تاثیر غلظت‌های مختلف کیتوزان بر جوانه‌زنی بذر و برخی شاخص‌های بیوشیمیایی ذرت شیرین (zea mays var. saccharata) در شرایط تنش اسمزی

مقدمه: ذرت شیرین (zea mays var. saccharata) یکی از واریته‌های ذرت معمولی است که با حضور ژن و یا ژن‌هایی که بر ساخت نشاسته در آندوسپرم تاثیر می‌گذارند، از میان انواع ذرت متمایز شده است. با توجه به این‌که بیشتر گیاهان از جمله ذرت شیرین در مراحل اولیه جوانه‌زنی با مشکلاتی چون جوانه‌زنی غیر یکنواخت، سبز شدن ضعیف بذر روبرو هستند، به همین دلیل استفاده از محرک‌های آلی یکی از روش‌های کاهش اثرات مضر تنش‌های غیر زیستی، افزایش جوانه‌زنی، ظهور یکنواخت، افزایش عملکرد و کیفیت آن‌ها می‌باشد. تحقیق حاضر به منظور بررسی تاثیر غلظت‌های مختلف کیتوزان بر جوانه‌زنی بذر و برخی شاخص‌های بیوشیمیایی ذرت شیرین در شرایط پتانسیل اسمزی انجام گردیده است.مواد و روش‌ها: به منظور بررسی تاثیر کیتوزان و تنش اسمزی بر شاخص‌های جوانه‌زنی و بیوشیمیایی ذرت شیرین، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی، با چهار تکرار در آزمایشگاه فناوری بذر دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج در سال 1397 اجرا شد. فاکتور اول تنش اسمزی در پتانسیل‌های صفر، 3، 6 و 9 بار و فاکتور دوم پیش‌تیمار در پنج سطح کیتوزان صفر، 0.25، 0.5، 0.75 و 1 درصد و یک سطح آب مقطر بود. ابتدا بذرها به مدت 3 ساعت در دمای 25 درجه سلسیوس و تحت شرایط تاریکی درون محلول‌های موردنظر کیتوزان غوطه‌ور شدند، سپس بذرهای پیش‌تیمار شده تحت آزمون جوانه‌زنی استاندارد قرار گرفتند و پتانسیل اسمزی با استفاده از پلی‌اتیلن‌گلایکول 6000 اعمال گردید. جوانه‌زنی بذرها در داخل ژرمیناتور با دمای 1 ±25 درجه سلسیوس به مدت 7 روز تحت شرایط تاریکی انجام شد. صفات جوانه‌زنی و شاخص‌های بیوشیمیایی طبق روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند.یافته‌ها: تنش اسمزی موجب کاهش درصد و سرعت جوانه‌زنی، شاخص طولی بنیه گیاهچه، ضریب یکنواختی جوانه‌زنی، ضریب آلومتریک و محتوای پروتئین محلول و همچنین باعث افزایش میانگین مدت زمان جوانه‌زنی، میزان پرولین، محتوای قندهای محلول و پراکسید هیدروژن گردید. پیش تیمار بذر با غلظت 0.5 درصد کیتوزان سبب افزایش میزان پروتئین محلول، پرولین و محتوای قندهای محلول در تمامی پتانسیل‌های اسمزی گردید. در سطوح تنش اسمزی، بیشترین و کمترین میزان پراکسید هیدروژن به ترتیب در تیمار 0.5 درصد کیتوزان و تیمار آب مقطر مشاهده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که پیش تیمار با کیتوزان 0.5 درصد باعث افزایش درصد و سرعت جوانه‌زنی و شاخص طولی بنیه گیاهچه گردید؛ همچنین باعث کاهش میانگین مدت زمان جوانه‌زنی و مالون‌دی‌آلدئید گردید. پیش تیمار بذر با کیتوزان صفر و 1 درصد در مقایسه با غلظت‌های 0.25، 0.5 و 0.75 درصد کیتوزان باعث کاهش برخی از صفات جوانه‌زنی و بیوشیمیایی گردید.نتیجه‌گیری: نتایج کلی آزمایش نشان داد که تیمار بذر با کیتوزان 0.5 درصد می‌تواند به میزان زیادی اثرات مضر ناشی از تنش اسمزی بر صفات جوانه‌زنی و بیوشیمیایی را در گیاهچه ذرت شیرین کاهش داده و رشد گیاهچه را بهبود بخشد.

Effect of Different Chitosan Concentrations on Seed Germination and Some Biochemical Traits of Sweet Corn (Zea mays var. Saccharata) Seedling under Osmotic Stress Conditions

DOR: 98.1000/23831251.1399.7.1.13.1.1578.1610Extended AbstractIntroduction: Sweet corn (Zea mays var. saccharata) is a corn variety that is distinguished from other varieties due to the presence of genes that affect starch production in the endosperm. Given that the most of plants including sweet corn face with problems such as non uniform germination and poor seed emergence in the early stages of germination. Thus, the use of organic stimulants is one of the ways to reduce the harmful effects of nonbiological stresses, increase seed germination, uniform appearance and increase their yield and quality. The present study was carried out to investigate the effect of different concentrations of chitosan on seed germination and some biochemical traits of sweet corn under osmotic potential conditions. Materials and Methods: To investigate the effect of chitosan and osmotic stress on germination and biochemical parameters of sweet corn, a factorial experiment was conducted in a completely randomized design with four replications at the Seed Technology Laboratory, Faculty of Agriculture, Yasouj University in 2017. The first factor was osmotic stress at 0, 3, 6, and 9 bar osmotic potentials and the second factor was pretreatment at five levels of chitosan zero, 0.25%, 0.5%, 0.75% and 1% and one level of distilled water. The seeds were immersed in the desired solutions of chitosan for 3 hours at 25 °C and under dark conditions, and then the pretreated seeds were germinated under standard germination condition. In each petri dish, 25 seeds were placed on a filter paper and osmotic potential was applied using polyethylene glycol 6000. Seed germination was carried out in the germinator at 25 ± 1 ° C for 7 days under dark conditions. The germination traits and biochemical traits were measured according to standard methods.Results: Osmotic stress reduced germination percentage and germination rate, seedling vigour length index, germination uniformity coefficient, allometric coefficient, and soluble protein content and also increased the mean germination time, proline, soluble sugar content and hydrogen peroxide. Pretreatment of seeds with a concentration of 0.5% chitosan increased protein, proline, and soluble sugars content at all osmotic stress levels. At the osmotic stress levels, the highest and lowest levels of hydrogen peroxide respectively were observed in 0.5% chitosan treatment and distilled water treatment. The results showed that pretreatment with 0.5% chitosan increased germination percentage and rate and seedling vigour length index, and also reduced the mean germination time and malondialdehyde. Pretreatment of seed with zero and 1% chitosan led to reduction in some of the germination and biochemical traits in comparison with 0.25, 0.5, and 0.75% chitosan.Conclusions: The results showed that seed treatment with 0.5% chitosan could reduce the harmful effects of osmotic potential on some germination and biochemical traits in sweet corn seedlings and improve seedling growth. Highlights:1Chitosan increases the germination percentage and germination rate.2Chitosan increases soluble sugars, proline, and soluble protein.3Chitosan reduces the amount of malondialdehyde and hydrogen peroxide.