بررسی اثر القاکننده‌های تولید گره بر خصوصیات فیزیولوژیکی، عملکرد و خصوصیات گره‌زایی یونجه (medicago sativa l.) در شرایط شوری

لوتئولین یکی از مهم‌ترین فلاونوئیدها است که توسط بذرهای در حال جوانه‌زنی یونجه ترشح می‌شود. در این مطالعه تاثیر لوتئولین بر بیان ژن گره‌زایی دو سویه rhizobium meliloti با استفاده از پلاسمید حامل پروموتور noda و ژن lacz از باکتری escherichia coli و توسط فعالیت آنزیم β-galactosidase مورد بررسی قرار گرفت. لوتئولین بیان ژن nod را به‌طور معنی‌داری افزایش داد. سپس تاثیر لوتئولین و ترشحات بذر بر گره‌زایی و عملکرد یونجه در شرایط تنش شوری و بدون شوری مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی، در سه تکرار و تیمارهای شوری، ارقام یونجه، سویه باکتری و نوع کاربرد القاکننده‌های خارجی اجرا شد. سطوح شوری شامل: شاهد (بدون شوری) و آب با شوری 15دسی‌زیمنس بر متر، روش به‌کارگیری القاکننده‌ها در سه سطح (پیش‌تیمار سویه‌های ریزوبیوم با لوتئولین، استفاده از لوتئولین و ترشحات بذر به‌طور مستقیم روی سطح بذر و شاهد) دو رقم یونجه (022/g و 019/g) و سویه‌های باکتری شامل سویه حساس و مقاوم به شوری بود. در شرایط شوری تیمار بذرهای یونجه با القاکننده‌ها، وزن خشک اندام هوایی و ریشه و ارتفاع گیاه را به‌طور متوسط 30%، تعداد گره را 47% افزایش داد ولی بر غلظت کلروفیل تاثیر معنی‌داری نداشت. همچنین، شوری موجب افزایش چهار برابری پرولین نسبت به شرایط عادی شد که استفاده از لوتئولین و ترشحات بذر، پرولین را در شرایط شوری به‌ترتیب 1.66 و 1.35 برابر افزایش داد ولی در شرایط عادی کاربرد القاکننده‌ها تاثیر معنی‌داری بر محتوای پرولین نداشت. همچنین، شوری محتوای سدیم برگ (7 برابر) و ریشه (8.5 برابر) را افزایش داد و محتوای پتاسیم این اندام‌ها را به‌ترتیب 29% و 24% کاهش داد که کاربرد لوتئولین و ترشحات بذر تا حدی این تغییرات را تعدیل کرد. در این آزمایش، در تمام صفات مورد مطالعه، اختلاف معنی‌داری بین شاهد و پیش‌تیمار باکتری‌ها با لوتئولین مشاهده نشد. به‌طور کلی، نتایج این آزمایش نشان داد که لوتئولین و ترشحات بذر می‌تواند به‌عنوان القاکننده خارجی در بهبود رشد و گره‌زایی یونجه در شرایط شور و عادی مورد استفاده قرار گیرد.

The Effect of Nodulation Inducers on Alfalfa (Medicago sativa L.) Yield and Nodulation under Optimal and Salinity Conditions

Introduction;Luteolin is one of the most important flavonoids, which release from seeds during the first four hours of imbibition. On the other hand, at present, salinity is one of the most important factors in reducing crop production. The results of some studies show that the use of external flavonoids increases expression of nod genes, yield and nodulation in some legumes species under stress conditions. Therefore, this experiment was conducted with the aim of investigating the effect of luteolin and alfalfa seed exudates external inducers on the expression of Rhizobium nod gene and the yield and nodulation of alfalfa in normal and salinity condition.;Materials and Methods;We studied the effect of luteolin on the induction of nod genes in R. Meliloti carrying a plasmid with a translational fusion between R. Meliloti nodA and lacZ of Escherichia coli, and the expression activity was measured by βgalactosidase activity. Luteolin strongly induced the expression of nod genes inhibitory effects. We further studied the effect of luteolin and Seed exudate on alfalfa (Medicago sativa L.) yield and nodulation under optimal and salinity condition. One greenhouse was conducted to determine whether the preincubation of Rhizobium meliloti with luteolin and application of luteolin and seed exudate directly on to the seed surface can increase alfalfa nodulation and yield. The factorial experiment was arranged based on randomized complete block design, with three replications. Treatments were two cultivars, two bacterial strains (Sensitive and resistant strains), two levels of salt (0 and 15 dS.m1 of NaCl) and two levels of application of inducers along with control.;Results and Discussion;The results from this experiment clearly indicated that inoculation of alfalfa seeds with luteolin and seed exudate increase alfalfa nodulation (47%) and yield (30%) significantly under salinity condition that these treats affect on traits more under normal condition. But significant effect was not observed on chlorophyll content. In this experiment a significant difference was not observed between the control and preincubation of R. meliloti. Also, salinity increased proline four times compared to normal condition. Luteolin and seed exudates increased proline 1.66 and 1.35 times respectively in salinity condition, but under normal condition they did not have significant effect. Salinity increased the content of sodium in the leaves (7 times) and roots (8.5 times) and decreased the content of potassium 29% and 24% in these organs of the plant, respectively, that, luteolin and seed exudate partially moderated these changes.;Conclusions;The results of this experiment indicated that luteolin and seed exudate can be used as exogenous inducers to improve the growth and nodulation of alfalfa under salinity and normal condition. Flavonoid inducers act in low concentration, and their negative effects relate to reduced germination and growth. In general, it seems that the application of flavonoid inducers is more suitable to improve nodulation, but the direct application of them in agriculture should be used only in specified cases and when flavonoids are as a limiting factor.