تأثیر متانول بر شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه ای لوبیا (Phaseolus vulgaris cv. COS16) در شرایط تنش خشکی

Abstract

مقدمه لوبیا در بسیاری از کشورهای درحال‌توسعه به‌عنوان یکی از منابع مهم پروتئین گیاهی محسوب می­شود. در ایران سطح زیر کشت لوبیا حدود 240 هزار هکتار با عملکرد متوسط 150 کیلوگرم در هکتار می­باشد. جوانه ­زنی یک مرحله مهم در چرخه زندگی گیاه است و می­تواند تأثیر بسزایی در میران تولید و عملکرد گیاهان داشته باشد. کیفیت جوانه­ زنی بذر تأثیرات قابل‌توجهی بر صفات رشدی گیاه در مراحل بعد از جوانه­ زنی، اشغال آشیان­های اکولوژیکی و محدوده جغرافیایی گیاه دارد. گزارش شده است که جوانه­ زنی بذرهای حبوبات ازجمله لوبیا تحت تأثیر مستقیم شرایط نامطلوب محیطی مانند تنش­های خشکی و شوری قرار دارد. در تحقیقات مختلفی، کاربرد متانول به‌عنوان یک منبع کربن برای بهبود رشد و عملکرد گیاهان زراعی در شرایط تنش خشکی توصیه شده است. کاربرد خارجی متانول به‌طور مستقیم با فرآیند­های متابولیکی رشد و نمو گیاه و همچنین با فرآیند­های مرتبط با مکانیسم­های دفاعی از قبیل فعال شدن ژن­های درگیر در بیوسنتز اسید جاسمونیک مرتبط است. برخی مطالعات نشان داده­ اند که مصرف متانول می­تواند کارایی جذب عناصر غذایی را به‌خصوص در شرایط مواجهه گیاه با تنش­های محیطی بهبود بخشد. با توجه به اینکه گزارش­های متعددی در ارتباط با تأثیر مثبت متانول بر فاز رویشی گیاهان در ایران وجود دارد، بااین‌وجود مطالعات اندکی در زمینه اثر متانول بر شاخص­های جوانه­زنی وجود دارد. هدف اصلی این تحقیق بررسی اثر متانول بر شاخص­های جوانه­ زنی بذر­های لوبیا (رقم COS16) تحت تنش خشکی می­باشد. مواد و روش ­ها به‌منظور بررسی اثرات احتمالی متانول بر بهبود تحمل به خشکی لوبیا در مرحله جوانه ­زنی آزمایشی در قالب فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی با 3 تکرار در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهی دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان انجام شد. فاکتورهای مورد بررسی شامل سطوح مختلف محلول متانول شامل شاهد (بدون متانول)، 10، 20 و 30 درصد حجمی و نیز سه سطح تنش خشکی (0، 3- و 6- بار) بودند. تنش خشکی با استفاده از پلی­اتیلن گلایکول 6000 در دمای 25 درجه سانتی­گراد و طبق معادله میچل و کافمن اعمال شد. بازدید از نمونه ­ها به‌طور روزانه یک‌بار و به مدت 14 روز انجام شد و در هر بازدید تعداد بذرهای جوانه‌زده (دارای طول ریشه­چه 3 میلی­متر) ثبت شدند. در روز پایانی آزمایش، ریشه­چه­ ها و ساقه­چه ­ها از بذور جدا شدند و مهمترین شاخص­های جوانه­ زنی نظیر سرعت و درصد جوانه­ زنی، طول ساقه­چه و ریشه­چه، وزن خشک ساقه­ چه و ریشه­ چه، سطح ریشه­ چه و آندوسپرم مصرفی اندازه ­گیری شد. نتایج و بحث نتایج تجزیه واریانس داده­ ها نشان داد که تنش خشکی و کاربرد متانول تأثیر معنی­ داری بر سرعت و درصد جوانه­ زنی، طول ساقه­ چه و ریشه ­چه، وزن خشک ساقه­ چه و ریشه­ چه، سطح ریشه­ چه و آندوسپرم مصرفی داشت. نتایج مقایسه میانگین­ها در اثرات متقابل نشان داد که در تمامی سطوح تنش خشکی، مصرف سطوح 20 و 30 درصد حجمی متانول منجر به کاهش معنی­ دار شاخص­های جوانه­ زنی لوبیا شد. اعمال تنش خشکی 6- بار منجر به کاهش معنی ­دار درصد و سرعت جوانه‌زنی، وزن خشک ریشه‌چه، وزن خشک ساقه­ چه، طول ریشه‌چه، طول ساقه­ چه، سطح ریشه­ چه و آندوسپرم مصرفی در مقایسه با تیمار بدون تنش شد. درمجموع، نتایج پژوهش کنونی نشان داد که کاربرد متانول در مرحله جوانه­ زنی نه‌تنها در کاهش اثرات منفی ناشی از تنش خشکی نقشی نداشت، بلکه در شرایط بدون تنش خشکی نیز بر شاخص‌های جوانه‌زنی لوبیا اثر منفی بر جا گذاشت. نتیجه ­گیری در این مطالعه نتایج نشان داد که محلول آبی متانول در تمامی تیمارهای تنش خشکی (0، 3- و 6-) منجر به کاهش معنی­دار تمامی شاخص­های موردبررسی در گیاه لوبیا شد. با توجه به تحقیقاتی که نشان می‌دهند متانول در مراحل گیاهچه­ ای و گلدهی در گیاهان مختلف باعث افزایش محصول و عملکرد می­شود اما در مطالعه حاضر که برای اولین بار انجام شد، مشاهده شد که محلول آبی متانول علاوه بر اینکه در کاهش اثرات منفی ناشی از تنش خشکی بر جوانه­ زنی گیاه لوبیا نقشی نداشت، بلکه به‌تنهایی منجر به کاهش شاخص­های جوانه­ زنی شد.