تأثیر جیبرلیک اسید و نفتالین استیک اسید برون‌زا بر تعیین جنسیت و اجزای عملکرد خیار(Cucumis sativus L.) رقم SuperniaF1

مقدمه

خیار (Cucumis sativus L.) محبوبترین و مهمترین عضو خانواده Cucurbitaceae است. چهارمین گیاه مهم از نظر میزان مصرف بعد از گوجه فرنگی، کدو و پیاز در آسیا و دومین گیاه مهم بعد از گوجه فرنگی در اروپای غربی است. مبدا خیار جنوب آسیاست. بسیاری از پژوهشگران پیدایش اولیه آن‌را شمال هندوستان و دامنه های کم ارتفاع  هیمالیا ذکر کرده اند. این گیاه حدود 3000 سال است که توسط انسان کشت می شود. از هند به چین انتقال پیدا کرد و گزارش شده که توسط یونانیان باستان و رومی ها مورد استقبال قرار گرفته است (Jeffrey, 2001). از نظر نسبت اشکال گل‌های مختلف نوع جنس تولیدشده بر روی هر گیاه، سیستم‌های جنسی خیار عمدتاً شامل گل دوجنسی (hermaphroditism )، تک پایه (monoecy )، گل ماده (gynoecy) و گل نر (androecy) هستند (Niu et al., 2022). تفاوت ریخت شناسی گل‌های نر و ماده در دمگل‌ها (پایه‌ها) قابل مشاهده است، به‌صورتی که در جوانه‌های گل نر پایه نازک و در جوانه‌های ماده پایه ضخیم و قوی هستند و در نوع هرمافرودیت ضخامت میانه را نشان می‌دهند (شکل1A, B). تخمدان‌های جوانه‌های ماده و هرمافرودیت متفاوت اند، تخمدان ماده کوچکتر و کشیده تر است و شبیه یک خیار "کوچک" به نظر می‌رسد، در حالی که تخمدان گل هرمافرودیت کوتاه‌تر و برآمده‌تر است. نمو گل‌های تک جنس توسط سرکوب اندام‌های اولیه جنس مخالف آغاز می‌شود (  Bai et al., 2004).

در تعیین جنسیت و تکامل سیستم‌های جنسی عوامل مختلفی از اجزای ژنتیکی مرتبط با بیوسنتز فیتوهورمون‌ها تا تنظیم‌کننده‌های رونویسی و فرآیندهای اپی‌ژنتیکی درگیر هستند (Grumet et al., 2017). با توجه به تنوع عواملی که تشکیل گل را تنظیم و تحت تأثیر قرار می‌دهند، روشن‌سازی سازوکار‌های مولکولی مسئول تعیین جنسیت چالشی بزرگ در زیست‌شناسی گیاهی است. بر اساس مدل ژنتیکی، کمپلکس‌های کلاس A و E (AP1, SEP) هویت کاسبرگ را مشخص می‌کنند. پروتئین‌های کلاس A، B و E (AP1, SEP, AP3, PI) گلبرگ‌ها را مشخص می‌کنند و کمپلکس‌های کلاس B، C و E  (AG, SEP, AP3, PI)پرچم‌ها را مشخص می‌کنند. همچنین کمپلکس‌های کلاس C و E (AG, SEP)  برچه و کمپلکس‌های کلاس D و E  (STK, SEP)تخمک‌ها را مشخص می‌کنند (Bowman et al., 2012; Guo et al., 2015).

محصول خیار شدیداً تحت تأثیر تنظیم کنندگان رشد قرار دارد و اهمیت کاربرد آنها را در افزایش پتانسیل تولید توسط تأثیر بر ویژگی‌های ریخت شناسی و بیوشیمیایی مختلف نشان می دهد. جیبرلین ها سبب افزایش تولید محصول در خیار می شوند که می تواند به علّت تأثیر محرک جیبرلین در تقسیم و رشد سلولی باشد (Mollier, 2010). تمایز جنسی توسط سطوح داخلی اکسین کنترل می شود که به عنوان ماده آنتی جیبرلین عمل می کند. این اثر ضد جیبرلین گل‌های دارای پرچم را سرکوب کرده و تعداد گل‌های مادگی دار را افزایش می دهد. NAA تأثیر زیادی بر روی بیان جنسیت و گلدهی در انواع کدوئیان دارد و منجر به سرکوبی گل‌های نر و افزایش تعداد گل های ماده می شود (Patel et al., 2011). زمانی‌که NAA در مرحله 2 یا 4 برگی بر روی خیار اعمال شود، سبب تسریع ظهور گل ماده نسبت به شاهد شده و ظهور اولین گل نر را به تأخیر انداخته و تشکیل میوه را بسیار افزایش داده و سبب افزایش سرعت بلوغ میوه شده است (Thappa et al., 2011). محلول پاشی اتفن و NAA بر خیار هیبرید Melta (F₁) سبب افزایش تعداد گل ماده و میوه و نیز منجر به کاهش زمان گلدهی شد (Kalantar et al., 2008). NAA تأثیر زیادی بر روی بیان جنسیت و گلدهی در انواع کدوئیان دارد و منجر به سرکوبی گل‌های نر و افزایش تعداد گل های ماده می‌شود. همچنین جیبرلین اگزوژن سبب افزایش گل نر در خیار می شود و یا تشکیل گل ماده را به تأخیر می اندازد (Jutamanee et al., 1994). Iranbakhsh et al. (2007) با بررسی تأثیر IAA و GA3 بر روی خیار پارتنوکارپ دریافتند که بیشترین تعداد برگ، رشد طولی زیاد و بیشترین تعداد گل ماده را ایجاد می کند و سبب افزایش عملکرد گیاه می شود.

 هنگامی که محصول یک گیاه به وسیله تعداد گل‌های ماده‌ای که تولید می‌کند محدود می‌شود، هر تغییر در جهت افزایش اندام ماده می‌تواند منجر به افزایش با‌ردهی شود؛ از این رو باید گیاه را به طرف افزایش تولید گل‌های ماده گرایش داد. از آنجائی‌که درگیاه خیار تعداد گل‌های نر همیشه زیادتر از گل‌های ماده بوده و قبل از گل‌های ماده ظاهر می شوند و بر میزان محصول تأثیر سوئی دارند، در پژوهش حاضر، تلاش بر آن بود تا با استفاده از برخی از تنظیم کنندگان رشد از جمله اکسین (NAA) و اسید جیبرلیک (GA₃) به صورت محلول پاشی بر روی گیاه، جنسیت را به سمت ماده پیش برده و میزان عملکرد رویشی و زایشی گیاهان در مقایسه با گیاهان شاهد مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرد تا به روشی کاربردی برای افزایش عملکرد گیاه در گلخانه‌‌های صنعتی دست یافت.

مواد و روش‌ها

جهت بررسی تأثیر همزمان دو هورمون اکسین و جیبرلین بر رشد رویشی و زایشی خیار (Cucumis sativus L.) رقم SuperniaF1، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 9 تیمار در سه تکرار در گلخانه صنعتی در ورامین انجام شد. تیمارهای بکار رفته در جدول 1 نشان داده شده اند. بذور در سینی‌های نشاء و در پیت ماس در داخل گلخانه کاشته شدند. 15 روز بعد از کاشت، نشاءها به گلدان (دارای خاک مزرعه، شن و کود دامی پوسیده شده به نسبت یک سوم) منتقل شدند (شکل 1C). به مدت دو هفته آبیاری هر 5 روز یک‌‌ بار انجام شد. سه هفته بعد از کاشت نشاءها، گیاهان چهار برگی شدند و آبیاری هر سه روز یک بار صورت گرفت. گیاهان با کود مایع Super not حاوی نیتروژن آلی و پتاسیم، کود سه بیست حاوی نیتروژن، فسفر، پتاسیم به صورت محلول پاشی و محلول غذایی Terra حاوی بور، آهن، منگنز، مولیبدن، روی و هیومیک اسید تغذیه شدند (شکل 1D). یک هفته بعد، اولین محلول پاشی با اکسین و جیبرلیک اسید انجام شد. محلول پاشی توسط آب پاش دستی و عصرها (برای جلوگیری از تبخیر هورمون ها) صورت گرفت. نحوه تیمار گلدان‌ها به گونه‌ای بود که از هر محلول به میزانی به گیاهان پاشیده می شد که کلیه اندام‌های هوایی گیاه خیس شده تا قطرات اضافی از گیاه می چکیدند. گیاهان شاهد نیز با آب مقطر تیمار شدند.

شکل 1- شرایط کشت خیار. A) گل ماده خیار با تخمدان حجیم، B) گل نر، C) کشت نشاء خیار 15 روز پس از کشت بذر، D) گیاهان طناب کشی شده در مرحله آغاز تیمار دهی

Figure 1- Cucumber conditions. A) Cucumber female flower with large ovary, B) Male flower, C) Cucumber seedling cultivation 15 days after seed germination, D) Roped plants at the beginning of treatment.

تیمارها شامل اکسین به فرم نفتالین استیک اسید (NAA) در غلظت‌های (0، 50 و 100 میلی گرم بر لیتر) و جیبرلیک اسید (GA₃) در غلظت‌های (0، 25 و 50 میلی گرم بر لیتر) بودند، که از مرحله 4 الی 6 برگی هر ده روز یکبار تا پایان گلدهی روی بوته ها محلول پاشی انجام شد.

جدول 1:- تیمارهای مختلف هورمون GA₃  و NAA در محلول‌پاشی خیار

Table 1- Foliar treatments of GA₃ and NAA hormones in Cucumber

فاکتورهای مربوط به رشد رویشی (طول گیاه، تعداد برگ، تعدادگره و طول میان گره) هر 7 روز یکبار انجام شدند و داده های این صفات در شروع مرحله نمو میوه مورد ارزیابی قرار گرفتند. فاکتورهای مربوط به رشد زایشی و اجزای عملکرد (تعداد گل ماده، تعداد گل نر و تعداد میوه) هر سه روز یک بار مورد شمارش  شدند و تعداد کل گل‌های نر و ماده ارزیابی شدند. درصد تشکیل میوه نشان دهنده درصد گل‌های ماده ای است که به میوه تبدیل می‌شوند و از رابطه 1 بدست آمدند:

رابطه (1):

درصد تشکیل میوه= 100× ( تعداد گل‌های ماده/تعداد میوه در هر گیاه )

تجزیه واریانس صفات مورد بررسی برای آزمایش فاکتوریل و مقایسه میانگین‌های سطوح آثار ساده و متقابل تیمارها با آزمون دانکن در سطح احتمال 5 درصد با نرم افزار SPSS انجام شد.

 نتایج

شاخص­های رشد رویشی

تعداد میانگره ساقه در خیار ملاکی برای بررسی مراحل رویشی این گیاه است. برای پی بردن به تأثیر تیمارها بر تعداد میانگره، شمارش از اولین گره ازسطح خاک تا انتهای گیاه که به "رخ گیاه" معروف است، انجام شد. تجزیه واریانس داده ها نشان داد تأثیر کاربرد سطوح مختلف GA₃ در سطح 5% معنی دار بود. از مقایسه میانگین داده ها (جدول2) مشخص شد بیشترین تعداد میانگره مربوط به تیمار شاهد با میانگین 41/21 و کمترین تعداد میانگره مربوط به تیمار T₉ با میانگین 25/16 عدد بود. اعمال 100 میلی‌گرم بر لیتر NAA همراه با 50 میلی‌گرم بر لیتر GA₃ سبب کاهش شدید در تعداد میانگره‌ها شد.

تجزیه واریانس داده های کاربرد سطوح مختلف NAA  بر صفت طول میانگره در سطح 1% معنی دار بود. مقایسه میانگین‌ها (جدول2) نشان دادند بیشترین طول میانگره در تیمار شاهد با میانگین 81/3 سانتی متر و کمترین طول در تیمار T₉ با میانگین 3 سانتی متر بود. اعمال تیمار100 میلی‌گرم بر لیتر NAA همراه با 50 میلی‌گرم بر لیتر GA₃ سبب کاهش شدید در طول میانگره ها شد. افزایش غلظت NAA کاهش شدید در طول میانگره ها ایجاد کرد. برای بررسی تأثیر تیمارهای مختلف بر ارتفاع گیاه، ارتفاع از سطح خاک تا رأس بوته در نظر گرفته شد. از تجزیه واریانس داده ها مشخص شد کاربرد سطوح مختلف  GA₃و NAA به ترتیب در سطوح 5% و 1% معنی دار بودند. نتایج مقایسه میانگین داده ها (جدول 2) نشان داد بیشترین طول بوته در شاهد با میانگین 50/81 سانتی متر و کمترین ارتفاع درتیمار با بیشترین میزان هر دو هورمون (T₉) با میانگین 66/48 سانتی متر بود.

تجزیه واریانس داده های قطر ساقه نشان دادند تأثیر اعمال سطوح مختلف GA₃ و اثر متقابل دو عامل بر این صفت به ترتیب در سطوح 1% و5% معنی دار بودند. نتایج مقایسه میانگین داده ها (جدول 2) نشان دادند بیشترین قطر ساقه مربوط به تیمار T₅ که غلظت میانه هر دو هورمون را دارا بود، با میانگین 83/8 سانتی‌متر وکمترین قطر ساقه مربوط به تیمار شاهد با میانگین 66/6 سانتی‌متر است. تعداد برگ یکی از شاخص‌های رشد رویشی است. با بررسی نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده‌ها مشاهده شد که تأثیر سطوح مختلف GA₃ وNAA  بر تعداد برگ در سطح 5% معنی دار بود. نتایج مقایسه میانگین ها (جدول 2)، حاکی از آن بود که بیشترین تعداد برگ مربوط به تیمار شاهد با میانگین 08/61 عدد و کمترین تعداد برگ مربوط به تیمار T₉ با بیشترین میزان هر دو هورمون با میانگین 33/38 عدد بود. بعد از تیمار شاهد به ترتیب تیمارهای T₅ وT₂ دارای بیشترین تعداد برگ بودند و این نشان دهنده تأثیر مثبت میلی‌گرم بر لیتر25 GA₃ بر افزایش تعداد برگ‌ها بود.

تشکیل اندامهای زایشی و اجزای عملکرد

تعداد گل‌های ماده یکی از شاخص‌های موثر در میزان عملکرد محصول است. نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها اثر کاربرد سطوح مختلف  GA₃، NAAو تأثیر متقابل دو عامل بر تعداد گل های ماده در سطح 1 % معنی دار بوده است (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین داده ها نشان دادند تعداد گل ماده در تیمارهای T₉ و T₈ که دارای بیشترین میزان هر دو هورمون بودند با میانگین 5/14 عدد دیده شد. کمترین گل ماده نیز در تیمار شاهد با میانگین 10 مشاهده شد (شکل 2).

شکل 2- مقایسه سطوح اثر متقابل جیبرلیک اسید و نفتالین استیک اسید بر تعداد گل ماده در گیاه. مقادیر میانگین سه تکرار ± انحراف معیار است.

Figure 2- Comparison of GA₃ and NAA interaction on number of female flowers in plant. Values are mean ± SD of three replications

شکل 3- مقایسه سطوح اثر متقابل جیبرلیک اسید و نفتالین استیک اسید بر تعداد میوه درگیاه. مقادیر میانگین سه تکرار ± انحراف معیار است.

Figure 3- Comparison of GA₃ and NAA interaction on fruit number per plant. Values are mean ± SD of three replications

در خیار رقم SuperniaF1، گل‌ها تک جنس بوده و رابطه معکوس بین تعداد گل‌های ماده و نر وجود دارد. با وجود این اقدام به شمارش گل‌های نر در تیمارهای مختلف شد. تجزیه واریانس داده ها تأثیر کاربرد سطوح مختلف GA₃ و  NAAبرتعداد گل های نر در سطح 1% معنی دار بود. نتایج مقایسه میانگین داده ها (جدول 3) نشان داد بیشترین تعداد گل نر مربوط به تیمار شاهد با میانگین 26/122 عدد و کمترین تعداد گل نر مربوط به تیمار با بیشترین میزان هر دو هورمون (T₉) با میانگین 30/72 عدد بود. تیمار T₉ علاوه بر اینکه بیشترین گل ماده را تشکیل داده بود از کمترین تعداد گل نر برخوردار بود. تعداد میوه یکی از اجزای اصلی موثر در عملکرد محصول است. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه واریانس داده ها تأثیر کاربرد سطوح مختلف  GA₃و  NAAو اثر متقابل دو عامل بر تعداد میوه تولید شده به ترتیب در سطوح 1% و 5% معنی‌دار بود (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان دادند بیشترین تعداد میوه مربوط به تیمار T₈ با میانگین 66/12 عدد و کمترین تعداد میوه مربوط به تیمار شاهد با میانگین 16/7 عدد بود. مشاهده شد که با اعمال همزمان100  میلی‌گرم بر لیتر  NAAو 25 میلی‌گرم بر لیتر  GA₃بیشترین میزان میوه بدست آمد (شکل 3).

تجزیه واریانس داده های مربوط به درصد تشکیل میوه مشخص شد که اعمال سطوح مختلف GA₃ وNAA  و اثر متقابل دو عامل بر این صفت به ترتیب در سطوح 1% و 5% معنی دار بودند (جدول 2). نتایج مقایسه میانگین داده‌ها نشان دادند بیشترین درصد تشکیل میوه مربوط به تیمار T₈ با میانگین 28/87 درصد و کمترین درصد تشکیل میوه مربوط به تیمارشاهد و تیمار T₄ با میانگین های 95/71 و 37/71 در صد بود که در یک گروه آماری قرار گرفتند (شکل 4). استفاده هورمون هایGA₃  با غلظت 25 میلی‌گرم بر لیتر و NAA با غلظت100 میلی‌گرم بر لیتر اثر مثبتی در افزایش عملکرد گیاه وتبدیل گل‌های ماده به میوه داشتند.

شکل 4- مقایسه سطوح اثر متقابل جیبرلیک اسید و نفتالین استیک اسید بر درصد تشکیل میوه درگیاه. مقادیر میانگین سه تکرار ± انحراف معیار است.

Figure 3- Comparison of GA₃ and NAA interaction on fruit set percentage per plant. Values are mean ± SD of three replications

بحث

فرضیه هورمون واحد در مورد سازوکار تعیین جنسیت در خیار توسطYin & Quinn (1995)  پیشنهاد شد. این مدل فرض می‌کند که یک هورمون واحد دارای هر دو گیرنده‌ی سلولی نر و ماده است که به طور مستقل یک جنس را مهار و جنس دیگر را القاء می‌کند. نتایج نشان دادند جببرلین‌ها می‌توانند تأثیر دوگانه‌ای بر تعیین جنسیت در خیار داشته باشند، به طوری که ماده بودن را مهار و نربودن را القاء می‌کنند. در مقابل اتیلن ماده ‌بودن را القاء و نر ‌بودن را مهار می‌کند. پژوهش‌هایی که برای اثبات مدل هورمون واحد انجام شده، نقش غالب اتیلن را در مقایسه با سایر فیتوهورمون‌ها در طول تعیین جنسیت در خیار نشان می دهد. با این حال، سایر مواد شیمیایی و تنظیم‌کننده‌های رشد، مانند اکسین‌ها و براسینواستروئیدها، نیز به طور مستقیم یا غیرمستقیم در توسعه جنسی گل‌ها دخالت دارند (Lima & Figueiredo, 2024).

پریموردیوم اندام‌های گلی از مریستم گل به وجود می‌آیند که به صورت اندام های جانبی در حاشیه مریستم گل آذین (Inflorescence Meristem (IM)) بنیان گذاری می شوند. حفظ IM نیازمند تعادل دقیقی بین خود تجدیدپذیری (self-renewal) سلول‌های بنیادی و تمایز سلولی است. به‌نظر می رسد که فاکتور رونویسی WUSCHEL (WUS)  این تعادل را با محدود کردن سیگنال‌دهی اکسین در سلول‌های بنیادی و در عین حال اجازه دادن به سطوح پائین سیگنال‌دهی اکسین انجام می دهد (Ma et al., 2019). الگوی راسی- قاعده ای که توسط شیب شیب اکسین ایجاد می شود منجر به بنیانگذاری پریموردیوم مادگی (gynoecia primordia) می‌شود. سطوح بالای اکسین در ناحیه راسی، منجر به تکوین کلاله و خامه می شود، در حالی که سطوح متوسط و پائین به ترتیب منجر به تمایز تخمدان و برچه بر (gynophore) می شوند. نظریه شیب اکسین با پیشنهاد یک شیب معکوس سیتوکینین که حداکثر غلظت آن در پایه برچه ایجاد می شود، تکمیل می‌شود، از این رو سه قلمرو متمایز در نظر گرفته می شود. اکسین بالا/سیتوکینین پائین در ناحیه رأسی، اکسین پائین/سیتوکینین پائین در وسط و اکسین پائین/سیتوکینین بالا در ناحیه قاعده‌ای. پاسخ‌های اکسین همچنین در انتهای راسی تخمک در حال نمو (نوک خورش) و پوسته های تخمک به اوج می‌رسد. علاوه بر این، Pin Formed Proteins (PIN1) به‌طور قطبی در اپیدرم و پوسته های تخمک بیان می‌شود که سبب بوجود آمدن پیک اکسین رأسی می شود (Sundberg & Østergaard, 2009). تیمار گیاهان خیار با GA خارجی، بیوسنتز اتیلن را با سرکوب بیان ژن CsACS1G مهار می‌کند، که منجر به مهار تولید گل‌های ماده و تشکیل گل‌های نر می‌شود. کاربرد GA خارجی، پروتئولیز CsGAIP را توسط مسیر یوبی کوئیتین-پروتئازوم ترویج می‌کند و منجر به حذف سرکوب رونویسی ژن‌های هومئوتیک گل کلاس-B و در نتیجه تشکیل پرچم‌ها می‌شود. اکسین ها و بر اسینوستروئیدها تأثیر مثبتی بر بیان ژن ها دارند (مانند CsACS1G و Cs-IAA2) که تولید اتیلن را القاء می کنند و تشکیل گل ماده را افزایش می دهند (Zhang et al., 2017).

در اوایل نمو گل، ژن‌های بیوسنتز اکسین (YUC₆, YUC₂) در بافت‌های اسپروژن بساک (قبل از تمایز و سپس در سلول‌های مادر گرده) و همچنین در تپتوم، اندوتسیوم و پروکامبیوم بیان می‌شوند. از آنجایی که محدودیت‌های انتقال قطبی اکسین (PAT) که توسط بازدارنده انتقال اکسین (NPA) اعمال می‌شود، بر پاسخ‌های اکسین در مراحل اولیه ریخت‌زایی بساک تأثیر نمی‌گذارد، بنظر می رسد که نمو اولیه بساک عمدتاً به بیوسنتز اکسین منطقه‌ای وابسته باشد (Cecchetti et al., 2008). با بررسی تأثیر تیمارهای مختلف بر صفت تعداد گل ماده مشخص شد استفاده از سطح 100 میلی گرم در لیتر NAA به صورت معنی دار تعداد گل را افزایش داده به طوری‌که در گیاه شاهد تعداد کمترین حد و در تیمار T₈و T₉ به بیشترین میزان خود رسیده است. در تیمار با بیشترین غلظت هورمونی (T₉) علاوه بر اینکه بیشترین گل ماده بوجود آمد، کمترین گل نر نیز حاصل شد که نشان دهنده تأثیر مثبت این تیمار بر عملکرد گیاه است. در تیمارهایی که تعداد گل های نر افزایش یافته است، به نظر می رسد هورمون ها با تأثیر بر روی بیان ژن‌های هوموتیک سبب تغییر ماهیت اندامی گل ها شده اند به گونه ای که در این تیمارها با افزایش تعداد گل‌های نر، تعداد گل‌های ماده کاهش مشهودی را نشان می دهد که در این امر منجر به افت عملکرد تولید در گیاهان مزبور شده است. همچنین پژوهش حاضر با نتایج et al. (1993)  Hidayatو Rafeekher et al. (2001) همسو هستند. تیمارتوسط  IAAبرون‌زا با القای اتصالEnhancer of shoot regeneration 2 (ESR2)  به پروموتر ژن‌های مرتبط با بیوسنتز اتیلن (CsACS₂, CsACS₁₁, CsACS₁) به طور مستقیم بیان آن را فعال کرده و در نتیجه محتوای اتیلن درون‌زا را افزایش داده، از سوی دیگر ژن سرکوبگر مادگی (CsWIP₁) را مهار کرده و تشکیل گل ماده را تحریک می‌ کند (Niu et al., 2022). از بین تیمارها، تیمار تأثیر متقابل NAA و GA₃ اثر معنی دار مثبت بر صفت تعداد میوه داشته و در تیمار T₈ تعداد میوه به طور معنی دار افزایش یافته است. با بررسی تأثیر تیمارهای مختلف بر عملکرد مشخص شد استفاده از سطح 100 میلی‌گرم بر لیتر NAA همراه با 25 میلی‌گرم بر لیتر GA₃ میزان عملکرد را افزایش داده است. همچنین در این تیمار بیشرین درصد تشکیل میوه یعنی تبدیل تعداد گل ماده به میوه مشاهده شد. این نتایج با گزارش Iranbakhsh et al. (2007) همسوئی دارد. Mollier (2010) بیان کرد با تغییر ارتباط بین بخش‌های مختلف گیاه می‌توان قسمت هایی که ارزش اقتصادی بیشتری دارند را افزایش داد. تنظیم کننده‌های رشد توانایی توزیع ماده خشک را در گیاه دارند که منجر به افزایش پتانسیل بازده‌ی میوه می‌شود. افزایش بازده‌ی میوه مربوط به این است که گیاه از نظر فیزیولوژیکی فعال‌تر باقی می ماند و منبع کافی برای نمو گل و میوه را فراهم می کند. افزایش محصول توسط GA₃ مربوط به افزایش متابولیسم کربوهیدرات‌ها و تجمع آنها است. همچنین اکسین متابولیت‌ها را از منبع به محل مصرف هدایت می کند. از آنجا که اندام میوه به عنوان یکی از فاکتوهای شاخص در عملکرد گیاه خیار است، افزایش تعداد گل‌ های ماده می‌تواند منجر به افزایش تعداد میوه در این گیاه شود. پژوهش‌ها نشان دادند همبستگی مثبتی بین تعداد گل ماده و تعداد میوه وجود دارد. در تیمارهای هورمونی تعداد میوه به طور چشمگیر افزایش یافته است. این نتایج با گزارش Sedghi et al. (2008) برروی کدو حلوایی همسو می‌باشد. شواهد زیادی در دست است که اکسین در تنظیم نمو میوه نقش دارد و یکی از آثار آن تولید گیاهان پارتنوکارپ است. نتایج آزمایش نشان دادند تنظیم کنندگان رشد، ارتفاع بوته خیار را کاهش داد، به طوری که با شاهد دارای اختلاف معنی دار است. ولی نکته قابل توجه این که کاهش رشد طولی بوته سبب افزایش میزان عملکرد شده است و همچنین با توجه به اینکه صفت تعداد گره و طول میانگره نیز کاهش یافته است. افزایش عملکرد توسط افزایش تعداد میوه در هر گره انجام گرفته است. Khadem et al. (2023) توسط سیستم زیست‌سنجی انواع هورمون‌های اکسین بر گیاهچه‌های آرابیدپسیس را بررسی کردند و به این نتیجه رسیدند که هورمون‌های مختلف اکسینی (IAA، IBA، NAA و 2,4-D) آثار متفاوتی بر شیوه رشد ریشه و اندام‌های هوایی دارد و تعادل میان منابع هورمون اکسینی آزاد در گیاه، نقش کلیدی در تنظیم اثر هورمون اکسین بر فرآیندهای رشد و نمو و پاسخ به تغییرات شرایط محیطی دارد. Iranbakhsh et al. (2007) با بررسی تأثیر اکسین و جیبرلین بر روی خیار پارتنوکارپ دریافتند که ترکیب GA₃ و IAA بیشترین تعداد برگ، رشد طولی زیاد و بیشترین تعداد گل ماده را ایجاد می کند و سبب افزایش عملکرد گیاه می شود.  Batlang & Melenburg (2006)با بررسی تأثیر همزمان GA₄₊₇ با BA و GA₃ بر روی خیار، دریافتند که  GA₃سبب افزایش تعداد برگ‌ها در گیاه شد، امّا مصرف همزمان GA₄₊₇ با BA تعداد گل و میوه و محصول را افزایش داد.Kannan et al. (2009)  با اسپری تعدادی از هورمون‌های گیاهی از جمله NAA وGA₃  بر روی فلفل پاپریکا و اندازه گیری میزان محصول و میزان فتوسنتز و درصد کلروفیل دریافتند که 50 میلی‌گرم بر لیترNAA بیشترین تأثیر را بر روی گیاه داشت که از جمله بیشترین طول، بیشترین تعداد برگ و شروع زودتر گل دهی و بیشترین میزان محصول را سبب شد و GA₃ بیشترین تعداد شاخه را ایجاد کرد.Nelson & Sharples (1990) گزارش نمودند تغییرات در بروز جنسیت و نیز شکل میوه خیار احتمالاً به وسیله یک هورمون درون زای واحد (IAA) کنترل می شود.

نتایج بدست آمده در این پژوهش نشان دادند هر یک از عوامل مورد سنجش در برخی از تیمارها تحت تأثیر غلظت‌های هورمونی تأثیر معنی داری داشته اند. در پژوهش حاضر با بررسی تأثیر NAA و GA₃ و همچنین اثر متقابل دو عامل بر عملکرد رویشی و زایشی خیار مشاهده شد که بیشترین تعداد میانگره در ساقه، بیشترین طول میانگره و بیشترین ارتفاع بوته در شاهد بود و در مقابل کمترین تعداد و طول میانگره و ارتفاع در تیمار بیشترین غلظت هر دو هورمون (T₉) وجود داشت. ارتفاع گیاه یکی از فاکتورهایی است که تحت تأثیر تیمارهای هورمونی قرار گرفته است. اعمال 100 میلی‌گرم بر لیترNAA همراه با 50 میلی‌گرم بر لیتر  GA₃سبب کاهش شدید در تعداد میانگره‌ها شد. این تیمار تأثیر معنی دار مثبتی در کاهش طول بوته داشته است. با در نظر گرفتن اینکه ارتفاع گیاه با تعداد گره و طول میانگره ارتباط دارد. پژوهش‌های ما نیز نشان می دهد کاهش ارتفاع گیاه بر اثر اعمال سطوح بالای NAA و GA₃ با کاهش تعداد گره و کاهش طول میانگره همراه است.Thappa et al. (2011)  اظهار داشتند تنظیم کنندگان رشد گیاه برای کنترل رشد رویشی گیاه نیز استفاده می شوند، به این روش که سبب انبوه شدن گیاه در یک واحد محیطی شده و با کاهش طول ساقه اصلی و افزایش تعداد شاخه ها سبب افزایش محصول می شود. این کاهش طول مربوط به سرکوب رشد رأسی گیاه و نیز اثر انتقال قطبی اکسین در گیاه است. علّت دیگر این است که اتیلن به عنوان آنتی‌جیبرلین عمل کرده و تقسیم میتوز را در مریستم ریشه و ساقه مهار می کند و بر طول گیاه اثر می گذارد. نتایجی مشابه توسطMurthy et al. (2007)  و Ouzounidou et al. (2008) بدست آمده است. جیبرلیک اسید و تنش شوری با تقویت فعالیت آنزیم‌های درگیر در فرآیندهای آنابولیستی ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی بویژه آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز سبب افزایش بیوسنتز چوب و رشد گیاه می‌شوند (Savari et al., 2023).

 به طور کلی انتظار می‌رود که کاهش ارتفاع با افزایش قطر ساقه اصلی همراه باشد. کمترین قطر ساقه در گیاهان شاهد و بیشترین قطر را در تیمار T₅ مشاهده شد. به نظر می‌رسد هر یک از هورمون‌های اکسین و اسید جیبرلیک، ضمن آن‌که آثار چندگانه و متعدد دارند، همچنین برخی آثار آنها بر بخش‌های مختلف گیاه بهتر مشاهده می شود. اسید جیبرلیک بر روی مریستم زیر راسی تأثیر گذاشته و سبب تقسیمات عرضی می شود که پیامد آن افزایش رشد همراه با افزایش تقسیم سلولی است. به نظر می رسد انبساط و رشد سلول های اپیدرمی تعیین کننده انبساط و رشد ساقه است. در ساقه سلول‌های پارانشیم مغز به طور عمده به اسید جیبرلیک پاسخ مثبت می‌دهند. بنابراین، رشد ساقه ها به همکاری سلول های اپیدرمی حساس به اکسین و سلول های پارانشیم مغزی حساس به اسید جیبرلیک بستگی دارد. از آنجا که در گیاه خیار برگ‌ها در محل میان گره‌ها تشکیل می‌شوند، منطقی است که در تیماری که کمترین میانگره مشاهده شد، کمترین تعداد برگ نیز مشاهده شد. بیشرین تعداد برگ را در گیاه شاهد و کمترین تعداد برگ در تیمار با بیشترین غلظت هورمونی(T₉) بدست آمد در حالی‌که همین تیمار با داشتن بیشترین تعداد گل ماده و عملکرد بیشتر به عنوان بهترین تیمار برای بهبود محصول خیار توصیه می‌شود.

نتیجه گیری

نقش تنظیم کنندگان رشد در فرایندهای فیزیولوژیکی در گیاهان به خوبی شناخته شده است و قادر هستند تغییرات سریعی را در فنوتیپ گیاه ایجاد کنند. نتایج بدست آمده از این پژوهش بیانگر تأثیر قابل توجه نفتالین استیک اسید و جیبرلیک اسید بر روی ویژگی‌های ریخت‌شناسی از قبیل طول ساقه، تعداد برگ‌ها، تعداد گل‌های نر و ماده و درصد تشکیل میوه در خیار است. کاهش چشمگیر در تعداد میانگره، طول میانگره و پیرو آن در ارتفاع بوته و تعداد برگ‌ها دیده شد. همچنین در تعداد گل‌های نر نیز این کاهش مشاهده شد. در مقابل با اعمال تیمارهای هورمونی مختلف، افزایش در تعداد گل‌های ماده و میوه در هرگیاه و نیز در درصد تولید میوه مشاهده شد. این نتایج با فرضیه هورمون واحد در تعیین جنسیت در خیار همخوانی دارد و نشان می‌دهد که تنظیم‌کننده‌های رشد می‌توانند با تغییر در نسبت گل‌های نر و ماده، عملکرد گیاه را تحت تأثیر قرار دهند، از اینرو می توان از نتایج حاصل، برای بهبود عملکرد زراعی خیار در گلخانه های صنعتی استفاده نمود.

 تشکر و قدر دانی

 این پژوهش با حمایت معاونت پژوهشی و نوآوری دانشگاه خوارزمی انجام پذیرفته است که بدین وسیله از آن معاونت قدردانی بعمل می آید.