Study of chromotoxic effects of salinity in several genotypes of Nigella sativa

Heidary, Amin and Asghari Zakaria, Rasool and Ghaffarzadeh Namazi, Leila and Ahmadpoor, Fatemeh (2018) Study of chromotoxic effects of salinity in several genotypes of Nigella sativa. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (بررسی اثرات کروموتوکسیک شوری در ژنوتیپ‌های مختلف سیاﻩدانه)
Amin Heidary.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The use of laboratory methods make it possible to quick and reliable assessment of the response of plants to environmental stresses under controlled conditions. In this regard, a factorial experiment was conducted based on completely randomized design with three replications using 10 ecotypes of black cumin (Mashhad 1 and 2, Kazemin, Isfahan, Ardestan, Khomeini Shahr, Semirom, Tabriz, Shabestar and Shahreza) under 50, 100, 150 and 200 mM of NaCl at germination stage. Also, in order to evaluate the chromotoxic effects of salinity, different levels of salinity (0, 100, 200 and 300 mM) were applied for 48 hours when root length was 1 to 0.5 cm and the mitotic index and chromosomal abnormalities was studied using aceto orcein staining. In another experiment, ecotypes were exposed to 0 and 50 mM salinity in the seedling stage in three weekly stages and sampling was carried out 48 hours after the last step of salinity treatment. The results of analysis of variance showed that salt stress has significant effect on all traits and increasing of stress levels leads to decrease germination indices rate and increase germination rate coefficient, length of the germination period and number of days to 50% germination. Also, there was a significant difference between ecotypes in terms of the traits. Study of chromotoxic effects of salinity on mitotic index and chromosomal abnormalities showed that salinity had a significantly caused decrease of mitotic index and increasing in the chromosomal abnormalities such as Adhesion, chromosomal failure, microcnucleuos, and C-mitosis by increasing the salinity levels in four black cumin ecotypes (Mashhad 1, Kazemin, Esfahan and Shahreza). In addition, the analysis of physiological traits showed that, under salinity stress, the concentration of proline and carbohydrates were increased, which plays a fundamental role in plant defense mechanisms. Also, the activity of catalase, polyphenol oxidase and peroxidase enzymes increased with increasing salinity up to 50 mM. While, there was no significant difference in total protein content and relative water content. However, ecotypes differed significantly in this regard. Therefore, according to the results, due to the high values of germination indices and the lowest duration of germination period, low chromosomal adhesion, delayed chromosomes and other chromosomal abnormalities, and also, high soluble sugar and proline content, the ecotypes of Kazemin and Mashhad 1 have been introduced as tolerant ecotypes. Keywords: Antioxidant enzymes, Black currant, Chromosomal Abnormalities, Chromo toxicity, Germination indicators.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بررسی اثرات کروموتوکسیک شوری در ژنوتیپ‌های مختلف سیاﻩدانه
Persian Abstract: استفاده از روش‌های آزمایشگاهی، امکان ارزیابی سریع و نسبتاً دقیق عکس‌العمل گیاهان را به تنش¬های محیطی در شرایط کنترل شده فراهم می‌کند. در همین راستا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار با استفاده از 10 اکوتیپ سیاه‌دانه (مشهد ۱ و ۲، کاظمین، اصفهان، اردستان، خمینی¬شهر، سمیرم، تبریز، شبستر و شهرضا) در سطوح شوری صفر، ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ میلی‌مولار NaCl در مرحله جوانه‌زنی انجام شد. همچنین جهت بررسی اثرات کروموتوکسیک شوری زمانی که طول ریشه¬چه 1 تا 5/0 سانتی¬متر بود سطوح مختلف شوری (صفر، 100، 200 و 300 میلی‌مولار) به مدت 48 ساعت اعمال و شاخص¬های میتوزی و ناهنجاری¬های کروموزومی با استفاده از رنگ‌آمیزی استواورسئین مورد مطالعه قرار گرفت. در آزمایشی دیگر، اکوتیپ¬ها در مرحله گیاهچه¬ای به صورت سه مرحله و به فاصله یک هفته در معرض صفر و 50 میلی¬مولار شوری قرار گرفتند و نمونه¬برداری جهت اندازه¬گیری صفات فیزیولوژیک 48 ساعت بعد از آخرین مرحله اعمال شوری انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس جوانه¬زنی نشان داد که سطوح تنش بر تمامی صفات تأثیر معنی‌داری دارد و با افزایش سطوح شوری میزان شاخص¬های جوانه¬زنی کاهش و طول دوره و تعداد روز تا 50 درصد جوانه‌زنی افزایش می¬یابد. همچنین بین اکوتیپ‌ها از لحاظ صفات مورد بررسی اختلاف معنی‌داری وجود داشت. بررسی اثرات کروموتوکسیک شوری بر شاخص‌های میتوزی و ناهنجاری‌های کروموزومی مورد مطالعه در چهار اکوتیپ سیاه‌دانه (مشهد1، کاظمین، اصفهان و شهرضا) نشان داد که با افزایش سطوح شوری، شاخص¬ میتوزی کاهش معنی‌داری داشته، ولی ناهنجاری‌های کروموزومی از جمله چسبندگی، شکست کروموزومی، تشکیل ریزهسته و C- میتوز افزایش معنی‌داری دارند. به علاوه، آنالیز صفات فیزیولوژیکی نشان داد که تحت تنش شوری غلظت پرولین و کربوهیدرات که در سازوکارهای دفاعی گیاه نقش اساسی دارند افزایش می¬یابد. همچنین میزان فعالیت آنزیم¬های کاتالاز، پلی¬فنل¬اکسیداز و پراکسیداز با افزایش غلظت شوری تا 50 میلی¬مولار افزایش می‌یابد این در حالی است که تفاوت معنی¬داری در میزان پروتئین کل و محتوای نسبی آب مشاهده نشد. اما اکوتیپ¬ها از این نظر اختلاف معنی¬داری با هم داشتند. بنابراین، با توجه به نتایج به دست آمده می‌توان اکوتیپ کاظمین و اکوتیپ مشهد1 را به دلیل دارا بودن مقادیر بالای شاخص¬های جوانه‌زنی و کمترین طول دوره جوانه¬زنی همچنین درصد پایین چسبندگی کرووموزومی، کروموزوم تنبل، و سایر ناهنجاری¬های کروموزومی و همچنین دارا بودن قند محلول و پرولین بالا به عنوان اکوتیپ متحمل معرفی نمود. كليد واژه¬ها: آنزیم¬های آنتی اکسیدان، سیاه¬دانه، شاخص¬های جوانه‌زنی، کروموتوکسیک، ناهنجاری¬های کروموزومی.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Asghari Zakaria, RasoolUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Ghaffarzadeh Namazi, LeilaUNSPECIFIED
Ahmadpoor, FatemehUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 30 Oct 2018 06:29
Last Modified: 30 Oct 2018 06:29
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1498

Actions (login required)

View Item View Item