مقدمه: در این فصل به معرفی فصول شامل بررسی منابع، مواد و روش اجرا، نتایج و بحث می‏پردازیم. در فصل دوم به معرفی معرفی حبوبات و گیاه لوبیا، خاستگاه و سطح زیر کشت لوبیا، ارزش غذایی لوبیا، طبقه بندی لوبیا بر اساس خصوصیات بذر، گیاه‏شناسی لوبیا، ویژگی‏های بوم شناسی لوبیا، اصلاح برای تحمل به دماهای بالا و پایین و به معرفی تنش‏ها از جمله تنش دمای پایین، اثرات سرما، اثرات مورفولوژیک، اثرات فیزیولوژیک، اثرات سیتولوژیک، اثرات اکسیداتیو ناشی از سرما، سیگنال‏های تنش سرما، مکانیسم‏های مقاومت به سرما در گیاهان، تغییر در بیان ژن‏ها و تجلی پروتئین‏های خاص، تغییر وضعیت چربی های غشا، بیوسنتز اسمولیت ها، تقویت سیستم آنتی اکسیدانتی سلول، همچنین به معرفی تریازول، مکانیسم اثر پاکلوبوترازول، اثر پاکلوبوترازول روی رشد، اثر پاکلوبوترازول روی فتوسنتز و محتوای کلروفیل، اثر پاکلوبوترازول روی مقاومت به تنش پرداختیم. حبوبات از نظر تحمل گرما و سرما دو نوع هستند. نوع‏های سرما دوست که در زمان رشد چندین درجه زیر صفر را تحمل می‏کنند، مثل نخود، عدس و باقلا. این تیپ‏ها معمولاً روز بلند هستند و نوع‏های گرما دوست که در دمای صفر درجه سانتی‏گراد به شدت آسیب می‏بینند. این تیپ‏ها معمولاً روزکوتاه هستند. این گیاهان بایستی زمانی کشت شوند که خطر یخبندان وجود نداشته باشد و دمای محیط از 14 تا 22 درجه سانتی‏گراد بیشتر باشد. از این گیاهان می توان لوبیای معمولی، لوبیای چشم بلبلی و ماش را نام برد. بنابراین، از آن‏جایی که خاستگاه اصلی لوبیا مناطق گرمسیری و آمریکای جنوبی است، این گیاه در سایر مناطق مشابه که دمای محیطی کمتر از 10 درجه سانتی‏گراد نداشته باشد، جوانه خواهد زد. لوبیا گیاهی گرما دوست می باشد. به سرما و یخبندان بسیار حساس بوده و در بهار تا زمانی که دمای محیط به قدر کافی بالا نرود نمی توان به کشت آن مبادرت ورزید. لوبیا سفید گیاهی است حساس به سرما و نیاز به فصل زراعی بدون یخبندان و هوای خشک دارد. لوبیا سفید در مقایسه با انواع دیگر لوبیا مقاومتش نسبت به شرایط نامطلوب کمتر است. تنش عبارت است از تغییر در شرایط بهینه زندگی که سبب بروز پاسخ هایی خاص در فیزیولوژی یک موجود زنده می شود. این پاسخ ها بسته به نوع شرایط ممکن است موقتی یا دائمی باشند. در حدود دو سوم از زمین های کشاورزی جهان در معرض با دماهای زیر نقطه یخبندان قرار دارند و در حدود نیمی از آن‏ها در دماهای زیر 20- درجه سانتی‎گراد قرار دارند. بنابراین، اثرات تنش سرما بر گیاهان مورد توجه و مطالعه قرار گرفته است تا بتوانند مقاومت به سرما را در گیاهان کشاورزی مهم بهبود دهند. مقاومت به سرما فرآیندی است که تحت تاثیر عوامل ژنتیکی و محیطی قرار می گیرد. میزان تحمل به سرما در بین گونه ها و بین رقم‏های یک گونه و حتی در بین بافت های همان گیاه متفاوت است. بر طبق محدوده حرارتی، گیاهان به 3 گروه: حساس به سرمازدگی (گیاهان حساس به دماهای زیر 12 درجه سانتی گراد) که لوبیا در این گروه قرار می گیرد، گیاهان مقاوم به سرمازدگی ( مقاوم به دمای پایین اما نه دمای‏های یخبندان) و گیاهان مقاوم به یخبندان و انجماد (که مقاومت به یخبندان را بعد از یک دوره در معرض قرار گرفتن با دمای پایین یا غیر یخبندان کسب می کنند) تقسیم شده اند. شرایط محیطی نامساعد شامل دما های غیر بهینه، به طور چشمگیری جوانه زنی بذر و رشد گیاهان را ممانعت می کند و بنابراین، کاهش دهنده محصول است. از نظر اقتصادی پیدا کردن روش هایی برای غلبه بر این مشکلات، مهم می باشد، یکی از این روش ها استفاده از تنظیم کننده های رشد مثل تریازول ها است. در گیاهانی که دارای توانایی ذاتی در پاسخ به تنش ها هستند، تریازول ها بیان و بروز این توانایی را تسهیل می کنند. تریازول ها باعث تغییرات مورفولوژی شامل ممانعت رشد گیاه، کاهش طویل شدن، افزایش مقادیر کلروفیل، بزرگ شدن کلروپلاست ها، بافت برگی ضخیم‏تر، افزایش نسبت ریشه به ساقه، تولید آلکالوئیدها و افزایش در متابولیسم کربوهیدرات ها می شوند. همچنین تریازول ها تغییرات هورمونی و اثرات بیوشیمیایی نظیر رفع سمیت گونه های فعال اکسیژن و افزایش پرولین و تقویت سیستم های آنتی اکسیدانتی سلول ها را القا می نمایند و باعث مقاومت به تنش ها می شوند. پاکلوبوترازول از جمله تریازول هایی است که به عنوان تنظیم کننده رشد گیاهان استخراج شده‏اند. با توجه به شناخت چنین اثراتی از پاکلوبوترازول و با توجه به اطلاعات موجود مبنی بر اثرات سرما روی گیاهان و احتمال ایجاد تنش اکسیداتیو توسط سرما روی گیاهان این پژوهش در جهت بررسی اثر پاکلوبوترازول روی تعدیل اثرات تنش سرما در گیاه لوبیا طراحی و به اجرا در آمده است. به طوری که، در فصل سوم به شرح انجام آزمایش در دو مرحله شامل آزمایش اثر رقم و سرما بر درصد جوانه زنی، طول ریشه‏چه و ساقه‏چه گیاهان لوبیا و آزمایش اثر رقم، سرما و پاکلوبوترازول روی شاخص های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه لوبیا و روش‏ اندازه گیری شاخص‏ها از جمله سنجش طول، وزن تر و خشک اندام های هوایی و ریشه، اندازه گیری کلروفیل و کاروتنوئید، سنجش مقدار پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء، سنجش میزان نشت الکترولیتی غشاء، اندازه گیری پرولین، اندازه گیری کربوهیدارت های محلول، اندازه گیری آنزیم های آنتی اکسیدانت کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز و گایاکول پراکسیداز پرداختیم. در فصل چهارم و پنجم با توجه به نتایج به دست آمده از تحقیقات بعضی از دانشمندان از جمله berova و همکاران که در گیاه گندم و baninasab که در گیاهچه‏های هندوانه و سایر دانشمندانی که در این زمینه تحقیق کرده‏اند که به بررسی اثر سرما و پاکلوبوترازول پرداختند و مشاهده کردند که سرما باعث کاهش پارامترهای رشد و افزایش فعالیت آنزیم‏های آنتی اکسیدانت و پراکسیداسیون لیپیدی و درصد نشت می‏شوند و تیمار پاکلوبوترازول باعث بهبود فاکتورهای رشد و کاهش میزان پراکسیداسیون لیپیدی و درصد نشت و افزایش فعالیت آنزیم‏ها می‏شود، ما نیز در این تحقیق به بررسی اثرات سرما و پاکلوبوترازول پرداختیم و نتایج گزارش شده توسط دانشمندان ذکر شده و سایر دانشمندان را مشاهده کردیم. به طوری که به بررسی اثر رقم و سرما بر درصد جوانه زنی، طول ریشه چه و ساقه چه و اثر رقم، دما و پاکلوبوترازول بر شاخص های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان لوبیا پرداختیم. بنابراین، به طور کلی در این تحقیق مشاهده شد که سرما می تواند باعث تغییر در عملکرد تمامیت غشا پلاسمایی شود، به طوریکه نشت یون ها و پراکسیداسیون لیپیدی غشا افزایش می یابد و تیمار با پاکلوبوترازول اثرات منفی برودت روی غشا را تعدیل می کند، شاید بدان دلیل که سرما باعث تغییرات غشایی شامل کاهش فسفولیپیدهای غشا و افزایش نسبت استرول به فسفولیپید و افزایش اسیدهای چرب اشباع می شود و در مقابل پاکلوبوترازول از این تغییر جلوگیری می کند. ثابت شده است که تریازول ها بیوسنتز استرول را تغییر می دهند و باعث تغییر ترکیب استرول غشا می شوند که این تغییر باعث القا استحکام و سازگاری می شود. از سوی دیگر، سرما موجب تولید گونه های فعال اکسیژن می شود که با حمله به غشا نشت یون ها و پراکسیداسیون لیپیدی غشا را افزایش می دهند. در مقابل پاکلوبوترازول با افزایش پرولین و تقویت سیستم های آنتی اکسیدانت آنزیمی موجب رفع سمیت گونه های فعال اکسیژن و در نتیجه باعث مقاومت به تنش سرما می شود. افزایش متابولیسم کربوهیدرات ها نیز به تامین انرژی سلول در تنش کمک می کند و همه این عوامل مقاومت به سرما را در گیاه القا می کنند.

گیاهان در طول رشدشان با تنش‏های محیطی متفاوت رو به رو می‏شوند. تنش دمای پایین تغییرات قابل توجهی را در فیزیولوژی و مورفولوژی گیاهان القا می‏کند. تریازول‏ها از جمله تنظیم کننده‏های رشد گیاهی هستند که می‏توانند گیاهان را از تنش‏های متفاوت مثل خشکی و تنش دمای پایین و غیره محافظت کنند. پاکلوبوترازول از خانواده این ترکیبات محسوب می‏شود. این ترکیبات حفاظت در برابر تنش را از طریق تغییر در مقادیر هورمون‏ها شامل: افزایش سیتوکینین و آبسیزیک اسید وکاهش اتیلن اعمال می‏کنند. تریازول‏ها تحمل به تنش دمای پایین را از طریق افزایش مقادیر آبسیزیک اسید درونی گیاه اعمال می‏کنند. در اولین آزمایش این تحقیق اثر سرما روی جوانه زنی و طول ریشه و ساقه دانه‏های لوبیا بررسی شد. برای بررسی اثرات سرما روی جوانه زنی و طول ریشه و ساقه دانه‏های لوبیا از چهار رقم لوبیا استفاده شد. به این منظور دانه‏های لوبیا در پتری دیش‏های محتوی دو لایه کاغذ صافی در اتاقک رشد در دمای 5 درجه سانتیگراد به مدت 2 روز قرار داده شدند و سپس پتری‏ها به دمای 20 درجه سانتیگراد، منتقل شدند. نتایج نشان داد که رقم لوبیا سفید دانشکده حساس ترین رقم به سرما و رقم لوبیا قرمز صیاد مقاومترین رقم به سرما است. دومین آزمایش برای بررسی اثر تنظیم کننده رشدی مثل پاکلوبوترازول روی کاهش آسیب های ناشی از تنش سرما بر نهال‏های لوبیا اجرا شد. بذرهای لوبیا به مدت 24 ساعت در محلولهایی با غلظت‏های پاکلوبوترازول 0 و 25 و 50 میلی گرم در لیتر در دمای 20 درجه قرار گرفتند. دانه رست‏ها تحت شرایط کنترل شده: 150 میکرومول بر متر مربع بر ثانیه تابش و فوتوپریود 16 ساعت و رطوبت نسبی 70 درصد و دمای 25 درجه رشد داده شدند. بعد از 2 هفته گیاهان با تنش دمای پایین با قرار دادن آنها در اتاق سرد 5 درجه سانتیگراد رو به رو شدند. سپس گیاهان بتدریج به دماهای 10 و 15 و 20 درجه سانتیگراد در طی 8 روز منتقل شدند. سپس به دمای اولیه رشد یعنی 25 درجه سانتیگراد برای مدت 2 روز برگردانده شدند. گیاهان شاهد در تمام مدت دمای 25 درجه سانتیگراد نگه داشته شدند. پس از تیمار نهال‏ها، پارامترهای مورفولوژیکی از قبیل وزن تر و وزن خشک ریشه و اندام هوائی و پارامترهای بیوشیمیائی مانند پرولین، کربوهیدرات، کلروفیل کل برگ، کاروتنوئیدها و میزان پراکسیداسیون چربی‏های غشاء و درصد نشت الکترولیتی و میزان فعالیت آنزیم‏های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز اندازه‏گیری شد. نتایج نشان داد که تنش سرما میزان پراکسیداسیون غشاء و درصد نشت الکترولیتی و محتوای پرولین و کربوهیدرات و میزان فعالیت آنزیم‏های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز را در نهال‏های تحت تنش سرما افزایش می‏دهد، اما در این نهال‏ها میزان کلروفیل، کاروتنوئید کاهش می یابد. پاکلوبوترازول موجب کاهش وزن خشک اندام هوائی گردیده و طول میانگره‏ها و اندام هوائی را کاهش می‏دهد ولی پاکلوبوترازول در شرایط تنش موجب افزایش وزن خشک ریشه‏ها شده و آنها را گسترش می‏دهد. همچنین پاکلوبوترازول در شرایط تنش موجب کاهش میزان پراکسیداسیون غشاء و درصد نشت الکترولیتی می‏گردد. تیمار نهال‏ها با پاکلوبوترازول میزان کاروتنوئید و کلروفیل و میزان پرولین و کربوهیدرات و همچنین میزان فعالیت آنزیم‏های کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز را در شرایط تنش و غیر تنش افزایش می‏دهد. نتایج نشان می‏دهد که رقم اوبیا سفید به طور موثرتری از رقم لوبیا قرمز تحت اثر پاکلوبوترازول قرار گرفته است. نتایج حاصل از این تحقیق بهبود علائم تنش و آسیب‏ها در نهال‏های تیمار شده توسط پاکلوبوترازول را نشان می‏دهد و مشخص می‏کند که پاکلوبوترازول توانائی پاسخ گیاه به تنش سرما را بهبود می‏بخشد.