نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هئیت علمی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

2 رییس موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

3 کارشناس ارشد موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

چکیده

10 گونه با 12 جمعیت از خانواده‌های مختلف بومی ایران مورد بررسی قرار گرفتند. بررسب عدد کروموزومی گیاهان کمک شایانی در بدست آوردن اطلاعات تکاملی آنها می نماید.هدف از این بررسی بدست آوردن عدد کروموزومی گونه‌ها و جمعیت‌های مختلف گیاهان بود. بذر گونه ها از مناطق مختلف ایران جمع آوری گردید. دو گونه Melica persica و Silene vulgaris دارای دو جمعیت است. عدد کروموزومی Papaver rhoeas (14=n2) و Filipendula vulgaris (28=n2) برای اولین بار از ایران گزارش شدند. چهار گونه Silene vulgaris (24=n2)، Phlomis olivieri (20=n2)، Vicia armena (10=n2) و Melica persica (18=n2) برای دومین بار از ایران گزارش شدند. Tanacetum pinnatum (18=n2)، Vicia persica (10=n2)، Salvia hypoleuca (22=n2 ) و Papaver bracteatum (14=n2 ) دیگر گونه‌هایی بودند، که عدد کروموزومی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار MicroMeasure و Excel صورت گرفت. ایدیوگرام برای همه جمعیت‌ها رسم گردید. فرمول کاریوتیپی همه گونه ها ارائه شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Chromosome number of some Iranian angiosperms

نویسندگان [English]

  • Saeedeh sadat Mirzadeh vaghefi 1
  • Adel Jalili 2
  • Soheila Ashrafi 3

1 Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, I.R. of Iran.

2 Head of research institute institute of forests and rangelands

3 expert of research institute of forests and rangelands

چکیده [English]

Ten species with 12 populations from several families of Iran were studied. The investigation on chromosome number of native species of plants of Iran is the aim of this study. chromosome number of species make so important data of evolution. the seeds of plant were collected from several locations of Iran. Melica persica and Silene vulgaris have two populations. Chromosome counts of Papaver rhoeas (2n=14) and Filipendula vulgaris (2n=28) were reported for the first time from Iranian population. Silene vulgaris (2n=24), Phlomis olivieri (2n=20), Vicia armena (2n=10) and Melica persica (2n=18) were studied for the second time from Iranian populations. Tanacetum pinnatum (2n=18), Vicia persica (2n=10), Salvia hypoleuca (2n=22) and Papaver bracteatum (2n=14) were another species that investigated in this study from Iran. Data analysis was conducted by micromeasure and excel soft wares. Ideogram of each population was depicted. Karyotype formula of each population was present.
so valuable data was reported.

کلیدواژه‌ها [English]

  • chromosome count
  • Iran
  • species of plants
  • Papaver rhoeas

شمارش کروموزومی چند گونه از نهاندانگان ایران

سعیده سادات میرزاده واقفی*، عادل جلیلی و سهیلا اشرافی

ایران، تهران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع

تاریخ دریافت: 21/6/97                تاریخ پذیرش: 27/8/97

چکیده

عدد کروموزومی به عنوان یک خصوصیت با ثبات در گیاهان دارای اهمیت زیادی می باشد و کمک به روشن نمودن قرابت و تفسیر تغییرات اکولوژیکی و اثر آن بر روی تغییرات سطوح پلوئیدی گونه­ها و جمعیت­ها می­نماید. شمارش کروموزومی بسیاری از گونه های گیاهی بومی ایران تابحال صورت نگرفته است. در این تحقیق9 گونه  با 11 جمعیت از خانواده­های مختلف بومی ایران مورد بررسی قرار گرفتند. دو گونه Melica persica و Silene vulgarisدارای دو جمعیت است. عدد کروموزومی  Papaver rhoeas (14=n2) و Filipendula vulgaris (28=n2) برای اولین بار از ایران گزارش شدند. چهار گونه Silene vulgaris (24=n2)، Phlomis olivieri (20=n2)، Vicia armena (10=n2) و Melica persica (18=n2) برای دومین بار از ایران گزارش شدند. Tanacetum pinnatum (18=n2)، Vicia persica (10=n2)و  Papaver bracteatum (14=n2 ) دیگر گونه­هایی بودند، که عددکروموزومی آن­ها مورد بررسی قرار گرفت. ایدیوگرام برای همه جمعیت­ها رسم گردید.

واژه های کلیدی: عدد کروموزومی، ایران، گونه گیاهی، Papaver rhoeas، Filipendula vulgaris، Silene vulgaris، Phlomis olivieri، Vicia armena، Melica persica، Tanacetum pinnatum، Vicia persica، Papaver bracteatum.

* نویسنده مسئول، تلفن:    02144787280  ، پست الکترونیکی:  Mirzadeh@rifr-ac.ir

مقدمه

 

عدد کروموزومی گونه­ها یکی از منابع موثق و قابل بررسی برای گونه­های مختلف گیاهی است. در یک گونه با افزایش اختلافات سازشی ممکن است واریته های جدید و حتی گونه­های جدید در جوامع گیاهی بوجود آید. بنابراین کروموزوم­ها عوامل مناسبی هستند که می توان بر اساس آن نحوه روند تکاملی را دریافت(31).

کروموزوم­ها دارای ژن­هایی هستند که اطلاعات ژنتیکی مربوط به فنوتیپ گیاه را شامل می­شوند و به همین دلیل مطالعات سلولی بسیار پر اهمیت می­باشد(30).

از اوایل سده قبل عدد کروموزومی به عنوان صفتی مهم و کاربردی معرفی شده است (23 و24). در بسیاری از تحقیقات بررسی عدد کروموزومی تعدادی از گونه­ها به صورت گزارشی مختصر ارائه می­گردد، که عدد کروموزومی، سطح پلوئیدی، دسته بندی کروموزومها و ... مورد بررسی قرار می­گیرد  (20 ،13، 12، 11، 10، 9). در بسیاری از مجلات علمی ارائه این گونه مقالات بسیار متداول است که به طور عمومی گونه­های خانواده­های مختلف مورد بررسی و ارائه می­گردد(20 ،19،13، 12، 11، 10، 9). با توجه به بررسی­های انجام شده، مقاله به زبان فارسی بدین صورت تابحال ارائه نگردیده است و تحقیق حاضر برای اولین بار ارائه شده است. در این تحقیق به بررسی عدد کروموزومی 11 جمعیت از 9 گونه پرداخته شد. هدف از این بررسی بدست آوردن عدد کروموزومی گونه­ها و جمعیت­ها  و مقایسه آنها در جمعیت­های مختلف در صورت وجود است.

مواد و روشها

بذر گونه های مورد بررسی از طبیعت جمع آوری گردید. خصوصیات گونه ها و محل جمع آوری آنها در جدول 1 آمده است.

در صورت جوانه زنی بذر،  زمان 3 الی 5 روز لازم است تا طول ریشه مناسب جهت انجام کار باشد. سلول­های مریستمی ریشه چه با اسکالپل جدا وداخل ماده آلفابرومونفتالین تحت تیمار قرار داده شد.  بدین ترتیب تقسیم میتوز در سلول­های مریستمی در مرحله متافاز متوقف گردید. برای فیکس کردن ریشه­ها داخل ماده فیکساتیو فارمر ( محلول 1به 3 اسید استیک گلاسیال و اتانول ) قرار گرفتند.  پس از شستشو در محلول الکل نگهداری شدند.  برای تهیه لام میکروسکوپی  ریشه­ها با اسید کلریدریک 1 نرمال در حمام آب گرم دمای 60 درجه سانتی گراد به مدت 5 دقیقه هیدرولیز گردیدند. سپس نمونه ها با هماتوکسیلین  رنگ آمیزی شدند و با اسکالپل جدا و روی لام قرار گرفتند. با ضربه روی لامل سلول­های ریشه چه از هم جدا وآماده شدند. با این روش سلول­های در حال تقسیم در مرحله متافاز  جهت انجام مطالعات سیتوژنتیک تثبیت می­گردند. شمارش کروموزومی و تهیه عکس از نمونه ها با میکروسکوپ نوری انجام شد. اندازه گیری طول بازوهای کروموزومی  با استفاده از نرم افزار میکرومیژر (MicroMeasure) صورت گرفت. آماره­های سیتوژنتیک با نرم افزار  Excel محاسبه  شد.  ایدیوگرام­ها نیز با نرم افزار Excel  رسم شد. تقسیم بندی کروموزوم­ها بر اساس روش لوان و همکاران (18) صورت گرفت.

 

جدول 1- گونه های بررسی شده در تحقیق

محل جمع آوری

خانواده

نام علمی

ردیف

آذربایجان، مرند، زوزوداغ و کوه کمر، 2105 متر

Rosaceae

Filipendula vulgaris Moench

1

گلستان، پارک گلستان، 850 متر.

Poaceae

Melica persica Kunth

2

دماوند، آبسرد، 1900 متر.

Poaceae

Melica persica Kunth

3

تهران، دماوند، دره لار، 3600 متر.

Papaveraceae

Papaver bracteatum Lindl..

4

تهران، جاده چالوس، 2400-2330 متر.

Papaveraceae

Papaver rhoeas L.

5

تهران، آبعلی، 2040 متر

Lamiaceae

Phlomis olivieri Benth.

6

کرمانشاه، اسلام آباد، دوربادام، 1750 متر.

Caryophyllaceae

Silene vulgaris(Moench) Garcke

7

تهران، رودهن، 1830 متر.

Caryophyllaceae

Silene vulgaris (Moench) Garcke

8

تهران، کرج به چالوس، 2200 متر

Asteraceae

Tanacetum pinnatum Boiss.

9

تهران، دماوند، آبسرد، 1930 متر.

Papilionaceae

Vicia armena Boiss.

10

تهران، لالون-بذراب 2650-2550 متر.

Papilionaceae

Vicia persica Boiss.

11

 

 

بحث و نتیجه گیری

عدد کروموزومی گونه­های مورد بررسی بدین شرح است:

Asteraceae

Tanacetum pinnatum

عدد کروموزومی آن 18=n2 در این تحقیق بدست آمد، که با سایر تحقیقات انجام شده مطابقت دارد(4). در تحقیق دیگری که توسط چهرگانی و همکاران (5) صورت گرفت، درپنج جمعیت آن 18=n2 بود و در یک جمعیت 36=n2 بدست آمد. فرمول کاریوتیپی آن در این تحقیق، m+sm8 می باشد (شکل1 a.).

Caryophyllaceae

Silene vulgaris

عدد کروموزومی آن 24=n2 بدست آمد، که سایر تحقیقات صورت گرفته آن را تایید می نمایند (22 و 29).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


شکل 1- a: Tanacetum pinnatum (18=n2)؛  bو c : Silene vulgaris (24=n2)؛  d:Phlomis olivieri (20=n2)؛ e: Papaver bracteatum  (14=n2)؛ f: Papaver rhoeas (14=n2)؛g: Vicia armen  (10=n2)؛ h: Vicia persica(10=n2) ؛ iوj :Melica persica(18=n2) ؛  K: Filipendula vulgaris(28=n2). مقیاس: mµ1

 

گزارش کروموزومی آن برای دومین بار از ایران است. کروموزوم­های هر دو جمعیت، همه متاسانتریک و کوچک است (شکل 1b. و c).

Lamiaceae

Phlomis olivieri

 20=n2 برای این گونه بدست آمد. عدد کروموزومی گامتوفیت آن توسط آریاوند )3) 10=n گزارش شد. عدد کروموزومی اسپوروفیت آن از ایران با تحقیقات قبل مطابقت دارد (22). همه کروموزومهای آن متاسانتریک m10 است (شکل 1d.).

Papaveraceae

Papaver bracteatum

عدد کروموزومی این گونه در تحقیق حاضر 14=n2   بدست آمد که با تحقیقات قبل مطابقت دارد (7، 16، 27). فرمول کاریوتیپی آنsm7 بدست آمد (شکل 1e.).

Papaver rhoeas

عدد کروموزومی آن14=n2  بدست آمد. عدد کروموزومی این گونه برای اولین بار از ایران گزارش می­شود. تحقیقات قبل عدد کروموزومی بدست آمده را تائید می­نماید (8، 17) و فرمول کاریوتیپی آنst3+ sm4 است (شکل 1f.).

Fabaceae

Vicia armena

عدد کروموزومی بدست آمده برای این گونه در این تحقیق 10=n2 است که برای دومین بار برای ایران گزارش می­شود (25). فرمول کاریوتیپی آن sm2+ m3 است (شکل 1g.).

Vicia persica

10=n2عدد کروموزومی بدست آمده برای این گونه است، که با تحقیقات از قبل انجام شده مطابقت دارد (2،1، 26، 25). عدد کروموزومی گامتوفیت آن 5=n گزارش شده است (14، 15). فرمول کاریوتیپی آن در این تحقیقsm2+ m3 بدست آمد(شکل 1h.).

Poaceae

Melica persica

عدد کروموزومی این گونه 18=n2 بدست آمد. فرمول کاریوتیپی هر دو جمعیت آن sm2+ m7  است. برای دومین بار از ایران گزارش می شود و با تحقیق قبل مطابقت دارد (28) (شکل 1j. و i).

Rosaceae

Filipendula vulgaris

عدد کروموزومی آن 28=n2 بدست آمد. فرمول کروموزومی آن m14 است. کروموزوم­های آن کوچک و همه متاسانتریک هستند. در تحقیقات گذشته نشان داده شد که 7= x و 14=n2است (6 و26). عدد کروموزومی این گونه برای اولین بار از ایران گزارش می­شود(شکل 1.k).

سپاسگزاری

بدینوسیله از کلیه همکارانی که در جمع­آوری بذر همکاری نموده­اند کمال تشکر را دارم.

1. حسام زاده حجازی، س. م.؛  رسولی، م.، 1385 .بررسی سیتوژنتیکی گونه هایی از جنس ماشک (Vicia) در ایران. مجله علوم کشاورزی. 37(2): 213-225.

2. حسام زاده حجازی، س. م.، ضیایی نسب، م. 1389.نمایه مصور کروموزومی نیامداران (لگوم ها) موجود در بانک ژن منابع طبیعی ایران. موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع. 136 صفحه.

 

 

 

3. Aryavand, A. 1977. In: Love. A. IOPB Chromosome Number Reports LVII. Taxon. 26 (4): 444.

4. Chehregani,A., and Mehanfar, N., 2008. New Chromosome Counts in the Tribe Anthemideae (Astraceae) from Iran. Cytologia 73(2): 189–196

5. Chehregani R., A., Ahmadi, M., Ghasemkhani, T., 2014. Karyological, morphological and palynological studies on the populations of Tanacetum pinnatum Boiss (Asteraceae) on Hamedan (Iran). Indian Journal of Biotechnology 10(6):1361-1367.

6. Druskovic, B. and M. Lovka. 1995. IOPB chromosome data 9. Int. Organ. Pl. Biosyst. Newslett. (Zurich) 24: 15–19.

7. Espinsse , A. and Doseba, F. 1982. Cytological analysis of hybrids between Papaver somniferum L. and Papaver bracteatum Lindl. phylogenetic relationships between the two species. Agronomie. 2 (3): 281-286.

8. Feinbrun, N.1963. Chromosomes of Some East-Mediterranean Papaver Species. Caryologia. 16(3): 649-652.

9. Ghaffari, S. M., 1984. In: Love, A. (ed.): Chromosome number reports LXXXIII. Taxon 33: 353.

10. Ghaffari, S. M., 1984. In: Love, A. (ed.): Chromosome number reports LXXXV. Taxon 33:759.

11. Ghaffari, S. M., 1986. In: Love, A. (ed.): Chromosome number reports XCIII. Taxon 35: 897-903.

12. Ghaffari, S. M., 1986. In: Love, A. (ed.): Chromosome number reports XCI. Taxon 35: 407.

13. Ghaffari, S. M., 1987. In: Love, A. (ed.): Chromosome number reports XCIII. Taxon 36: 498.

 14. Ghaffari, S. M., 1987. Chromosome counts of some angiosperms from Iran II. Iran. J. Bot. 3: 183-188.

15. Ghaffari, S.M. and Kelich, K. 2006. New or rare chromosome counts of some angiosperms species from Iran. Iran. J. Bot. 12: 81-86.

16. Goldblatt, P. 1974. Biosystematic studies in Papaver section Oxytona. – An. Missouri Bot. Gard. 61: 264-296.

17. Humphyeysthe, M. O. 1975. Evolutionary relationships of British Species of Papaver in section Oithorhoeades as shown by observations on interspecies hybrids. New Phytologist. 74(3): 485-493.

18. Levan, A., Fredge, K., & Sandberg, A., 1964. Nomenclature for centromeric position on chromosome. Herediates 52: 201-220.

19. Lövkvist, B. & U. M. Hultgard. 1999. Chromosome numbers in south Swedish vascular plants. Opera Bot. 137: 1–42.

20. Mirzadeh Vaghefi, S. S. & Jalili, A. 2017. 12. 30: Chromosome counts of some Iranian plants. -Iran. J. Bot. 23 (2):136-139. Tehran

21. Mirzadeh Vaghefi, S. S. & Jalili, A. 2018. In: Marhold, K. & Kučera, J. (eds.): IAPT chromosome data 28. Taxon 67(6): 1235-1245.

22. Mudessir Jeelani, S., Rani, S., Kumar, S., Kumari, S. and Chand Guptameiotic, R. 2011. Studies in some members of Caryophylaceae Juss. From the western Himalayas. ACTA BIOLOGICA CRACOVIENSIA Series Botanica 53(1): 86–95.

23. Newton, M. E., 1983. Cylogy of the Hepaticae and Anthocerote. In new manual of Bryology, Schuster, R.M (ed.). 117-148. Hattori Botanical laboratory, Nichinan, Japan.

24. Newton, M. E., 1984. The cytogenetics of bryophytes in the experimental biology of bryophytes, Dyer, A. F. and Dukett, J. G. (ed.), Academic press, London. 65-96 pp.

25. Pakravan, M., Tavassoli, A., Zare, H. and Hosseinzadeh, Z. 2016. 12. 30: Karyological investigations in some species of Vicia L. (Fabaceae) from Iran. -Iran. J. Bot. 22 (2): 159-166.

26. Rahiminejad, M. R., Ehtemam, M. H. and Neishaboori, A. 2000.Cytotaxonomic studies of some Iranian Vicia species (Fabaceae Lindl.). J. Sci. I.R. Iran 11:1-5.

27. Rezaei, M., Naghavi, M. R., Hoseinzadeh, A. H., Abbasi, A., and Jahangiri, B. 2014.Study of Karyological Characteristics in Papaver bracteatum and Papaver somniferum. Cytologia. 79(2): 187–194.

28. Sheidai, M. 2008. Comparative cytogenetic study of some grass genera of subfamilyPooideae in Iran. Polish Botanical Journal 53(1): 15–28.

29. Sheidai1, M., Koohdar,F., Tabaripoor, R., Karapetian,J., Gholipoor, A., Noormohammadi, Z. 2011. Cytology in Silene: From population diversity to section classification. Acta Biologica Szegediensis 5 (1):27-39.

30. Stace, C. A., and Aquier, p. 1978. Taxonomy and Variation of Vulpia ciliatae Dumorr. Bot. J. Linn, SOC 77, 107-112.

31. Stebbin, G. L., 1971. Chromo some evolution in higher plants. Edwards Arnold publisher.LTD, London.