اثر تنش خشکی و زوال بذر بر دماهای کاردینال جوانه‌زنی بذر گلرنگ (.carthamus tinctorius l)

این تحقیق به‌منظور تعیین دمای کاردینال جوانه‌زنی (دمای پایه، مطلوب و بیشینه جوانه‌زنی) بذر گلرنگ رقم صفه تحت شرایط تنش اسمزی (تنش خشکی) و زوال بذر (پیری تسریع شده) به اجرا درآمد. تیمارهای آزمایشی شامل سطوح مختلف پتانسیل اسمزی (0، ، 0.4 و 0.8 مگاپاسکال)، دماهای مختلف (5، 10، 15، 20، 25، 30، 35 و 40 درجه سانتی‌گراد) و زوال بذر (برای مدت زمان صفر و 5 روز) بود. با استفاده از مدل سیگموئیدی 3 پارامتره جوانه‌زنی بذر گلرنگ در دماها و پتانسیل‌های اسمزی مختلف برای بذرهای زوال یافته و بدون زوال کمی‌سازی شد و درصد و زمان رسیدن به 50 درصد جوانه‌زنی به‌دست آمد و در نهایت با استفاده از مدل‌های دوتکه‌ای، بتا و دندان‌مانند دماهای کاردینال برای بذرهای بدون زوال و زوال یافته گلرنگ برآورد شدند. نتایج نشان داد که برای بذرهای بدون زوال و زوال یافته؛ دما و پتانسیل اسمزی علاوه بر درصد جوانه‌زنی بر سرعت جوانه‌زنی بذر گلرنگ نیز اثر گذار بود. در مقایسه 3 مدل استفاده شده جهت تعیین دمای کاردینال و با توجه به پارامترهای rmse، cv، r2، se مناسب‌ترین مدل جهت تخمین دماهای کاردینال بذر گلرنگ برای بذرهای بدون زوال پتانسیل‌های صفر، 0.4 و 0.8 مگاپاسکال به‌ترتیب مدل دندان مانند، دوتکه‌ای و دوتکه‌ای بود ولی برای بذرهای زوال یافته گلرنگ در تمامی سطوح پتانسیل اسمزی مناسب‌ترین مدل، مدل دوتکه‌ای بود. نتایج به‌دست آمده نشان داد که در بذرهای زوال یافته دامنه دمایی جوانه‌زنی کاهش می‌یابد. استفاده از مدل‌های رگرسیون غیرخطی جهت کمی‌سازی پاسخ جوانه‌زنی بذرهای گلرنگ بدون زوال و زوال یافته به سطوح مختلف پتانسیل اسمزی در دماهای مختلف دارای نتایج قابل قبولی بود. بنابراین با استفاده از خروجی‌ این مدل‌ها در دماهای مختلف می‌توان سرعت جوانه‌زنی را در پتانسیل‌های مختلف برای بذر گلرنگ پیش‌بینی نمود.

The effect of drought stress and seed deterioration on cardinal temperatures of safflower (Carthamus tinctorius L.)

Introduction One of the most important stages in the life cycle is germination, which is controlled by various environmental and genetic factors. Temperature and water potential are the most important factors in germination control. Different models for quantization of germination response to temperature and osmotic potential have been used. Quantification of germination response to osmotic potential and temperature is possible using nonliner regression models. Therefore, this research was carried out to determine the cardinal temperature of germination (base temperature, optimum and maximum germination) of safflower of Sofeh cultivar under different osmotic stress (drought stress) conditions and seed deterioration. Material and methods In this study germination response to water potential in different temperature were studied. Treatments included osmotic levels (0, 0.4 and 0.8 MPa), temperature (5, 10, 15, 20, 30, 35 and 40 °C) and seed deterioration (0 and 5 days). Ccumulative germination response of seeds to differential water potential and temperature were quantified using threeparameter sigmoidal model. For quantifying response of germination rate to temperature for different osmotic potential were used of 3 nonlinear regression models (segmented, dentlike and beta). The root mean square of errors (RMSE), coefficient of determination (R2), CV and SE for relationship between the observed and the predicted germination percentage were used to select the superior model from among the employed methods. Germination percentage and time to 50% maximum seed germination of safflower were calculated for the different temperatures and osmotic potential by fitting 3parameter sigmoidal functions to cumulative germination data. Results Results indicated that temperature in addition to germination percentage also on germination rate was effective. Also results showed that germination percentage and germination rate increased with increasing temperature, while germination percentage and germination rate reduced as a result of water potential increment. Results indicated that under different osmotic potential as 0, 0.4 and 0.8 MPa, the segmented model estimated base temperature as 2.23, 3.67 and 4.33 °C, the dent model estimated base temperature as 3, 3.96 and 4.33 °C, the beta model estimated base temperature as 1.22, 1.28 and 2.28 °C, the segmented model estimated optimum temperature as 23.05, 25.44 and 24.19 °C, the optimum temperature using beta model as 28.89, 28.99 and 26.46 °C, the dentlike model estimated lower limit of optimum temperature and upper limit of optimum temperature as 21.12, 21.92 and 20.16 and 30.07, 25 and 23.27 °C, ceiling temperature using segmented model were 40, 40 and 35 °C, using dentlike model were 40, 39.83 and 35 °C, using beta model were 40, 35 and 34.82 °C, the segmented model estimated fo as 23.02, 69.51 and 84.17 h, the dentlike model estimated as 27, 75.99 and 83.87 h and using beta model were 26.09, 75.09 and 103.41 h, respectively. In compared 3 models according to the root mean square of errors (RMSE) of germination time, the coefficient of determination (R2), CV and SE the best model for determination of cardinal temperatures of seed control of safflower for 0 MPa was dentlike model and for 0.4 and 0.8 MPa was segmented model and for seed deterioration of safflower in all osmotic potential was segmented model. In general, results indicated that lower limit of optimum temperature and upper limit of optimum temperature and ceiling temperature reduced but fo increased as a result of water potential increment. Conclusion Germination of safflower response to different temperatures and osmotic potentials, led to acceptable results. Utilizing the output of nonliner models at different temperatures can be useful in prediction of germination rate in different water potential.