واکنش جوانه‌زنی ژنوتیپ­های باقلا (.LVicia faba ) به دما: ارزیابی تحمل به دما

قاری عرب, انتصار; ترابی, بنیامین; شیخ, فاطمه; سلطانی, الیاس; سیاهمرگویی, آسیه

doi:10.22077/escs.2026.9527.2372

واکنش جوانه‌زنی ژنوتیپهای باقلا (.LVicia faba ) به دما: ارزیابی تحمل به دما

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

انتصار قاری عرب ¹

بنیامین ترابی ²

فاطمه شیخ ³

الیاس سلطانی ⁴

آسیه سیاهمرگویی ⁵

¹ دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد علوم و تکنولوژی بذر، گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان

² استاد، گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان

³ دانشیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان

⁴ دانشیار، گروه علوم زراعت و اصلاح نباتات، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران

⁵ دانشیار، گروه زراعت، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان

10.22077/escs.2026.9527.2372

چکیده

در این مطالعه، تأثیر دما بر مولفه‌های جوانه‌زنی و ویژگی‌های سبزشدن در ۲۰ ژنوتیپ باقلا (Vicia faba L.) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی روند تغییرات درصد جوانه‌زنی با استفاده از مدل درجه دوم نشان داد درصد جوانه‌زنی به‌طور قابل توجهی بین ژنوتیپ‌ها متفاوت بود و تحت تأثیر دما قرار گرفت، به‌طوری که درصد جوانه‌زنی در دماهای پایین‌تر از حد مطلوب افزایش و در دماهای بالاتر از حد مطلوب کاهش یافت. این تحقیق دماهای کاردینال (دمای پایه، مطلوب و سقف) برای درصد جوانه‌زنی را مشخص کرد که شامل دمای پایه (Tb) بین 3.0- تا 1.7 درجه سانتیگراد، دمای مطلوب (To) بین 15.6 تا 18.6 درجه سانتیگراد و دمای سقف (Tc) بین 33.2 تا 38.4 درجه سانتیگراد بود. همچنین، در این مطالعه، دماهای کاردینال برای سرعت جوانه‌زنی با استفاده از یک تابع دوتکه‌ای تخمین زده شد. دمای پایه بین 1.2 تا 5.2 درجه سانتیگراد، دمای مطلوب بین 23.0 تا 26.1 درجه سانتیگراد و دمای سقف بین 31.8 تا 36.7 درجه سانتیگراد بود. علاوه بر این، ژنوتیپ‌ها بر اساس تحمل دمایی خود که با مقادیر CTRI تعیین شد، در گروه‌های مختلف دسته‌بندی شدند. به طور قابل توجه، همبستگی مثبت قوی بین تحمل به گرما (H-CTRI) و دمای پایه مشاهده شد، در حالی که همبستگی منفی معنی‌داری بین تحمل به سرما (C-CTRI) و دمای پایه وجود داشت. این مطالعه اطلاعات ضروری برای انتخاب ژنوتیپ‌های باقلا با تحمل دمایی مناسب را فراهم می‌کند و به تصمیم‌گیری‌های اصلاحی و کشت در شرایط آب‌وهوایی مختلف کمک می‌کند.

کلیدواژه‌ها

تنش سرما

تنش گرما

تنوع ژنتیکی

دماهای کاردینال

سرعت جوانه زنی

موضوعات

تنش گرما

Ajam Norouzi, H., Vazin, F., 2011. Modelling of the faba bean (Vicia faba L.) sprouting reaction to temperature in farm condition. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 39, 179–85. https://doi.org/10.15835/nbha3926198

Alves, S., Khazaei, H., Link, W., Torres, A.M., O'Sullivan, D.M., Andersen, S.U., 2023. Genetic analysis of global faba bean diversity, agronomic traits and selection signatures. Theoretical and Applied Genetics. 136, 114. https://doi.org/10.1007/s00122-023-04360-8

Choi, Y.M., Yoon, H., Shin, M.J., Lee, S., Yi, J. Y., Jeon, Y.A., Wang, X., Kebede, T.D., 2023. Nutrient levels, bioactive metabolite contents, and antioxidant capacities of faba beans as affected by dehulling. Foods. 12, 4063. https://doi.org/10.3390/foods12224063

Damalas, C.A., Koutroubas, S.D., Fotiadis, S., 2019. Hydro-priming effects on seed germination and field performance of faba bean in spring sowing. Agriculture (Switzerland). 9, 201. https://doi.org/10.3390/agriculture9090201

Derakhshan, A., Bakhshandeh, A., Siadat, S.A., Moradi-Telavat, M.R., Andarzian, S.B., 2018. Quantifying the germination response of spring canola (Brassica napus L.) to temperature. Industrial Crops and Products. 122, 195–201. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.05.075

FAO (Food and Agriculture Organization)., 2019. FAOSTAT Statistical Database of the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO) statistical division. Rome.

Farzaneh, S., Soltani, E., Zeinali, E., Ghaderi-Far, F., 2014. Screening oilseed rape germination for thermotolerance using a laboratory-based method. Seed Technology. 36, 15–27. https://doi.org/10.15258/SST.2014.42.2.14

Gajanayake, B., Trader, B.W., Reddy, K.R., Harkess, R.L., 2011. Screening ornamental pepper cultivars for temperature tolerance using pollen and physiological parameters. HortScience. 46, 878–84. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.46.6.878

Ghaderi, F.A., Soltani, A., Sadeghipour, H.R., 2008. Cardinal temperatures of germination in medicinal pumpkin (Cucurbita pepo convar. Pepo Var. Styriaca), borago (Borago officinalis L.) and black cumin (Nigella sativa L.). Asian Journal of Plant Sciences. 7, 574–78. https://doi.org/10.3923/ajps.2008.574.578

Guan, X., Ramaswamy, H., Zhang, B., Lin, B., Hou, L., Wang, S., 2020. Germination rate of watermelon seeds as affected by temperature, moisture content and heating rate. ASABE 2020 Annual International Meeting. 272, 109528. https://doi.org/10.13031/aim.202000523

Hardegree, S.P., 2006. Predicting germination response to temperature. I. Cardinal-temperature models and subpopulation-specific regression. Annals of Botany. 97, 1115–25. https://doi.org/10.1093/aob/mcl071

Kamkar, B., Jami Al-Alahmadi, M., Mahdavi-Damghani, A., Villalobos, F.J., 2012. Quantification of the cardinal temperatures and thermal time requirement of opium poppy (Papaver Somniferum L.) seeds to germinate using non-linear regression models. Industrial Crops and Products. 35, 192–98. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2011.06.033

Karimzadeh Soureshjani, H., Bahador, M., Tadayon, M. R., Ghorbani Dehkordi, A., 2019. Modelling seed germination and seedling emergence of flax and sesame as affected by temperature, soil bulk density, and sowing depth. Industrial Crops and Products. 141, 111770. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.111770

Karkanis, A., Ntatsi, G., Lepse, L., Fernández, J. A., Vågen, I. M., Rewald, B., Alsiņa, I., Kronberga, A., Balliu, A., Olle, M., Bodner, G., Dubova, L., Rosa, E., Savvas, D., 2018. Faba bean cultivation – revealing novel managing practices for more sustainable and competitive European cropping systems. Frontiers in Plant Science. 9, 1115. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01115

Kazemi Shahandashti, S.S., Maali Amiri, R., Zeinali, H., Ramezanpour, S.S., 2013. Change in membrane fatty acid compositions and cold-induced responses in chickpea. Molecular Biology Reports, 40, 893–903. https://doi.org/10.1007/s11033-012-2130-x

Malek, M., Hamidi, S., Ghaderi–Far, F., Gorzin, M., Pahlavani, M.H., Esmaeilzadeh Moghaddam, M., 2020. Quantification of temperature effects on germination and induction of secondary dormancy in barley cultivars. Environmental Stresses in Crop Sciences. 13, 995–1007. [In Persian with English summaty]. https://doi.org/10.22077/escs.2020.2218.1561

Masin, R., Onofri, A., Gasparini, V., Zanin, G., 2017. Can alternating temperatures be used to estimate base temperature for seed germination? Weed Research. 57, 390–398. https://doi.org/10.1111/wre.12270

Nazari, M., Amiri, R.M., Mehraban, F.H., Khaneghah, H. Z., 2012. Change in antioxidant responses against oxidative damage in black chickpea following cold acclimation. Russian Journal of Plant Physiology. 59, 183–89. https://doi.org/10.1134/S102144371201013X

Nievola, C. C., Carvalho, C. P., Carvalho, V., Rodrigues, E., 2017. Rapid responses of plants to temperature changes. Temperature. 4(4), 371–405. https://doi.org/10.1080/23328940.2017.1377812

Notarnicola, R.F., Nicotra, A.B., Kruuk, L.E.B., Arnold, P.A., 2023. Effects of warming temperatures on germination responses and trade-offs between seed traits in an Alpine plant. Journal of Ecology. 111, 62–76. https://doi.org/10.1111/1365-2745.14014

Parmoon, G., Moosavi, S. A., Akbari, H., Ebadi, A., 2015. Quantifying cardinal temperatures and thermal time required for germination of Silybum marianum seed. Crop Journal. 3, 145–51. https://doi.org/10.1016/j.cj.2014.11.003

Rodriguez, S., Kruk, B.C., Satorre, E.H., 2020. Modelling Chloris virgata germination and emergence under different temperature and light quality conditions. Weed Research. 60, 287–296. https://doi.org/10.1111/wre.12427

SAS, 2011. STAT 9.3 User’s Guide. Cary, NC: SAS Institute Inc.

Seepaul, R., Macoon, B., Reddy, K. R., Baldwin, B., 2011. Switchgrass (Panicum virgatum L.) intraspecific variation and thermotolerance classification using in vitro seed germination assay. American Journal of Plant Sciences. 2, 134–47. https://doi.org/10.4236/ajps.2011.22015

Sheikh, F., Feyzbakhsh, M. T., 2019. Fababean, (Vicia faba L.) Planting, Cropping, Harvesting. Nashre, Amoozesh, Keshavarzi. Agricultural Research, Education and Extension Organization, Iran. 94 pp. [In Persian].

Sheikh, F., Sharifi, P., Asteraki, H., Miri, K., Sekhavat, R., 2021. Evaluation stability of seed yield of faba bean (Vicia faba L.) genotypes by parametric and non-parametric methods. Journal of Crop Production. 14, 125-144. [In Persian with English summary]. https://doi.org/10.22069/ejcp.2022.18908.2411

Soltani, E., Soltani, A., Oveisi, M., 2013. Modeling seed aging effect on wheat seedling emergence in drought stress: Optimizing Germin program to predict emergence pattern. Journal of Crops Improvement. 15, 147-160. [In Persian with English summaty]. https://doi.org/10.22059/jci.2013.36106

Sousaraei, N., Torabi, B., Mashaiekhi, K., Soltani, E., Mousavizadeh, S. J., 2021. Variation of seed germination response to temperature in tomato landraces: An adaptation strategy to environmental conditions. Scientia Horticulturae. 281, 109987. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.109987

Streck, N.A., Bellé, R.A., Rocha, E.K., da Schuh, M., 2005. Estimating leaf appearance rate and phyllochron in safflower (Carthamus tinctorius L.). Ciência Rural. 35, 1448–50. https://doi.org/10.1590/S0103-84782005000600036

Streck, N.A., Weiss, A., Xue, Q.K., Baenziger, P.S., 2003. Incorporating a chronology response into the prediction of leaf appearance rate in winter wheat. Annals of Botany. 92, 181–90. https://doi.org/10.1093/aob/mcg121

Torabi, B., Adibniya, M., Rahimi, A., 2015. Seedling emergence response to temperature in safflower: measurements and modeling. International Journal of Plant Production. 9, 393–412. https://doi.org/10.22069/ijpp.2015.2223

Torabi, B., Archontoulis, S.V., Hoogenboom, G., 2020. A New function for prediction of biological processes response to temperature. International Journal of Plant Production. 14, 9–22. https://doi.org/10.1007/s42106-019-00063-7

Torabi, B., Attarzadeh, M., Soltani, A., 2013. Germination response to temperature in different safflower (Carthamus tinctorius) cultivars. Seed Technology. 35, 47–59.

Torabi, B., Soltani, E., Archontoulis, S. V., Rabii, A., 2016. Temperature and water potential effects on Carthamus tinctorius L. seed germination: measurements and modeling using hydrothermal and multiplicative spproaches. Brazilian Journal of Botany. 39, 427–36. https://doi.org/10.1007/s40415-015-0243-x

Trudgill, D. L., Squire, G. R., Thompson, K., 2000. A thermal time basis for comparing the germination requirements of some British herbaceous plants. New Phytologist. 145, 107–14. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2000.00554.x

Xu, F., Kuo, T., Rosli, Y., Liu, M.S., Wu, L., Chen, L.F.O., Fletcher, J.C., Sung, Z.R., Pu, L., 2018. Trithorax group proteins act together with a polycomb group protein to maintain chromatin integrity for epigenetic silencing during seed germination in Arabidopsis. Molecular Plant. 11, 659–77. https://doi.org/10.1016/j.molp.2018.01.010

Zaferanieh, M., Mahdavi, B., Torabi, B., 2020. Effect of temperature and water potential on Alyssum homolocarpum seed germination: Quantification of the cardinal temperatures and using hydro thermal time. South African Journal of Botany. 131, 259–266. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.02.006