SUPERVISOR
مصطفی مبلی (استاد مشاور) علی اکبر رامین (استاد راهنما) فریبا امینی (استاد راهنما)
STUDENT
Shahrbanoo Garmsiri
شهربانو گرمسیری
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Effect of Glycinebetaine on Germination and Growth of Sweet Corn Under Salinity Stress
Salinity is one of the most common abiotic stress considerabley reduced plant growth and yield of more plant species. Decrease in torger potential caused by salinity is the main reason of reducing in plant growth under saline conditions. One of the strategies that plants get ahead to adaptation with adverse environmental conditions such as salinity is accumulation of low molecular weight compounds that named compatible solutions. Glycine Betaine is one of the most important osmolytes that play major role in osmoregulation in plants. However, in many crop plants the natural synthesis/accumulation of Glycine Betaine is lower than the requisite level to ameliorate the adverse effects of various environmental osmotic stresses. whit this reason an number of researchers believe that a method of enhancement of endogenous levele of plants Glycine Betaine is exogenous use of this material. Therefore, in order to investigate effect of this substance on the alleviation of salinization effect on sweet corn germination, seedling emergence and vegetative stages three experiments was carried out in Isfahan University of Technology research greenhouse in year 2012. Experiment was carried out in completely randomized design ( CRD ) into factorial with two factors Glycine Betaine and salinity. In germination and seedling emergence experiments, Glycine Betaine in five levels (0, 5, 10, 20 and 40 mM) and salinity in tow levels (0 and 60 mM) and with 5 and 3 replications in germination and seedling emergence stages respectively. Seeds were soaked before planting for 24 hours in a solution in mentioned concentration of Glycine Betaine. Vegetative stsge experiment was carried out in poty mode with tree Glycine Betaine levels (0, 25 and 50 mM) and three salinity levels (0, 30 and 60 mM) with 4 replications. Glycine Betaine treatment in foliar spraying method was done in three stages, with an approximately interval of 10 days. The results showed that salinity treatment was ineffective on germination percentage, but diminish germination rate, and treatment seeds with Glycine Betaine had not a positive effect on this parameter. However the results of seedling stage showed that the salinity negatively affected most measured parameter, but seed treatment with Glycine Betaine could reduce salt damage truly. In this experiment, the concentration of 10 mM Glycine Betainen in absence stress condition and 20 mM in salt stress conditions, had more alleviation effect Compared with other leveles. Results of vegetative phase also showed that salinity led to adverse effectes on growth and growth parameters. So that the plant height, shoot and root dry weight, relative chlorophyll, chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll, leaf proline concentration, concentration of sodium and potassium ions in leaves and roots, ion leakage, leaf anthocyanin and ascorbate peroxidase and peroxidase enzymes were affected by salinity. But spraying the plants with Glycine Betaine improves the damage was caused by salt on most parameters, so that the plants were spraye d with this material significantly have more height, fresh shoot weight, dry root weight, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, anthocyanins, root’s potassium, ascorbate peroxidase and peroxidase enzymes and less proline and shoot’s and root’s sodium than non-treated plants. Overall, according to obtained results It can say that in salinity conditions, spraying with concentration of 50 mM Glycine Betaine enhanced growth and tolerance to salinity in sweet corn plants. Keywords : Sweet corn, Salinity stress, Glycine Betaine, Germination stage, Seedling stage, Vegetative stsge
تنش شوری یکی از معمول ترین تنش های غیرزنده است که به طور قابل توجهی باعث کاهش رشد و عملکرد بیشتر گونه های گیاهی می شود. کاهش پتانسیل تورژسانس گیاه و در پی آن کاهش تورژسانس سلول ها که در اثر شوری رخ می دهد، مهم ترین عامل بازدارندگی رشد گیاهان تحت شرایط شوری است. یکی از راهکارهایی که گیاهان برای سازگار شدن با شرایط محیطی نامطلوب مثل تنش شوری پیش می گیرند، تجمع ترکیبات با وزن ملکولی پایین که معروف به محلول های سازگاری هستند می باشد. گلایسین بتائین از مهم ترین تنظیم کنند های اسمزی آلی است که نقش عمده ای در تنظیم اسمزی در گیاهان بازی می کند. ولی در بسیاری از محصولات سنتز و تجمع گلایسین بتائین کمتر از میزان مورد نیاز برای کاهش اثرات مضر تنش های اسمزی محیطی مختلف است، به همین دلیل تعدادی از محققین معتقدند که یک روش افزایش سطح گلایسین بتائین داخلی گیاهان، استعمال خارجی این ماده است. لذا جهت بررسی تاثیر این ماده بر تخفیف اثر شوری در مرحله ی جوانه زنی، گیاهچه ای و رویشی گیاه ذرت شیرین سه آزمایش در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان در سال 1391 به اجرا درآمد. آزمایشات در قالب طرح کاملاً تصادفی بصورت فاکتوریل با دو فاکتور گلایسین بتائین و شوری انجام شدند. در آزمایش های مرحله ی جوانه زنی و گیاهچه ای، گلایسین بتائین در پنج سطح (0، 5، 10 ،20 و 40 میلی مولار) و شوری در دو سطح (0 و 60 میلی مولار) و با 5 تکرار در مرحله جوانه زنی و 3 تکرار در مرحله گیاهچه ای اجرا شد. بذور، قبل از کشت به مدت 24 ساعت در محلول هایی با غلظت های مذکور گلایسین بتائین خیسانده شدند. آزمایش مرحله رویشی، به صورت گلدانی با سه سطح گلایسین بتائین (0، 25 و 50 میلی مولار) و سه سطح شوری (0، 30 و 60 میلی مولار) با 4 تکرار اجرا شد. تیمار با گلایسین بتائین به صورت محلول پاشی برگی در سه مرحله با فاصله تقریبی 10 روز صورت گرفت. نتایج نشان داد که تیمار شوری بر درصد جوانه زنی بی تاثیر بود ولی سرعت جوانه زنی را کاست و تیمار بذور با گلایسین بتائین تاثیر مثبتی بر شاخص های جوانه زنی نداشت. اما نتایج مرحله گیاهچه ای نشان داد که شوری بر اغلب شاخص های مورد اندازه گیری تاثیر منفی گذاشت، ولی تیمار بذور با گلایسین بتائین توانست از خسارت شوری به خوبی بکاهد. در این آزمایش، غلظت 10 میلی مولار گلایسین بتائین در شرایط بدون تنش و 20 میلی مولار در شریط تنش شوری، اثر بهبوددهندگی بیشتری نسبت به سایر سطوح داشتند. نتایج مرحله رویشی نیز نشان داد که شوری بر رشد و پارامترهای رشدی اثرات مخرب بر جای گذاشت. به طوری که ارتفاع گیاه، وزن تر و خشک اندام هوایی و ریشه، کلروفیل نسبی، کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل برگ، غلظت پرولین برگ، غلظت یون های سدیم و پتاسیم برگ و ریشه، نشت یون، آنتوسیانین برگ و آنزیم های آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز تحت تاثیر شوری قرار گرفتند. اما محلول پاشی گیاه ها با گلایسین بتائین باعث بهبود آسیب های ناشی از شوری بر بیشتر پارامترها شد؛ به طوری که گیاهان محلول پاشی شده با این ماده به طور معنی داری ارتفاع، وزن تر اندام هوایی، وزن خشک ریشه، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، آنتوسیانین، پتاسیم ریشه، آنزیم آسکوربات پراکسیداز و آنزیم پراکسیداز بیشتر و پرولین و سدیم برگ و ریشه کمتری نسبت به گیاهان بدون تیمار داشتند. به طور کلی با توجه به نتایج حاصله می توان گفت در شرایط تنش شوری، محلول پاشی با غلظت 50 میلی مولار گلایسین بتائین در گیاه ذرت شیرین باعث افزایش رشد و مقاومت به شوری می شود. واژه های کلیدی: ذرت شیرین، تنش شوری، گلایسین بتائین، مرحله جوانه زنی، مرحله گیاهچه ای، مرحله رویشی