بررسی اثرات متقابل و اصلی تنشهای غیر زنده محیطی بر روی گیاه دارویی آویشن

(Thymus vulgaris L.)

ناصر صباغ نیا^۱،محمد مجدی^۱ محمد تقی آل ابراهیم^۲، مهدی جودی^۳، مسعود داوری^۱، مهدی محب الدینی^۱

۱- دانشگاه تربیت مدرس، ۲- دانشگاه فردوسی مشهد، ۳- دانشگاه تهران

چکیده:

آویشن یک گیاه چند ساله دارویی متعلق به تیره نعناع (Lamiaceae) می‌باشدکه در صنایع مختلف دارو‌سازی استفاده می‌گردد. تنش‌های غیر‌زنده محیطی و به ویژه تنش‌های خشکی و شوری از عوامل عمده کاهش محصول این گیاه محسوب می‌شوند. عمده‌ترین تاثیر تنش‌های شوری و خشکی مانند سایر تنش‌ها، جلوگیری از رشد گیاه و کاهش ماده‌موثره گیاه دارویی می‌باشد و درک پاسخ گیاهان به تنش‌های شوری و خشکی کاری کاربردی و عمده می‌باشد. این تحقیق به صورت سه آزمایش جداگانه برای بررسی اثرات متقابل و اصلی تنشهای شوری و خشکی در گیاه دارویی آویشن بر روی جوانه‌زنی گیاه داروئی آویشن انجام شد.. هر واحد آزمایشی شامل یک عدد پتری دیش به قطر ۷۰ میلیمتر بود که در درون آن ۳۰ عدد بذر قرار داده شد و سپس از هر محلول تیماری ۶ میلی لیتر به آن اضافه گردید. هر ۲۴ ساعت از بذور جوانه زده یادداشت برداری تا پایان روز دوازدهم به عمل آمد و پس از اتمام جوانه زنی میانگین طول ساقه چه و طول ریشه چه اندازه‌گیری شد. با توجه به نتایج بدست آمده از این آزمایش، تنش خشکی به طور معنی داری درصد جوانه زنی را کاهش داد ولی تنش شوری تاثیر معنی داری روی درصد جوانه زنی نداشت. نتایج بدست آمده از آزمایش مربوط به اثر متقابل کلرید سدیم و پلی‌اتیلن‌گیلیکول نشان داد که میزان تنش وارد شده بر بذور آویشن بسیار بالا بوده و بنابراین نمی‌توان از کاربرد توام اینها، نتایج اثرات اصلی را بدست آورد. همبستگی منفی بین سطوح مختلف تنش‌های شوری و خشکی با درصد جوانه‌زنی مشاهده گردید. نتایج حاصل از سه آزمایش همچنین نشان داد که طول ساقه‌چه و طول ریشه‌چه با افزایش سطوح مختلف تنش خشکی و شوری کاهش معنی‌داری پیدا می‌کند.

کلمات کلیدی: آویشن، تنش، جوانه زنی بذر، خشکی، شوری

مقدمه:

از مهمترین مشکلات مناطق خشک و نیمه خشک، خشکی و کمبود آب می باشد که بر روی رشد و نمو  گیاهان اثر می گذارد. در کشور ما بجز سواحل دریای خزر و قسمتهای کوچکی از شمال غربی کشور بقیه مناطق تماما جز مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می شوند. این در حالی است که مناطق خشک کشور نسبت به مناطق نیمه خشک آن از وسعت بیشتری برخوردار است (اهدایی، ۱۳۷۲). تنش خشکی زمانی در گیاه حادث می شود که میزان آب دریافتی گیاه کمتر از تلفات آن باشد. این امر ممکن است به علت اتلاف بیش از حد آب یا کاهش جذب و یا وجود هر دو مورد باشد (کوچکی و علیزاده، ۱۳۷۴).

خشکی بر جنبه های مختلف رشد گیاه تاثیر گذاشته و موجب کاهش و به تاخیر انداختن جوانه زنی، کاهش رشد اندامهای هوایی و کاهش تولید ماده خشک می گردد. کاهش پتانسیل اسمزی و پتانسیل کل آب، همراه با از بین رفتن آماس، بسته شدن روزنه ها و کاهش رشد از علائم مخصوص تنش آب است. در صورتی که شدت تنش آب زیاد باشد، موجب کاهش شدید فتوسنتز و مختل شدن فرایندهای فیزیولوژیکی، توقف رشد و سرانجام مرگ گیاه می گردد  .(Singh et al., 1996) تنش شوری نیز از موانع اصلی در تولید گیاهان زراعی در بسیاری از نقاط دنیا بویژه مناطق خشک و نیمه خشک است. شوری و مبارزه با آن یکی از مسایلی است که بشر از هزاران سال تاکنون با آن دست به گریبان بوده است. اهمیت این مسئله بخصوص در اواخر نیمه اول قرن بیستم به طور جدی آشکار شد، یعنی درست مصادف با زمانی که بشر به زمینهای زراعی برای تامین غذا نیاز مبرم پیدا کرد. رشد گیاهان در شرایط تنش شوری ممکن است از طریق تغییرات پتانسیل اسمزی بر اثر پایین رفتن پتانسیل آب در محیط ریشه، یا بر اثر تاثیرات ویژه یونها در فرایندهای متابولیکی کاهش یابد (Greenway and Munns, 1980). از آنجایی که رشد و نمو گیاهان با جوانه زنی شروع می شود و برای رشد باید جوانه بزند و با توجه به اینکه حساس ترین مرحله رشد یک گیاه مرحله جوانه زنی و زمانی است که گیاه به صورت نهال کوچکی است، با موفقیت گذراندن این دوره نقش بسیار مهمی را در مراحل دیگر استقرار گیاه خواهد داشت. با توجه به این که مطالعات گسترده ای در زمینه تنش خشکی و شوری بر روی جوانه زنی انجام شده، ولی اکثر این تحقیقات برروی غلات انجام شده و امثال اینگونه مطالعات بر روی گیاهان دارویی به مراتب کمتر انجام شده است.

در تحقیقی در آرژانتین، اثر ۷ سطح مختلف خشکی ناشی از  محلول های اسمزی پلی اتیلن گلیکول بر روی جوانه زنی دو گونهProsopis P.flexuosa, P.chilensis)) بررسی شده است. نتایج حاصل نشان داده که تحمل به خشکی علاوه بر اینکه دارای تنوع بین گونه ای است، بصورت درون گونه ای نیز متنوع می باشد (Cony and Trione, 1998). در بررسی دیگری در اسپانیا مقاومت به شوری چهار گیاه  Arthroenenium، Haloenemum،Sarcocorria ramosissinta  و Sarcocorria fruticosa  نسبت به تنشهای اسمزی ناشی از نمکهای کلرید سدیم، کلرید کلسیم، سولفات منیزیم و سولفات سدیم مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که تنش شوری هر چند که از میزان جوانه زنی بذور می کاهد ولی خواب بذر را نیز کاهش می دهد (Pujol et al., 2000).

هدف از این تحقیق مطالعه تاثیر سطوح مختلف شوری و خشکی بر جوانه زنی و صفات مرتبط با آن در گیاه آویشن می باشد تا بتوان سطوح تحمل یا مقاومت این گیاه را در مرحله جوانه زنی برای تنشهای غیر زنده خشکی و شوری را مطالعه نمود.

مواد و روشها:

این تحقیق در سه آزمایش جداگانه برای بررسی تنشهای شوری و خشکی بر روی جوانه زنی گیاه آویشن انجام شد. برای انجام آزمایش از بذور سالم و دارای قوه نامیه بالا استفاده شد. ضد عفونی با استفاده از الکل ۹۰ درصد  به مدت یک دقیقه و سپس شستشو با آب مقطر انجام شد. پتری دیشهای مورد استفاده به همراه کاغذ صافی،  در درون اتوکلاواستریل شدند تا از هر گونه آلودگی قارچی جلوگیری شود. به منظور اطمینان از سالم بودن کشت از لامینار ایرفلو استفاده گردید. برای ارزیابی مقاومت به خشکی آویشن ۴ سطح خشکی صفر، ۱۹/۰-، ۴۱/۰- و ۹۹/۰- فشار اسمزی بر حسب مگاپاسگال با استفاده ازمحلول پلی اتیلن گلیکول (PEG) 6000 اعمال شد. برای محاسبه میزان PEG لازم از فرمول میشل زکوفمن استفاده شد (Nakamora et al., 1990).

در این فرمول C میزان PEG لازم بر حسب گرم در کیلوگرم آب، T دمای محیط که معمولا ۲۵ درجه سانتیگراد فرض می شود و  فشار اسمزی   بر حسب مگا پاسکال می باشد. با استفاده از این فرمول میزان PEG لازم برای فشارهای اسمزی ۱۹/۰-، ۴۱/۰- و ۹۹/۰- به ترتیب ۱۰، ۱۵و ۲۵ گرم در لیتر محاسبه گردید. برای ارزیابی مقاومت به شوری بذور آویشن از غلظتهای صفر، ۵۰، ۱۰۰و ۱۵۰ میلی مول در لیتر کلرید سدیم استفاده گردید.

در آزمایش مربوط به اثرات متقابل از ترکیبات مربوط به سطوح مختلف شوری و خشکی استفاده گردید و در مجموع نه ترکیب تیماری بررسی شد. هر سه آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با ۴ تکرار اجرا گردید. هر واحد آزمایشی شامل یک عدد پتری دیش به قطر ۷ سانتیمتر بود. در هر واحد آزمایشی ۳۰ عدد بذر قرار داده شد و سپس از هر محلول تیماری ۶ میلی لیتر به آن اضافه گردید. برای جلوگیری از تبخیر محلولهای تیماری درون پتری دیشها، از کیسه های نایلونی شفاف استفاده گردید. پتری دیش ها در داخل اتاقک رشد با دمای ۲۵ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ۷۰ درصد قرار داده شدند. هر ۲۴ ساعت از بذور جوانه زده یادداشت برداری به عمل آمد و پس از اتمام جوانه زنی، صفات طول ساقه چه و طول ریشه چه مورد اندازه گیری قرار گرفت. در آزمایش اثرات متقابل به علت افزایش بیش از حد سطوح تنش میزان جوانه‌زنی بذور به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافت بطوریکه امکان تجزیه و تحلیل داده‌های این آزمایش وجود نداشت. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزارهای آماری SPSS و MSTAT-C انجام گرفت.

نتایج وبحث:

با توجه به نتایج جدول تجزیه واریانس آزمایش مربوط به تنش خشکی (جدول ۱) مشاهده می‌گردد که اختلافات بین سطوح مختلف خشکی برای صفات طول ساقه‌چه و طول ریشه‌چه در سطح احتمال ۱% معنی‌دار بود و درصد جوانه‌زنی بذور در سطوح مختلف خشکی در سطح احتمال ۵% اختلاف نشان داد. مقایسه میانگین تیمار‌ها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن (جدول ۲) برای صفات اندازه‌گیری شده، یعنی درصد جوانه‌زنی بذور، طول ریشه‌چه و طول ساقه‌چه انجام شد. درصد جوانه‌زنی بذور در تیمار شاهد اختلاف معنی‌دار آماری با سطوح اول و دوم خشکی (۱۹/۰- و ۴۱/۰- مگاپاسکال) نشان نداد و این ۳ تیمار در یک گروه قرار گرفتند. با افزایش سطح تنش خشکی از درصد جوانه‌زنی بذور کاسته شد به طوری که درصد جوانه‌زنی در سطح سوم خشکی (۹۹/۰- مگاپاسکال) در گروه دیگری قرار

گرفت. به عبارت دیگر گیاه آویشن تا حدودی نسبت به تنش‌های خشکی مقاوم بوده و تنش‌هایی در

حد متوسط، از درصد جوانه‌زنی بذور آن نمی‌کاهد. مقایسه میانگین تیمار‌ها برای صفت طول ساقه‌چه نشان داد که تیمار شاهد با بیشترین میزان میانگین طول ساقه‌چه در یک گروه قرار گرفت و سطوح اول و دوم تیمار خشکی (۱۹/۰- و ۴۱/۰- مگاپاسکال) در یک گروه قرار گرفتند و سطح آخر تیمار خشکی (۹۹/۰- مگاپاسکال) نیز در یک گروه قرار گرفت. مقایسه میانگین تیمار‌ها برای صفت طول ریشه‌چه نیز نشان داد که تیمار شاهد در یک گروه، سطوح اول و دوم خشکی (۱۹/۰- و ۴۱/۰- مگاپاسکال) در یک گروه و سطح آخر خشکی (۹۹/۰- مگاپاسکال) نیز در یک گروه مجزا قرار گرفتند.

با توجه به جدول تجزیه واریانس آزمایش شوری (جدول ۳) مشاهده شد که اختلافات بین سطوح مختلف شوری برای صفات طول ساقه‌چه و طول ریشه‌چه در سطح احتمال ۱% معنی‌دار بود. ولی برای صفت درصد جوانه‌زنی بذور از لحاظ آماری اختلاف معنی‌دار مشاهده نشد. با این وجود مقایسه میانگین تیمار‌ها با آزمون چند دامنه‌ای دانکن برای صفات اندازه‌گیری شده انجام شد. با توجه به آزمون دانکن تیمار شاهد برای صت طول ساقه‌چه نسبت به سایر تیمار‌ها در گروه برتر قرار گرفت. تنش شوری در سطح اول و دوم (۵۰ و ۱۰۰ میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم) اختلاف معنی‌دار با یکدیگر

نداشته و در یک گروه قرار گرفتند. سطح سوم شوری (۱۵۰ میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم) نیز در یک گروه مجزا قرار گرفت. مقایسه میانگین تیمار‌ها برای طول ریشه‌چه نیز نشان داد که تیمار شاهد وسطح اول شوری (صفر و ۵۰ میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم) نسبت به سایر تیمار‌ها در گروه برتر قرار گرفتند. سطح دوم و سطح سوم شوری ( به ترتیب ۱۰۰ و ۱۵۰ میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم) هر کدام در یک گروه مجزا قرار گرفتند. با توجه به مقایسه میانگین تیمار‌ها برای صفت درصد جوانه‌زنی، تیمار شاهد و سطح اول و دوم شوری (صفر، ۵۰، ۱۰۰ میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم)در یک گروه قرار گرفتند. و سطح سوم شوری (۱۵۰ میلی‌مول در لیتر کلرید سدیم) نیز در یک گروه مجزا قرار گرفت.

با توجه به نتایج حاصل از این تحقیق گیاه دارویی آویشن در مرحله جوانه‌زنی، گیاهی مقاوم به شوری و تا حدودی مقاوم به تنش خشکی می‌باشد. لذا باید برای ارزیابی دقیق‌تر تنش خشکی، آزمایشات تکمیلی را در شرایط گلخانه ای و مزرعه ای برای توده ها یا ارقام مختلف انجام داد تا بتوان ژنوتیپ‌های متحمل یا احتمالا مقاوم را شناسایی و انتخاب کرد. همچنین امکان بررسی همزمان تنش‌های خشکی و شوری در گیاه آویشن وجود ندارد زیرا میزان تنش وارد شده به بذور بیش از قدرت تحمل آن است.

منابع:

اهدایی، ب (۱۳۷۲). انتخاب برای مقاومت به خشکی در گندم. چکیده مقالات چهارمین کنگره زراعت و اصلاح نباتات ایران، ۴۳-۴۶٫

کوچکی، ع و علیزاده، ا (۱۳۷۴). اصول زراعت در مناطق خشک، جلد اول. (تالیف آی- آرنون) چاپ چهارم. انتشارات آستان قدس رضوی، ۲۶۰ ص.

Cony, M. A. and Trione, S.O. (1998). Inter- and interaspecific variability in Prosopis flexuosa and P. chilensis seed germination under salt and moisture stress. Journal of Arid Environments, 40: 307-317.

Greenway, H. and Munns, R. (1980). Mechanism of salt tolerance in nonhalophytes. Annual Review plant physiology, 31: 141-190.

Nakamura, Y., Tanaka, K., Ohta, E. and Sakata, M. (1990). Protective effect of Ca^-2 on elongation an interacellular concentration of K⁺ in intact mungbeen root under high NaCl stress. Plant Cell Physiology, 31: 815-821.

Pujol, J. A., Calvo, J. F. and Diaz, L. R. (2000). Recovery of germination from different osmotic conditions by four halophytes from southeastern spain. Annals of Botany, 85: 279-286.

Singh, J. and Patel, A. L. (1996). Water statues, gaseous exchange, prolin accumulation and yield of wheat in response to water stress. Annual of Biology Ludhiana, 12: 77-81.