ویژگی‌های جوانه‌زنی و فعالیت‌های آنزیمی ماش سبز (Vigna Radiata) در پاسخ به متیل جاسمونات و تیمار شوری

مقدمه: حبوبات، مهم ترین منبع تامین پروتئین گیاهی بوده و ماش سبز با تولید دانه هایی حاوی درصد بالای پروتئین، از ارزش غذایی زیادی برای انسان برخوردار است. عمده مشکل شوری در جوانه‌زنی بذر گیاهان عالی در اثر مقادیر بیش‌ازحد کلرید سدیم، ایجاد فشار اسمزی، اختلال در جذب و انتقال یون‌های غذایی و اثرات مستقیم سمیت یونی روی غشا و سیستم‌های آنزیمی می‌باشد که در کل موجب کاهش جوانه‌زنی بذرها می‌گردند. استفاده خارجی از متیل جاسمونات می‌تواند اثرات ناشی از تنش های مختلف از جمله شوری و خشکی را از طریق افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی بذر تعدیل نماید. لذا هدف از این تحقیق ارزیابی اثر متیل جاسمونات و تیمار شوری بر ویژگی‌های جوانه‌زنی و فعالیت آنزیمی ماش سبز است.مواد و روش‌ها: این آزمایش به‌صورت فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه گروه زراعت دانشگاه تربیت مدرس انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل چهار پیش تیمار متیل جاسمونات، صفر، 50، 100 و 150 میلی مولار و چهار تیمار شوری، صفر، 2، 4 و 6 دسی زیمنس بر متر شوری از منبع کلراید سدیم بود. پتری ها در ژرمیناتور در دمای 25 درجه سلسیوس و در تاریکی کامل به مدت 14 روز قرار داده شدند. در این آزمایش صفات سرعت و درصد جوانه‌زنی، زمان رسیدن به 50 درصد جوانه‌زنی، آلفا و بتا آمیلاز، کاتالاز و پراکسیداز اندازه‌گیری شد.یافته‌ها: نتایج آزمایش نشان داد که کم‌ترین شیب سرعت و درصد جوانه زنی نهایی، در تیمارهای 50 و 100 میلی مولار محلول متیل جاسمونات حاصل شد. از نظر زمان لازم برای 50 درصد جوانه‌زنی، افزایش 4.7 روز به ازای افزایش هر یک دسی زیمنس بر متر تنش شوری و کم‌ترین زمان آن در غلظت 79 میلی مولار محلول متیل جاسمونات برآورد شد. از نظر فعالیت آنزیم های جوانه زنی، کاهش 0.031 میکرومول بر میلی‌لیتر بر دقیقه به ازای افزایش هر یک دسی زیمنس بر متر تنش شوری و بیشترین مقدار آلفا آمیلاز 72.6 میکرومول بر میلی‌لیتر بر دقیقه در غلظت 73 میلی مولار محلول متیل جاسمونات تخمین زده شد. همچنین، کم‌ترین فعالیت آنزیم بتا آمیلاز 0.79 میکرومول بر میلی‌لیتر بر دقیقه در غلظت 5.57 دسی‌زیمنس بر متر تنش شوری و بیشترین فعالیت آنزیم بتا آمیلاز 1.3 میکرومول بر میلی‌لیتر بر دقیقه در غلظت‌ 87 میلی مولار محلول متیل جاسمونات برآورد شد. بیشترین فعالیت آنزیم کاتالاز (25.7 بر میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه) در 14.72 دسی‌زیمنس بر متر تنش شوری و کم‌ترین فعالیت آنزیم کاتالاز (8.8 تغییرات جذب بر میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه) در 88 میلی‌مولار محلول متیل جاسمونات برآورد شد. بیشترین فعالیت آنزیم پرکسیداز (22.06 تغییرات جذب بر میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه) را در غلظت 24.30 دسی‌زیمنس بر متر تنش شوری و کم‌ترین فعالیت آنزیم پرکسیداز (2.5 تغییرات جذب بر میلی‌گرم پروتئین بر دقیقه) را در غلظت 267 میلی مولار محلول متیل جاسمونات تخمین زده شد.نتیجه‌گیری: به طور کلی، کاربرد پیش‌تیمار متیل جاسمونات، از طریق بهبود فعالیت آنزیم های جوانه زنی و افزایش فعالیت آنزیم‌های تنش، موجب افزایش فعالیت آنزیم های هیدرولیزکننده در آندوسپرم بذرهای جوانه‌زده شده، که این امر سبب کاهش مدت زمان جوانه‌زنی، افزایش سرعت جوانه‌زنی و کاهش تنش اکسیداتیو در شرایط تنش شوری می‌گردد.

Germination Characteristics and Enzyme Activity of Mung Bean (Vigna radiata) in Response to Methyl Jasmonate and Salinity Treatments

DOR: 98.1000/23831251.1399.7.83.13.1.1608.1610Extended abstractIntroduction: Legumes are the most important source of plant protein and Mung bean has a high nutritional value for humans, as it produces seeds containing high protein percentage. The major problem of salinity in seed germination of higher plants is due to excessive amounts of sodium chloride, osmotic pressure, disruption of nutrient uptake and transport, and direct effects of ionic toxicity on the membrane and enzymatic systems that in turn reduce germination. External use of methyl jasmonate can modulate the effects of various stresses, such as salinity and drought, by increasing the antioxidant activity of the seed. Therefore, the purpose of this research was to evaluate the effect of methyl jasmonate and salinity stress on germination and enzymatic properties of Mung bean.Material and Method: This study was conducted as factorial based on a completely randomized design with three replications during 201516 at the laboratory of Department of Agronomy, Tarbiat Modares University. The experimental treatments included four methyl jasmonate solution (0, 50, 100 and 150 mM) and four salinity stress levels (0, 2, 4 and 6 dS/m salinity from NaCl). Petri dishes were placed in a germinator at 25 ° C and in full darkness for 14 days. In this experiment, germination rate and percentage, time to reach 50% germination, alpha and beta amylase, catalase and peroxidase were measured.Results: The results of the experiment showed that the lowest rate of slope and final germination percentage were obtained in 50 and 100 mM solutions of methyl jasmonate. In terms of T50, an increase of 4.7 days was observed per one dS/m increase in salinity stress and the lowest T50 was estimated at a methyl jasmonate solution concentration of 78.68 mM. In terms of the activity of germination enzymes, reduction of 0.031 mu;mol/ml/min per 1 dS.m increase in salinity stress and the highest amount of alpha;amylase were estimated 72.6 mu;mol/ml/min at a methyl jasmonate solution concentration of 73.33 mM. Also, the lowest activity of beta;amylase enzyme was 0.79 mu;mol/ml/min at a concentration of 5.6 dS/m salinity stress and the highest activity of beta;amylase enzyme was estimated to be 1.7 mu;mol/ml/min at a methyl jasmonate solution concentration of 86.67 mM. The highest activity of catalase (25.7 ∆A/mg protein/min) was observed at 14.72 dS/m salinity stress and the lowest activity of catalase enzyme (8.9 ∆A/mg protein/min) was estimated at 5.88 mM methyl jasmonate solution. The highest activity of peroxidase enzyme (22.06 ∆A/mg protein/min) was at 24.3 dS/m salinity stress and the lowest activity of the enzyme peroxidase (2.5 ∆A/ mg protein/min) was determined at a methyl jasmonate solution concentration of 266.66 mM.Conclusions: In general, pretreatment of methyl jasmonate can reduce the germination time, increase the rate of germination and reduce the oxidative stress in salt stress conditions by improving the activity of germination enzymes, increasing the activity of enzymes, increasing the activity of hydrolyzing enzymes and increasing the easy availability of seedlings to nutrients during germination. Highlights:1 Germination rate and percentage and morphophysiological changes of Mung bean seed as affected by methyl jasmonate were investigated.2 The role of alpha and beta amylase germination enzymes in accelerating the production of Mungbean seedlings under saline conditions were estimated.3 Methyl jasmonate induced catalase and peroxidase enzymes activity in resistance to salinity stress were estimated.