بررسی پاسخ جوانه‌زنی بذرهای زوال یافته گیاه چیا (Salvia Hispanica) به سطوح مختلف شوری با استفاده از سه مدل

مقدمه: جوانه‌زنی و سبز شدن گیاهچه علاوه بر اینکه وابسته به ژنتیک هر گونه است، تحت تاثیر عوامل محیطی نیز قرار می‌گیرند. از جمله این عوامل می‌توان به تغذیه و ژنتیک گیاه مادری، مرحله رسیدگی بذر در زمان برداشت و همچنین عوامل محیطی همچون دما، شوری، خشکی و وضعیت حاصلخیزی خاک اشاره کرد. بنیه بذر نیز به عنوان اولین جزء از کیفیت بذر تحت تاثیر پیری در طی انبارداری کاهش می‌یابد. هدف از این مطالعه ارزیابی واکنش جوانه‌زنی بذرهای زوال یافته گیاه چیا در دامنه‌های شوری مختلف می‌باشد.مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل دو عاملی شامل بذر پیری تسریع یافته در پنج سطح (صفر، 24، 48، 72 و 96 ساعت) و تنش شوری در شش سطح (صفر، 50، 100، 150، 200 و 250 میلی‌مولار) در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه تکنولوژی بذر دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان در سال 1398 اجرا گردید.یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان‌دهنده اثر معنی‌دار سطوح مختلف پیری تسریع یافته بذر و شوری و همچنین اثر متقابل آن‌ها بر تمام صفات اندازه‌گیری شده بود. با استفاده از سه تابع سیگموییدی (لجستیک، گامپرتز و سیگمویید) و دو تابع چندجمله‌ای (درجه 2 و 3) و با کمک معیارهای سنجش مدل نظیر ضریب دقت اندازه‌گیری، ریشه میانگین مربعات خطا و شاخص آیکائیک تصحیح شده الگوی مناسب جوانه‌زنی بذرهای زوال یافته این گیاه در پاسخ به سطوح مختلف شوری تعیین گردید. نتایج نشان داد که در سطوح مختلف زوال توانایی مدل‌ها در توصیف پاسخ بذر چیا به سطوح شوری متفاوت بود. به گونه‌ای که در شرایط بدون زوال و تیمار 72 ساعت پیری تسریع یافته بذر مدل سیگموئید و در سایر سطوح تیمار پیری بذر، مدل گامپرتز بهترین برازش را در توصیف جوانه‌زنی نهایی داشتند. بر اساس مدل سیگموئید کاهش 50 درصد جوانه‌زنی نهایی در سطوح پیری صفر و 72 ساعت به ترتیب در غلظت‌های 171.1 و 76.9 میلی‌مولار و بر اساس مدل گامپرتز کاهش 50 درصد جوانه‌زنی نهایی در سطوح پیری 24 و 48 ساعت به ترتیب در غلظت‌های 163.8 و 129.6 میلی‌مولار حاصل شد. نتایج حاصل از برازش مدل‌های پلی نومیال نیز نشان داد که مدل کیوبیک توصیف مناسب‌تری برای صفات مورد مطالعه همچون بنیه بذر ارائه می‌دهد.نتیجه‌گیری: جوانه‌زنی بذر گیاه چیا نسبت به تنش شوری و پیری تسریع یافته بذر حساسیت نشان می‌دهد. در شرایط عدم اعمال تیمار زوال، بذرهای چیا تا غلظت 200 میلی‌مولار مقاومت نشان داده و قادر به جوانه‌زنی بودند؛ اما با افزایش سطح زوال، میزان جوانه‌زنی در تمام سطوح تنش شوری به تدریج کاهش یافت به گونه‌ای که در تیمار 96 ساعت پیری، جوانه‌زنی گیاه در سطوح بالاتر از 150 میلی‌مولار متوقف گردید.

Investigation of Seed Germination Responses of Aged Chia (Salvia hispanica) Seeds to Different Levels of Salinity Stresses by Three Models

Extended AbstractIntroduction: Seed germination and seedling emergence depend on the genetics of plant species and are also influenced by environmental factors. Genetics and nutritional status of the maternal plant, maturity stage at a time of harvest, and environmental factors such as temperature, salinity, drought, and soil fertility influence seed germination. Seed vigor as the main parameter of seed quality decreases due to accelerated aging and storage. The objective of this study was to evaluate the response of accelerated aged Chia seed to different levels of salinity stress.Material and Methods: Twoway factorial experiment with experimental factors, including five levels of seed accelerated aging durations (0, 24, 48, 72, 96 h) and six levels of salinity stress (0, 50, 100, 150, 200, and 250 mM) was arranged based on a complete randomized block design with three replications. The experiment was conducted at seed technology laboratory Khuzestan Agricultural Sciences and Natural Resources, University of Khuzestan, in 2019.Results: Results of analysis of variance revealed that the effect of seed accelerating aging, salinity stress, and interaction effects of both factors on all measured germination traits were significant (p<0.01). The best pattern of seed germination was evaluated using threeparameter sigmoid models (logistic, Gompertz, and sigmoidal) and two polynomial models (quadratic and cubic), then the performance of all models was compared using (R2adj), root square of the mean (RMSE) and corrected Akaike index (AICc). Results showed that at accelerated aging duration, modelschr('39') performance to describe Chia seed germination response varied at different levels of salinity stress. At no aging and 72h of accelerated aging treatments, the sigmoidal model exhibited the best fit on final seed germination, whereas for the other levels of accelerated aging, Gompertz exhibited the best fit. Based on the output of the sigmoidal model, for no aging and 72 hours of accelerated aging, 50% of seed germination was declined at 171.7 and 76.9 mM, respectively, and based on the results of the Gompertz model, after 24 and 48 h of accelerated aging, seed germination declined to 50% at 163.8 and 129.6 mM. Results obtained from fitting polynomial models on seed germination showed that the cubic model provides reasonable descriptions for studied traits such as seed vigor.Conclusion: Chia seed germination was sensitive to salinity and accelerated aging treatments. At no aging condition, Chia seeds tolerate salinity stress up to 200 mM and were able to germinate. By increasing aging durations, seed germination declined dramatically at all salinity levels and after 96 hours of aging, there was no seed germination at 150 mM. Highlights:1 The best nonlinear model to study accelerated Chia seed response to salinity stress was selected using the model selection criterion.2 Chia seed germination threshold to salinity stress was determined for not aged and aged seeds.