تاثیر پیش‌تیمار بر خصوصیات جوانه‌زنی و فعالیت برخی آنزیم‌های هیدرولیتیک و چرخه گلی‌اکسیلات در گیاهچه همیشه بهار (calendula officinalis) تحت تنش شوری

مقدمه: تنش شوری منجر به تولید بیش از حد گونه‌های فعال اکسیژن می‌شود که در سطوح بالا می‌تواند باعث آسیب اکسیداتیو، اختلال در عملکرد غشای لیپیدی، غیرفعال کردن آنزیم‌ها و مانع از فعالیت‌های متابولیک شود. شوری از طریق تنش اسمزی، سمیت یونی، کمبود جذب آب، تخریب غشای سلولی و کاهش تقسیم سلولی رشد گیاهچه را تحت تاثیر قرار می‌دهد. استفاده از روش پیش‌تیمار ابزار ساده‌ای در کاهش اثرات سوء تنش‌های محیطی است. پیش‌تیمار بذر باعث تغییرات بیوشیمیایی در بذرها می‌شود، مانند فعال شدن آنزیم‌های دخیل در متابولیسم سلولی، مهار متابولیسم و جذب آب که به فرآیند جوانه‌زنی کمک می‌کنند. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پیش‌تیمار بر خصوصیات جوانه‌زنی و فعالیت برخی آنزیم‌های هیدرولیتیک و چرخه گلی‌اکسیلات در گیاهچه همیشه بهار تحت تنش شوری اجرا گردید.مواد و روش‌ها: آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در دانشگاه محقق اردبیلی در سال 1402  انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل چهار سطح شوری (صفر، 50، 100 و 150 میلی‌مولار کلریدسدیم) و چهار سطح پیش‌تیمار (شاهد (آب مقطر)، پیش‌تیمار با اسید سالیسیلیک (100 میلی‌گرم در لیتر)، جیبرلین (20 میلی‌گرم در لیتر) و کیتوزان (0.8 درصد وزنی-حجمی که در اسید استیک یک درصد حل شده بود) بود.یافته‌ها: نتایج نشان داد که شوری درصد جوانه‌زنی، میانگین جوانه‌زنی روزانه، طول ساقه‌چه و وزن خشک گیاهچه را کاهش داد، ولی پیش‌تیمار بذر با اسید سالیسیلیک، جیبرلین و به‌ویژه کیتوزان این صفات را بهبود بخشید. ضریب جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه و وزن تر گیاهچه در پیش‌تیمار با کیتوزان و بدون شوری به ترتیب در حدود 75، 68 و 34 درصد نسبت به شاهد (آب مقطر) و شوری 150 میلی‌مولار بیش‌تر بود. همچنین، فعالیت آنزیم‌های آمیلاز، پروتئاز و مالات سنتاز در پیش‌تیمار با کیتوزان و بدون شوری به ترتیب در حدود 82، 46 و 70 درصد نسبت به شاهد (آب مقطر) و شوری150 میلی‌مولار افزایش نشان داد. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که تیمار بذر با اسید سالیسیلیک، جیبرلین و به‌ویژه کیتوزان روشی موثر برای بهبود شاخص‌های جوانه‌زنی و فعالیت برخی آنزیم‌های هیدرولیتیک و چرخه گلی‌اکسیلات محسوب می‌شود و می‌تواند اثرات مضر شوری بر برخی صفات در گیاهچه همیشه بهار را کاهش داده و رشد گیاهچه را بهبود بخشد.

effect of pretreatment on germination characteristics and activity of some hydrolytic enzymes and glyoxylate cycle in marigold (calendula officinalis) seedlings under salinity stress

extended abstractintroduction: salinity stress leads to the excessive production of reactive oxygen species, which at high levels can cause oxidative damage, disrupt membrane lipid functions, inactivate enzymes, and hinder metabolic activities in plants. salinity affects seedling growth through osmotic stress, ionic toxicity, deficient absorption of essential nutrients and water, production of free radicals, destruction of the cell membrane, and reduced cell division. utilizing pretreatment methods serves as a simple approach to mitigate the adverse effects of environmental stress. seed pretreatment induces biochemical changes, such as the activation of enzymes involved in cellular metabolism, inhibition of metabolism, and improved water absorption, thereby aiding the germination process. this study aims to assess the impact of pretreatment on germination characteristics, activity of certain hydrolytic enzymes, and the glyoxylate cycle in marigold seedlings under salinity stress.materials and methods: a factorial experiment was conducted based on a completely randomized design with three replications at the university of mohaghegh ardabili in 2023. experimental treatments included four salinity levels (0, 50, 100, and 150 mm sodium chloride) and four pretreatment methods (control with distilled water, pretreatment with salicylic acid at 100 mg/l, gibberellin at 20 mg/l, and chitosan at 0.8% w/v, dissolved in 1% acetic acid).results: the findings indicated that salinity reduced germination percentage, mean daily germination, petiole length, and seedling dry weight. however, pretreatment with salicylic acid, gibberellin, and particularly chitosan significantly improved these parameters. the germination coefficient, radicle length, and seedling fresh weight in chitosan-pretreated groups without salinity were approximately 75%, 68%, and 34% higher compared to the control (distilled water) and 150 mm salinity treatments, respectively. additionally, the activities of amylase, protease, and malate synthase in chitosan-pretreated groups without salinity increased by approximately 82%, 46%, and 70%, respectively, compared with the control and 150 mm salinity.conclusions: the results of this research demonstrate that seed pretreatment using salicylic acid, gibberellin, and especially chitosan is an effective strategy for enhancing germination indices and the activity of certain hydrolytic enzymes and the glyoxylate cycle, thereby alleviating the detrimental effects of salinity on marigold seedlings and promoting their growth.highlights:seed pretreatment with salicylic acid, gibberellin, and especially chitosan significantly improved germination indices of marigold seeds under salinity conditions.this pretreatment enhanced the enzymatic activity of amylase, protease, and malate synthase.chitosan pretreatment exhibited superior effects on germination indices and biochemical characteristics.