بررسی تغییرات هورمون‌های جیبرلین و اسید آبسیزیک در برگ‌ها و سرشاخه‌های طبقات مختلف سنی kochia prostrata( l) schrad و تاثیر آن بر خصوصیات جوانه‌زنی و خواب بذر تحت تیمار پیش سرمادهی

سابقه و هدف : مطالعات اندکی در خصوص سن پایه‌های مادری گیاهان و تاثیر آن بر خصوصیات جوانه‌زنی بذر انجام شده است. پایه‌های مادری از سنین مختلف، به سبب تفاوت‌های مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی، تاثیرات متفاوتی بر خصوصیات فیتوشیمیایی و جوانه‌زنی بذر می‌گذارند. این تحقیق با هدف بررسی تفاوت‌های مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی سنین مختلف پایه‌های مادری kochia prostrata و تاثیر آن بر خصوصیات بذرهای آنها صورت گرفت. بررسی عمق خواب بذر در سنین مختلف پایه‌های مادری این گونه و تاثیر تیمار سرمادهی بر شکسته شدن آن از دیگر اهداف این تحقیق بوده است.مواد و روش‌ها : در جمعیت مورد مطالعه، 5 بوته از هر طبقه سنی فرضی، بطور تصادفی انتخاب و صفات مورفولوژیکی شامل ارتفاع و سطح تاج‌پوشش آنها اندازه‌گیری شد. سپس پایه‌های مذکور از قسمت یقه قطع گردیده و در آزمایشگاه تعیین سن گردیدند. پایه‌های مادری k.prostrata بر اساس قطر به سه طبقه جوان، بالغ و مسن تقسیم‌بندی گردیدند. در فصل جمع‌آوری بذر، 10 بوته از هر طبقه سنی بر مبنای قطر یقه‌ و سطح تاج‌پوشش بطور تصادفی انتخاب و برای تعیین میانگین تولید بذر در بوته و وزن هزاردانه، کل بذر آنها به تفکیک در کیسه‌های نایلونی زیپ‌دار جمع‌آوری گردید. از برگ‌ها و سرشاخه‌ها، به تفکیک سن پایه‌های مادری نمونه‌برداری شد. آزمایشات جوانه‌زنی بذر به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی و در 3 تکرار صورت گرفت. عامل اول، بذر طبقات سنی مختلف (جوان، بالغ و مسن) و عامل دوم، تیمار سرمادهی خشک 2- درجه سانتی‌گراد بود. خصوصیات فیتوشیمیایی و جوانه‌زنی بذرهای شاهد و تیمار شده شامل نشاسته، قند کل، فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز، درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، درصد گیاهچه‌های سالم و نرمال، طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، بنیه بذر و مقدار هورمون‌های جیبرلین و اسید آبسیزیک در کلیه نمونه‌های بذر اندازه‌گیری گردید. همچنین مقدار هورمون‌های جیبرلین و اسید آبسیزیک در اندام‌های گیاهی (برگ‌ها و سرشاخه‌ها) به تفکیک طبقات سنی پایه‌های مادری اندازه‌گیری شد. یافته‌ها : نتایج نشان داد که پایه‌های مادری بالغ با داشتن ارتفاع و سطح تاج‌پوشش مناسب، حداکثر تولید بذر در بوته (13/02 گرم) را داشته و با سایر گروه‌ها اختلاف معنی‌داری دارد (0/01 >p). همچنین وزن هزار‌دانه این طبقه سنی (2/11 گرم) با پایه‌های مادری جوان، اختلاف معنی‌داری دارد (0/01 >p). پایه‌های مادری بالغ بیشترین مقدار هورمون جیبرلین آزاد (15/82 میلی‌گرم در لیتر) و بیشترین مقدار هورمون اسید آبسیزیک (10/82 میلی‌گرم در لیتر) را داشته و با سایر پایه‌های مادری اختلاف معنی‌داری داشت (0/01 >p). بالاتر بودن مقدار هورمون اسید آبسیزیک در گیاه نشان‌دهنده سازگاری بیشتر پایه‌های مادری بالغ با محیط‌‌های خشک و نیمه‌خشک است. بذرهای پایه‌های مادری بالغ با دارا بودن 0/726 میلی‌گرم در لیتر هورمون جیبرلین با بذرهای پایه‌های مادری جوان (1/97 میلی‌گرم در لیتر) اختلاف معنی‌دار نشان داد (0/01 >p) اما مقدار هورمون اسید آبسیزیک درونی بذرها با یکدیگر اختلاف معنی‌داری نداشت. نسبت هورمون جیبرلین به اسید آبسیزیک در بذرهای پایه‌های مادری بالغ (0/383) با نسبت مذکور در بذرهای پایه‌های مادری جوان (0/726) از نظر آماری اختلاف معنی‌داری نداشت (0/01 >p) اما به‌مراتب کمتر بود که این امر نشانگر خواب عمیق‌تر بذرهای گروه سنی بالغ می‌باشد. تیمار سرمادهی بیشترین تاثیر را بر بذرهای طبقه سنی بالغ داشت بطوری‌که مقدار هورمون جیبرلین آزاد و باند بترتیب به 12/01 و 8/99 میلی‌گرم در لیتر افزایش یافته و نسبت هورمون جیبرلین به اسید آبسیزیک نیز به 9/41 افزایش یافت. این امر منجر به شکستن خواب بذر، افزایش فعالیت آنزیم‌آلفاآمیلاز و تجزیه نشاسته به قندهای ساده و افزایش درصد گیاهچه‌های نرمال ، افزایش طول ریشه‌چه و بنیه بذر گردید که بیشترین تاثیر را بر بذرهای طبقه سنی بالغ شاهد داشت. نتیجه گیری: طبقات مختلف سنی پایه‌های مادری k.prostrata از نظر خصوصیات فیتوشیمیایی و مورفولوژیکی با یکدیگر تفاوت دارند که این تفاوت بر خصوصیات جوانه زنی و فیتوشیمیایی بذرهای آن ها تاثیر گذاشته و سازوکار خواب را در بذرها کنترل و تنظیم می نماید.

Investigating changes in gibberellin and abscisic acid in the leaves and twigs of different age groups Kochia prostrata (L) schrad and its effect on germination and seed dormancy characteristics under prechilling treatment

Background and objectives: Few studies have been conducted on the age of mother plants and their effects on seed germination traits. Maternal plants of different ages owing to morphological and phytochemical differences, have different effects on phytochemical and seed germination traits. The aim of this study was to investigate the morphological and phytochemical differences of different ages of Kochia prostrata maternal shrubs and their effects on the characteristics of their seed germination traits. Investigating the depth of seed dormancy at different ages and the impacts of prechilling on breaking seed dormancy have been other goals of this study.Materials and Methods: In the study population, five plants from each age group were randomly selected and morphological traits were measured and then, were cut from the collar section and their age was determined in the laboratory. The maternal plants were divided into three categories: young, mature, and old. During the seed collecting season, 10 plants from each age group were randomly selected based on collar diameter and canopy cover; furthermore, in order to determine the average seed production per plant and 1000seed weight, their total seeds were collected separately in zippered plastic bags. The leaves and twigs were sampled by the age of maternal shrubs. Seed germination experiments were performed as a completely randomized factorial design in 3 replications. The first factor was the seeds of different age groups (young, mature and old) and the second factor was the prechilling in 2 degrees Celsius. Phytochemical and germination traits of treated and untreated seeds including starch, total sugar, alphaamylase enzyme activity, germination percentage, germination rate, percentage of normal seedlings, root length, stem length, seed vigor and amount of gibberellin and abscisic acid hormones were measured. The amount of gibberellin and abscisic acid in plant organs (leaves and twigs) was also measured by age groups of maternal shrubs.Results: The results showed that the mature shrubs, with the appropriate height and canopy cover, had the maximum seed production per plant (13.02 g) and had a significant difference with other groups (P <0.01). Also, the 1000seed weight of this age group (2.11 g) had a significant difference with young shrubs (P <0.01). Mature shrubs had the highest amount of free gibberellin hormone (15.82 mg / l) and the highest amount of abscisic acid (10.82 mg / l) marked a significant difference (P <0.01). Higher levels of abscisic acid in the mature plants indicate greater compatibility with arid and semiarid environments. Seeds of mature plants with 0.726 mg / l gibberellin showed a significant difference with seeds of young shrubs (1.97 mg / l) (P <0.01), but the amount of internal abscisic acid in the seeds did not differ significantly. The ratio of gibberellin to abscisic acid in seeds of mature shrubs (0.383) was not statistically different from the ratio in seeds of young shrubs (0.726) (P <0.01), but was lower, indicating deeper dormancy in the seeds of the mature age group. Prechilling treatment had the greatest effect on the seeds of mature plants, so the amount of free and bond gibberellin increased to 12.01 and 8.99 mg / l, respectively, and the ratio of gibberellin to abscisic acid increased to 9.41. This has led to broken seed dormancy, increased activity of alphaamylase enzyme and decomposition of starch into simple carbohydrates, increased percentage of normal seedlings, increased root length and seed vigor, which is most noticeable in seeds of mature plants.Conclusion: Different age groups of K.prostrata differ in phytochemical and morphological characteristics which affect the germination and phytochemical characteristics of their seeds and controls and regulates the mechanism of dormancy in seeds.