تأثیر پرایمینگ فیزیکی بذر و تنش کم‌آبی بر فعالیت آنزیمی و عملکرد دانه ذرت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زراعت، گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 دانشیار گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

3 دانشیار، عضو هیئت‌علمی گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

به‌منظور بررسی تأثیر پرایمینگ فیزیکی بذر و تنش کم­آبی بر فعالیت آنزیمی و عملکرد دانه ذرت، آزمایشی طی سال 1393 به‌صورت اسپلیت پلات اجرا شد. عامل اصلی شامل دو سطح آبیاری نرمال (بدون تنش) و اعمال کم‌آبی به ترتیب بر اساس ۷۰ و 110 میلی‌متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A در بعد از مرحله ۹-۸ برگی ذرت و عامل فرعی در یازده سطح شامل تیمار بذر ذرت با اشعه‌های گاما (کبالت 60) و بتا (استرانسیم 90) هر دو با شدت ثابت دو میکروکوری، لیزر موج پیوسته هلیم- نئون با طول‌موج 6328 آنگستروم، میدان مغناطیسی با شدت ۴۰ میلی‌تسلا و امواج اولتراسونیک یا فراصوت با حداکثر سه وات بر سانتی‌متر مربع همگی در دو مدت‌زمان 5 و 10 دقیقه به همراه شاهد بدون تیمار بودند. اعمال تنش خشکی از مرحله ۹-۸ برگی به بعد غلظت پرولین برگ را 1.64 میکرومول بر گرم وزن تر افزایش داد و بیشترین غلظت این اسیدآمینه به‌ ترتیب در تیمارهای گاما 5 دقیقه‌ای، میدان‌های مغناطیسی ۵ و 10 دقیقه‌ای و اولتراسونیک 5 دقیقه‌ای مشاهده گردید. در اثر اعمال تنش کم‌آبی حدود ۴۰ درصد بر فعالیت آنزیم پراکسیداز در مقایسه با آبیاری نرمال افزوده شد و همچنین بیشترین فعالیت آن از تیمار بذر با اشعه گاما 5، میدان مغناطیسی ۱۰، لیزر ۵، بتا ۵ و میدان مغناطیسی ۵ دقیقه‌ای حاصل شد. وقوع تنش خشکی فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز را ۲۳ درصد افزایش داد و بیشترین فعالیت این آنزیم (95.79 میکرومول بر دقیقه بر گرم) در پیش‌تیمار با اشعه لیزر ۵ دقیقه‌ای مشاهده شد. بروز تنش از مرحله ۹-۸ برگی به بعد، عملکرد دانه را 18.5 درصد کاهش داد. تیمارهای میدان مغناطیسی 5 و 10 دقیقه‌ای، گاما و لیزر 5 دقیقه‌ای با میانگین 685 گرم در مترمربع دارای بیشترین عملکرد دانه بودند و افزایش زمان تیمار بذر ذرت با اشعه‌های گاما و لیزر از ۵ به ۱۰ دقیقه به ترتیب ۲۰ و ۱۷ درصد از عملکرد دانه کاسته شد. به نظر می­رسد پیش‌تیمارهای فیزیکی بذر ذرت با میدان‌های مغناطیسی و اشعه‌های گاما و لیزر فقط در مدت‌زمان کوتاه می­تواند اثرات نامطلوب تنش خشکی را کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها


Afrough, Z., Afrough, H., Sateei, A., 2011. Effect of magnetic field on catalase and superoxide dismutase enzymes concentrations in wheat seedlings. National Conference on Agronomy Advances. Young Researcher of Share Ghods Branch. ]In Persian[.

Aladjadjiyan, A., 2002. Study of influence of magnetic field on some biological characteristics of Zea mays. Journal of Central European Agriculture. 3(2), 89-94.

Aladjadjiyan, A., 2011. Ultarsonic stimulation of the development of lentil and wheat seeding. Romanian Journal of Biophysics. 21(3), 179-187.

Artola, A., Carrillo-Castaneda, G., Santos, G.D.L., 2003. Hydropriming: A strategy to increase Lotus corniculatus L. seed vigor. Seed Science and Technology. 3, 455-463.

Ashofteh Beiragi, M., Ebrahimi, M., Mostafavi, Kh., Golbashy, M., Khavari Khorasani, S., 2015. A study of morphological basis of corn (Zea mays L.) yield under drought stress condition using correlation and path coefficient analysis. Journal of Cereals and Oil seeds. 2(2), 32-37.

Bates, L.S., Waldren, R.P., Tevre, I.V., 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant Soil. 39, 205-207.

Bradford, K., 1995. Water relations in seeds germinations. In: Kiged, J., Galili, G. (eds.), Seed Development and Germination. Marcel Dekker. Inc. New York. pp 351-396.

Cakir, R., 2004. Effect of water stress at different development stages on vegetative and reproductive growth of corn. Field Crops Research. 89, 1-16.

Chen, Y.P., Li, L., Wang, F.M., 2002. The effects of He-Ne laser and KT treatment on the seeds germination and growth of wheat. Acta Laser Biologica Sienica. 6, 412-416.

Dolatabadian, A., Modarres Sanavy, S.A.M., Sharifi, M., 2009. Effect of water deficit stress and foliar application of ascorbic acid on antioxidant enzymes activity and some biochemical's changes in leaves of grain corn (Zea mays L.). Iranian Journal of Biology. 22(3), 407-422. ]In Persian with English Summary.[

Eskandari, H., Kazemi, K., 2011. Effect of seed priming on germination properties and seedling establishment of cowpea (Vigna sinensis). Notulae Scientia Biological. 3 (4), 113-116.

Faqenabi, F., Tajbakhsh, M., Bernooshi, I., Saber-Rezaii, M., Taheri, F., Parvizi, S., Izadkhah, M., Hasanzadeh Gorttapeh, A., Sedqi, H., 2009. The effect of magnetic field on growth, development and yield of safflower and its comparison with other treatments. Research Journal of Biology Science. 4, 174-178.

Farahvash, F., Hosseinpour Feizi, M.A., Madadi Saray, V., Azarpham, P., 2007. Effect of gamma ray on some physiological traits of wheat. Journal of Agricultural Science. Islamic Azad University. Tabriz Branch. 1(3). ]­In Persian with English Summary[.

Farajzadeh Memari Tabrizi, E., Yarnia, M., Ahmadzadeh, V., Farajzadeh Memari Tabrizi, N., 2015. Effect of levels of drought stress and potassium humate concentrations on two hybrids of maize (604 and 704). Crop Physiology Journal. Islamic Azad University. Ahwaz Branch. 7(25), 105-118. ]­In Persian with English Summary[.

Fischer, G., Tausz, M., Kock, M., Grill, D., 2004. Effect of weak 162.3 Hz magnetic fields on the growth parameters of young sunflower and wheat seedling. Bio electromagnetics. 25, 638-641.

Ghorbanli, M.L., Bakhshi Khaniki, G.R., Salimi Yazei, S., Hedayati, M., 2010. Effect of water deficit and its interaction with ascorbic acid on proline, soluble sugars concentrations and catalase and glotation peroxidase enzymes activity in Black Seeds (Nigella Sativa L.). Iranian Journal of Medical and Aromatic Plants. 26(4), 466-476. ]­In Persian with English Summary[.

Giannopolitis, C., Ries, N., 1977. Superoxide dismutases I: Occurrance in higher plants. Plant Physiology. 59, 309-314.

Golampour, M.A., Dehpour Jouybari, V., Rahdari, P., 2010. Evaluation of effect of gamma irradiation and salt stress on some physiological and morphological characteristics of rice (Oryza Sativa L.). Crop Ecophysiology Journal. 1(2). ]­In Persian with English Summary[.

Hamideldin, N., Hussin, O.S., 2014. Morphological, physiological and molecular changes in solanum tuberosum L. in response to pre-sowing tuber irradiation by gamma rays. American Journal of Food and Nutrition. 2(1), 1-6.

Hernandez, A.C., Carballo, C.A., Artola, A., Michtchenko, A., 2008. Laser irradiation effects on maize seed field performance. Seed ScienceTechnology. 34, 193-197.

Hernandez, A.C., Dominguez, P.A., Cruz, O.A., Ivavniv, R., Carballo, C.A., Zepeda, B.R., 2010. Laser in agriculture. International Agrophysics. 24, 407-422.

Iqbal, M., Haq, Z.U., Jamil, Y., Ahmad, M.R., 2012. Effect of pre-sowing magnetic treatment on properties of pea. International Agrophysics. 26, 25-31.

Jamali, J., Enteshari, Sh., Hosseini, M., 2012. The effect of potassium and zinc elements on biochemical and physiological changes to drought resistance in maize (sk 704 cv.). Crop Physiology Journal of Ahwaz Azad University. 4(14), 37-44. ]In Persian with English Summary[.

Jamil, Y., UI-Haq, Z., Iqbal, M., Perween, T., Amin, N., 2012. Enhancement in growth and yield of mushroom using magnetic field treatment. International Agrophysics. 26, 375-380.

Kalir, A., Omri, G., Poljakoff-Mayber, A., 1984. Peroxidase and Catalase activity in leaves of Halimioneportulacoides exposed to salinity. Plant Physiology. 62, 238-244.

Khouchaki, A., Najib Nia, S., Lalehgani, B., 2009. Elvaluation of saffron (Crocus sativus L.) yield in intercropping with cereals, beans and medical plants. Iranian Agricultural Research Journal. 7(1), 175-184. ]In Persian with English Summary[.

Manouchehrifar, P., Lari Yazdi, H., Zaji, B., 2011. Effect of salicylic acid on catalase and peroxidase enzymes activity in maize seedlings in drought stress condition. First Conference of New Topics in Agriculture. Islamic Azad University. Saveh Branch. November 2011. ]­In Persian[.

Nikolaeva, M.K., Maevskaya, S.N., Shugaev, A.G., Bukhov, N.G., 2010. Effects of drought on chlorophyll content and antioxidant enzyme activities in leaves of three wheat cultivars varying in productivity. Russian Journal of Plant Physiology. 57, 87-95.

Osborne, S.L., Schepers, D.D., Frencis, J.S., Schlemmer, M.R., 2005. Use of spectral radiance to estimate in-season biomass and grain yield in nitrogen and water stress on corn. Crops Science. 42, 165-171.

Pill, W.G., Kilian, E.A., 2000. Germination and emergence of parsly in response to osmotic or matric seed priming and treatment with gibberlin. Horticulture Science. 35, 907-909.

Pirevatlou, A.S., Dehdar Masjedlou, B., Ramiz, T.A., 2010. Evaluation of yield potential and stress adaptive traits in wheat genotypes under post an­thesis drought stress conditions. African Journal of Agricultural Research. 5, 2829-2836.

Rabbani, J., Emam, Y., 2011. Yield response of maize hybrids to drought stress at different growth stages. Journal of Crop Production and Processing. 1(2), 65-78. [In Persian with English Summary].

Racuciu, M., Creanga, D., Horga, I., 2008. Plant growth under static magnetic field influence. Romanian Journal of Physics. 53, 353-359.

Sacala, E., Demczuk, A., Grzyoe, E., Prosba-Bialczyk, U., Szajsner, H., 2012. Impact of pre-sowing laser irradiation of seeds on sugar beet properties. International Agrophysics. 26, 295-300.

Sepehri, A., Modarres Sanavi, S.A., Gharehyazi, B., Yamini, Y., 2001. Effect of water deficit and different nitrogen rates on growth and development stages, yield and yield component of maize (Zea mays L.). Iranian Journal of Crop Sciences. 4(3), 184-200. ]In Persian with English Summary[.

Sharma, D.K., Rana, D.S., 2007. Response of castor (Ricinuscommunis) genotypes to low doses of gamma irradiation. Indian Journal of Agricultural Science. 77 (7), 467-469.

Silspour, M., Jafari, P., Mollahossein, H., 2009. Effect of drought stress on maize. Journal of Research in Agricultural Science. 2(2), 13-24. ]­In Persian with English Summary[.

Silvianeam, U., Marariu, V.V., 2005. Plant growth in experimental space flight magnetic field conditions. Romanian Journal of Biophysics. 15(1), 41-46.

Soltani, M., Azizi, F., Chayichi, M.R., 2011. Selection of best hybrid between 11 new hybrids of maize based on grain yield and forage in drought stress condition. First Conference of New Topics in Agriculture. Islamic Azad University. Saveh Branch. November 2011. ]­In Persian­[.

Vashisth, A., Nagarajan, S., 2010. Effect on germination and early growth characteristic in sunflower (Helianthus annus) seeds exposed to static magnetic field. Plant Physiology. 167, 149-156.

Venkateswar Reddy, K., Raisa Reshma, S., Jareena, S., Nagaraju, M., 2012. Exposure of green gram seeds (Vigna radiata. Var. radiata) to static magnetic fields: effects on germination and α-amylase activity. Research Journal of Seed Science, DOI: 10.3923/rjss.

Yaldagard, M., Mortazavi, S.A., 2008. Application of ultrasonic Waves as a priming technique for the germination of barley seed. Journal of Plant Physiology. 114 (1), 14-21.