مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

بررسی برخی از تیمارهای فیزیکی و شیمیایی بر جوانه‌‌زنی بذر گونه در معرض انقراض گون (Astragalus anisacanthus Boiss)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
2 دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
3 دانش آموخته کارشناسی ارشد گیاهان دارویی، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.
چکیده
گونه Astragalus anisacanthus متعلق به تیرهPapilionaceae  که گونه‌ای نادر و کمیاب می‌باشد، با تعداد پایه‌های اندک در حاشیه بیابان لوت در استان خراسان جنوبی شناسایی گردید. به‌منظور حفاظت و بهبود تکثیر این گیاه، تیمار‌های مختلف جهت تسهیل جوانه‌زنی بر روی بذر آن اعمال گردید. به این منظور اثر سرمادهی مرطوب در دمای 5 درجه سانتی‌گراد به مدت 0، 2 و 4 هفته و سطوح مختلف غلظت اسید جیبرلیک (ppm100 ، 250 و 400) به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در شرایط آزمایشگاهی، مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه، درصد جوانه‌زنی، متوسط زمان جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی و ضریب سرعت جوانه‌زنی ثبت و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که تیمار 4 هفته سرمادهی مرطوب همراه با اسید جیبرلیک در غلظت‌های بهینه (بین 250 تا 400 ppm) منجر به بیشترین درصد جوانه‌زنی (84/44%) و بیشترین ضریب سرعت جوانه‌زنی (0/130) گردید. همچنین، در این تیمار، متوسط زمان جوانه‌زنی به 7/65روز کاهش یافت که بیانگر تسریع قابل توجه فرآیند جوانه‌زنی نسبت به تیمار شاهد (7/95 روز) است. از سوی دیگر، تیمار 2 هفته سرمادهی باعث افزایش متوسط زمان جوانه‌زنی به 8/3 روز شد که ممکن است به دلیل عدم تکمیل فرآیند شکست خواب بذر طی بازه زمانی کوتاه‌تر توضیح داده شود، این نتایج تأثیر هم‌افزایی مثبت سرمادهی مرطوب طولانی‌مدت و استفاده از اسید جیبرلیک را در شکستن خواب بذر و بهبود جوانه‌زنی تایید می‌کند. طبق نتایج حاصله استفاده از دوره 4 هفته سرمادهی مرطوب همراه با اسید جیبرلیک در غلظت‌های بهینه، رویکردی مؤثر برای شکستن خواب بذر و تسریع جوانه‌زنی بذر گون محسوب می‌شود. توصیه می‌شود در برنامه‌های تکثیر و حفاظت از گونه‌های کمیاب، این روش ترکیبی به‌کار گرفته شده و در مطالعات آتی به بررسی تعامل دقیق‌تر عوامل محیطی و هورمونی پرداخته شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of Some Physical and Chemical Treatments on the Seed Germination of the endangered species of Astragalus anisacanthus Boiss

نویسندگان English

Sholeh Ghollasi Mood 1
Soheil Parsa 2
Mahdieh Fanoodi 3
1 Assistant Professor, Department of Pasture and Watershed, Faculty of Natural Resources and Environment, University of Birjand , Birjand, Iran.
2 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Birjand , Birjand, Iran.
3 M.Sc. in Medicinal Plants, Department of Pasture and Watershed, Faculty of Natural Resources and Environment, University of Birjand , Birjand, Iran.
چکیده English

Astragalus anisacanthus species, belonging to Papilionaceaehe family which is a rare and scarce species, was identified with a small number of basesin the margins of Lut Desert in South Khorasan Province. In order to protect and improve the reproduction of this plant, various treatments were applied on its seeds to facilitate germination. These treatments included moist stratification at 5 °C for 0, 2, and 4 weeks combined with different concentrations of gibberellic acid (100, 250, and 400 ppm). On the germination characteristics of Astragalus anisacanthus seeds in a factorial experiment arranged in a completely randomized design with three replications under laboratory conditions. In this study, germination percentage, mean germination time, germination speed, and the germination speed index were recorded and analyzed. The results indicated that the 4‐week moist stratification treatment combined with the optimal concentrations of gibberellic acid (between 250 and 400 ppm) led to the highest germination percentage (84.44%) and the greatest germination speed index (0.130). Also, in this treatment, the average germination time decreased to 7.65 days, which indicates a significant acceleration of the germination process compared to the control treatment (7.95 days). On the other hand, chilling treatment for 2 weeks increased average germination time to 8.3 days, which may be explained byDue to an insufficient duration for complete dormancy of seeds within a shorter time period. These results confirm the positive synergistic effect of long-term moist chilling and the use of gibberellic acid in breaking seed dormancy and improving germination. According to the results, employing a 4‐week moist stratification period in combination with gibberellic acid in optimal concentrations an effective strategy for breaking seed dormancy and expediting germination in A. anisacanthus. It is recommended that this combined approach be adopted in propagation and conservation programs for rare species, and that future studies investigate the more detailed interaction of environmental and hormonal factors.

کلیدواژه‌ها English

Astragalus
dormancy breaking
germination rate
Gibberellic acid
scratching
اشرف مهرابی، ع.، و حاجی‌نیا،. س. (1398) تأثیر پیش تیمارهای بذری بر بهبود جوانه‌زنی بذر گون سفید Astragalus gossypinus  پژوهش‌های بذر ایران، (1)6، 113-95.
پارسا، س.، احمدی، ک.، گزانچیان، ع.، و محمودی، س. (1394). بررسی تأثیر بستر سرمادهی و تیمارهای شکستن خواب بر جوانه‌زنی بذر باریجه (Ferula gummosa Boiss.). اکوفیزیولوژی بذر، 1(2)، 215-201.
خیاط‌مقدم، م.، آگاه، ف.، و صدرآبادی‌حقیقی، ر. (1393). روش‌های موثر در شکست خواب و افزایش جوانه‌زنی بذر گون .Astragalus cicer L.تحقیقات بذر، (11)4، 27-21.
رستمی‌پور، ا.، مرادی، ع.، و عیسوند، ح. (1398). اثر تیمارهای شکست خواب بر جوانه‌زنی و فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز بذر سه اکوتیپ گون مرتعی (Astragalus cyclophyllus). پژوهش‌های بذر ایران، (2)6، 29-15.
رستمی‌پور، ا.، مرادی، ع.، عیسوند، ح.، و نصیری، م. (1394). بررسی نوع خواب بذر و مناسب‌ترین روش‌های شکستن آن در سه اکوتیپ گون مرتعی (Astragalus cyclophyllus). نشریه علوم و فناوری بذر ایران، (2)4، 65-51.
صالحی اسکندری، ب.، و کاویانی، م. (1399). بررسی روش‌های شکست خواب و برخی ویژگی‌های جوانه‌زنی بذرهای چهار گونه گون((Astragalus sp. علوم و فناوری بذر ایران، (4)9، 110=99.
عیسوند، ح.، مداح عارفی، ح.، و توکل افشاری، ر. (1384). بررسی شکستن خواب و جوانه‌زنی بذر (Astragalus siliquosus). نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی، (1)13، 84-67.
معصومی، ع. (1384) .گون‌های ایران. مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور.
معصومی، ع. ا. (1374). گونه‌های ایران (جلد سوم). تهران: انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع.
مهرابی، ا. ع.، و حاجی‌نیا، س. (1398). تأثیر پیش‌تیمارهای بذری بر بهبود جوانه‌زنی بذر گون سفید (Astragalus gossypinus). پژوهش‌های بذر ایران، (1)6، 113-95.
Shah, I. A., Burni, T., Badshah, L., and Uza, N. U. (2023). Indigenous knowledge and conservation status of wild plants collected in Garyaum, North Waziristan, Pakistan. Ethnobotany Research and Applications, 25, 1-17.
Al-Sultani, A., and Al-Mamouri, A. (2019). Effect of phosphorous and thiamine on the vegetative growth traits of two broad bean cultivars. Annals of Forest Research, 62(1).
Baiyeri, K. P., Ugese, F. D., and Uchendu, T. O. (2011). The effects of previous fertilizer treatments on passion fruit seed quality, and seedling emergence and growth qualities in soilless media. Journal of Agricultural Technology, 7(5), 1397-1407.
Baskin, C. C., and Baskin, J. M. (2014). Seeds: Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. Academic Press Inc., San Diego.
Bewley, J. D., Bradford, K. J., Hilhorst, H. W. M., and Nonogaki, H. (2013). Seeds: Physiology of development, germination and dormancy (3rd ed.). Springer, New York. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-4693-4
Cheng, J., Huang, H., Liu, W., Zhou, Y., Han, W., Wang, X., and Zhang, Y. (2022). Unraveling the effects of cold stratification and temperature on the seed germination of invasive Spartina alterniflora across latitude. Frontiers in Plant Science, 13, 911804. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.911804
Finch-Savage, W. E., and Leubner-Metzger, G. (2006). Seed dormancy and the control of germination. New Phytologist, 171(3), 501-523.
Ikić, I., Maričević, M., Tomasović, S., Gunjača, J., Šatović, Z., and Šarčević, H. (2012). The effect of germination temperature on seed dormancy in Croatian-grown winter wheats. Euphytica, 188, 25-34.
Imran Kiazai, S., Naqeebullah Khan, A.-U.-R., and Abdul Ghaffar. (2019). Determination of heavy metals concentration in Astragalus anisacanthus and Ebenus stellata of Balochistan, Pakistan. Pure and Applied Biology, (PAB), 8(3), 2028-2035.
Jaganathan, G. K., Li, J., Biddick, M., Han, K., Song, D., Yang, Y., Han, Y., and Liu, B. (2019). Mechanisms underpinning the onset of seed coat impermeability and dormancy-break in Astragalus adsurgens. Scientif Reports. 9:9695 https://doi.org/10.1038/s41598-019-46158-z
Kandil, A. A., Sharief, A. E., and Odam, A. M. A. (2012). Dormancy overcoming of some alfalfa varieties. Research Journal of Seed Science, 5, 19-31.
Keshtkar, A. R., Keshtkar, H. R., Razavi, S. M., and Dalfardi, S. (2008). Methods to break seed dormancy of Astragalus cyclophyllon. African Journal of Biotechnology, 7(21), 3874-3877.
Kunz, M. (2024). Drivers of Rarity and the Conservation of Astragalus L. (Fabaceae) in the Southeastern United States of America. The University of North Carolina at Chapel Hill ProQuest Dissertations & Theses, 31638442.
Lombraña, A., Dessì, L., Podda, L., Fois, M., Luna, B., Porceddu, M. and Bacchetta, G. (2024). The Effect of Heat Shock on Seed Dormancy Release and Germination in Two Rare and Endangered Astragalus L. Species (Fabaceae). Plants 2024, 13, 484. https://doi.org/10.3390/plants13040484.
Long, Y., Tan, D. Y., Baskin, C. C., and Baskin, J. (2012). Seed dormancy and germination characteristics of Astragalus arpilobus (Fabaceae, subfamily Papilionoideae), a central Asian desert annual ephemeral. South African Journal of Botany, 83, 68-77.
Maguire, J. D. (1962). Speed of germination-aid selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, 2, 176-177. https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x
Martinez-Fernandez, V., Martinez-Garcia, F., and Garcia, F. P. (2014). Census, reproductive biology, and germination of Astragalus gines-lopezii (Fabaceae), a narrow and endangered endemic species of SW Spain. Turkish Journal of Botany, 38(4), 686-695.
Osipova, E., Shi, Y., Kormos, C., Shadie, P., Zwahlen, C., and Badman, T. (2014). IUCN World Heritage Outlook 2014: A conservation assessment of all natural World Heritage sites. Gland, Switzerland: IUCN. 64pp.
Pawlowski, T. A., Bujarska-Borkowska, B., Suszka, J., Tylkowski, T., Chmielarz, P., Klupczyńska, E. A., and Staszak, A. M. (2020). Temperature regulation of primary and secondary seed dormancy in Rosa canina L.: Findings from proteomic analysis. International Journal of Molecular Sciences, 21(19), 7008. https://doi.org/10.3390/ijms21197008
Pliszko, A., and Kostrakiewicz-Gierałt, K. (2018). Effect of cold stratification on seed germination in Solidago × niederederi (Asteraceae) and its parental species. Biologia, 73, 945-950. https://doi.org/10.2478/s11756-018-0113-7
Podlech D. and Zarre, S. (2013). A taxonomic revision of the genus Astragalus L. (Leguminosae) in the Old World. 3, 2439 Wien: Naturhistorisches Museum.
Podlech, D. (1986). Taxonomic and phytogeographical problems in Astragalus of the Old World and South-West Asia. Notes from the Royal Botanic Garden Edinburgh, 89, 37-43.
Rechinger, K. H. (1963). Flora Iranica. Naturhistorisches Museum Wien.
Segura, F., Vicente, M. J., Franco, J. A., and Martínez-Sánchez, J. J. (2015). Effects of maternal environmental factors on physical dormancy of Astragalus nitidiflorus seeds (Fabaceae), a critically endangered species of SE Spain. Flora - Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 216, 71-76.
Shu, K., Liu, X., Xie, Q., and He, Z. (2015). Two facea of one seed: Hormonal Regulation of Dormancy and Germination. Mol. Plant. 9, 34-45, doi.org/10.1016/j.molp.2015.08.010 2
Soltani, E., Benakashani, F., Baskin, J. M., and Baskin, C. C. (2021). Reproductive biology, ecological life history/demography and genetic diversity of the megagenus Astragalus (Fabaceae, Papilionoideae). The Botanical Review, 87, 55-106.
Statwick, J. M. (2016). Germination pretreatments to break hard-seed dormancy in Astragalus cicer L. (Fabaceae). Bot. Rev. 87, 55-106 PeerJ 4: e2621; DOI 10.7717/peerj.2621.
Wu, F., Chen, X., Guo, Y., Liu, W., and Zhang, Y. (2024). Warming altered the effect of cold stratification on the germination of Spartina alterniflora across climatic zones in its invasive range. Frontiers in Plant Science, 15, 1491275. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1491275
Ya-jing, G., H. Jin, W. Xian-ju, and S. Chen-xia. (2009). Seed priming with chitosan improves maize germination and seedling growth in relation to physiological changes under low temperature stress. Journal of Zhejiang University SCIENCE B., 10(6), 427-433.
Yang, L. E., Peng, D. L., Li, Z. M., Huang, L., Yang, J., and Sun, H. (2020). Cold stratification, temperature, light, GA3, and KNO3 effects on seed germination of Primula beesiana from Yunnan, China. Plant Diversity, 42(3), 168-173.

  • تاریخ دریافت 29 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 17 فروردین 1404
  • تاریخ پذیرش 30 فروردین 1404