فرآیند تمایز جوانه گل و تغییرات پویای هورمون‌های درون‌زا تحت دماهای مختلف در زعفران

هدف: این مطالعه ارتباط بین دما و تفکیک جوانه گل و همچنین تغییرات دینامیک هورمون‌های درون‌زا در راس شاخک با تغییر دما را بررسی کرد تا پایه‌ای برای استانداردسازی شرایط محیطی در طول دوره گل‌دهی زعفران فراهم کند.

روش: غده‌های زعفران برای مشاهده فرآیند تفکیک جوانه گل در راس شاخک انتخاب شدند و نسبت تفکیک جوانه گل در دمای طبیعی و دماهای ثابت (15، 20، 25 و 30 درجه سانتی‌گراد) تعیین شد. تغییرات هورمون‌های درون‌زا شامل IAA، IBA و GA3 در مرحله تفکیک جوانه گل نیز اندازه‌گیری شد.

نتیجه: تحت دمای طبیعی، تفکیک جوانه گل از اواخر ژوئیه تا اوایل سپتامبر ادامه داشت و کل فرآیند تفکیک 45 تا 50 روز طول کشید با نوع توسعه مرکزی. در دمای ثابت 25 درجه سانتی‌گراد، زمان تفکیک جوانه گل از اواسط ژوئیه تا اواسط اوت طول کشید و مجموعاً حدود 30 تا 40 روز بود.در دماهای ۱۵ و ۳۰ درجه سانتی‌گراد هیچ تمایز جوانه گل وجود نداشت و نسبت‌های تمایز جوانه گل به ترتیب ۵۵٪ و ۹۶٪ در دماهای ۲۰ و ۲۵ درجه سانتی‌گراد بودند. مقادیر ABA و IAA به طور مداوم از مرحله خفتگی تا مرحله اولیه تمایز جوانه گل کاهش یافت و سپس کمی افزایش پیدا کرد. مقدار ABA و IAA در جوانه گل کمتر از جوانه برگ بود. مقدار GA3 به طور پیوسته از مرحله خفتگی تا مرحله تمایز پرچم‌ها افزایش یافت، سپس کمی کاهش پیدا کرد و مقدار آن در جوانه گل بالاتر از جوانه برگ بود. نسبت‌های ABA/GA3 و IAA/GA3 در طول مرحله تمایز جوانه گل در سطح پایینی باقی ماندند و نسبت‌های ABA/GA3 و IAA/GA3 در جوانه گل کمتر از جوانه برگ بوده و روند نزولی داشتند. نسبت ABA/IAA در جوانه برگ قبل از تمایز جوانه ترمینال افزایش پیدا کرد و سپس کاهش یافت، در حالی که نسبت ABA/IAA در جوانه گل در مرحله اولیه تمایز جوانه گل کاهش یافت و در طول مرحله تمایز کمی افزایش پیدا کرد.

نتیجه‌گیری: دما می‌تواند به طور قابل توجهی بر آغاز جوانه‌های گل و مدت زمان تفکیک جوانه گل در زعفران تأثیر بگذارد. سطح پایین IAA و ABA برای انتقال به رشد زایشی راس ساقه مفید بود و GA3 باعث شکستن خواب و تفکیک جوانه گل شد. سطح پایین ABA/GA3، IAA/GA3 و ABA/IAA برای انتقال از رشد رویشی به رشد زایشی جوانه پایانی در زعفران مطلوب بود.

Objective: This study investigated the correlation between temperature and floral bud differentiation as well as dynamic changes of endogenous hormones in the shoot apex with changing temperature to provide basis for standardization of environmental conditions during flowering period in saffron.

Method: Saffron corms were selected to observe floral bud differentiation process of shoot apex and determine ratio of floral bud differentiation under natural temperature and constant temperatures (15,20,25 and 30°C). The changes of endogenous hormones including IAA, IBA and GA3 during floral bud differentiation stage were also determined.

Result: Under natural temperature, floral bud differentiation lasted from late July to early September and the whole differentiation process lasted 45-50 days with the type of centripetal development.At constant temperature of 25°C, the time of floral bud differentiation lasted from mid July to mid August with a total of about 30-40 days. There was no floral bud differentiation at 15 and 30°C, and the ratios of floral bud differentiation were 55% and 96% at 20 and 25°C,respectively. The contents of ABA and IAA decreased continuously from dormant stage to early stage of floral bud differentiation, and then increased slightly. The contents of ABA and IAA in flower bud were lower than those in leaf bud.GA3 content increased continuously from dormant stage to stamen differentiation stage, then decreased slightly, and its content in flower bud was higher than in leaf bud. ABA/GA3 and IAA/GA3 remained at low levels during floral bud differentiation stage, and the ratios of ABA/GA3 and IAA/GA3 in flower bud were lower than those in the leaf bud with downward trend. ABA/IAA in leaf bud increased before the differentiation of terminal bud and then decreased, while ABA/IAA in flower bud decreased at initial stage of floral bud differentiation and slightly increased during differentiation stage.

Conclusion: Temperature could significantly affect floral bud initiation and duration of floral bud differentiation in saffron. Low levels of IAA and ABA were beneficial to transition to reproductive growth of shoot apex, and GA3 promoted dormancy breaking and floral bud differentiation. Low levels of ABA/GA3,IAA/GA3 and ABA/IAA were favorable for transition from vegetative growth to reproductive growth of terminal bud in saffron.