پديد آورندگان :
تربالي، رحيم دانشگاه مراغه، مراغه , عليلو، علي اصغر دانشگاه مراغه - گروه مهندسي توليد و ژنتيك گياهي، مراغه , فرجامي نژاد، منوچهر دانشگاه آزاد اسلامي - گروه شيمي واحد اردبيل، اردبيل
كليدواژه :
آلفا آميلاز , آنزيم هاي آنتي اكسيدانت , جوانه زني , دگر آسيبي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: علف‌هاي هرز دگر آسيب عمدتاً با انتشار مواد بازدارنده به محيط اطراف خود، رشد و نمو گياهان هم‌جوار را متأثر مي‌سازند. هر چند نحوه‌ي عمل اين مواد بسيار پيچيده بوده و مراكز هدف آن‌ها متنوع مي‌باشد ولي در غالب موارد بازداري جوانه‌زني بذر يكي از اهداف مهم آن‌ها به‌شمار مي‌رود. در اين پژوهش ضمن بررسي توانايي دگر آسيبي گياه آلاله داسي (ceratocephalus falcata) روي جوانه‌زني گياهان ذرت، گندم و آفتابگردان نحوه‌ي عمل آن روي سيستم‌هاي آنزيمي هيدروليزگر و آنتي‌اكسيدانت نيز بررسي شد.
مواد و روش‌ها: آزمايش به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي در 3 تكرار انجام شد. فاكتورهاي مورد آزمايش شامل سه رقم بذر گندم، ذرت و آفتابگردان و غلظت عصاره‌ي آبي آلاله داسي در پنج سطح شاهد (آب مقطر)، 5، 10، 15 و 20 درصد بود.
يافته‌ها: نتايج درصد جوانه‌زني نشان داد كه با افزايش سطح غلظت عصاره‌ي آبي گياه آلاله داسي درصد جوانه‌زني به‌طور معني‌دار كاهش يافت. در تمامي گونه‌ها در غلظت‌هاي 10 درصد و بالاتر جوانه‌زني مشاهده نشد. بيشترين درصد جوانه‌زني به‌ترتيب از بذور گندم (99/88 درصد) و ذرت (99/36 درصد) از تيمار شاهد (آب مقطر) حاصل شد. در غلظت 5 درصد عصاره در تمامي گونه‌هاي مورد مطالعه درصد جوانه‌زني به زير 50 درصد كاهش يافت. همچنين فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدانت و آلفاآميلاز نيز تحت تأثير غلظت عصاره و گونه‌ي گياهي قرار گرفت. در اغلب گونه‌ها فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدانت تا غلظت 10 درصد عصاره افزايش يافت ولي در غلظت 20 درصد عصاره فعاليت آن‌ها به‌طور معني‌دار كم شد. بيشترين فعاليت آنزيم سوپراكسيدديسموتاز، كاتالاز، پراكسيداز و پلي‌فنل اكسيداز در بذر ذرت و در سطوح متوسط عصاره‌ي آلاله داسي مشاهده شد در حالي‌كه كمترين ميزان فعاليت آنزيم سوپراكسيدديسموتاز و كاتالاز در بذر آفتابگردان و در سطح تيماري 20 درصد غلظت عصاره‌ي آبي حاصل گرديد. غلظت 20 درصد عصاره‌ي آبي نيز منجر به كمترين فعاليت آنزيم پراكسيداز در بذر گندم شد. همچنين بيشترين و كمترين فعاليت آنزيم پلي‌فنل اكسيداز به‌ترتيب مربوط به تيمار 10 درصد در بذر گندم و غلظت 20 درصد در بذر آفتابگردان بود. در تمامي گونه‌هاي مورد آزمايش با افزايش غلظت عصاره‌ي آلاله داسي فعايت آنزيم آلفاآميلاز به تدريج كاهش يافت.
نتيجه‌گيري: در كل نتايج نشان مي‌دهد آلاله داسي داراي اثر دگر آسيبي بسيار قوي بر جوانه‌زني گياهان مورد مطالعه مي‌باشد. با توجه به نتايج جوانه‌زني، گندم داراي حساسيت بالاتري نسبت به دو گياه ديگر بود. همچنين نتايج نشان مي‌دهد مواد دگر آسيب موجود در عصاره‌ي آبي گياه باعث القا تنش اكسيداتيو در بذور در حال جوانه‌زني گياهان مي‌شود كه افزايش سطوح فعاليت آنزيم‌هاي آنتي-اكسيدانت در غلظت‌هاي متوسط عصاره بيان كننده‌ي اين اتفاق بود. همچنين كاهش فعاليت آنزيم آلفاآميلاز نشان دهنده‌ي تداخل مواد بازدارنده با انتقال مجدد اندوخته بذر براي جنين در حال رشد مي‌باشد. در كل تجمع صدمات وارده‌ي ناشي از تنش اكسيداتيو به ساختارهاي بذري و عدم انتقال مجدد اندوخته بذر از دلايل مهم كاهش شديد درصد جوانه‌زني در بذور مورد مطالعه بود كه مي‌توان از عصاره‌ي آلاله داسي به‌عنوان علف‌كش زيستي جهت كنترل و مديريت علف‌هاي هرز استفاده كرد.
چكيده لاتين :
Background and objective: Allelopathic weeds by releasing inhibitors to their environment mainly affect the growth and development of adjacent plants. Although the mode of action of these materials is very complex and their targets are varied, however; seed germination inhibition is one of their important targets in most cases. In the present study, we investigated the allelopathic potential of Ceratocephalus falcata on seed germination of maize, wheat and sunflower plants on their hydrolyzing and antioxidant enzymatic systems.
Materials and Methods: The experiment was conducted as factorial in completely randomized design with three replications. Factors included three seed crop varieties of wheat, maize and sunflower (first factor) and the concentration of aqueous extract of C. falcata (second factor) with five levels including control (distilled water), 5, 10, 15 and 20% concentrations.
Results: Germination percentage decreased significantly with increasing concentration of aqueous extract of C. falcata. Germination was suppressed in all species at 10% and higher concentrations. The highest germination percentage was obtained from control treatment of wheat (99.88%) and maize (99.36%) treatments, respectively. At 5% concentration of the extract, germination percentage decreased to below 50% in all studied species. The activity of antioxidant and alpha-amylase enzymes was also affected proportionally by the concentration of extract and plant species. In most species the activity of antioxidant enzymes increased up to 10% concentration of the extract, however, at 20% concentration of the extract their activity decreased significantly compared to the control treatment. The highest activity of superoxide dismutase, catalase, peroxidase and polyphenol oxidase was observed in maize seed at medium levels of the extract, while the lowest activity of superoxide dismutase and catalase was observed in sunflower seed at 20% treatment. This treatments also resulted the lowest peroxidase activity in wheat seeds. The highest and lowest activity of polyphenol oxidase enzyme was related to 10% treatment in wheat seed and 20% concentration in sunflower seed, respectively. The activity of alpha-amylase enzyme decreased gradually with increasing concentration of the extract in all tested species.
Conclusion: The results showed that C. falcata had a very strong allelopathic effect on the germination of the studied plants. According to the results of germination, wheat had the higher sensitivity among the tested plants. The results also showed that allelochemical compounds in the aqueous extract at moderate concentrations increased levels of antioxidant activity implying that oxidative stress during seed germination of the crops has been induced. In addition, the decrease in alpha-amylase activity indicates the interference of inhibitor components with remobilization of seed storages to support the growing embryo. In general, accumulation of oxidative stress damages to seed structures and blocking of seed reserve remobilization were important reasons for drastic reduction of germination percentage in studied seeds that implies bio-herbicide potential of C. falcata.
