پديد آورندگان :
حاجي عباسي، محبوبه دانشگاه تهران، كرج , توكل افشاري، رضا دانشگاه فردوسي - گروه زراعت و اصلاح نباتات، مشهد , عباسي، عليرضا دانشگاه تهران، كرج , كمائي، رضا دانشگاه فردوسي - گروه زراعت و اصلاح نباتات، مشهد
كليدواژه :
پيري تسريع شده , فروكتوز , گلوكز , زوال بذر , قند كل
چكيده فارسي :
سويا يا Glycine max (L.) Merrill منبع اوليه روغن گياهي است. بذرهاي سويا معمولاً توانايي جوانه‌زني را در طول ذخيره‌سازي بلند مدت حتي در شريط مطلوب از دست مي‌دهند. فاكتورهاي زيادي در زوال بذر موثر هستند كه شامل عوامل ژنتيكي، آسيب مكانيكي، رطوبت نسبي، دماي محيط ذخيره‌سازي، محتوي رطوبت بذر، وجود ميكروفلورا، رسيدگي بذر و عوامل ديگر مي‌باشد كه در صورت كاهش كيفيت بذر، شرايط را براي اهداف كشت نامناسب مي‌كند. هدف از اين آزمايش بررسي پاسخ‌هاي فيزيولوژيك بذر و همچنين شناسايي نقش ژن‌هاي LOX2 و GAI1 در زوال بذر تحت تاثير اتيلن و اسيد ساليسيليك در جوانه‌زني بذر زوال يافته سويا بود.
مواد و روش‌ها: به منظور تعيين اثر زوال بر بذر سويا و همچنين تعيين اثر آمينوسيكلوپروپان كربوكسيليك اسيد (ACC) و اسيد ساليسيليك بر بهبود زوال بذر، طي اين تحقيق بذرهاي سويا در معرض پيري تسريع شده به مدت صفر، 6 و 10 روز و پيري طبيعي به مدت 6 ماه قرار گرفتند. بذرها پس از پيري با اسيد ساليسيليك با غلظت 50 ميكرو مولار و ACC (پيش ماده اتيلن) با غلظت 10 ميكرو مولار به مدت 6 ساعت در دماي 25 درجه سلسيوس تيمار شدند. همچنين دسته‌اي بذر پس از آزمون پيري تسريع شده و طبيعي بدون هيچ تيماري به عنوان شاهد (بذر خشك) استفاده شدند. درصد جوانه‌زني، ميزان قند كل، گلوكز و فركتوز بذر مورد بررسي قرار گرفت. همچنين بيان ژن‌هاي GAI1 و LOX2 در بذرهاي خشك و همچنين طي 6 و 12 ساعت تحت اثر آب، اسيد ساليسيليك و ACC به روش Q-RT- PCR بررسي شد.
يافته‌ها: نتايج جوانه‌زني نشان داد كه با افزايش تعداد روزهاي پيري، جوانه‌زني كاهش مي‌يابد. ميزان قند كل در بذرهاي 6 روز پير تفاوت معني‌داري با بذر پير نشده نداشت؛ اما ميزان قند كل در بذور 10 روز پير نسبت به بذرهاي پير نشده افزايش معني‌دار داشت. با افزايش سطوح پيري تسريع شده از صفر به 10 روز، محتوي گلوكز و فروكتوز در بذرهاي خشك افزايش يافت. ژن‌ها هم بيان متفاوتي را در روزها و ساعت‌هاي مختلف از خود نشان دادند. با افزايش پيري از صفر به 10 روز، بيان GAI1 افزايش يافت. همچنين بيان LOX2 طي پيري تسريع شده از صفر روز به 6 روز افزايش يافت. بيان LOX2 در بذرهاي پير طبيعي خشك نسبت به بذرهاي پير نشده افزايش يافت. هورمون اسيد ساليسيليك و ACC اثرات متفاوتي را بر موارد اندازه‌گيري شده داشتند.
نتيجه‌گيري: در مجموع مي‌توان چنين استنباط كرد كه زوال بذر و كاهش بنيه نتيجه برآيند فرآيندهاي تخريبي متعدد و اختلال در فعاليت‌هاي فيزيولوژيكي بذر است. اين پژوهش نشان داد كه پيري با افزايش در ميزان قندكل، گلوكز و فركتوز همراه مي‌باشد. همچنين بيان ژن‌هاي دخيل در مسير جوانه‌زني نيز دستخوش تغيير مي‌شوند. افزايش بيان ژن LOX2 در هر دو مسير پيري تسريع شده و پيري طبيعي مشاهده شد. بيان GAI1 در پيري تسريع شده افزايش و در پيري طبيعي كاهش يافت.
چكيده لاتين :
Introduction: Soybean (Glycine max (L.) Merrill) is the primary source of vegetable oil. Even in
desirable conditions, soybean seeds lose their viability in long term storage. Many factors contribute to seed
deterioration, including genetic factors, mechanical damage, relative humidity, storage temperature, seed
moisture content, existence of microflora, and seed maturity, which reduce seed quality and make seeds unfit
for cultivation purposes.
Materials and Methods: In order to investigate the effects of seed deterioration on seed germination and
also the effects of salicylic acid and ethylene on the improvement of deteriorated seeds of G. max.,
accelerated aging test for 0, 6 and 10 days and natural aging test for 6 months were conducted. After aging
conditions, seeds were imbibed with 50 μM salicylic acid and 10 μM ACC (precursor of ethylene) for 6
hours at 25 °C. In addition, after natural and accelerated aging tests, a bunch of seeds was used without any
hormonal treatment (i.e., dry seeds) as control seeds. The seeds’ germination percentage, total sugar,
fructose, and glucose were investigated. Moreover, the gene expression of GAI1 and LOX1 was measured on
dry seeds and under imbibition of water, salicylic acid and ACC at 6, 12 hours using Q-RT-PCR method.
Results: The germination results showed that increasing number of aging days led to a decrease in
germination. Total sugar content in seeds aged for 6 days did not have a significant difference, as compared
with non-aged seeds. However, total sugar content in seeds aged for 10 days was significantly higher than
non-aged seeds. Increasing accelerated aging levels from 0 days to 10 days led to increases in glucose and
fructose contents in dry seeds. In addition, genes exhibited different expressions in different days and hours.
Increasing aging from 0 days to 10 days led to increases in GAI1 gene expression. Moreover, LOX2
expression increased in accelerated aging from 0 to 6 days. LOX2 gene expression in naturally dried aged
seeds also increased and was higher than that in non-aged seeds. SA and ACC had different effects on
measured values.
Conclusion: In general, it can be concluded that the deterioration of seed quality and vigor result from
numerous degradation processes and disruption in seeds’ physiological activity. This study showed that aging
is associated with an increase in total sugar, glucose and fructose levels. In addition, the expression of the
genes involved in the germination is also affected. Increases in LOX2 gene expression were observed in both
accelerated aging and natural aging pathways. GAI1 gene expression increased in accelerated aging.
However, in normal aging, it decreased.
