Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology)

A Study of seed germination and seedling growth of eggplant (Solanum melongena L.) affected by various solvents extract of leaves of Eucalyptus (Eucalyptus globulus Labill)

Document Type : Research Paper

Abstract

In order to investigate the allelopathic effects of leaf extracts of E. globulus on germination and seedling growth of eggplant cv. Mahali Jahrom an experiment was carried out using a completely randomized design arranged in a factorial scheme with 3 replicates. Treatments included 5 types of extracts including aqueous, methanolic, ethyl acetate, acetonic and benzene and different concentrations of extract at 5 level (0, 1.25, 2.5, 5 and 10 gram per liter). At the end of experiment germination and seedling growth characters including germination percentage, germination rate, shoot length, root length, fresh and dry weights of seedling were measured. Result indicated that the inhibitory effect was proportional to the concentrations of the extracts and higher concentration had the strongest inhibitory effect on germination and seedling growth. Results also revealed that in all cases ethyl acetate had most negative effect on germination and seedling growth of eggplant whereas aqueous extract followed by acetonic extract caused highest germination percentage, germination rate and seedling growth.

Keywords

بررسی جوانه­زنی بذر و رشد گیاهچه بادمجان (Solanum melongena L.) تحت تأثیر عصاره حلالهای مختلف برگ اکالیپتوس (Eucalyptus globulus Lobill.) 

محمود دژم1، صدیقه سادات خالقی2* و رضا عطااللهی1

1 فسا، دانشگاه آزاد اسلامی واحد فسا، دانشکده کشاورزی

2 اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی

تاریخ دریافت: 14/7/92                تاریخ پذیرش: 6/11/93 

چکیده

به منظور بررسی تأثیر دگرآسیبی غلظتهای مختلف عصاره‌های برگی گیاه اکالیپتوس (E. globulus) بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه بادمجان رقم محلی جهرم، پژوهشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاٌ تصادفی با 3 تکرار انجام شد. تیمارها شامل 5 نوع عصاره آبی، متانولی، اتیل استاتی، استونی و بنزنی برگ اکالیپتوس و غلظتهای مختلف هریک از این عصاره‌ها در 5 سطح 0، 25/1، 5/2، 5 و 10 گرم بر لیتر بودند. در پایان آزمایش صفات مربوط به جوانه‌زنی و رشد گیاهچه شامل درصد و سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه و ساقه‌چه، وزن تر و خشک گیاهچه‌ها اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که اثر بازدارندگی با غلظت عصاره‌ها در ارتباط بود به طوری که غلظتهای بیشتر اثر بازدارندگی قویتری بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بادمجان داشتند. نتایج همچنین نشان داد در تمام موارد عصاره اتیل استاتی بیشترین تأثیر منفی را بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بادمجان داشت در حالی که در عصاره آبی و پس از آن عصاره استونی بیشترین درصد و سرعت جوانه‌زنی و بیشترین رشد گیاهچه مشاهده شد.

واژه‌های کلیدی: خانواده مورد، علف هرز، دگرآسیبی، متانول، استون، بنزن، اتیل استات، آب

* نویسنده مسئول، تلفن: 09173369020 ، پست الکترونیکی:  khaleghi1360@yahoo.com

مقدمه

 

پدیده دگرآسیبی به همه انواع برهمکنشهای شیمیایی (مفید یا مضر، تحریکی یا بازدارندگی) موجود در بین گیاهان و میکروارگانیسم‌ اطلاق می‌شود. مواد آللوشیمیایی که توسط گیاه تولید می‌گردند ممکن است به صورت تولید مواد فرار، شستشو از برگها، ترشح از ریشه یا تخریب اندامهای مرده گیاه بر گیاهان مجاور اثر بگذارند (14، 24 و 31). تولید مواد آللوشیمیایی تحت تأثیر عوامل محیطی مانند پتانسیل آب محیط، دما، کیفیت و شدت نور، رطوبت خاک، مواد غذایی، میکروارگانیسم‌های خاک، تنشهای مختلف زیستی و غیر زیستی و عوامل دیگر قرار می‌گیرند (21). مواد آللوشیمیایی فرآیندهای فیزیولوژیکی و شیمیایی گیاهان نظیر جوانه‌زنی و رشد، فتوسنتز و تنفس، تقسیم سلولی، رشد القاء شده با جیبرلین و اکسین و فعالیتهای آنزیمی را تحت تأثیر قرار می‌دهند (24 و 28).

اکالیپتوس درختی همیشه‌سبز و سریع‌الرشد از خانواده مورد ((Myrtaceae و بومی جنوب شرق استرالیا می‌باشد (26). این گیاه بیش از یکصد سال پیش وارد ایران شد و در مناطق جنوبی کشور که برای پرورش آن مناسب بود کشت گردید. همچنین گونه‌های مختلفی از اکالیپتوس در حدود سال 1310 شمسی وارد ایران شده و در مناطق شمالی کشور کشت گردید (5). Burtons گیاه شناس استرالیایی نشان داد که در بین درختان مختلف در مطالعه وی، اکالیپتوس دارای بیشترین اثر بازدارندگی بر جوانه‌زنی و رشد رویشی گیاهان مختلف بود (23). Reigosa و همکاران (2000) نشان دادند اکالیپتوس گونه E. globulus دارای بیشترین اثر آللوپاتیک بر علفهای هرز و بیشترین تعداد مواد آللوشیمیایی می‌باشد (30). E.  globulus محتوی 5/3 درصد اسانس و منبع غنی از مواد شیمیایی شامل فلاونوئیدها، آلکالوئیدها، تاننها و پروپانوئیدها است که در برگ، ساقه و ریشه این گیاه وجود دارد (16). در تحقیقات Akolade و همکاران (2012) اسانس حاصل از برگهای خشک E. globulus به وسیله دستگاه کروماتوگرافی گازی متصل به طیف نگارجرمی ((GC/MS تجزیه و 16 ترکیب در آن شناسایی شد که اصلی‌ترین ترکیب آن 1و8 سینئول بود (10). مواد آللوشیمیایی مترشحه از گیاه در بسیاری فرآیندهای بیولوژیک از جمله توقف جذب مواد غذایی، کاهش تقسیم و بزرگ شدن سلول، کند کردن فرآیندهای تنفس، فتوسنتز و فعالیتهای آنزیمی نقش دارند که در نهایت به کاهش رشد گیاهان منجر خواهد شد (8، 18، 25 و 33).

یکی از روشهای زیست‌سنجی که در سطح وسیعی برای مطالعه آللوپاتی به کار می‌رود تهیه عصاره از برگ، ریشه یا سایر قسمتهای گیاه و مطالعه تأثیر آنها بر جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه‌ها در ظروف پتری‌دیش می‌باشد. هرچند در رابطه با پتانسیل دگرآسیبی اکالیپتوس بر بادمجان پژوهشی صورت نگرفته است اما نتایج تحقیقات متعدد نشان می‌دهد که عصاره این گیاه در بسیاری موارد دارای اثرات دگرآسیبی قوی بر دیگر گیاهان بوده است. به عنوان مثال ابراهیمی‌کیا (1379) اسانس برگ اکالیپتوس (E. camaldulensis) را مهارکننده جوانه‌زنی و رشد دانه‌رستهای تره‌تیزک، سوروف، جو، گوجه‌فرنگی و ذرت معرفی کرد (1). El-Darier در سال 2002 گزارش کرد که عصاره اکالیپتوس (E. rostrata) با غلظت 5 درصد سبب کاهش درصد جوانه‌زنی و فاکتورهای رشد باقلا و ذرت گردید (20). عصاره های اکالیپتوس گونه E. camaldulensis در غلظتهای 5 و 10 درصد سبب کاهش جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های گوجه‌فرنگی گردیدند اما غلظت 1 درصد اثر بازدارندگی معنی‌داری نداشت (22). Khan و همکاران (2008) در پژوهشی اثرات آللوپاتیک عصاره‌های آبی (غلظتهای 10، 15 و 20 درصد) اکالیپتوس گونه E. camaldulensis  را بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های 12 رقم گندم بررسی نمودند. نتایج آنها نشان داد که عصاره‌های آبی در تمام غلظتهای مورد بررسی دارای تأثیر بازدارندگی بر جوانه زنی ارقام گندم بود و این تأثیر نسبت به شاهد در تمامی ارقام معنی‌دار بود. همچنین وزن تر و خشک گیاهچه‌های ارقام گندم در غلظتهای مختلف عصاره‌های آبی نسبت به شاهد کاهش معنی‌داری یافت و با افزایش غلظت عصاره‌ها اثرات بازدارندگی بیشتر شد (26). در پژوهشی دیگر عصاره برگی گیاه اکالیپتوس باعث بازدارندگی جوانه‌زنی بذر و کاهش طول ریشه‌چه و ساقه‌چه خیار گردید و با افزایش غلظت عصاره از 1 درصد به 10 درصد شدت این بازدارندگی بیشتر شد به طوری که تیمار 10 درصد عصاره سبب 41 درصد کاهش جوانه‌زنی و کاهش رشد ریشه و شاخساره گردید (11). سخایی و همکاران (1388) نیز نشان دادند عصاره متانولی برگ E. camaldulensis سبب بازدارندگی جوانه‌زنی و کاهش طول ریشه‌چه و ساقه‌چه و همچنین کاهش وزن تر و خشک گندم گردید (2). عصاره برگ، ریشه و ساقه E. globulus رشد و جوانه‌زنی گندم، ذرت و نخود را مهار کرد (17).

با توجه به اینکه در مناطق جنوبی ایران اکالیپتوس به طور گسترده به عنوان بادشکن در اطراف مزارع مختلف ازجمله بادمجان کاشته می‌شود بنابراین بررسی تأثیر اکالیپتوس بر بادمجان اهمیت پیدا می کند تا با تعیین شدت دگرآسیبی اکالیپتوس بر آن رقم بادمجان امکان کشت در آن مزرعه بررسی گردد. اگرچه مقالات متعددی در رابطه با بازدارندگی اکالیپتوس وجود دارد ولی در بیشتر مقالات به تأثیر اسانس وعصاره آبی اکالیپتوس پرداخته شده است حال آنکه در این پژوهش تأثیر 5 نوع حلال مختلف برای تهیه عصاره مقایسه گردیده است. به طور کلی هدف از این تحقیق بررسی پتانسیل دگرآسیبی عصاره‌های مختلف برگ اکالیپتوس (E. globulus) با غلظتهای مختلف بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه بادمجان رقم محلی جهرم بود.

مواد و روشها

برگهای درخت اکالیپتوس از باغ گیاه شناسی دانشگاه آزاد اسلامی واحد فسا در بهار سال 1390 جمع آوری شد. سپس برگها در سایه خشک و به وسیله آسیاب برقی پودر شدند. برای تهیه عصاره ابتدا 500 گرم از برگهای پودرشده اکالیپتوس توزین و به نسبت 1 به 5 (500 سی سی) با حلالهای مختلف (آب، متانول، بنزن، اتیل استات و استون) مخلوط و به مدت 1 ساعت روی شیکر قرار داده شدند. سپس نمونه‌ها در یخچال در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت نگهداری و مجدداً به مدت 1 ساعت روی شیکر گذاشته شدند و سرانجام با استفاده از پمپ خلاء، قیف بوخنر و کاغذ واتمن شماره 42، عصاره حلالهای مختلف تهیه و در مرحله بعد با استفاده از دستگاه روتـاری اواپـراتور مدل RV 10  ساخـت کمپــانیIKA  آلمـان محاسبه گردید توسط پـمـپ خلاء که به دستگاه روتاری اوپراتور وصل بود، عصاره‌ها کاملاً خشک شده و وزن و درصد استحصال عصاره‌ها محاسبه شد (جدول 1). در این مرحله از 5 نوع حلال آب مقطر، متانول، استون، بنزن و اتیل استات استفاده شد. سپس برای هر نوع عصاره غلظتهای 0، 25/1، 5/2، 5 و 10 گرم بر لیتر تهیه شد.

 

جدول 1- میانگین درصد استحصال عصاره حلالهای مختلف اکالیپتوس

نوع حلال

 

 

 

درصد میانگین

متانول

 

 

 

89/12

استون

 

 

 

45/6

اتیل استات

 

 

 

36/4

بنزن

 

 

 

52/3

آب

 

 

 

77/9

میزان فنول کل نیز در عصاره های مختلف برگ اکالیپتوس با روش فولین – سیوکالتیو Folin-Ciocalteau)) اندازه‌گیری شد (19و29). بدین ترتیب که ابتدا 200 میکرولیتر از هر عصاره با 1000 میکرولیتر معرف فولین 10 درصد مخلوط شده و بعد از 6 دقیقه 800 میکرولیتر کربنات سدیم 10 درصد به آن اضافه گردید. نمونه‌ها برای مدت 90 دقیقه در دمای اتاق در تاریکی نگه داشته شدند. سرانجام میزان جدب نمونه ها در طول موج 765 نانومتر قرائت گردید و نتایج به صورت میلی‌گرم معادل اسید گالیک بر لیتر بیان شد (جدول 2).

جدول 2- میزان فنول کل (میلی‎گرم معادل گالیک اسید بر لیتر) در عصاره‎های 1 درصد برگ اکالیپتوس

نوع عصاره

 

میزان فنول کل (میلی‌گرم بر لیتر)

عصاره متانولی

 

44/108

عصاره استونی

 

47/98

عصاره اتیل استاتی

 

51/124

عصاره بنزنی

 

40/102

عصاره آبی

 

11/86

LSD(05/0)

 

01/6

به منظور بررسی تأثیر عصاره‌های مختلف برگ اکالیپتوس برجوانه‌زنی و رشد گیاهچه بادمجان رقم محلی جهرم، ابتدا بذرهای بادمجان رقم محلی جهرم به مدت ده دقیقه در آب ژاول ده درصد ضدعفونی شده و سپس چندین بار با آب معمولی و سرانجام با آب مقطر شسته شدند. پس از ضد عفونی تعداد 20 عدد بذر تقریباً همشکل و هم‌اندازه با فاصله مساوی از یکدیگر درون پتریهای شیشه‌ای قرار داده شد و 5 سی سی از هر محلول روی آنها ریخته شد. نمونه‌های کشت شده در اتاقک رشد با دمای 24 درجه سانتی‌گراد و در تاریکی نگهداری و به فاصله زمانی 24 ساعت تعداد بذرهای جوانه‌زده شمارش و یادداشت‌برداری شد. در پایان روز چهاردهم صفات درصد و سرعت جوانه‌زنی، طول ریشه‌چه، طول ساقه‌چه، وزن تر و خشک گیاهچه‌ها اندازه‌گیری شد. این پژوهش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد و برای هر تیمار سه تکرار درنظر گرفته شد. داده‌ها با استفاده از نرم افزار MSTAT-C تجزیه واریانس شدند و میانگینها با آزمون LSD در سطح 5 درصد مقایسه شدند.  

نتایج

اثر غلظتهای مختلف عصاره های برگ اکالیپتوس بر درصد و سرعت جوانه‌زنی بادمجان رقم محلی جهرم: در این پژوهش، بین عصاره حلالهای مختلف، غلظتهای مختلف عصاره‌های برگ اکالیپتوس و برهمکنش نوع حلال وغلظت عصاره اختلاف معنی‌داری درسطح 1 درصد مشاهده گردید. از بین عصاره حلالهای مختلف، عصاره آبی و پس از آن عصاره استونی بیشترین درصد و سرعت جوانه‌زنی را نشان دادند درحالی‌که عصاره اتیل استاتی درمقایسه با سایرعصاره‌ها کمترین میزان خصوصیات جوانه‌زنی را نشان داد به طوری که درصد جوانه‌زنی حاصل ازعصاره اتیل استاتی تنها 16درصد و درصد جوانه‌زنی حاصل ازعصاره آبی 33/76 درصد بود (جدول3).

 

 

جدول 3- تأثیر عصاره‌های حلالهای مختلف برگ اکالیپتوس بر خصوصیات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم

نوع حلال

درصد جوانه زنی

سرعت جوانه‌زنی (تعداد در روز)

طول ریشه‌چه (میلی متر)‌

طول ساقه‌چه

(میلی‌متر)

وزن تر گیاهچه (میلی‌گرم)

وزن خشک گیاهچه

(میلی‌گرم)

متانول

67/43

07/1

18/8

47/20

57/20

52/1

استون

00/53

43/1

73/10

33/25

51/27

61/1

اتیل‌استات

00/16

40/0

44/3

23/7

67/8

53/0

بنزن

33/36

13/1

99/7

39/15

79/20

29/1

آب

33/76

98/1

49/22

95/50

00/41

40/1

LSD (05/0)

92/13

1160/0

25/0

43/0

02/3

30/0

 

نتایج نشان داد که هرچه بر غلظت عصاره افزوده شود درصد جوانه‌زنی بذر بادمجان کاهش می‌یابد. به طوری که غلظت 10 گرم بر لیتر عصاره کمترین درصد جوانه‌زنی را نشان داد. اختلاف جوانه‌زنی بین شاهد وغلظت 25/1 گرم بر لیتر 33/26 درصد بود درحالی که با افزایش غلظت عصاره به 10 گرم بر لیتر این اختلاف به 33/54 درصد افزایش یافت. مشابه این نتایج برای سرعت جوانه‌زنی نیز مشاهده شد به طوری که با افزایش غلظت عصاره، سرعت جوانه‌زنی کاهش یافت. غلظت ١٠ گرم بر لیترعصاره سرعت جوانه‌زنی را نسبت به غلظت ۲۵/١ گرم بر لیتر بیش از دو برابر کاهش داد (جدول4).

درتمامی حلالها با افزایش غلظت عصاره درصد جوانه‌زنی کاهش یافت. به طوری که بیشترین درصد جوانه‌زنی در شاهد و کمترین آن در غلظت ١٠ گرم بر لیتر عصاره مشاهده شد. همین وضعیت در سرعت جوانه‌زنی نیز مشهود بود. به طور کلی بیشترین درصد و سرعت جوانه‌زنی درعصاره‌های آبی، بنزنی و استونی با غلظتهای شاهد مشاهده گردید و کمترین این خصوصیات در عصاره اتیل استاتی مشاهده شد به طوری که در این عصاره، در غلظتهای 5/2 تا 10 گرم بر لیتر جوانه‌زنی اتفاق نیفتاد (جدول 5).

اثر غلظتهای مختلف عصاره‌های برگ اکالیپتوس بر طول ریشه‌چه و ساقه‌چه گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم: عصاره حلالهای مختلف، غلظتهای مختلف عصاره برگ اکالیپتوس و اثرات متقابل نوع حلال و غلظت عصاره برطول ریشه‌چه و ساقه‌چه گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم در سطح احتمال 1 درصد تأثیر معنی‌داری داشتند. در عصاره آبی بیشترین طول ریشه‌چه و ساقه‌چه حاصل شد که به ترتیب 49/22 و 95/50 میلی‌متر بود و در عصاره اتیل استاتی کمترین طول مشاهده گردید به طوری که طول ریشه‌چه 44/3 و طول ساقه‌چه 23/7 میلی‌متر اندازه‌گیری شد (جدول3).

 

جدول 4- تأثیر غلظتهای مختلف عصاره برگ اکالیپتوس برخصوصیات جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم

غلظت عصاره

(گرم بر لیتر)

درصد جوانه‌زنی

سرعت جوانه‌زنی (تعداد در روز)

طول ریشه‌چه (میلی‌متر)

طول ساقه‌چه

(میلی‌متر)

وزن تر گیاهچه (میلی‌گرم)

وزن خشک گیاهچه

(میلی‌گرم)

0

00/76

03/2

88/16

33/39

33/33

37/1

25/1

67/49

29/1

70/12

79/25

61/27

66/1

5/2

67/43

19/1

88/10

97/24

65/26

42/1

5

33/34

95/0

71/7

32/18

32/18

03/1

10

67/21

55/0

66/4

96/10

23/12

90/0

LSD (05/0)

92/13

1160/0

25/0

43/0

02/3

30/0

 

جدول 5- اثرات متقابل نوع حلال و غلظتهای مختلف عصاره برگ اکالیپتوس بر درصد و سرعت جوانه‌زنی بذر بادمجان رقم محلی جهرم

سرعت جوانه‌زنی (تعداد در روز)

درصد جوانه‌زنی

نوع حلال

غلظت عصاره (گرم بر لیتر)

 

غلظت عصاره (گرم بر لیتر)

 

10

5

5/2

25/1

0

10

5

5/2

25/1

0

0/54

0/91

01/1

42/1

49/1

33/13

00/50

67/31

00/60

33/63

متانول

0/79

09/1

58/1

23/1

48/2

00/35

67/31

33/68

33/48

67/81

استون

00/0

00/0

00/0

45/0

56/1

00/0

00/0

00/0

00/20

00/60

اتیل استات

00/0

79/0

57/1

64/0

64/2

00/0

67/16

67/41

00/35

33/88

بنزن

42/1

97/1

82/1

70/2

99/1

00/60

33/73

67/76

00/85

67/86

آب

1160/0

93/13

LSD(05/0)

 

با افزایش غلظت عصاره، در هر دو صفت کاهش معنی‌داری مشاهده شد به طوری که غلظت ١٠ گرم بر لیتر بیشترین تأثیر را در کاهش آنها داشت. بیشترین طول ریشه‌چه و ساقه‌چه در غلظت شاهد مشاهده شد که به ترتیب به میزان 88/16 و 33/39 میلی‌متر بود (جدول4).

درتمامی عصاره‌های حلالهای مختلف با افزایش غلظت طول ریشه‌چه و ساقه‌چه کاهش معنی‌داری نشان داد به طوری که بیشترین میزان در شاهد وکمترین آن درغلظت ١٠ گرم بر لیتر عصاره بود. درمورد عصاره آبی وضعیت اندکی متفاوت بود به طوری که بیشترین میزان طول ریشه‌چه و ساقه‌چه در غلظت 5/2 گرم بر لیتر عصاره مشاهده گردید که این اعداد به ترتیب 63/27 و 53/58 میلی‌متر است که در بین تمامی تیمارها بیشترین میزان می‌باشد. عصاره اتیل استاتی نیز کمترین طول ریشه‌چه و ساقه‌چه را نشان داد و در غلظتهای 5/2 تا 10 گرم بر لیتر آن به علت عدم جوانه‌زنی،  طول ریشه‌چه و ساقه‌چه نیز صفر گردید (جدول 6).

 

جدول6- اثرات متقابل نوع حلال و غلظتهای مختلف عصاره برگ اکالیپتوس برطول ریشه‌چه و ساقه‌چه گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم

طول ساقه‌چه (میلی‌متر)

طول ریشه‌چه (میلی‌متر)

نوع حلال

غلظت عصاره (گرم بر لیتر)

 

غلظت عصاره (گرم بر لیتر)

 

10

5

5/2

25/1

0

10

5

5/2

25/1

0

00/0

14/23

53/18

42/26

23/34

00/0

90/7

08/8

20/12

73/12

متانول

18/13

11/12

23/29

02/27

10/45

08/5

18/5

17/10

51/12

73/20

استون

00/0

00/0

00/0

61/7

57/28

00/0

00/0

00/0

67/6

53/10

اتیل استات

00/0

66/2

53/18

79/14

97/40

00/0

10/1

51/8

45/10

90/19

بنزن

63/41

70/53

53/58

10/53

80/47

20/18

40/24

63/27

70/21

50/20

آب

43/0

25/0

LSD(05/0)


اثرغلظتهای مختلف عصاره‌های برگ اکالیپتوس بر وزن تر و خشک گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم: عصاره حلالهای مختلف، غلظتهای مختلف عصاره برگ اکالیپتوس و برهمکنش نوع حلال و غلظت عصاره تأثیر معنی‌داری در سطح 1 درصد بر صفات وزن تر و خشک گیاهچه‌های بادمجان محلی جهرم نشان دادند. عصاره‌های آبی و استونی بیشترین وزن تر گیاهچه و عصاره‌های آبی، متانولی و استونی نیز بیشترین میزان وزن خشک گیاهچه را نشان دادند و کمترین میزان این فاکتورها مانند بقیه صفات مربوط به عصاره اتیل استاتی بود (جدول 3).

از میان غلظتهای مختلف عصاره بیشترین میزان وزن تر مربوط به شاهد بود و با افزایش غلظت عصاره به 10 ‌گرم بر لیتر وزن تر کاهش یافت به طوری که از 33/33 میلی‌گرم در غلظت شاهد به 23/12 میلی‌گرم در غلظت 10 گرم بر لیتر رسید. وزن خشک گیاهچه نیز روند مشابهی را نشان داد که البته بین غلظتهای 0، 5/2 و 5 ‌گرم بر لیتر تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد (جدول 4).

درعصاره آبی تفاوتهای معنی‌داری در وزن تر و خشک گیاهچه‌ها بین غلظتهای مختلف عصاره مشاهده نگردید. هرچند درسایر عصاره‌ها غلظتهای مختلف، تفاوتهای معنی‌داری در وزن تر وخشک گیاهچه‌ها ایجاد نمودند اما روند تغییرات کمی نامنظم بود. به‌ هرحال با توجه به عدم جوانه‌زنی بذرها در غلظتهای ۵/٢ الی ١٠ گرم بر لیتر عصاره اتیل استاتی، مقادیر وزن تر و وزن خشک گیاهچه‌ها صفر بود. بیشترین وزن تر گیاهچه‌ها مربوط به عصاره‌های آبی و استونی بود. در غلظت شاهد و 5 ‌گرم بر لیتر بیشترین میزان وزن خشک گیاهچه‌ها در عصاره متانولی و در غلظتهای 25/1 و 5/2 گرم بر لیتر در عصاره بنزنی مشاهده شد اما در غلظت 10 گرم بر لیتر بیشترین میزان وزن خشک گیاهچه‌ها مربوط به عصاره‌های آبی واستونی بود (جدول7).

بحث

نتایج حاصل از این آزمایش نشان داد که در تمام عصاره‌ها با افزایش غلظت عصاره از صفر تا 10 ‌گرم بر لیتر میزان جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بادمجان محلی جهرم کاهش یافت. این یافته‌ها با نتایج محمدی و همکاران (1391) که غلظتهای 5، 10 و 20 درصد عصاره اکالیپتوس گونه E. camaldulensis را در دو گیاه سورگوم و لوبیا بررسی کردند همخوانی دارد (6). همچنین بانتایج Malik (2004) با موضوع اثرعصاره E. globulus بر جوانه‌زنی و رشد ذرت، لوبیا و سیب‌زمینی (27) و نتایج El-khawas و Shehata (2005) که اثر این گونه اکالیپتوس را در دو گیاه ذرت و لوبیا (21) بررسی کردند مطابقت دارد. همچنین از میان عصاره‌ها عصاره اتیل استاتی بیشترین و عصاره آبی و استونی کمترین اثر بازدارندگی را بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه بادمجان داشتند. جدول 2 با نشان دادن میزان فنول کل در این عصاره‌ها دلیل این رفتار را نشان می‌دهد.

 

 

جدول 7- اثرات متقابل نوع حلال و غلظتهای مختلف عصاره برگ اکالیپتوس بر وزن تر و خشک گیاهچه‌های بادمجان رقم محلی جهرم

وزن خشک گیاهچه (میلی‌گرم)

وزن تر گیاهچه (میلی‌گرم)

نوع حلال

غلظت عصاره (گرم بر لیتر)

 

غلظت عصاره (گرم بر لیتر)

 

10

5

5/2

25/1

0

10

5

5/2

25/1

0

00/0

84/1

00/2

74/1

00/2

00/0

47/25

17/26

55/27

67/23

متانول

82/1

22/1

33/1

30/1

33/1

47/25

67/17

33/28

08/27

00/39

استون

00/0

00/0

00/0

66/1

00/1

00/0

00/0

00/0

33/18

00/25

اتیل استات

00/0

11/1

42/2

92/1

00/1

00/0

74/7

10/32

42/25

67/38

بنزن

67/1

00/1

33/1

67/1

33/1

67/35

67/42

67/42

67/39

33/40

آب

30/0

02/3

LSD(05/0)

 

اندازه‌گیریها نشان می‌دهد بیشترین میزان فنول کل در عصاره اتیل استاتی و کمترین آن در عصاره آبی و استونی مشاهده شده است. فنون کروماتوگرافی روشن ساخته است که بیشترین ترکیب موجود در عصاره برگ E. globules ترکیبات فنولی بودند (15). این ترکیبات شامل اسیدهای کافئیک، کوماریک، گالیک، جنتیسیک، هیدروکسی بنزوئیک، سینرژیک و وانیلیک و کاتکول هستند (21 و 32) که از فعالیت هورمون جیبرلین جلوگیری می‌کنند. از طرفی ترشح هورمون جیبرلین برای فعالیت آنزیمها و تبدیل مواد ذخیره‌ای به مواد قابل انتقال برای جوانه‌زنی و رشد جنین لازم است (8 و 15). بنابراین در حضور عصاره برگی اکالیپتوس فعالیت آنزیمها و به دنبال آن جوانه‌زنی و رشد جنین دچار اختلال می‌شود (15).

طبق نتایج به دست آمده عصاره حلالهای مختلف سبب کاهش درصد و سرعت جوانه‌زنی بذر بادمجان گردیدند و بیشترین اثر بازدارندگی در تمام عصاره‌ها مربوط به غلیظ‌‌ترین عصاره (10گرم بر لیتر) بود. Fikreyesus و همکاران (2011) در بذرهای گوجه‌فرنگی (22)، Khan و همکاران (2008) در بذرهای 12 رقم گندم (26) و Allolli و Narayanareddy (2000) در بذرهای خیار (11) به نتایج مشابهی در کاهش جوانه‌زنی بذرها توسط عصاره برگی گونه‌های مختلف اکالیپتوس رسیدند.

در این پژوهش تمام عصاره‌های برگی E. globulus سبب کاهش رشد ریشه و ساقه گردیدند. بازدارندگی از رشد به غلظت عصاره‌ها بستگی داشت به گونه‌ای که هرچه غلظت بالاتر بود شدت بازدارندگی نیز بیشتر شد. Zhang و Shenglei (2010) نیز در بررسی اثر آللوپاتیکی عصاره سه گونه اکالیپتوس نشان دادند که عصاره برگی هر سه گونه سبب بازدارندگی جوانه‌زنی و کاهش رشد گیاهچه تربچه، خیار و کلم چینی گردید (35). در پژوهشی دیگر عصاره برگ بهاره اکالیپتوس اثر معنی‌داری در کاهش طول گیاهچه علف هرز سلمه تره داشت (7). مواد آللوپاتیک با کاهش تقسیمات میتوزی در مریستم ریشه (3، 4 و 13)، کاهش فعالیت آنزیمهای کاتالیزکننده فرآیندهای حیاتی گیاه و مختل کردن جذب یونهای معدنی سبب کاهش رشد ریشه‌چه و ساقه‌چه می‌شوند (3 و 4) .Malik (2005) گزارش کرد ترکیبات فنولی سبب کاهش فعالیت آنزیمهای گلوکز 6- فسفات دهیدروژناز، گلوکز فسفات ایزومراز و آلدولاز مربوط به مسیرهای گلیکولیز و پنتوز فسفات که فراهم کننده اسکلت کربنی و ATP لازم برای جوانه‌زنی هستند می‌گردد. کاهش تولید ATP باعث تغییر در سایر فرآیندهای سلولی مانند جذب یونها و رشد گیاهچه می‌شود (28).

در این آزمایش وزن تر و خشک گیاهچه‌های بادمجان محلی جهرم تحت تأثیر همه انواع عصاره‌های برگی E. globulus قرار گرفته وکاهش یافتند. Djanaguiraman و همکاران (2005) کاهش وزن خشک نخود، برنج و ذرت را تحت تأثیر عصاره برگی‌ E. globulus گزارش کردند که این کاهش وزن خشک با غلظت عصاره همبستگی داشت (17). نتایج حاصل از آزمایش El-Darier (2002) نیز کاهش وزن تر و خشک گیاهچه لوبیا و ذرت را در حضور عصاره اکالیپتوس نسبت به شاهد نشان داد (20). اثر آللوپاتی با آزاد شدن ترکیبات فنولی از اکالیپتوس اصولاً منجر به بازدارندگی برخی فرآیندهای فیزیولوژیک مثل جذب مواد غذایی می‌شود که به میزان زیادی با تولید مواد خشک در ارتباط است. توقف در یکی از فرآیندهای گیاهی متأثر از ترشح ترکیبات فنولی از برگهای اکالیپتوس دیگر فرآیندها را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. اختلال در جذب و کاهش تجمع مواد غذایی یکی از مهمترین مکانیسمهای فعالیت ترکیبات فنولی می‌باشد (20). این مفهوم توسط El-Darier (2002) نیز تأیید شد که ترکیبات آللوشیمیایی آزاد شده از برگ اکالیپتوس سبب کاهش جذب عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم در دو گیاه لوبیا و ذرت گردیدند. بسیاری از پلی‌فنلها دارای گروه کاتکولی می‌باشند، بنابراین در غلظتهای بالا توانایی کلات کردن یونهای فلزی دی‌والانت و تری‌والانت را دارند که نتیجه آن توانایی بالای ترکیبات فنولی در جلوگیری از جذب مواد غذایی می‌باشد. کاهش جذب مواد غذایی درنهایت منجر به کاهش وزن خشک گیاه می‌گردد (20).

به طورکلی مکانیسمی که سبب کاهش جوانه‌زنی و رشد می‌شود به طور کامل شناسایی نشده است. تحقیقات نشان می‌دهد اسانس و عصاره اکالیپتوس از مخلوطی از چندین مونوترپن مانند سینئول، لینالول و سیترونلول که به عنوان مواد آللوشیمیایی شناخته شده‌اند تشکیل شده‌اند (12). این مونوترپن‌ها هم سبب توقف میتوز می‌گردند (34) و هم با دخالت در فعالیتهای تنفسی می‌توانند سبب کاهش فتوسنتز و اختلال در جوانه‌زنی و رشد گردند (9 و 12).

به طور خلاصه نتایج حاصل از تحقیق نشان داد:

1-     عصاره حلالهای مختلف برگ اکالیپتوس بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه بادمجان رقم محلی جهرم اثر آللوپاتیک داشته و سبب کاهش رشد گردید.

2-     در تمامی عصاره‌ها با افزایش غلظت اثر بازدارندگی آنها برخصوصیات رشدی گیاه بادمجان افزایش یافت.

3-     اثر بازدارندگی عصاره‌های مختلف در کاهش جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های بادمجان محلی جهرم یکسان نبود بیشترین کاهش در میزان جوانه‌زنی و رشد مربوط به عصاره اتیل استاتی  و کمترین اثر در عصاره آبی و استونی مشاهده ‌شد.

4-     این تحقیق اثرات دگرآسیبی عصاره های برگ اکالیپتوس گونه E. globulus بر گونه گیاهی مورد مطالعه (بادمجان رقم محلی جهرم) را روشن ساخت.

  1. ابراهیمی کیا، ف. 1379. اثرات دگرآسیبی عصاره آبی و اسانس برگ دو گونه اکالیپتوس بر برخی از علفهای هرز و گیاهان زراعی. پایان نامه دانشجویی کارشناسی ارشد رشته علوم گیاهی، دانشکده علوم، دانشگاه شیراز.
  2. سخایی، م.، عصاره، م. ح.، شریعت، آ. و بخشی خانیکی، غ. 1388. بررسی اثرات دگرآسیبی برگهای اکالیپتوس(E. camaldulensis) بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه‌های گندم (Triticum aestivum). فصلنامه پژوهش‌های علوم گیاهی. 16(4): 58-68.
  3. سلطانی‌پور، م.، حاجبی، ع.، دستجردی، ع. و ابراهیمی، س. 1386. اثرات دگرآسیبی عصاره آبی گیاه مورخوش(Zhumeria majdae) بر درصد و سرعت جوانه‌زنی بذرهای هفت گونه از سبزیجات. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 23(1): 51-58.
  4. سلطانی‌پور، م.، مرادشاهی، ع.، رضایی، م.، خلدبرین، ب. و برازنده، م. 1385. اثرات دگرآسیبی گیاه مورخوش بر جوانه‌زنی بذور و رشد دانه گیاهان زراعی گوجه‌فرنگی و گندم. مجله زیست‌شناسی ایران. 19 (1): 19-28. 
  5. عصاره، م. ح. و سردابی، ح. 1386. اکالیپتوس، شناخت، معرفی و ازدیاد با استفاده از فن‌آوریهای نوین. جلد اول. انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور. صفحه 682.
  6.  محمدی، ن.، رجایی، پ. و فهیمی، ح. 1391. بررسی اثر آللوپاتی عصاره برگ اکالیپتوس بر پارامترهای مورفولوژیک و فیزیولوژیک گیاهان تک لپه و دو لپه. مجله زیست‌شناسی ایران. 25(3): 456-464.
  7. نجفی آشتیانی، ا.، عصاره، م. ح.، باغستانی میبدی، م. و انگجی، ج. 1387. بررسی اثر آللوپاتیک اندام هوایی گیاه اکالیپتوس(Eucalyptus camaldulensis Dehnh) بر جوانه‌زنی و رشد گیاهچه علف هرز سلمک (Chenopodium album L.). فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران. 24(3): 293-303.
  8. نقدی بادی، ح.، امیدی، ح.، شمس، ه.، کیان، ی.، دهقانی مشکانی، م. ر. و سیف سهندی، م. 1388. اثرات بازدارنده عصاره آبی اسپند (Peganum harmala L.) بر جوانه‌زنی بذر و رشد گیاهچه‌های خرفه (Portulaca oleracea L.) و سلمه تره (Chenopodium album L.). فصلنامه گیاهان دارویی. 33: 116-127.
    1. Abrahim, D.,  Braguini,  W. L.,  Kelmer Bracht,  A. M.  and Ishi-Iwamoto,  E. L.2000.   Effects  of  four  monoterpenes  on germination,  primary  root  growth  and mitochondrial  respiration  of maize.  Journal of chemical ecology, 26: 611– 623.
    2. Akolade, J. O., Olajide, O.O., Afolayan, M. O., Akande, S. A., Idowu, D. I. and Orishadipe, A. T. 2012. Chemical composition, antioxidant and cytotoxic effects of Eucalyptus globulus grown in north-central Nigeria. Journal of Natural Products and Plant resources, 2(1): 1-8.
    3. Allolli, T. B. and Narayanareddy, P. 2000. Allelopathic effect of eucalyptus plant extract on germination and seedling growth of cucumber. Kamataka Journal of Agricultural Science, 13(4): 947-951.
    4. Batish,  D.R.,  Setia,  N.,  Singh,  H. P.  and Kohli, R. K. 2004. Phytotoxicity of  lemon-scented eucalypt oil  and  its  potential  use  as  a bioherbicide.  Crop  Protection,  23:1209-1214.
    5. Bertin, C., Yang, X. and Weston, L. A. 2003. The role of root exudates and allelochemicals in the rhizosphere. Plant soil, 256: 67-83.
    6. Cosense, R. 1985. A simple model relating yield loss to weed density. Annals of Applied Biology, 107: 239-252.
    7. Das, C. R., Mondal, N. K., Aditya, P., Datta, K., Banerjee, A. and Das, K. 2012. Allelopathic potentialities of leachates of leaf litter of some selected tree species on Gram seeds under laboratory conditions. Asian Journal of Experimental Biological Science, 3 (1): 59 – 65.
    8. Dixit, A., Rohilla, A. and Singh, V. 2012. Eucalyptus globulus: A New Perspective in Therapeutics. International Journal of Pharmaceutical and Chemical Sciences,1(4): 1678- 1683.
    9. Djanaguiraman, M., Vaidyanathan, R., Annie sheeba, J., Durga devi, D, and Bangarusamy, U. 2005. Physiological responses of Eucalyptus globulus leaf leachate on seedling physiology of rice, sorghum and blackgram. International Journal of Agriculture & Biology, 7(1): 35-38.
    10. Duke, S. 1987. Weed physiology. CRC Press ; I. 131 - 55.
    11. El-Darier, S. M. 2002. Allelopathic effect of Eucalyptus rostrata on growth, nutrient uptake and metabolite accumulation of Vicia faba and Zea mays. Pakistan Journal of Biological Science, 5(1): 6-11.
    12. El-khawas, S. A. and Shehata, M. M. 2005. The allelopathic potentialities of Acacia nilotica and Eucalyptus rostrata on monocot (Zea mays L.) and dicot (Phaseolus vulgaris) plants. Biothecnology, 4(1): 23-24.
    13. Fikreyesus, S., Kebebew,Z., Nebiyu, A., Zeleke. and Bogale, S. 2011. Allelopathic Effects of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. on Germination and Growth of Tomato. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 11(5): 600-608.
    14. Gliessman, S. R., 2007. Allelopathic Effects of Crops. Technology & Engineering, Santa Cruz. 384p.
    15. Gniazowska, A. 2005. Allelopathic interactions between plants.  multi site action of allelochemicals. Multi site action of allelochemical. Acta Physiologiae plantarum, 27:395-407.
    16. Inderjit, S. O.  2003. Ecophysiological aspects of allelopathy. Planta. 32: 191-196.
    17. Khan, A.  M., Hussain, I. and Khan, A. E. 2008. Allelopathic effects of eucalyptus (eucalyptus  camaldulensis L.) on germination and seedling growth of wheat (triticum aestivum L). Pakistan of Journal of Weed Science and Research, 14(1-2): 9-18.
    18. Malik, M. S. 2004. Effects of aqueous leaf extract of Eucalyptus globulus on germination and seedling of potato, maize and bean. Allelopathy Journal, 14: 213-220.
    19. Malik, A. 2005. Allelopathy, challenges and opportunities. Fourth world congress in Allelopathy. 21 - 26 Aug 2005, Charles Sturt University, Wagga Wagga, Australia.
    20. Nabavi, M. S., Ebrahimzadeh M. A., Nabavi, S. F., Hamidinia, A. and Bekhradnia, A. R. 2008. Determination of antioxidant activity, phenol and flavonoids content of Parrotia persica Mey. Pharmacologyonline, 2: 560-567.
    21. Reigosa, S., Gonzalezy, L., Soute, X. C. and Pastorize, J. E. 2000. Allelopathy in forest ecosystem. Allelopathy in Ecological Agriculture and Foresty. 200: 183-193.
    22. Rice, E. L. 1984. Allelopathy. 2nd edn. Academic Press, Orlando, Florida.
    23. Sivaghrunathan, M., Sumithra Devi, G. and Ramasamy, K. 1997. Allelopathic compound in Eucalyptus spp. Allelopathy Journal, 4(2): 313-320.
    24. Tiffany, L., park, S. and Vivanco, G. M. 2004. Biochemical and physiological mechanisms mediated by alleochemicals. Current Opinion in Plant Biology, 7: 472-479.
    25. Tworkoski, T., 2002. Herbicide effects of essential oils. Weed Science, 50: 425-431. 
    26. Zhang, C. and Shenglei, F. U. 2010. Allelopathic effects of leaf litter and live roots exudates of Eucalyptus species on crops. Allelopathy Journal, 26(1): 91-100.

Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 29, Issue 2 - Serial Number 2
September 2016
Pages 170-180
  • Receive Date: 06 October 2013
  • Revise Date: 09 March 2015
  • Accept Date: 26 January 2015