نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

بنفشه معطر Viola odorata گیاهی متعلق به تیره بنفشگان می‎باشد که به دلیل وجود ترکیباتی از قبیل کربوهیدرات‌ها و موسیلاژ در برگ و گل آن خواص دارویی دارد. هیدروکلوئیدهای پلی ساکاریدی از جمله ترکیبات موسیلاژ در بسیاری از گیاهان عالی یافت می‌شوند. این پلی ساکاریدها یک کلاس ساختاری متنوع از ماکرومولکول‌های بیولوژیکی با طیف گسترده‌ای از خواص فیزیکی تشکیل می ‌دهند، به طور گسترده‌ای در پزشکی و تولید دارو کاربرد دارند. این تحقیق با هدف بررسی و ردیابی ترکیبات موسیلاژی و انواع آن در مراحل مختلف تکوین برگ گیاه بنفشه معطر به دلیل ارزش اقتصادی و سیستماتیکی این ترکیبات انحصاری انجام گردید. در این تحقیق بذرهای گیاه بنفشه معطر در شرایط مطلوب گلخانه‌ای در قالب طرح کاملا تصادفی کاشته شدند. جهت بررسی و ردیابی ترکیبات موسیلاژی در مراحل مختلف رشد گیاه، برش عرضی از برگ ها تهیه و با رنگ‌های شناساگر موسیلاژ رنگ آمیزی شدند. نتایج نشان داد که تعداد عناصر موسیلاژی در مرحله برگچه‌ای بسیار کم و موسیلاژ فقط محدود به دیواره سلولی است. در مرحله رویشی، افزایش تعداد و قطر سلول های موسیلاژی و نیز بهم پیوستن آنها مشاهده شد. در برگ‌های بالغ، کانال‌ها و حفره‌های موسیلاژی، در ناحیه‌های نزدیک به اپیدرم تحتانی و رگبرگ اصلی، از بهم پیوستن سلول‌های موسیلاژی مجاور به وجود آمدند. این ویژگی باعث افزایش مقدار موسیلاژ با رشد گیاه می‌گردد که یک واکنش تکوینی-حفاظتی محسوب می شود. این ویژگی می‌تواند در راستای بهره برداری و افزایش تولید ترکیبات دارویی منحصر گیاه بنفشه معطر مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Tracing mucilage compounds in different stage of development of viola odorata L. leaf

نویسندگان [English]

  • zahra shafaghat 1
  • fatemeh zarinkamar 2

1 University of tarbiat modares

2 University of tarbiat modares

چکیده [English]

Viola odorata, belongs to the family Violaceae, has medicinal properties due to presence of compounds such as carbohydrates and mucilage found in its leaves and flowers. Polysaccharide hydrocolloids, including mucilage compounds, are abundant in nature and commonly found in many higher plants. These polysaccharides constitute a structurally diverse class of biological macromolecules with a broad range of physicochemical properties, are widely used for various applications in pharmacy and medicine. This study was conducted to investigate and trace the mucilage compounds in the various stages of development of the leaves of V.o dorata, due to the economic and systematic values of these proprietary compounds. In this study, the seeds were growth under greenhouse conditions and conducted in a completely randomized design.To investigate and trace the mucilage compounds in various stages of plant growth, the cross-section of the leaves was made and painted with mucilage detection reagents . Results showed that the number of mucilage elements is very low at seedling stage and the mucilage compounds limited to cell wall. In the vegetative stage, an increase in the number and diameter of mucilage cells and their integration were observed. In the reproductive stage, the mucilage channels and cavities were created from fusion of adjacent cells especially in the area near the lower epidermis and main vein. Mucilage compounds increased with the increasing age of leaves, that this may be a developmental-protective reaction. This feature can be used in order to increase the production of exclusive pharmaceutical compounds of V. odorata.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Foliar development
  • Mucilage compounds
  • Viola odorata

ردیابی ترکیبات موسیلاژی در مراحل مختلف تکوین برگ بنفشه معطر
L.)  (Viola odorata 

زهرا شفقت و فاطمه زرین کمر*

تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم زیستی، گروه علوم گیاهی 

تاریخ دریافت: 5/2/96                  تاریخ پذیرش: 16/11/96 

چکیده 

بنفشه معطر Viola odorata گیاهی متعلق به تیره بنفشگان می‎باشد که به دلیل وجود ترکیباتی از قبیل کربوهیدرات­ها و موسیلاژ در برگ و گل آن خواص دارویی دارد. هیدروکلوئیدهای پلی ساکاریدی از جمله ترکیبات موسیلاژ در بسیاری از گیاهان عالی یافت می­شوند. این پلی ساکاریدها یک کلاس ساختاری متنوع از ماکرومولکول­های بیولوژیکی با طیف گسترده­ای از خواص فیزیکی تشکیل می دهند که به طور گسترده­ای در پزشکی و تولید دارو کاربرد دارند. این تحقیق با هدف بررسی و ردیابی ترکیبات موسیلاژی و انواع آن در مراحل مختلف تکوین برگ گیاه بنفشه معطر به دلیل ارزش اقتصادی و سیستماتیکی این ترکیبات انحصاری انجام گردید. بذرهای گیاه بنفشه معطر در شرایط مطلوب گلخانه در قالب طرح کاملا تصادفی کاشته شدند. جهت بررسی و ردیابی ترکیبات موسیلاژی در مراحل مختلف رشد گیاه، برش عرضی از برگ ها تهیه و با رنگ­های شناساگر موسیلاژ رنگ آمیزی شدند. نتایج نشان داد که تعداد عناصر موسیلاژی در مرحله برگچه ای بسیار کم و موسیلاژ فقط محدود به دیواره سلولی است. در مرحله رویشی، افزایش تعداد و قطر سلول های موسیلاژی و نیز بهم پیوستن آنها مشاهده شد. در برگ های بالغ، کانال­ها و حفره های موسیلاژی، در ناحیه های نزدیک به اپیدرم تحتانی و رگبرگ اصلی، از بهم پیوستن سلول های موسیلاژی مجاور به وجود آمدند، این ویژگی باعث افزایش مقدار موسیلاز نیز می­گردد که یک واکنش تکوینی-حفاظتی در گیاه بنفشه معطر محسوب می شود. این ویژگی می تواند در راستای بهره برداری و افزایش تولید ترکیبات دارویی منحصر گیاه بنفشه معطر مورد استفاده قرار گیرد.

واژه های کلیدی: تکوین برگ، عناصر موسیلاژی، بنفشه معطر.

* نویسنده مسئول، تلفن: 02182884440  ،  پست الکترونیکی: zarinkamar@modares.ac.ir

مقدمه

 

جنس  Violaشامل حدود 129 گونه است و در بسیاری از مناطق عاری از یخبندان جهان پراکنده شده­اند. این جنس احتمالاً از جنوب آمریکا منشأ گرفته است اما بیشتر مراکز تنوع مورفولوژیکی و تاکسونومی آن در نیمکره شمالی واقع شده است(14).  بنفشه معطر Viola odorata  گیاهی علفی و بوته­ای، پایا و چندساله، که توسط استولون­های مویی شکل و نازک یا بذر گسترش می‌یابد و ارتفاع آن بین 5 تا 15سانتی متر است. برگ­ها معمولا به شکل روزت هستند و به رنگ سبز تیره مشاهده می­شوند. گل­ها به صورت منفرد روی دمگل و گیاه قرار گرفته­اند (19). بنفشه معطر  از زمان­های قدیم در طب سنتی به ویژه در درمان سرطان و سیاه سرفه استفاده می­شده است (1). از قسمت­های مختلف این گیاه به عنوان ضد التهاب، معرق، ادرارآور، نرم کننده، خلط آور، ضد تب، ضد سرفه و ملین و همچنین در درمان اختلالات گوارشی استفاده می­شود  (6). عصاره برگی این گیاه فعالیت آنتی اکسیدانی در شرایط آزمایشگاهی از خود نشان می­دهد (7). پلی ساکاریدهای محلول در آب استخراج شده از گیاه بنفشه معطر دارای فعالیت ضد التهابی می­باشند، که این مورد از طریق سرکوب ترشح و تکثیر مراحل التهاب و با تغییر در نفوذ پذیری مویرگی مشخص شده است (5) .

از مهم­ترین ترکیبات گیاه بنفشه معطر می توان به موسیلاژ، آنتوسیانین، اسانس و مواد رنگی آن اشاره کرد (16). ترکیبات موسیلاژی از جمله ترکیبات گیاهی با طیف وسیع کاربرد­های دارویی می باشند که یک پروتئوگلیکان قطبی و ترکیبی از پلیمرهای با وزن مولکولی مشابه، شامل یک بخش خنثی (75٪) و دو بخش اسیدی (25٪) هستند. علاوه بر این، آثاری از پکتین و گلوکان هم در آنها دیده می‌شود (24). این ترکیبات در گیاهان می­توانند به عنوان بخشی از محتویات سلول ، و یا در برخی موارد به عنوان یک محصول سازمان نیافته از محتویات سلولی هستند (20). علاوه بر موارد ذکر شده، موسیلاژ ممکن است به عنوان یک محصول جانبی داخل سلولی از دیواره اولیه یا به عنوان یک ماده بین سلولی، لایه بیرونی سازنده پیت، اشعه مغزی، پارانشیم و سلول­های دیگر بوجود آید (20). همچنین می­تواند توسط تعدادی از کرک­های ترشح کننده (غدد) نیز ترشح شود.

در بسیاری از مطالعات فراساختاری به این نتیجه رسیدند که دستگاه گلژی در تولید ترکیبات موسیلاژی نقش دارد. دیکتیوزوم­های متعددی در سلول­های ترشح کننده موسیلاژ وجود دارند. وجود پلی­ساکاریدها در ویزیکول­های گلژی توسط روش­های سیتوشیمی و هیستوشیمی به اثبات رسیده است (23). بسیاری از محققان بر این باور هستند که ژلاتینه شدن اپیدرم برگ بیشتر برای ذخیره­سازی در برگ است. ترکیبات موسیلاژی ممکن است در گیاه نقش­های متفاوتی داشته باشند ازجمله: تحمل سرما، انتقال آب، پاسخ به زخم، اثر متقابل پاتوژن و گیاه میزبان، تعادل یونی درسلول­های گیاهی، ذخیره کربوهیدرات، ذخیره مواد (10)  تعادل آب (3)، با این حال عملکرد فیزیولوژیکی آنها در بسیاری از موارد نامشخص است. علاوه بر این، با توجه به غلظت بالایی که گروه­های هیدروکسیل در پلی ساکاریدها دارند، ترکیبات موسیلاژی به طور کلی دارای ظرفیت آبگیری بالایی هستند و این امر موجب بررسی نقش آنها در زمینه روابط آبی شده است. توانایی ترکیبات موسیلاژی برای آبرسانی ممکن است به عنوان یک مکانیسم در گیاهان در برابر تنش­های غیر زیستی به خصوص تنش خشکی (4) ارایه شود. توجه به دانش زیست شناسی تکـوینی و مطالعـه مراحـل نمـوی بافت­ها برای حفظ گیاهان، به ویژه گیاهـانی کـه از نظر اقتصادی از ارزش بالایی بر خوردارند، از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف از این تحقیق توصیف جنبه­های مورفولوژیکی و سیتولوژی عناصر موسیلاژی در طول تکوین و بررسی تغییرات انواع و فراوانی عناصر موسیلاژی طی مراحل نمو برگ گیاه بنفشه معطر برای دستیابی به اطلاعات تکمیلی جهت شناسـایی دقیقتر این این ترکیبات می­باشد. اطلاعات حاصـل بـه شناسـایی ویژگـی­هـایی منجر می­گردد که می­تـوان از آنهـا در موارد اقتصادی و مطالعـات پایـه­ای دیگـر همچون رده بندی دقیق­تر گیاه و پی بردن به روابـط تکـاملی در تیره Violaceae  استفاده کرد.

مواد و روشها  

مواد گیاهی، شرایط رشد: برای این مطالعه، بذرهای گیاه از مرکز تحقیقات جهاد و کشاورزی اصفهان تهیه و پس از ضد عفونی شدن در شرایط تاریکی و مرطوب در قالب طرح کاملا تصادفی کاشته شدند. پس از جوانه زدن گیاهان، به گلدان­های حاوی پرلیت منتقل و تحت شرایط گلخانه ای (16 ساعت نور/ 8 ساعت تاریکی، RH 80٪ و دمای 2 ± 25 درجه سانتی گراد) نگهداری شدند. به منظور بررسی صفات ریخت­شناسی، تعدادی از نمون­ ها در محلـول ) FAAفرمـالین، اتـانول و اسـتیک اسـید، بـه نـسبت حجمــی ۱ :۳ :۶ ) تثبیــت شــده و از بــرگ آن­هــا برش گیری و اسلایدهای ثابت تهیه شد. این مقاطع با قرمز کنگو و سبز متیل رنگ آمیزی شدند. سپس با میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفتند. تعداد سـلول­هـای روزنـه در واحد سطح )شاخص روزنه( برای سطح رویـین و زیرین برگ محاسبه و نـوع آنهـا نیـز شناسـایی شـد. بـرای اندازه­گیری شاخص روزنه(SI)  برحسب درصد، از معادله زیر استفاده شد(2).  

SI = {S ÷S+E}.100

که در آن S و E به ترتیـب تعـداد روزنـه و تعـداد سـلول­هـای اپیدرمی در واحد سطح (میلیمترمربع) هستند.

سایر اندازه گیری­های آناتومی توسط نرم افزارTs View  صورت گرفت.

شناسایی ترکیبات موسیلاژی: جهت بررسی و ردیابی ترکیبات موسیلاژی در مراحل مختلف رشد گیاه، به ترتیب در 2 ،6 و 12 هفتگی پس از جوانه زنی برش عرضی از برگ­ها در سه تکرار تهیه و شناسایی ترکیبات موسیلاژی توسط آلسین بلو (آلسین بلو 1/0 % در استیک اسید 3 %) (سیگما آلدریچ) در 3pH=  به مدت 10 دقیقه و روتنیوم رد (05/0 %)  به مدت 30 دقیقه با برش­های تازه دستی در دمای آزمایشگاه انجام شد. سپس برش­ها در آب مقطر شسته و زیر میکروسکوپ نوری زمینه روشن مشاهده شدند.

استخراج و اندازه گیری مقدار موسیلاژ: برگ ­های گیاه بنفشه معطر در سه مرحله گیاهچه­ایی، رویشی و زایشی برداشت شدند. بافت­ها در دمای oC 40 توسط آون به مدت 1 هفته خشک شدند و سپس با استفاده از آسیاب خرد و از غربال315/0 میلی متری مش عبور داده شدند. نیم گرم از مواد پودر هموژن شده در یک استوانه مدرج شیشه­ای 25 میلی لیتری با ارتفاع بیش از 120 تا 130 میلی لیتری با تقسیمات 5/0 میلی لیتری، با چوب پنبه بسته شده بود، قرار داده شد. پودر با یک میلی لیتر اتانول (96٪) خیس شد، آب مقطر تا 25 میلی لیتر اضافه شد و سپس در استوانه بسته شد. این مخلوط هر 10 دقیقه یک بار به مدت یک ساعت به شدت تکان داده شد و سپس به مدت 3 ساعت ساکن باقی ماند. حجم اشغال شده توسط عامل تجزیه کننده از جمله موسیلاژ بهم پیوسته ثبت شد. موسیلاژ خام با آب (500 میلی لیتر) از برگ های گیاه (5 گرم) همگن شده، تحت تکان دادن به مدت 40 ساعت در دمای اتاق استخراج شد. پس از سانتریفیوژ کردن (5 دقیقه، o 41درجه سانتی­گراد،rpm 20000 )، مایع رویی برداشته شد و در دمای41 درجه سانتی­گراد ذخیره شد. رسوب یک بار دیگر با استفاده از همین روش مجددا استخراج شد و مایع رویی آبی توسط تبخیر به 150 میلی لیتر تغلیظ شد. محلول موسیلاژ به 600 میلی لیتر از مخلوطی از 96٪ اتانول و 1٪ استیک اسید اضافه شد. رسوب با اتانول سرد شسته و لیوفیلیزه شد. موسیلاژ خشک شده وزن شد (11).

آنالیزهای آماری: آنالیز داده­ها توسط آنالیز واریانس و آزمون دانکن با استفاده از نرم افزار19  Spssبه منظور مقایسه میانگین داده­ها برای پی بردن به اختلافات معنی­دار در سری داده­ها صورت گرفت. آنالیز مطالعات آناتومی توسط نرم افزار Ts View  صورت گرفت.  

نتایج و بحث

خصوصیات تشریحی و ریخت شناسی برگ: از نظر تشریحی، برگ در گیاه بنفشه معطر شامل دو قسمت اصلی پهنک و رگبرگ میانی است. پهنک از لحاظ بافت­شناسی شامل دو لایه اپیدرم تک ردیفه فوقانی و تحتانی و مزوفیل است. اپیدرم فوقانی دارای یک لایه نسبتا ضخیم کوتیکول بر روی سطح بیرونی می باشد. مزوفیل شامل دو لایه پارانشیم نرده­ایی به سمت اپیدرم فوقانی و پارانشیم اسفنجی به سمت اپیدرم تحتانی (برگ از نوع برگ پشتی-شکمی  bifacialیا  dorsiventral) است(شکل1-الف). پارانشیم نرده­ایی شامل یک لایه سلول­های کشیده و متراکم است. پارانشیم حفره­ایی شامل سه تا پنج لایه سلول تقریبا متراکم می­باشد و دستجات آوندی (رگبرگ های فرعی) به طور یکنواخت بین لایه­های پارانشیم اسفنجی پراکنده شده­اند. دسته­های آوندی توسط یک ردیف از سلول­های پارانشیمی غلاف آوندی احاطه شده است. به این حالت که غلاف آوندی دستجات چوب و آبکش را در بر میگیرد پریدرمیک گفته می­شود (شکل1-الف). سطح خارجی پهنک عموما توسط کرک­های ساده تک سلولی و طویل پوشیده شده است و کرک­ها با تراکم بیشتری در سطح بالایی برگ مشاهده می­شوند (شکل1-ب). این کرک­ها در همه مراحل تکوین گیاه دیده می­شوند و با افزایش سن گیاه بر تعداد آنها افزوده می­شود. از ویژگی­های منحصر به فرد بنفشه معطر وجود یک یا دو کرک تک سلولی در قسمت فوقانی رگبرگ میانی است (شکل1-ج). رگبرگ میانی تقریبا به صورت تخم مرغی شکل با یک برجستگی به سمت اپیدرم فوقانی مشاهده می­شود. نکته قابل توجه در مورد رگبرگ میانی این است که در سطح فوقانی دقیقا لایه زیر اپیدرم رویی، یک لایه سلول  وجود دارد، به نظر می­رسد این سلول­ها محل ساخت و تجمع موسیلاژ هستند (شکل4-ب). علاوه بر آن، زیر اپیدرم فوقانی رگبرگ میانی یک لایه پارانشیم نرده­ای وجود دارد که  ادامه پارانشیم نرده­ایی پهنک است. بین دو لایه اپیدرم رگبرگ میانی یک دسته آوند هلالی شکل یک جانبه وجود دارد. آوندهای چوب به سمت اپیدرم فوقانی و آوند آبکش به سمت اپیدرم تحتانی قرار گرفته است و فضای مابین با پارانشیم زمینه پر شده است.

طبق جدول1 ضخامت بافت­های برگ گیاه بنفشه معطر اندازه گیری شد و شواهد افزایش این ضخامت ها را در مراحل مختلف تکوین با افزایش سن گیاه بیان می کنند. نوع دستگاه روزنه­ایی در گیاه بنفشه معطر از نوع آنیزوسیتیک می­باشد (شکل1-د) و تراکم روزنه در سطح فوقانی کمتر از سطح تحتانی است (جدول1).

 

جدول 1- میانگین و انحراف معیار پارامترهای آناتومیکی اندازه گیری شده در مراحل مختلف تکوین برگ

مرحله زایشی

مرحله رویشی

مرحله گیاهچه ای

پارامترها/برگ

a4/0±69/3

a3/1±94/14

a4/2±61/19

a9/3±79/56

a2/3±36/38

a1/5±53/73

a8/2±29/17

a6/2±40/15

a8/12±09/286

a7/19±79/645

a2/41±38/5669

a4/3±33

a8/2±86/23

a6/3±77/36

b2/0±01/2

b1/1±76/9

a8/2±34/18

b4/3±95/37

c5/2±05/20

b6/4±27/57

ab3/2±55/15

b1/1±15/10

b4/4±64/60

b5/17±32/553

bc4/37±78/3643

b7/3±30

b3/2±79/17

b2/2±07/26

c1/0±82/0

c8/0±32/7

b9/0±62/9

c7/3±74/31

b8/1±81/14

c3/4±22/49

c7/1±66/9

c9/0±28/6

-

-

c5/32±08/3042

c6/2±23

c8/1±86/12

c5/2±58/19

   ضخامت کوتیکول(μm)

ضخامت اپیدرم تحتانی(μm)

ضخامت اپیدرم فوقانی(μm)

ضخامت مزوفیل تحتانی(μm)

ضخامت مزوفیل فوقانی(μm)

ضخامت پهنک برگ(μm)

اندازه سلول اپیدرمی(μm)

اندازه سلول موسیلاژی(μm)

مساحت کانال موسیلاژی(μm)

مساحت حفره موسیلاژی(μm)

قطر دستجات آوندی (μm)

تعداد سلول موسیلاژی(%)

ایندکس روزنه فوقانی(%)

ایندکس روزنه تحتانی(%)


به طور کلی روزنه­ها در هر دو سطح فوقانی و تحتانی دیده می­شوند که بر این اساس از نوع آمفی استوماتیک است. تمام ویژگی­های تشریحی و ریخت شناسی گیاه بنفشه معطر که مورد مطالعه قرار گرفت با مشاهداتی که قبلا در خانواده Violaceae گزارش شده مطابقت دارد (22). 

عناصر موسیلاژی: براساس تصاویر تهیه شده از برش­های عرضی برگ مشخص شد که، عناصر موسیلاژی در برگ گیاه بنفشه معطر بر حسب سن برگ دارای اشکال و جایگاه متفاوتی می­باشند (شکل های 3،2و4). به طور کلی تقریبا همه انواع عناصر موسیلاژی، شامل سلول­ها، حفره­ها و کانال­های موسیلاژی در مراحل مختلف رشد و تکوین برگ‌های بنفشه معطر مشاهده شدند.

سلول­های موسیلاژی: باتوجه به نتایج بدست آمده، در مراحل اولیه رشد گیاه تعداد سلول­های موسیلاژی اندک است و ترکیبات موسیلاژی بیشتر در دیواره‌های سلولی، که توسط آلسین بلو (یک رنگ پایه است، برای رنگ آمیزی پلی ساکارید اسیدی سولفاته و گلیکو پروتئین سولفاته بکار می رود و قابلیت جداسازی طیف ظریفی از ترکیبات موجود در دیواره سلولی را دارد) رنگ آمیزی شدند، این ترکیبات به رنگ آبی دیده شدند (شکل2-الف).

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1- برش عرضی از برگ بنفشه معطر. الف) بخش‌های مختلف برگ کوتیکول (Cu)، اپیدرم (Ep)، پارانشیم نرده ای (Pm)، پارانشیم اسفنجی (Sm)، آوند آبکش (Ph)، آوند چوب (Xy)، کلانشیم (Coll)، غلاف آوندی (Bs). ب) کرک های ساده تک سلولی. ج) کرک های تک سلولی منحصر به فرد بنفشه معطر در ناحیه رگبرگ میانی. د) روزنه های آنیزوسیتیک در

برگ بنفشه معطر

 


.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2- الف) برش عرضی از برگ در مرحله رویشی و مشاهده سلول های موسیلاژی (Mc) و دیواره حاوی موسیلاژ ب) سلول های موسیلاژی طی روند بلوغ از هم دور می شوند و این عمل آغاز تشکیل حفره های ترشحی را در پی دارد و جایگاه این سلول ها در بخش های مختلف بافت قابل رویت است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 3- الف) حفره های موسیلاژی(Cv) در نواحی اپیدرمی، زیراپیدرمی و رگبرگ اصلی برگ ب)حفره های موسیلاژی ایجاد شده در لایه اپیدرم فوقانی برگ بنفشه معطر

 

 

شکل 4- الف) برش عرضی برگ در مرحله زایشی  ب) افزایش ضخامت کانال (Ch)در مرحله زایشی


تعداد این سلول­ها در این مرحله طبق جدول 1 مورد شمارش شدند و این تعداد در مقابل مراحل بعدی تکوین تعداد کمتری را به خود اختصاص می­دهند. در این مرحله بدلیل اینکه موسیلاژ مانند یک لایه سوم دیواره رسوب می­کند، برخی از سلول‌ها، دیواره ضخیم­تری نسبت به سایر سلول‌ها دارند. رسوب لایه­های سلولز در بالای رسوبات ترکیبات موسیلاژی در سلول­های اپیدرمی به وفور در مطالعات میکروسکوپی نوری گزارش شده است و این لایه را به عنوان دیواره سوم در نظر گرفته­اند(13،27). طبق نتایج حاصل از این مطالعه سلول­های موسیلاژی در نواحی اپیدرمی و زیراپیدرمی، مزوفیل اسفنجی و کلانشیمی مشاهده می­شوند و فراوانی این سلول­ها در مرحله رویشی برگ بیشتر می باشد(جدول1) (شکل2-ب). سلول­های موسیلاژی ممکن است در تمام قسمت­های گیاه وجود داشته باشند. برخی از نویسندگان با توجه به اهمیت الگوهای توزیع سلول­های موسیلاژی به طبقه بندی­های مختلف پرداخته اند. از جمله: توزیع سلول­های موسیلاژی اپیدرمی در برگ که توسط رادل کوفر (25) و کراچ (17) مورد بحث قرار گرفت. سلول­های موسیلاژی گیاه سرخدار، در سلول­های مزوفیل طبیعی قرار دارند و در آیدوبلاست­ها مشاهده نمی­شوند. واکوئل های اغلب سلول های پارانشیم نرده­ای و در حدود یک سوم از سلول­های پارانشیم اسفنجی حاوی موسیلاژهستند (24). در گیاه Thuja occidentalis، سلول­های موسیلاژی در غلاف آوندی مشاهده شدند (4). بسیاری از سلول­های غلاف آوندی و برخی از سلول­های پارانشیم و آیدیوبلاست ها در مزوفیل نیز دارای موسیلاژ هستند.

حفره­های موسیلاژی: حفره­های موسیلاژی در نواحی

اپیدرمی، زیراپیدرمی و رگبرگ اصلی برگ مشاهده شدند و فراوانی این حفره­ها در انتهای مرحله رویشی برگ بیشتر بود (شکل3 -الف). در این مرحله تعداد و اندازه سلول­های موسیلاژی افزایش یافته است (جدول 1،شکل 3-ب). ساختارهای ترشحی اکثر گونه های   Zorniaشامل اپیدرم حاوی موسیلاژ، حفره های موسیلاژی و ایدئوبلاست ترشح کننده ترکیبات فنلی می­باشد. اپیدرم حاوی موسیلاژ در اکثر گونه ها یافت می­شود و حفره­های موسیلاژی در هر دو سطح اپیدرمی وجود دارند(8). مطالعات انجام شده توسط تراچ تنبرگ و فاهن (28)، در مورد آیدوبلاست­های موسیلاژی و گروههای سلول های موسیلاژی که باعث ایجاد حفره­ها و یا کانال­ها می شوند، همگی نشان دادند که موسیلاژ توسط سیتوپلاسم به عنوان یک لایه (لایه ها) دیواره اضافی ذخیره می شود و حفرات ممکن است با شکست و یا لیز دیواره های عادی نازک در سلول های مجاور در اواخر مرحله نمو بوجود آیند. نتایج بدست آمده در این مطالعه با نتایج بدست آمده میکروسکوپی نوری توسط استوارت (27)، و اسپج (26) مطابقت دارد.

کانال های موسیلاژی: کانال­های موسیلاژی در نواحی زیر اپیدرمیِ اپیدرم تحتانی پهنک برگ، در قسمت فوقانی رگبرگ اصلی و همچنین در دمبرگ­های برگ­های مرحله زایشی که توسط رنگ روتنیوم قرمز (رنگ غیر اختصاصی کاتیونی شش ظرفیتی (هگزا والانت) است که به پلی آنیون­های متنوع متصل می‌‌‌‌شود) به وضوح مشاهده شدند (شکل 3-الف). بیشترین تعداد این کانال­ها در مرحله زایشی برگ توسط رنگ امیزی با آلسین بلو مشاهده شدند (شکل 3-ب). در راسته مالواسه حفره یا کانال حاوی موسیلاژ در مزوفیل قرار دارند. کانال­های موسیلاژی در گیاهM. Guatemalense  در دستجات آوندی قرار دارند (15).

تعداد و اندازه سلول­های موسیلاژی و مساحت حفرات در این مرحله به مقدار قابل توجهی افزایش یافته است (جدول1). میزان ترکیبات و عناصر موسیلاژی در برگ­های مرحله زایشی گیاهان مختلف بسته به نوع گیاه متفاوت است. به عنوان مثال، کانتز (1891) اشاره کرد که کانال­های موسیلاژی با افزایش سن در پنیرکیان افزایش می­یابند (18). با این حال، با افزایش سن گیاه ابتدا تعداد سلول­های موسیلاژی زیاد و موسیلاژ وارد فضای بین سلولی می­شود (جدول1). همچنین با بلوغ گیاه از ضخامت دیواره کاسته شده و به مرور با از بین رفتن دیواره سلولی جای خود را به کانال موسیلاژی می­دهند. لازم به ذکر است که با افزایش سن اندازه حفرات نیز بیشتر شده و تعدادآن افزایش یافت (جدول1).

تغییرات میزان موسیلاژ در مراحل مختلف تکوین: نتایج مربوط به تغییرات میزان موسیلاژ در مراحل مختلف تکوین برگ در نمودار 1 ارائه گردیده است.

مشاهده می­شود که مقدار موسیلاژ در مراحل مختلف تکوین برگ اختلاف معنی­داری دارد. با توجه به اثر معناداری این تغییرات بر میزان موسیلاژ، در نمودار 1 مقایسه موسیلاژ در مراحل مختلف ارائه شده است. مقدار موسیلاژ برگ در مراحل مختلف تکوینی متفاوت بود و با افزایش سن گیاه میزان موسیلاژ گیاه نسبت به مرحله گیاهچه­ای افزایش می یابد. لیکن افزایش میزان موسیلاژ در شرایط مختلف رشد روند متفاوتی را نشان می‌دهد و در مرحله زایشی بیشترین میزان موسیلاژ نسبت به سایر مراحل مشاهده می­شود. این میزان در مرحله گیاهچه­ای از  33/4 درصد به 2/9 درصد در مرحله زایشی می­رسد. سنتز، ترشح، ذخیره و اصلاحات ترکیبات موسیلاژی در مراحل مختلف رشد تحت تاثیر عوامل محیطی و داخلی هستند. لازم به ذکر است که سنتز و ترشح ترکیبات موسیلاژی در مراحل مختلف توسط شبکه تنظیمی از ژن­های مختلف و عوامل رونویسی کنترل می­شود. این عوامل طوری تنظیم می­شوند که مقدار موسیلاژ در مرحله زایشی افزایش پیدا می­کند(9).

 

 

به نظر می­رسد که چون در این مرحله برگ از نظر میزان فتوسنتز در بیشترین مقدار خودش است، تولید کربوهیدرات در مراحل زایشی افزایش می یابد. تا به امروز در مورد تغییرات میزان موسیلاژ در برگ گزارشی منتشر نشده است. در مطالعات قبلی مشخص شده است که بین مقدار موسیلاژ و تعداد سلول های موسیلاژی یا حفره ارتباط وجود دارد (12).

  1. Ahmad, H., Khan, S. M., Ghafoor, S. and Ali1, N. (2009). Ethnobotanical study of upper siran. Journal of herbs, spices and medicinal plants. 15(1): 86-97.
  2. Bird, S. M. and Gray, J. E. (2003). Signals from the cuticle affect epidermal cell differentiation. New Phytologist. 157(1): 9-23.
  3. Clarke, A., Anderson, R. and Stone, B. (1979). Form and function of arabinogalactans and arabinogalactan-proteins. Phytochemistry. 18(4): 521-540.
  4. Distelbarth, H. and Kull, U. (1985). Physiological investigations of leaf mucilages ii. The mucilage of taxus baccata l. and of thuja occidentale l. Israel journal of botany. 34(2-4): 113-128.
  5. Drozdova, I. and Bubenchikov, R. (2005). Composition and antiinflammatory activity of polysaccharide complexes extracted from sweet violet and low mallow. Pharmaceutical Chemistry Journal. 39(4): 197-200.
  6. 6.       J.G. Graham, M.L. Quinn, (2000). Plants used against cancer – an extension of the work of Jonathan Hartwell. Journal of Ethnopharmacology. 73 : 347–377 
  7. Ebrahimzadeh, M. A., Nabavi, S. M., Nabavi, S. F., Bahramian, F. and Bekhradnia, A. R. (2010). Antioxidant and free radical scavenging activity of H. officinalis L. var. angustifolius, V. odorata, B. hyrcana and C. speciosum. Pak J Pharm Sci. 23(1): 29-34.
  8. Fortuna-Perez, A. P., de Moraes Castro, M. and de Azevedo Tozzi, A. M. G. (2012). Leaflet secretory structures of five taxa of the genus Zornia JF Gmel.(Leguminosae, Papilionoideae, Dalbergieae) and their systematic significance. Plant systematics and evolution. 298(8): 1415-1424.
  9. Francoz, E., Ranocha, P., Burlat, V. and Dunand, C. (2015). Arabidopsis seed mucilage secretory cells: regulation and dynamics. Trends in plant science. 20(8): 515-524.
  10. Franz, G. (1979). Metabolism of reserve polysaccharides in tubers of Orchis morio L. Planta medica 36(05): 68-73.
  11. Ghanem, M. E., Han, R.-M., Classen, B., Quetin-Leclerq, J., Mahy, G., Ruan, C.-J., Qin, P., Perez-Alfocea, F. and Lutts, S. (2010). Mucilage and polysaccharides in the halophyte plant species Kosteletzkya virginica: localization and composition in relation to salt stress. Journal of plant physiology. 167(5): 382-392.
  12. Gregory, M. and Baas, P. (1989). A survey of mucilage cells in vegetative organs of the dicotyledons. Israel journal of botany. 38(2-3): 125-174.
  13. Haughn, G. and Chaudhury, A. (2005). Genetic analysis of seed coat development in Arabidopsis. Trends in plant science. 10(10): 472-477.
  14. Hodálová, I., Mereďa Jr, P., Mártonfi, P., Mártonfiová, L. and Danihelka, J. (2008). Morphological characters useful for the delimitation of taxa within Viola subsect. Viola (Violaceae): a morphometric study from the West Carpathians. Folia Geobotanica. 43(1): 83-117.
  15. Judd, W. S. and Manchester, S. R. (1997). Circumscription of Malvaceae (Malvales) as determined by a preliminary cladistic analysis of morphological, anatomical, palynological, and chemical characters. Brittonia. 49(3): 384.
  16. Karioti, A., Furlan, C., Vincieri, F. F. and Bilia, A. R. (2011). Analysis of the constituents and quality control of Viola odorata aqueous preparations by HPLC-DAD and HPLC-ESI-MS. Analytical and bioanalytical chemistry. 399(4): 1715-1723.
  17. Kruch, O. (1895). 6 [1897] L'epidermide mucilagginosa nelle foglie delle Dicotiledoni. Ricerche anatomiche e biologiche. Annuar. r. Ist. bot. Roma.(6): 191-274.
  18. Kuntze, G. (1891). Beitrage zur vergleichenden Anatomie der Malvaceen. Bot. Zbl.(45): 161-168.
  19. Lim, T. (2014).Viola odorata. In Edible Medicinal and Non Medicinal Plants Springer, 795-807:.
  20. Malviya, R., Srivastava, P. and Kulkarni, G. (2011). Applications of mucilages in drug delivery-a review. Advances in Biological Research. 5(1): 1-7.
  21. Mangin, M. L. (1893). Sur Les Cellules Mucifères Et Résinifères Du Taxus Baccata. Bulletin de la Société Botanique de France. 40(8): 313-316.
  22. Mereacre, A., Toniuc, A. and Toma, C. (2014). Histo-Anatomical Observations Regarding Viola L. Species In The Gârboavele Reserve (County Of Galati). Analele Stiintifice ale Universitatii" Al. I. Cuza" din Iasi. 60(1): 13.
  23. Naqvi, S. A., Khan, M., Shahid, M., Jaskani, M., Khan, I. A., Zuber, M. and Zia, K. M. (2011). Biochemical profiling of mucilage extracted from seeds of different citrus rootstocks. Carbohydrate polymers. 83(2): 623-628.
  24. Naran,R.,Chen,G. and Carpita,N. C. (2008). Novel rhamnogalacturonan I and arabinoxylan polysaccharides of flax seed mucilage. Plant physiology. 148(1): 132-141.
  25. Radlkofer, L. Ueber die Methoden in der botanischen Systematik, insbesondere die anatomische Methode. im Verlage der kb Akademie (1883).
  26. Spegg, H. (1959). Untersuchungen zur lage, ausbildung und funktion der schleimfuhrenden gewebe bei malvageen und tiliageen. Planta medica. 7(01): 8-23.
  27. Stewart, E. G. (1919). Mucilage or slime formation in the cacti. Bulletin of the Torrey Botanical Club. 46(5): 157-166.
  28. Trachtenberg, S. and Fahn, A. (1981). The mucilage cells of Opuntia ficus-indica (L.) Mill.-development, ultrastructure, and mucilage secretion. Botanical Gazette. 142(2): 206-213.
  29. Western, T. L., Burn, J., Tan, W. L., Skinner, D. J., Martin-McCaffrey, L., Moffatt, B. A. and Haughn, G. W. (2001). Isolation and characterization of mutants defective in seed coat mucilage secretory cell development in Arabidopsis. Plant physiology. 127(3): 998-101.