اثر تنش گرما بر جوانه‌زنی و رشد دانه‌های گرده گوجه‌فرنگی (‌solanum lycopersicum‌) در شرایط آزمایشگاهی

مقدمه: آثار افزایش دما بر رشد مزرعه‌ای گوجه‌فرنگی از نتایج مشهود گرمایش جهانی است و از مسائل مهمی به‌شمار می‌آید که باید مورد بررسی قرار گرفته شود. جهت حفظ و توسعه سامانه‌های کشت این گیاه زراعی باید به‌فهم درستی از سازوکارهای تحمل به گرما و پاسخ‌های فیزیولوژیکی در گوجه‌فرنگی دست یافت. هدف اصلی این پژوهش، تاثیر تنش گرمایی بر جوانه‌زنی و رشد دانه‌های گرده ژرم‌پلاسم‌های تحقیقاتی گوجه‌فرنگی می‌باشد. دانش محققین در ارتباط با پاسخ ارقام مختلف گوجه‌فرنگی به تنش‌های غیرزنده اندک بوده و تنها آثار آنزیم‌های دخیل در فرآیند پاسخ، پروتئین‌های شوک حرارتی و برخی هورمون‌ها  مورد بررسی قرار گرفته است. از اینرو رسیدن به درک درستی از فرآیندهای فیزیولوژیکی، مسیر تشخیص مراحل حساس به‌تنش گرمایی و بهبود آنان را تسهیل می‌سازد.مواد و روش‌ها: بذرهای ارقام تحقیقاتی مقاوم (la2661 و la2662) و حساس (la3911) به تنش گرمایی گوجه فرنگی، به منظور ارزیابی آثار افزایش دمای روز و شب مورد استفاده قرار گرفته شد. گیاهچه های بدست آمده در شرایط دمایی بهینه ( °c24 روز/ °c18 شب) رشد کرده و پس از مشاهده اولین آغازه گل جهت اعمال تیمارهای تنش گرمایی روز شامل دماهای °c28، °c32 و °c36 روز/ °c18 شب و تیمارهای تنش گرمایی شب شامل دماهای °c28، °c32 و °c36 شب/ °c24 روز به مدت 7 روز به داخل اتاقک‌های رشد انتقال یافتند؛ سپس زنده مانی، جوانه زنی و رشد دانه های گرده ارزیابی شد.یافته‌ها: نتایج آزمون های اعمال تنش گرمایی روز نشان می دهد که درصد زنده مانی و جوانه زنی دانه های گرده و رشد لوله گرده ارقام la2661، la2662 و la3911 با افزایش دمای روز از °c24 به °c36 کاهش می یابد که این کاهش برای رقم حساس la3911 بیشتر است. همچنین، تنش گرمایی سبب افزایش دانه های گرده تجزیه شده در رقم la3911 شد. اعمال تنش گرمایی شب نیز، سبب کاهش درصد زنده مانی دانه های گرده هر سه رقم مورد مطالعه شد. ارقام مقاوم la2661 و la2662 درصد جوانه زنی بیشتری نسبت به رقم حساس la3911 داشتند. همچنین افزایش دمای شب از °c 18 به °c 36 سبب کاهش50 درصدی جوانه زنی دانه های گرده شد. کاهش طول لوله گرده، در تمامی ارقام و تیمارهای شب نیز، مشاهده شد.نتیجه‌گیری: آثار تنش گرما در مراحل اولیه ی گلدهی که گل ها قابل مشاهده اند، زیاد می باشد و مراحل زایشی به‌دمای بالا بسیار حساس بوده و بر باروری و فرآیندهای بعد از تلقیح اثر می گذارد و در نهایت سبب کاهش عملکرد می شوند. تعداد دانه های گرده آزاد شده از گل گوجه فرنگی به شدت تحت تاثیر افزایش دمای روز نسبت به محدوده دمایی طبیعی (°c 22 تا °c 24) رشد است. محققان بسیاری مدعی کاهش تعداد دانه های‌گرده زنده با افزایش دما هستند، همچنین تعداد دانه های گرده غیرزنده در دمای °c 36 روز و دماهای °c 32 و °c 36 شب بالا نسبت به شرایط دمایی بهینه بیشتر است و به نظر می رسد افزایش دمای شب آثار جبران ناپذیرتری نسبت به افزایش دمای روز ایجاد می کند.

the effects of heat stress on germination and growth of tomato (solanum lycopersicum) pollen grains under laboratory conditions

extended abstractintroduction: the effects of temperature increases on the growth of tomato fields are among the obvious results of global warming and are considered an important issue that should be investigated. to maintain and develop the cultivation systems of this crop, a proper understanding of the heat tolerance mechanisms and physiological responses in tomatoes should be achieved. the primary objective of this research is to discover the impact of heat stress on the germination and growth of pollen grains in research tomato germplasms. the researchers’ knowledge about the response of different tomato cultivars to abiotic stresses is limited and only the effects of enzymes involved in the response process, heat shock proteins and some hormones have been investigated. the process of detecting heat stress-sensitive stages and their enhancement is facilitated by having a correct understanding of physiological processes.materials and methods: the seeds of heat-resistant (la2661 and la2662) and -sensitive (la3911) research cultivars of tomato were used to evaluate the effects of increasing day and night temperatures. the obtained seedlings were grown under optimal temperature conditions (24°c day/18°c night), and after observing the first flower primordium, were incubated in growth chambers to apply daytime heat stress treatments, including temperatures of 28°c, 32°c and 36°c day/18°c night and night stress treatments including temperatures of 28°c, 32°c, and 36°c at night/ 24°c day for 7 days. pollen grains were then evaluated for their survival, germination, and growth.results: the findings of the daytime heat stress tests show that the percentage of survival and germination of pollen grains and growth of pollen tubes of cultivars la2661, la2662 and la3911 decreased as daytime temperature rose from 24 °c to 36 °c. this reduction is more noticeable for the sensitive cultivar la3911. degraded pollen grains increased in the la3911 cultivar due to heat stress. the survival percentage of pollen grains in all three studied cultivars decreased due to the application of heat stress at night. the resistant cultivars la2661 and la2662 had a higher germination percentage compared to the sensitive cultivar la3911. pollen grains germination decreased by 50% as a result of increasing the night temperature from 18°c to 36°c. pollen tube length was reduced in both cultivars and night treatments.conclusion: the effects of heat stress in the early stages of flowering when flowers are visible are high, and reproductive stages are very sensitive to high temperatures and affect fertility and processes after insemination, and finally, they lead to yield loss. the daytime temperature increase relative to the natural temperature range (22°c to 24°c) during growth severely impacts the number of pollen grains released from tomato flowers. the number of non-living pollen grains is higher at 36°c day and 32°c and 36°c night temperatures compared to optimal temperature conditions. it appears that the increase in nighttime temperature results in more severe consequences than the increase in daytime temperature.highlights:night heat stress was assessed as a factor that influences the germination and survival of tomato pollen grains.image analysis was used to measure the length of the pollen tube.the effect of thermal stress on pollination was investigated during a specific period of reproductive growth.