تحلیل مقایسه‌ای جوانه‌زنی بذر در آویشن دنایی (thymus daenensis) و آویشن باغی (thymus vulgaris) نسبت به تنش پتانسیل آبی با استفاده از مدل‌سازی زمان رطوبتی

مقدمه: جوانه‌زنی بذر و استقرار گیاهچه از حساس‌ترین مراحل در چرخه زندگی گیاه هستند. از بین عوامل محیطی، پتانسیل آبی یک عامل مهم تاثیرگذار در جوانه‌زنی بذر گیاهان مختلف است. این پژوهش به‌منظور ارزیابی اثرات پتانسیل آب بر شاخص‌های جوانه‌زنی و کمی‌سازی اثر پتانسیل آب بر پاسخ‌های جوانه‌زنی بذرهای گیاه دارویی آویشن انجام گرفت.مواد و روش‌ها: آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با چهار تکرار در آزمایشگاه‌ گروه زراعت و اصلاح ‌نباتات دانشگاه ایلام در زمستان سال 1401 اجرا شد. فاکتورهای آزمایش شامل دو گونه آویشن (آویشن دنایی و آویشن باغی) و سطوح تنش پتانسیل آبی حاصل از پلی اتیلن گلیکول 6000 در شش سطح (صفر، 0.1-، 0.3-، 0.5-، 0.7- و 0.9- مگاپاسکال) بودند.یافته‌ها: نتایج نشان داد با کاهش پتانسیل آب به 0.1-، 0.3-، 0.5- و 0.7- مگاپاسکال در مقایسه با عدم تنش پتانسیل آبی، جوانه‌زنی بذر در آویشن دنایی به‌ترتیب 8.43، 43.26، 61.80 و 88.76 درصد و در آویشن باغی به‌ترتیب 19.74، 44.08، 61.18 و 92.76 درصد کاهش یافت. همچنین آویشن باغی در پتانسیل آب 0.9- مگاپاسکال، قادر به جوانه‌زنی نبود، در صورتی‌که تعدادی از بذرهای آویشن دنایی توانستند در این پتانسیل جوانه بزنند. بیشترین سرعت جوانه‌زنی هر دو گونه آویشن دنایی و آویشن باغی تحت شرایط عدم تنش مشاهده شد که بین آن‌ها تفاوت معنی‌داری وجود نداشت. چهار توزیع شامل نرمال، لجستیک، لوگ‌لجستیک و گامبل برای کمّی سازی پاسخ جوانه‌زنی بذر آویشن نسبت به پتانسیل آب مورد مقایسه قرار گرفتند. به‌منظور ارزیابی مناسب‌ترین برازش از بین توزیع های همگرا شده، از شاخص‏های آکائیک تصحیح شده (aicc)، ضریب تبیین تعدیل شده (r2adj) و جذر میانگین مربعات خطا (rmse) استفاده شد. پایین‌ترین مقدار شاخص aicc در گیاهان آویشن دنایی به‌ترتیب به توزیع‌های لوگ‌لجستیک و لجستیک (2012- و 2006-)، و در آویشن باغی به توزیع گامبل (1665-) اختصاص یافت که معرف مدل‌های برتر برای کمّی کردن واکنش آن گونه به پتانسیل آب است. برآورد فراسنجه‌‌های توزیع‌های مدل زمان رطوبتی نشان داد، از لحاظ ثابت زمان رطوبتی (θh)، گونه آویشن دنایی (23.91 مگاپاسکال بر ساعت) در مقایسه با آویشن باغی (28.06 مگاپاسکال بر ساعت) مقدار ثابت زمان رطوبتی (θh) کمتری به خود اختصاص داد که بیانگر سرعت جوانه‌زنی بیشتر در آویشن دنایی بود. مقدار ψb(50) در آویشن دنایی (0.455- مگاپاسکال) کمتر از مقدار آن در آویشن باغی (0.388- مگاپاسکال) به‌دست آمد؛ لذا بر اساس نتایج، آویشن دنایی توانایی بیشتری برای تحمل به تنش پتانسیل آبی در مرحله جوانه‌زنی نشان داد.  نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج نشان داد، اثرات تنش پتانسیل آبی بر مولفه های جوانه زنی گونه آویشن باغی بیش از آویشن دنایی بود و بر اساس فراسنجه‌‌های مدل زمان رطوبتی، آویشن دنایی نسبت به آویشن باغی متحمل تر بود.جنبه‌های نوآوری:مناسب‌ترین توزیع در مدل زمان رطوبتی برای پیش‌بینی جوانه‌زنی بذر آویشن دنایی و باغی در شرایط تنش پتانسیل آبی تعیین شد. آستانه سطح تنش پتانسیل آبی ایجاد‌کننده کاهش معنی‌دار در مولفه‌های جوانه‌زنی آویشن دنایی و باغی تعیین شد.بر اساس مدل زمان رطوبتی، گونه آویشن متحمل‌تر نسبت به تنش پتانسیل آبی در مرحله جوانه‌زنی تعیین شد.

comparative analysis of seed germination in thymus daenensis and t. vulgaris under water potential stress using hydrotime model

extended abstractintroduction: seed germination and seedling establishment are the most sensitive stages in the life cycle of a plant. among the environmental factors, water potential is an important factor affecting the seed germination of various plants. this research aims to evaluate the effects of water potential on germination indices and quantify the effect of water potential the germination responses of thymus medicinal plant seeds.materials and methods: a factorial experiment was carried out in the form of a completely randomized design with four replications at the laboratories of the department of agronomy and plant breeding, ilam university in the winter of 2023. the factors of the experiment included two types of thymus (thymus daenensis and t. vulgaris) and water potential stress induced by polyethylene glycol (peg-6000) at six levels (0, -0.1, -0.3, -0.5, -0.7, and -0.9 mpa).results: the results showed as the water potential decreased to -0.1, -0.3, -0.5, and -0.7 mpa, seed germination percentage respectively went down by 8.43, 43.26, 61.80, and 88.76% in t. daenensis and 19.74, 44.08, 61.18 and 92.76% in t. vulgaris compared with water potential stress-free conditions. also, t. vulgaris did not germinate at a water potential of -0.9 mpa, whereas some seeds of the t. daenensis plant germinated under this condition. the highest germination rate in both t. daenensis and t. vulgaris species was observed under stress-free conditions, and there was significant difference between the species. four statistical distributions including normal, logistic, log-logistic, and gumbel, were compared to quantify the germination response of thymus to water potential. in order to evaluate the models, corrected akaike information criterion (aicc), the coefficient of determination (r2adj), and root mean square error (rmse) were used. the lowest aicc index values for t. daenensis were associated with the log-logistic and logistic distributions (-2012 and -2006), and the gumbel distribution (-1665) in t. vulgaris, suggesting the superior distributions for quantifying thymus’s response to water potential. estimation of parameters related to the hydrotime model showed that t. daenensis species had a lower hydrotime constant value (θh)(23.91 mpa hour-1) compared with t. vulgaris (28.06 mpa hour-1), which indicated a higher germination rate in t. daenensis. the value of ψb(50)  in t. daenensis (-0.455 mpa) was lower than that of t. vulgaris (-0.388 mpa). therefore, based on the results, t. daenensis showed a greater ability to tolerate drought during the germination stage.conclusions: in general, the results showed that the effects of water potential stress on the germination components of t. vulgaris were greater than those of t. daenensis, and according to the parameters of the hydrotime model, t. daenensis was more tolerant than t. vulgaris.highlights:the best distribution in the hydrotime model was determined for predicting thymus daenensis and thymus vulgaris seed germination under water potential stress conditions.the threshold level of water potential stress causing a significant decrease in the germination components of thymus daenensis and thymus vulgaris was determined.based on the hydrotime model, thymus species was determined to be more tolerant to water potential stress during germination.