بررسی پرایمینگ بذر به‌وسیله سالیسیلیک اسید و جیبرلین بر زودرسی، جوانه‌زنی و اجزای عملکرد دو رقم کلزا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران،

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی و به‎نژادی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران،

3 استاد، گروه بیوتکنولوژی و به‌نژادی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران،

4 استادیار، پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوری طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران،

چکیده

سابقه و هدف: کلزا یکی از مهمترین گیاهان روغنی است که نقش عمده‌ای در تامین روغن خوراکی انسان داشته و از این نظر مقام سوم را بعد از سویا و نخل روغنی دارد. استراتژی‌های زیادی برای بهبود رشد، عملکرد و زودرسی در گونه‌های گیاهی از جمله کلزا وجود دارد که پرایمینگ بذر یک استراتژی قبل از کاشت است که بر بهبود جوانه‌زنی، سرعت سبز شدن، استقرار گیاهچه‌ها و زودرسی بسیار مؤثر است. در نتیجه با توجه به اهمیت افزایش کمی و کیفی کلزا و تاثیرات مثبتی که پرایمینگ دارد، این تحقیق به‌منظور بررسی اثر پرایمینگ بذر به‌وسیله جیبرلین و سالیسیلیک اسید بر خصوصیات جوانه‌زنی، رشد و عملکرد کلزا انجام شد.

مواد و روش‌ها: در این پژوهش آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک تصادفی با سه عامل، عامل اول رقم (Lord و Hayola 308)، عامل دوم سالیسیلیک اسید (صفر، 750، 1500 و 2250 میکرومولار) و عامل سوم جیبرلین (صفر، 750، 1500 و 2250 میکرومولار) با سه تکرار در گلخانه‌های تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال 1397 انجام شد. بذور کلزا در محلول تیمارهای ذکر شده سالیسیلیک اسید و جیبرلین به مدت 24 ساعت در دمای 25 درجه سانتیگراد غوطه‌ور شدند. پس از طی شدن دوره‌ی مورد نظر، بذرها با آب مقطر شسته و روی کاغذ صافی کاملاً خشک شدند که بعد از خشک شدن بلافاصله کشت گردیدند. صفات درصد جوانه‌زنی، روز اول سبز شدن، روز آخر سبز شدن، گستره سبز شدن، روز تا رسیدگی، وزن هزار دانه، تعداد غلاف در بوته، ارتفاع بوته، طول غلاف، تعداد دانه در غلاف و عملکرد اندازه گیری شد و در پایان کلیه تجزیه و تحلیل‌های آماری داده‌های حاصل از این آزمایش، پس از اطمینان از نرمال بودن آن‌ها، با استفاده از نرم افزار SAS و SPSS صورت گرفت.

یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس داده‌ها نشان داد که تیمارهای پرایمینگ به‌وسیله سالیسیلیک اسید و جیبرلین بر روی تمام صفات به‌جز طول غلاف تأثیر معنی‌داری در سطح یک درصد داشتند. اثر برهمکنش ژنوتیپ با سالیسیلیک اسید و اثر برهمکنش ژنوتیپ با جیبرلین برای همه صفات معنی‌دار بود. اثر برهمکنش سالیسیلیک اسید با جیبرلین و اثر برهمکنش سه‌گانه جیبرلین با سالیسیلیک اسید با ژنوتیپ برای همه‌ی صفات به‌جز طول غلاف معنی‌دار شد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد استفاده از پرایمینگ بذری سالیسیلیک اسید و جیبرلین، با افزایش درصد جوانه‌زنی، کاهش گستره سبز شدن و کاهش روز تا رسیدگی موجب زودرسی در گیاه کلزا شدند و علاوه بر این با افزایش صفات اجزای عملکرد نظیر تعداد دانه در غلاف، تعداد غلاف در بوته، وزن هزار دانه، ارتفاع و طول غلاف، افزایش عملکرد دانه را نیز در پی داشتند. نتایج همچنین نشان داد کاربرد ترکیبی سطوح 1500 میکرومولار از هر دو تیمار (سالیسیلیک 1500 × جیبرلین 1500) بیشترین تاثیر را در افزایش اجزای عملکرد و عملکرد دانه نشان داد به طوری‌که عملکرد دانه در رقم Lord از 5/7 گرم در گلدان به 1/12 گرم در گلدان و در رقم Hayola 308 از 1/4 گرم در گلدان به 89/6 گرم در گلدان افزایش پیدا کرد. اثر برهمکنش سالیسیلیک اسید 2250 با جیبرلین 2250 میکرومولار (سالیسیلیک 2250 × جیبرلین 2250) بیشترین تاثیر را در کاهش روز تا رسیدگی و عملکرد نشان داد.

نتیجه‌گیری: به‌طور کلی نتایج نشان داد از بین غلظت‌های مختلف پرایمینگ، غلظت‌های کمتر این تیمارها در القای زودرسی و افزایش عملکرد موثرتر بودند و از بین ارقام مورد استفاده، رقم Lord دارای عملکرد بالاتر ولی دیررس است، که می‌توان با استفاده از پرایمینگ مشکل دیررسی آن را حل کرد و به‌عنوان بهترین رقم از نظر زودرسی و عملکرد بالا تحت تاثیر تیمارها به‌ویژه در سطح سالیسیلیک اسید 1500 × جیبرلین 1500 میکرومولار معرفی نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating seed priming by salicylic acid and gibberellin on early maturity, germination and yield components two canola genotypes

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Rashidi 1
  • NadAli Bagheri 2
  • NadAli Babaiean Jelodar 3
  • Ali Dehestani Kelagar 4
1 PhD student, Department of Agriculture and Plant Breeding, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran.
2 Associate Professor, Department of Biotechnology and Breeding, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran.
3 Professor, Department of Biotechnology and Breeding, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran.
4 Assistant Professor, Tabaristan Genetics and Biotechnology Research Institute, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: Canola is one of the most important oilseeds that plays a major role in providing human edible oil and in this regard, it is in the third place after soybean and palm oil. There are many strategies to improve growth, yield and precocity in plant species including rapeseed. Seed priming is a pre-planting strategy that is very effective in improving germination, grow rate, seedling establishment and early maturity. As a result, considering the importance of increasing the quantity and quality of rapeseed and the positive effects that treatment has on improving germination, increasing yield and early maturity in rapeseed, In this study, investigating the effect of seed priming by gibberellin and salicylic acid on the characteristics of germination, growth and seed yield of canola was done.
Materials and methods: In this research, a factorial experiment was conducted in a randomized block design with three factors. The first factor of genotype (Lord and Hayola 308), the second factor of salicylic acid (zero, 750, 1500 and 2250 μM) and the third factor of gibberellin (zero, 750, 1500 and 2250 μM) with three replications in research greenhouses of University of Agricultural Sciences and Resources Natural Sari was done in 1397. Canola seeds were immersed in the solution of the mentioned salicylic acid and gibberellin treatments for 24 hours at a temperature of 25 degrees Celsius. After passing the desired period, the seeds were washed with distilled water and completely dried on filter paper, which were immediately cultivated after drying. Germination percentage, first day of emergence, last day of emergence, time spread of emergence, day to maturity, 1000-seed weight, number of pods per plant, plant height, pod length, number of seeds per pod and yield were measured. At the end, all statistical analyzes of the data obtained from this experiment, after ensuring their normality, were performed using SAS and SPSS software.
Results: The results of analysis of variance showed that seed priming by salicylic acid and gibberellin treatments had a significant effect on all traits except pod length at the level of one percent. The interaction of genotype with salicylic acid and the interaction of genotype with gibberellin were significant for all traits. The interaction of salicylic acid with gibberellin and the triple interaction of gibberellin with salicylic acid with genotype were significant for all traits except pod length. The results of mean comparison showed that the use of seed priming of salicylic acid and gibberellin, with increasing germination percentage, reducing the range of emergence and decreasing the day to maturity caused early ripening in rapeseed. In addition, by increasing the yield components such as number of seeds per pod, number of pods per plant, 1000-seed weight, height and length of pods, also increased grain yield. The results also showed that the combined application of 1500 μM levels from both treatments (salicylic 1500 × gibberellin 1500) has the greatest effect on increasing yield components and grain yield, so that grain yield in Lord genotype from 7.5 (gram per pot) to 12.1 (gram per pot) And in Hayola 308 genotype increased from 4.1 (g/pot) to 6.89 (g/ pot).
Conclusion: In general, the results showed that among the different concentrations of treatment, lower concentrations of these treatments were more effective in inducing prematurity and increasing yield. And among the cultivars used, Lord genotype has a higher but late yield, which can be solved by treating the problem of late maturity and as the best genotype in terms of early maturity and high yield under the influence of treatments, especially at the level of 1500 salicylic acid × Gibberellin introduced 1500 μM

کلیدواژه‌ها [English]

  • Canola
  • Early maturity
  • Morphology traits
  • Priming

مراجع

  1. He Zhu, Z., Sami, A., Qing Xu, Q., Ling, L., Yin Zheng, W., PengChen, Z., Zhi Jin, X., Zhang, H., Li, Y., Yu, Y. and Jin Zhou, K. 2021. Effects of seed priming treatments on the germination and development of two rapeseed (Brassica napus ) varieties under the co-influence of low temperature and drought. Plos One. 16: 9. 1-24.
  2. Arabi Safari, M., Lak, Sh. and Modhej, A. 2018. Interaction of pseudomonas fluorescence bacteria and phosphorus on the quantitative and the qualitative yield of rapeseed (Brassica napus ) cultivars. Appl. Ecol. Environ. Res. 16: 63-80.
  3. Oliveira, G.M., Stahl, M.A., Ribeiro, A. P.B., Grimaldi, R., Cardoso, L.P. and Kieckbusch, T.G. 2015. Development of zero trans/low sat fat systems structured with sorbitan monostearate and fully hydrogenated canola oil. J. Lipid Sci. Technol. 117: 1762-1771.
  4. Schiessl, S. V., Huettel, B., Kuehn, D., Reinhardt, R. and Snowdon, R. J. 2017. Flowering Time Gene Variation in Brassica Species Shows Evolutionary Principles. Front. Plant Sci. 8: 1-13.
  5. Iqbal, Sh., Hamim, I., Haque, Sh. and Kumar Nath, U. 2015. Genetic diversity analysis of mustard (Brassica ) germplasm using molecular marker for selection of short duration genotypes. Afr. J. Biotechnol. 14: 1439-1448.
  6. Daneshmand, F., Arvin, M. J., Keramat, B. and Momeni, N. 2012. The effect of salinity and salicylic acid stress on seed germination parameters and growth of maize plants (Zea mays) in field conditions. J. Plant Proc. func. 1: 1. 56-70. (In Persian)
  7. Harris, D., Pathan, A.K., Gothkar, P., Joshi, A., Chivasa, W. and Nyamudeza, P. 2001. On-farm seed priming: Using participatory methods to revive and refine a key technology. Agric. Syst. 69: 151-164.
  8. Mahmoudi, F., Sheikhzadeh Mosaddegh, P., Zare, N. and Esmaielpour, B. 2019. The effect of hormone and hydro priming on seed germination, growth and biochemical properties of borage seedling (Borago Officinalis L. ). J. Plant Proc. Func. 7: 27. 165-180. (In Persian)
  9. Ezati, N., Maleki, A. and Fathi, A. 2020. Effect of drought stress and spraying of gibberellic acid and salicylic acid on the quantitative and qualitative yield of canola (Brassica napus). Ir. Plant Eco physiol. Res. 14: 56. 94-109. (In Persian)
  10. Pirateh Anousheh, H. and Imam, Y. 2017. A review article on the role of growth regulators in increasing crop yield under saline conditions: from theory to practice. J. Crop Sci. 21: 3. 188-209. (In Persian)
  11. Rademacher, W. 2015. Plant growth regulators: backgrounds and uses in plant production. Plant Growth Regul. 34: 4. 845-872.
  12. Akbari, J. and Maleki, A. 2018. The effect of ascorbic acid and salicylic acid foliar on vegetative properties and yield and yield components of Vigna unguiculata under drought stress. App. Res. Plant Ecol. physiol. 4: 2. 159-180. (In Persian)
  13. Abbasi, A., Maleki, A., Babaei, F., Safari, H. and Rangin, A. 2019. The role of gibberellic acid and zinc sulfate on biochemical performance relate to drought tolerance of white bean under water stress. Cell. Mol. Biol. (Noisy-le- Grand, France). 65: 3. 1-10.
  14. Haghjoo, M. and Bahrani, A. 2018. The effect of salicylic acid and gibberic acid pretreatments on the accumulation of some ions and germination indices in rapeseed under salinity stress. Plant Prod. Sci. 8: 1. 23-31. (In Persian)
  15. Kaya, C., Ashraf, M., Alyemeni, M.N., Corpas, F.J. and Ahmad, P. 2020. Salicylic acid-induced nitric oxide enhances arsenic toxicity tolerance in maize plants by upregulating the ascorbate-glutathione cycle and glyoxalase system. Hazard. Mater. 399: 123020.
  16. 2017. FAOSTAT. FAOSTAT Data. www.faostat.fao.org
  17. Tabatabaee pozveh, Z., Razavizadeh, R. and Rostami, F. 2012. The effect of nano silver on chlorophyll, carotenoid and flavonoid pigments in rapeseed (Brassica napus) under in vitro condition. 2nd national conference on nanotechnology from theory to application. 1-10. (In Persian)
  18. Statistical Center of Iran. 2020. Salnameh Amari of the Country 1397. 52-87. www.amar.org.ir. (In Persian)
  19. Miar Sadeghi, S., Shekari, F., Fotovet, R. and Zangani, E. 2011. The effect of priming by salicylic acid on vigor and seedling growth of canola (Brassica Napus) under water deficit condition. J. Plant Biol. 2: 6. 55-69. (In Persian)
  20. tabatabai, S. A. 2014. Effect of barley seed pretreatment with salicylic acid on seedling growth, proline content and Activity of antioxidant enzymes under drought stress conditions. Crop Improv. 16: 2. 475-486. (In Persian)
  21. Ikic, I., Maric evic, M., Tomasovic, S., Gunjaca, J., Atovic, Z. S. and Arcevic, H. S. 2012. The Effect of germination temperature on seed dormancy in croatian-grown winter wheat. 188: 1. 25-34.
  22. Karta, K.K. and Bekele, A. 2012. Influence of seed priming on seed germination and vigor traits of Vicia villosa dasycarpa (Ten.). Afr. J. Agric. Res. 7: 21. 3202- 3208.
  23. Ghasemi, D., Dolatti, L. and Shekari, F. 2021. Evaluation of effect seed priming with salicylic acid on yield and yield components oilseed rape (Brassica napus). Crop Prod. 13: 3. 61-70. (In Persian)
  24. Meshking Fam, M. and Rahimi Zadeh, M. 2020. Effect of seed priming with gibberellic acid and salicylic acid on seed germination characteristics of turnip in different temperature conditions. New Find. Agric. 15: 1. 47-55. (In Persian)
  25. Atashi Shirazi, N., Bazrafshan, F., Alizadeh, O., Ordookhani, K. and Safahani Langroodi, A. 2019. Evaluation of canola germination characteristics under priming condition. EurAsian J. Biosci. 13: 681-686.
  26. Shekari, F., Baljani, R., Saba, J., Afsahi, K. and Shekari, F. 2010. Effect of seed priming with salicylic acid on growth characteristics of borage plants (Borago officinalis) seedlings. Agro Ecol. J. 6: 18. 48-53. (In Persian)
  27. Akbarzadeh Sharafi, A., Eisvand, H. R., Akbari, N. and Goodarzi, D. 2019. Effect of gibberellin, ascorbic acid and salicylic acid on seed quality, photosynthesis pigments and malondialdehyde content of seedling from sunflower deteriorated seeds. Ir. J. Seed Sci. 8: 1. 161-174. (In Persian)
  28. Ansari, O. and Sharif-Zadeh, F. 2012. Does Gibberelic acid (GA), Salicylic acid (SA) and Ascorbic acid (ASc) improve Mountain Rye (Secale montanum) seeds germination and seedlings growth under cold stress?. Res. J. Appl. Basic Sci. 3: 8. 1651 -1657.
  29. Mokhtari, M. and Fallah, S. 2019. Effect of gibberellin and salicylic acid on tolerance of pumpkin (Cucurbita Pepo) seedling. Ir. J. Seed Res. 6: 1. 159-172. (In Persian)
  30. Patade, V. Y., Maya, K. and Zakwan, A. 2011. Seed priming mediated germination improvement and tolerance to subsequent exposure to cold and salt stress in capsicum. Res. J. Seed Sci. 4: 3. 125 -136.
  31. Heidari, F., Shekari, F., Andalibi, B. and Saba, J. 2019. Investigation of the effect of four growth regulators on yield, photosynthetic pigments and quality traits of saffron (Crocus Sativus) in greenhouse conditions. Ir. Medic. Arom. Plants Res. 35: 4. 703-715. (In Persian)
  32. Karami Chame, S., Khalil-Tahmasbi, B., ShahMahmoodi, P., Abdollahi, A., Fathi, A., Seyed Mousavi, S. J. and Bahamin, S. 2016. Effects of salinity stress, salicylic acid and Pseudomonas on the physiological characteristics and yield of seed beans (Phaseolus vulgaris). Sci. Agric. 14: 2. 234-
  33. Sahraei, E., Maleki, A., Pazoki, A. and Fathi, A. 2018. The effect of salicylic and ascorbic acid on eco physiological characteristics and german chamomile essences in deficit of water. App. Res. Plant Eco 5: 1. 117-142.
  34. Cheraghi, A. M., Sajedi, N. and Gomarian, M. 2015. Response of agronomic, physiological and quality characteristics of rainfed chickpea to salicylic acid and Ir. J. Pulses Res. 5: 2. 31-42. (In Persian)
  35. Pouryousef Miandoab, M. and Esmaeilzadeh, F. 2017. The Effect of Foliar Application of Growth Stimulants and Priming on Yield and Grain Oil Content of Flax (Linum usitatissimum ). J. Crop Ecol Physiol. 40: 4. 857-874. (In Persian)
  36. Farjzadeh Memari Tabrizi, E., Yarnian, M., Ahmadzadeh, V. and Farjzadeh Memari Tabrizi, N. 2017. Effect of hormone treatments on the growth and grain yield of maize at different limited irrigation levels. Ir. J. Seed Res. 4: 2. 17-30. (In Persian).
  37. Darkatanian, F. and Saeedipour, S. 2020. Effect of seed pre-treatment with auxin and gibberellin on germination and yield of cowpea (Vigna unguiculata). Ir. J. Pulses Res. 11: 2. 50-61. (In Persian)
  38. Alam, M., Hayat, Kh., Ullah, I., Sajid, M., Ahmad, M., Basit, A., Ahmad, , Muhammad, A., Akbar, S. and Hussain, Z. 2020. Improving okra (Abelmoshus Esculentus L.) growth and yield by mitigating drought through exogeneous application of salicylic acid. Fresenius Environ. Bull. 29: 1. 529-535.
  39. Ijaz, M., Sher, A., Sattar, A., Shahid, M., Nawaz, A., Ul-Allah, S., Tahir, M., Ahmad, S. and Saqib, M. 2019. Response of canola (Brassica napus) to exogenous application of nitrogen, salicylic acid and gibberellic acid under an arid climate.  J. Soil Sci. Environ. 38: 1. 90-96.
  40. Khan, M.I.R., Fatima, M., Per, T.S., Anjum, N.A. and Khan, N.A. 2015. Salicylic acid-induced abiotic stress tolerance and underlying mechanisms in plants. Front. Plant Sci. 6: 1-17.
  41. Siddiqui, M. A., Shah, Z. H., Tunio, S. and Chacchar, Q. 2016. Effect of different nitrogen (N) phosphorus (P) fertilizer and plant growth regulators gibberellic acid (GA3) and indole-3-acetic acid (IAA) on qualitative traits of Canola (Brassica napus ) genotypes. Int. J. Pure Appl. Biosci. 4: 238-244.
  42. Amin, A.A., Rashad, M. and Abagy, H.M.H. 2007. Physiological effect of indole-3 butyric acid and salicylic acid on growth, yield and chemical constituents of onion plants. J. Appl. Sci. 3: 1554-1563.
  43. Maleki, A. and Fathi, A. 2019. Multivariate statistical analysis to yield of canola under drought stress and spraying of gibberellin and salicylic acid. Crop Nut. Sci. 5: 3. 1-11.
مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 16، شماره 1
فروردین 1402
صفحه 99-114

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار