پژوهش های بذر ایران، جلد ۶، شماره ۲، صفحات ۱۶۳-۱۷۶

عنوان فارسی تاثیر پیش تیمار با اسید سینامیک بر خصوصیات جوانه‌زنی، نشت الکترولیت‌ها، میزان مالون دی آلدهید و رشد هتروتروفیک بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata)
چکیده فارسی مقاله


چکیده مبسوط
 مقدمه: طیف وسیعی از شرایط نامطلوب محیطی به ویژه دما و رطوبت بالا طی دوره انبارداری بذر می­توانند بر کیفیت آن تأثیر نامطلوب بگذارد. اسید سینامیک به عنوان مهمترین ترکیب مسیر فنیل پروپانوئید در گیاهان به وفور یافت می­شود و سطوح داخلی آن در مواجهه با انواع تنش­های زنده و غیرزنده تغییر می­‌کند. از این رو، این مطالعه به منظور بررسی ویژگی­های جوانه‌­زنی، پویایی ذخایر بذر، نشت الکترولیت‌ها و محتوای مالون دی آلدهید در بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی تحت تأثیر غلظت­های مختلف اسید سینامیک انجام گرفته است.
 مواد و روش­ها: این آزمایش به صورت فاکتوریل 2 عاملی بر پایه طرح کاملاً تصادفی در آزمایشگاه بذر گروه فیزیولوژی گیاهی دانشگاه وخنینگن هلند انجام شد. فاکتورها به صورت دو سطح از کیفیت اولیه بذر (بذر غیرفرسوده و بذر فرسوده) و 5 سطح غلظت­های اسید سینامیک (0، 15، 30، 45 و 60 میکرومولار) بودند. از پیری تسهیل شده به عنوان روشی کارامد جهت شبیه‌­سازی شرایط نگهداری بذر در حضور عوامل تسهیل کننده فرسودگی استفاده شد. به منظور فراهم آوردن بذرهای فرسوده، بذرها در معرض دمای 43 درجه سلسیوس، رطوبت نسبی 95% به مدت 72 ساعت در انکوباتور قرار گرفتند. برای هر دو گروه بذری فرسوده و غیرفرسوده پس از پیش تیمار غلظت های CA به مدت 6 ساعت، آزمون جوانه­‌زنی استاندارد و بنیه بذر در چهار تکرار انجام شد. صفات مربوط به جوانه­‌زنی با استفاده از نرم­افزار جرمیناتور برآورد گردید. رشد هتروتروفیک، پویایی ذخایر بذر، هدایت الکتریکی و پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء (میزان تجمع مالون دی آلدهید) نیز با استفاده از روش­های موجود بررسی شدند.
 نتایج: بذرهای لوبیا چشم بلبلی بر حسب کیفیت اولیه خود پاسخ متفاوتی به پیش تیمار اسید سینامیک دادند. بذرهای فرسوده پیش تیمار شده با غلظت­های 45 و 60 میکرومولار به طور معنی­‌داری درصد جوانه­‌زنی بالاتری در مقایسه با شاهد داشتند. همچنین غلظت 45 میکرومولار سبب بهبود بنیه این بذرها گردید. پیش تیمار بذرهای غیرفرسوده با غلظتهای 15، 30 و 45 میکرومولار میزان استفاده از ذخایر بذر را افزایش داد. کاربرد غلظت 30 میکرومولار اسید سینامیک یکنواختی جوانه‌زنی بذرهای فرسوده را بهبود بخشید. پیش تیمار با غلظت های 15 و 30 میکرو مولار، سطح زیر منحنی به طور مثبت و معنی­‌دار تحت تاثیر قرار داد. پیش تیمار با غلظت­های 45 و 60 میکرومولار افزایش معنی­دار وزن خشک گیاهچه حاصل از بذرهای فرسوده را در پی داشتند. به­ کارگیری غلظت 45 میکرومولار سبب کاهش نشت الکترولیت‌ها تا حدود 38 درصد و بهبود کارایی استفاده از ذخایر بذرهای فرسوده گردید. به علاوه، محتوای مالون دی­آلدهید بذر به عنوان شاخصی از پراکسیداسیون لیپیدهای غشایی با کاربرد اسید سینامیک و افزایش غلظت کاربرد آن به شدت در بذرهای فرسوده کاهش نشان داد.
 نتیجه­‌گیری: بر اساس نتایج این بررسی، بذرهای لوبیا چشم بلبلی برحسب کیفیت اولیه خود واکنش متفاوتی به اسید سینامیک نشان می­‌دهند. در مجموع نتایج این مطالعه نشان داد پیش تیمار بذرهای فرسوده با اسید سینامیک به ویژه غلظت 45 میکرومولار به­ خوبی قادر است سبب بهبود و تقویت بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی گردد. می­توان این متابولیت را به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی در شرایط تنش فرسودگی بذر در نظر گرفت که قادر به بهبود بذرهای فرسوده لوبیا چشم بلبلی می باشد.

جنبه­‌های نوآوری:
  1. مطالعه پیش رو اولین مطالعه روی اثرات اسید سینامیک به عنوان یک آنتی اکسیدان قوی بر بذرهای فرسوده می باشد.
  2. اسید سینامیک به عنوان آنتی اکسیدان موثر بر کاهش اثرات مخرب فرسودگی بذر معرفی گردیده است. 
کلیدواژه‌های فارسی مقاله پراکسیداسیون لیپیدی، پیری تسهیل شده، تکنیک‌های بهبوددهنده بذر، فنیل پروپانوئیدها، فرسودگی بذر

عنوان انگلیسی Seed Pretreatment with Cinnamic Acid Positively Affects Germination, Metabolite Leakage, Malondialdehyde Content and Heterotrophic Growth of Aging Cowpea (Vigna unguiculata) Seeds
چکیده انگلیسی مقاله


Extended abstract
Introduction: A wide range of deteriorative conditions (especially moisture content and temperature) may affect seed quality during storage which may lead to seed aging. As the most important component of the phenylpropanoids pathway, trans-cinnamic acid, found abundantly in plants and its endogenous levels is influenced by stress conditions. The present study was conducted to investigate germination features, seed reserve mobilization, electrolyte leakage and malondialdehyde content in aged cowpea seeds affected by different concentrations of cinnamic acid.
Materials and Methods: The research has been performed in the laboratory of Faculty of Agriculture, Shahrood University of Technology, Iran. The experiment was designed as a factorial (two factors of the experiment included two levels of seed quality including non-aged and aged seeds and five levels of cinnamic acid concentrations including 0, 15, 30, 45 and 60 µM) based on a completely randomized design. Accelerated aging was applied as an efficient method to mimic storage conditions in the presence of accelerating factors. Cowpea (Vigna unguiculata) seeds (Bastam local variety) were incubated in a relative humidity of 95% and a temperature of 43 °C for 72 h to accelerate aging. Both seed lots were treated with 5 different concentrations of cinnamic acid for 6 h followed by standard germination and vigor tests. Data of germination and vigor tests were processed using the GERMINATOR software. Heterotrophic growth, seed reserves mobilization, electrical conductivity and membrane lipid peroxidation were assessed using the available methods.
Results: In this study, cowpea seeds responded to cinnamic acid differently based on their primary quality. In deteriorated seeds, concentrations of 45 µM and 60 µM could successfully enhance seed germination percentage, as compared with the aged seeds (i.e., control). A concentration of 45 µM also improved the vigor of deteriorated seeds. Seed pretreatment of 15, 30 and 45 µM enhanced seed reserves utilization in non-aged seeds. Aging negatively affected area under curve, germination uniformity and seedling dry weight of the deteriorated seeds. Application of 30 µM cinnamic acid improved germination uniformity. The area under the curve was positively affected by 15µM and 30µM. Concentrations of 45 µM and 60 µM enhanced seedling dry weight. Applying 45 µM cinnamic acid decreased electrolyte leakage by 38% and improved efficiency of seed reserves mobilization. Moreover, seed malondialdehyde content, as an indication of membrane lipid peroxidation, showed a sharp decline by applying increased concentrations of cinnamic acid.  
Conclusions: Based on our results, cowpea seeds respond to cinnamic acid differently based on their primary quality. These results imply that seed pretreatment with 45 µM cinnamic acid may successfully invigorate aged cowpea seeds. We also conclude that cinnamic acid application cannot improve physiological traits and can be regarded as a potent antioxidant in the invigoration of the aged seeds.
 
Highlights:
  1. This is the first study focusing on the role of cinnamic acid in alleviating deterioration in aged seeds.
  2. Cinnamic acid has been introduced as a robust antioxidant, which is effective in reducing the deleterious effects of seed deterioration.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Accelerated aging, Lipid peroxidation, Phenylpropanoids, Seed deterioration, Seed enhancement

نویسندگان مقاله مریم اکبری | Maryam Akbari
Shahrood University of Technology
دانشگاه صنعتی شاهرود

مهدی برادران فیروزابادی | Mehdi Baradaran
Shahrood University of Technology
دانشگاه صنعتی شاهرود

محمدرضا عامریان | Mohammadreza Amerian
Shahrood University of Technology
دانشگاه صنعتی شاهرود

ناصر فرخی | Naser Farrokhi
Shahrood University of Technology
دانشگاه صنعتی شاهرود


نشانی اینترنتی http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-396-1&slc_lang=en&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده en
موضوعات مقاله منتشر شده فیزیولوژی بذر
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات