum mill.گیاهی متعلق به تیره آمبلیفراسه است. جعفری گیاهی دو ساله است که در سال اول تولید برگهای سبز و ترد می کند که از آنها بعنوان سبزی استفاده می شود. ریشه جعفری ظریف و نازک ولی محکم است و عمق نفوذ آن زیاد است (تا عمق 160سانتی متر). از مجموع حجم ریشه حدود50 درصد آن در عمق 20 سانتی متر، 30 درصدآن در عمق 50 سانتی متر و 20 درصد بقیه در عمق 80 تا 120سانتی مترخاک قرار دارند. ارتفاع این بوته (روزت) به 30 سانتی متر می رسد. درسال دوم بوته ها تولید ساقه گل دهنده عمودی و گوشه دار با ارتفاع 60 سانتی متر می کند. طول دوره رویش آن کوتاه است شکل برگها در سال اول و دوم متفاوت است، در سال دوم رنگ برگها تیره تر شده و مقداری چین و چروک در آن ایجاد می شود. قبل از گلدهی برگها صاف بوده و فاقد طعم تند است اما در سال دوم برگها چروکیده و تند می شوند. شکل برگها و رشد و نمو جعفری بستگی به عوامل محیطی دارد. در انتهای ساقه گل دهنده گلها بصورت چتر نمایان می شود. رنگ گلها زرد مایل به سبز است. بذر جعفری ریز بوده و به رنگ سبز مایل به خاکستری است و طول آن 2 تا 3 میلی متر بوده و دارای بوی مخصوصی می باشد و وزن هزاردانه آن 2-5/1 گرم است. بذر جعفری دیر جوانه زده و جوانه زنی آن 20 تا 25 روز طول می کشد و روند رشد بوته نیز کند است(دانشور، 1378). در میان تنش های غیر زیستی تنش خشکی یکی از مهم ترین تنش هاست که رشد و توسعه گیاه را محدود کرده و در نهایت عملکرد را کاهش می دهد. بنابراین توزیع و پراکنش گیاهان در سرتاسر دنیا تا حدود زیادی متاثر از میزان آب می باشد. کشور ما ایران نیز در بخشی از کره زمین قرار گرفته است که نزولات جوی در بسیاری از نقاط آن نیاز آبی گیاهان را تامین نمی کند و برای تولید عملکرد رضایتبخش باید کمبود آب از طریق آبیاری تامین گردد. تنش خشکی ممکن است از فعالیت ناکافی یا بیش از حد آب در محیط گیاه بوجود آید. معمولاً تنش خشکی زمانی اتفاق می افتدکه آب در دسترس خاک کاهش یافته و شرایط اتمسفری باعث از دست دهی مداوم آب بوسیله تبخیر و تعرق می شود (جلیل و همکاران،2008). -پیشتیمار جوانه زنی و رشد سریع گیاهچه در گیاهان یکساله از عوامل موثر بر استقرار گیاهچه است.اعمال تیمارهای پیش از کاشت، برای تسریع، همزمانی جوانه زنی ، استقرار قوی گیاهچه، تحریک رشد رویشی و عملکرد محصولات در بسیاری از محصولات مثل گندم (اکبال و اشرف،2007)، نخود (کائور و همکاران، 2002)، و هویج ( بریسکو ، 2005) استفاده شده است. در گونه های مختلفی از گیاهان استفاده از تیمارهای پیش از کشت باعث مقاومت به پاتوژن ها، حشرات و تنش های غیرزیستی شده است (بکرز و کونراس، 2007). این تیمار بذرها می تواند جوانه زنی و یکنواختی ظهور گیاهچه را بویژه در شرایط نامساعد محیطی و تنش های غیرزیستی مثل دمای بالا و پایین ( بریسکو، 2005؛پریرا و همکاران، 2009 )، کمبود آب ( بریسکو، 2005؛ حسین و همکاران2008؛ بهنام نیا و همکاران، 2009) یا شوری (صدقی و همکاران،2010؛ سیورتیپ و همکاران، 2005) بهبود بخشد. کارایی مواد مختلف پیش تیمار با شرایط تنش مختلف و گونه های مختلف محصولات متفاوت است (اشرف و فولاد، 2005). - اسید سالسیلیک اسم اسید سالسیلیک از کلمه سالیکس ، نام علمی درخت بید گرفته شده است. هم سرخپوستان آمریکایی و هم مصریان باستان می دانستند که برگها و تنه درخت بید می تواند بعنوان یک برطرف کننده درد و تب بر استفاده شود. استیل اسید سالیسیلیککه بطور تجاری بعنوان آسپرین شناخته شده است، یکی از بهترین «ترکیبات ضد تنش» است که توسط بشر شناخته شد.اسید سالیسیلیک (ارتوهیدروکسی بنزوئیک اسید) یک فنل گیاهی است که دارای یک حلقه آروماتیک همراه با یک گروه هیدروکسیل یا مشتقات فعال آن می باشد.اسید سالیسیلیک یک هورمون گیاهی است که در سراسر سلسله گیاهی بطور وسیعی شناخته شده است و در بیش از 34 گونه گیاهی یافت شده است. اسید سالیسیلیک بوسیله سلولهای ریشه تولید شده و در تنظیم فرآیند های فیزیولوژیکی مختلف مثل رشد، تکامل گیاه، جذب یون، فتوسنتز، جوانه زنی ، نفوذ پذیری غشا، تنفس میتوکندریایی، بسته شدن روزنه ها، انتقال مواد، سرعت رشد و سرعت فتوسنتز نقش محوری ایفا می کند (شاکرووا و ساهابوتدینوا،2003). اسید سالیسیلیک باعث تولید مواد فنولی می شود که در دیواره سلولی بعنوان یک مانع در برابر هدررفت رطوبت عمل کرده و مانع انتشار بیشتر بیمارگر می شود. فنولیک ها بطور ذاتی در گیاهان نقش آنتی اکسیدانی داشته و باعث به دام انداختن رادیکال های آزاد تولید شده توسط فرآیند اکسیداسیون می شوند (بورگوئرز و همکاران، 2007). - پاکلوبوترازول یک دسته از تنظیم کننده های رشد که امروزه توجه زیادی را به خود جلب کرده اند تریازول ها هستند. این ترکیبات هم نقش قارچکشی دارند و هم بعنوان تنظیم کننده رشد استفاده می شوند (فلچر و همکاران،2000). پاکلوبوترازول یکی از مهم ترین و کاربردی ترین مواد کند کننده ی رشد مربوط به گروه تریازولهاست که بیوسنتز جیبرلین را تا حدود زیادی محدود می نماید . از روش های متداول کاربرد پاکلوبوترازول محلول پاشی و کاربرد خاکی است (داویس و همکاران ،1988) اسید آسکوربیک از نظر شیمیایی از مشتقات قندها است و بیوسنتز آن از گلوکز و گالاکتوز و یا مشتقات آنها انجام می شود. اسید آسکوربیک از اجسام احیا کننده قوی به شمار می رود و با از دست دادن دو اتم هیدروژن به دهیدروآسکوربیک اسید تبدیل می شود. دهیدرو آسکوربیک اسید نیز دارای خواص ویتامین c است. بنابراین به نظر می رسد که عوامل شیمیایی فعال ویتامین c گروه دی انول باشد، که می تواند به دو صورت اکسید شده و احیا شده وجود داشته باشد. اسید آسکوربیک در فرآیند های رشد گیاه از جمله تقسیم سلولی، گسترش دیواره سلولی و سایر پدیده های رشدی نقش دارد (پینوکچی و فویر، 2003).اسید آسکوربیک یکی از مهم ترین آنتی اکسیدانهایی است که به فراوانی در گیاهان وجود دارد و بطور معمول غلظت آن در برگ ها بیشتر از قسمت های دیگر گیاهان بوده و 10-5 برابر بیشتر از گلوتاتیون است (اسمیرنوف، 2005). گزارش های متعددی مبنی بر اثر مثبت اسید آسکوربیک بر جنبه های مختلف فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان مختلف وجود دارد، ازجمله می توان به گزارش هایی بر روی نخود (بلتاگی، 2008) در خصوص افزایش پارامتر های رشد بر روی آفتابگردان (السیدی و همکاران، 2011) اشاره کرد. اسید آسکوربیک درون زا با کاربرد خارجی اسید آسکوربیک از طریق محیط ریشه (چن و گالی، 2004) یا بصورت محلول پاشی و یا پیش تیمار کردن بذور افزایش می یابد. کاربرد خارجی اسید آسکوربیک پیش از انبار داری سبب افزایش نگهداری ویژگی های فیزیولوژیکی و کاهش زوال بذر قهوه در طول مدت انبار داری می شود (بریسکو، 2005).فواید رشدی ایجاد شده توسط اسید آسکوربیک ممکن است بدلیل فعالیت آنتی اکسیدانی این ماده باشد که گیاهان را از آسیب ناشی از تنش غیر زیستی محافظت می کند (اسمیرنوف، 2005). با توجه به بررسی منابع ذکر شده فوق و نظر به اینکه جعفری به عنوان یکی از سبزی های پرمصرف در جیره غذایی انسان از اینرو تحقیق حاضر به منظور نیل به اهداف زیر در گروه علوم باغبانی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. 1- ارزیابی تاثیر تنش خشکی بر رشد و شاخص های فیزیولوژیک جعفری 2- بررسی تاثیر پیش تیمار بر رشد و شاخص های فیزیولوژیک جعفری - تهیه بذور و مواد شیمیایی بذر جعفری مورد استفاده در این آزمایش، از شرکت پاکان بذر اصفهان تهیه گردید. مواد شیمیایی اسید سالیسیلیک ، پاکلوبوترازول و اسید آسکوربیک از محصولات شرکت سیگما خریداری شد. این آزمایش بصورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار اجرا شد که فاکتور های مورد آزمایش شامل فاکتور اول : تنش خشکی در سه سطح آبیاری کامل، تنش خشکی 50 درصد و 25 درصد ظرفیت مزرعه و فاکتور دوم : پیش تیمار با سه ماده شیمیایی اسید سالیسیلیک ، پاکلوبوترازول و اسید آسکوربیک هر کدام با سه غلظت 0، 100 و 200 میلی گرم بر لیتر بود. در ابتدا بذور هم اندازه جعفری با هیپوکلرید سدیم یک درصد به مدت 5 دقیقه ضدعفونی شده و پس از سه با شستشو با آب مقطر، با غلظت های 100 و 200 میلی گرم بر لیتر از اسید سالیسیلیک، پاکلوبوترازول و اسید آسکوربیک به مدت 24 ساعت داخل پتری دیش های حاوی یک کاغذ صافی واتمن پیش تیمار شدند. پس از پیش تیمار بذور شسته شده و تا رسیدن به رطوبت اولیه در دمای اتاق خشک شدند. - اعمال تنش خشکی برای این منظور ابتدا بافت خاک، چگالی ظاهری خاک، رطوبت خاک در نقطه پژمردگی، ظرفیت مزرعه و آب قابل نگهداری خاک به شرح زیر تعیین شده، سپس تنش خشکی اعمال گردید. وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی پس از برداشت بوته ها از ارتفاع 4-3 سانتی متر سطح خاک گلدان، وزن تر بخش هوایی با دقت 001/0 گرم اندازه گیری شد. سپس اندام هوایی هر گلدان درون پاکت هایی بطور جداگانه در داخل آون در دمای 78 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت خشک شدند. توزین بوته های خشک شده بوسیله آون نیز با دقت 001/0 گرم انجام شد. ریشه های داخل هر گلدان با دقت درآورده شده و کاملاً شسته شدند. وزن تر ریشه با دقت 001/0 محاسبه شد و برای محاسبه وزن خشک ریشه در دمای 78 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت داخل آون قرار گرفتند و وزن تر پس از درآوردن ریشه ها از آون اندازه گیری شد. جهت ارزیابی اثر پیش تیمار در شرایط تنش خشکی بر سیستم فتوسنتزی گیاه از پارامتر های کلیدی فلورسانس کلروفیل استفاده شد. در اواسط مرحله رویشی از هر تیمار سه گلدان و از هر گلدان یک برگ از قسمت میانی گیاه انتخاب و فلورسانس آن ثبت گردید. میزان فلورسانس کلروفیل با استفاده از دستگاه کلروفیل فلورومتر (os-30pusa) قرائت شد که در ابتدا حدود 30 دقیقه با استفاده از گیره های مخصوص دستگاه سازگاری به تاریکی روی برگها انجام گرفت. این گیره ها دارای شکل ویژه ای هستند که دیود دستگاه به راحتی روی آن ها محکم می شود. گیره ها دارای دریچه هایی هستند که با بستن آن، قسمت مورد نظر برگ در تاریکی قرار می گیرد. پس از آن دیود به گیره متصل شده و سپس دریچه گیره باز شده و داده ها قرائت می شوند. استخراج پرولین با استفاده از روش بیتز و همکاران (1973) صورت گرفت. برای این منظور 8 هفته پس از اعمال تنش تعدادی از برگ های میانی بصورت تصادفی از هر گلدان برداشت شد. بلافاصله بعد از جدا شدن برگ از گیاه در داخل فویل آلومینیومی پیچیده شد و درون ظرف پر از یخ قرار گرفت تا تمام فعالیت های آنزیمی در همان حال متوقف گردند. سپس نمونه ها داخل یخ به آزمایشگاه منتقل شد و تا زمان اندازه گیری در یخچال با دمای70- درجه سانتی گراد نگهداری شد. محتوای پرولین آزاد در برگها طی مراحل زیر تعیین گردید. روش استخراج پروتئین ابتدا 100 میلی گرم از هر نمونه را برای هر تکرار وزن کرده و در هاون چینی کوچک قرار داده شدند. سپس مقداری ازت مایع روی آن ریخته و تا حد پودر شدن کوبیده شدند. سپس 1 میلی لیتر بافر استخراج به آن اضافه کرده و مخلوط حاصله را درون اپندروف 2 میلی لیتری ریخته و مشخصات نمونه روی آن نوشته شد و بلافاصله لوله ها داخل یخ ‎گذاشته شدند (لازم به توضیح است که تمام مراحل روی یخ انجام گرفت) و به مدت 1 ساعت در یخ ماندند. سپس نمونه ها با استفاده از سانتریفیوژ (10000 دور بر دقیقه در دمای c?4) به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شدند و قسمت بالائی را برداشته و داخل اپندورف دیگر ریخته و مشخصات نیز به لوله جدید منتقل شدند. این نمونه‎ها برای تعیین مقدار کمی پروتئین ها به روش براد فوردمورد استفاده قرار گرفتند. تجزیه آماری داده های مربوط به آزمایش با استفاده از نرم افزار آماری sas تجزیه شده و مقایسه میانگین تیمارها نیز با آزمون چند دامنه ای دانکن در سطح احتمال 5 درصد صورت گرفت. نمودارها نیز با استفاده از نرم افزار excel رسم شد.نتایج حاصل از تجزیه واریانس تاثیر تنش خشکی و پیش تیمار بر شاخص های رشد جعفری(جدول 3-1) نشان داد که اثر تنش خشکی بر صفات وزن خشک بوته و ریشه در سطح احتمال یک درصد و برارتفاع و وزن تر بوته در سطح احتمال پنج درصد معنی دار شد و برای صفات سطح برگ و تعداد انشعاب معنی دار بدست نیامد. اثر پیش تیمار بر صفات ارتفاع بوته، وزن تر و خشک بوته و وزن خشک ریشه در سطح احتمال یک درصد و تعداد انشعاب در سطح احتمال پنج درصد معنی دار شد و برای صفت سطح برگ معنی دار بدست نیامد. همچنین اثر متقابل تنش خشکی و پیش تیمار تنها برایارتفاع بوته در سطح یک درصد و برای صفات وزن خشک ریشه و سطح برگ در سطح احتمال پنج درصد معنی دار بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس تاثیر تنش خشکی و پیش تیمار بر شاخص های فیزیولوژیک جعفری (جدول 3-2) نشان داد که تاثیر تنش خشکی بر صفات میزان پروتئین محلول، در سطح احتمال 1 درصد و برای صفات میزان پرولین برگ، هدایت روزنه ای و محتوای کلروفیل a برگ در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود و برای صفات محتوای فسفر و پتاسیم، کلروفیل b و کاروتنوئید برگ معنی دار نبود. تاثیر پیش تیمار بذر نیز بر صفات هدایت روزنه ای برگ و محتوای پتاسیم برگ در سطح احتمال 1 درصد و برای شاخص های میزان پرولین ومحتوای کلروفیل a برگ در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود و برای صفات میزان پروتئین، فسفر، کلروفیل b و کاروتنوئید برگ معنی دار بدست نیامد. همچنین، اثر متقابل تنش خشکی و پیش تیمار بذر برای شاخص های هدایت روزنه ای و محتوای کلروفیل a برگ در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس شاخص های فلورسانس کلروفیل (جدول 3-3) نشان داد که اثر تنش خشکی بر تمام شاخص های فلورسانس کلروفیل معنی دار بوده و اثر پیش تیمار نیز بر فلورسانس حداکثر، متغیر و عملکرد کوانتوم معنی دار بدست آمد. همچنین اثر متقابل تنش خشکی در پیش تیمار بذور برای صفات فلورسانس حداکثر، فلورسانس متغیر و پتانسیل عملکرد کوانتوم در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود.