Document Type : Research Paper
Authors
1 Department of Plant Sciences, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz. Tabriz, Iran
2 1Department of Plant Sciences, Faculty of Natural Sciences, University of Tabriz. Tabriz, Iran
3 Department of Horticultural Sciences, Faculty of agriculture, University of Tabriz. Tabriz, Iran
4 East-Azarbaijan Research Center for Agriculture & Natural Resources Tabriz, Iran
5 Academic Member of Agricultural and Natural Resources Research Center of East Azerbaijan
Abstract
The genus Satureja is one of the main plants in food, pharmaceutical and healthcare industries by having important secondary metabolites. In this study, three Satureja species including S.sahendics, S.hortensis, S. atropatana were cytogenetically investigated. According to the results, the average chromosome lengths of the Satureja species ranged from 1.39 µm in S.sahendica to 4.82 µm in S.atropatana. The largest chromosome was observed in S.atropatana (5.940 µm) and the smallest in S.hortensis (1.022 µm). Between the studied species there were significant differences in long arm length (TL), arm ratio (AR), centromeric index (CI), total form percentage (TF%), difference of range relative length (DRL%), intra-chromosomal symmetry index (A1) and inter-chromosomal asymmetry index (A2). The chromosome types were determined “metacentric” and “submetacentric”. The Karyotype formula in S.sahendica, S.hortensis and S.hortensis species were respectively 14m, 20m+4sm and 4m+2sm. The S.sahendica species had the smallest values of Romero-Zarco index (A1 and A2), which is probably linked to its high capability with hard environmental conditions. In compared to the other species, S.sahendica showed the smallest DRL% and the largest TF%. It can be concluded that S.sahendica has more symmetrical karyotype and is more primitive species than two others. Because of the obvious genomic differences, it is expected that the direct crossing between S. atropatana and shandica with cultivated savory would be impossible and use of these species in savory breeding may need the ploidy manipulation and bridge species.
Keywords
Main Subjects
بررسی تنوع کروموزومی برخی از گونههای جنس مرزه (Satureja)
فاطمه رهبری1، نادر فرساد اختر1*، جابر پناهنده2، احمد رزبان حقیقی3 و امیرحسین طالبپور3
1 ایران، تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده علوم طبیعی، گروه زیست شناسی گیاهی
2 ایران، تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی
3 ایران، آذربایجان شرقی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان شرقی
تاریخ دریافت: 11/9/1398 تاریخ پذیرش: 12/11/1398
جنس مرزه (Satureja) به دلیل داشتن متابولیتهای ثانویه مهم، از گیاهان عمده در صنایع غذایی، دارویی و بهداشتی به حساب میآید. در این مطالعه، سه گونهی2n=2x=28 S. sahendica،2n=2x=12 S. atropatana و2n=2x=48 S. hortensis مورد بررسی قرارگرفتند. نتایج نشان داد که میانگین طول کروموزوم از 39/1 میکرومتر در S. sahendica تا 82/4 میکرومتر در S. atropatana متغیر است. بزرگترین کروموزوم (940/5 میکرومتر) در S.atropatana و کوچکترین کروموزوم (022/1 میکرومتر) در S. hortensis مشاهده شد. از نظر پارامترهای کاریوتیپی نسبت بازوها (AR)، شاخص سانترمری (CI)، درصد شکل کلی (TF%)، درصد اختلاف طول نسبی (DRL%)، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی (A1) و شاخص عدم تقارن بین کروموزومی (A2) تفاوت معنیداری بین سه گونه مشاهده شد. انواع کروموزومها شامل متاسانتریک و سابمتاسانتریک بودند، بطوریکه فرمول کاریوتیپی در گونههای S. sahendica، S. hortensis و S. atropatana به ترتیب به صورت 14m، 20m+4sm و 4m+2sm بود. گونهی S. sahendica کمترین میزان شاخصهای Romero-Zarco یعنی A1 و A2 را در بین سه گونه داشت که نشان دهندهی تطابق پذیری بیشتر این گونه با شرایط سخت محیطی است. همچنین این گونه نسبت به دو گونهی دیگر دارای بیشترین مقدار TF% و کمترین مقدار DRL% بود که این نیز نشاندهندهی متقارن بودن کاریوتیپ و ابتداییتر بودن این گونه نسبت به دو گونهی دیگر میباشد. به دلیل تفاوتهای بارز ژنومیک انتظار میرود که تلاقی مستقیم بین گونههای سهندیکا و آتروپاتانا با گونه زراعی امکانپذیر نباشد و استفاده از این گونهها در اصلاح مرزه نیازمند توسل به روشهایی مانند استفاده از گونههای پل و دستورزی پلوئیدی و نجات جنین باشد.
واژههای کلیدی: سیتوژنتیک، کاریوتیپ، Satureja
* نویسنده مسئول، تلفن: 09143157972، پست الکترونیکی: nader_farsad@tabrizu.ac.ir
گیاهان منبع بالقوهای برای ساخت ترکیبات دارویی هستند و از این رو در طول تاریخ به عنوان یک منبع ارزشمند دارویی مورد استفاده قرارگرفتهاند (4 و 7). باتوجه به اینکه خصوصیات گیاهی تا حد زیادی تحت کنترل مواد ژنتیکی هستهای قرار دارند، برخی از روشهای بررسی تنوع در ارقام و گونههای مختلف گیاهی، براساس مطالعات سیتوژنتیکی و کاریوتیپی آنها صورت میگیرد و یافتههای سیتوژنتیکی به عنوان پایهای برای ردهبندی گیاهی و روابط تکاملی در گیاهان مورد استفاده قرار میگیرند (13).
در میان خانوادههای گیاهی، نعناعیان دارای بیشترین گونههای گیاهی دارویی هستند و از جمله گیاهان این خانواده، جنس مرزهها میباشند. جنس مرزه Satureja از تیرهی Lamiaceae و زیرخانوادهیNepetoideae و طایفهی Mentheae است. گیاهان این جنس به دلیل داشتن متابولیتهای ثانویهای نظیر تیمول، کارواکرول، پاراسیمن و گاماترپینن از خواص دارویی زیادی نظیر مسکن، تب بر، ضد نفخ، ضد ویروس و ضد قارچ برخوردارند (5) و به همین دلیل بررسی ترکیبات ثانویه این گیاهان و نیز بررسی مورفولوژیکی و سیتوژنتیکی آنها حائز اهمیت فراوانی میباشد. جنس مرزه به طور عمده در منطقهی مدیترانه و حتی تا منطقهی فیتوژئوگرافیکی ایران- توران گسترش یافته است. ایران یکی از مهمترین منابع جنس مرزه میباشد به طوری که 16 گونه از مرزه در آن یافت میشود که 9 گونه از این 16 گونه شامل S. macrosiphonia ،
S. bachtiarica ، S. rechingeri، S. isophylla ،
S. atropatana ، S. sahendica، S. khuzistanica ،
S. intermedia و S. edmondi فقط در ایران رشد میکنند. برای گونههای مختلف در این جنس نیز اعداد کروموزومی 2n=12، 2n=20، 2n=24،2n=28 ، 2n=30، 2n=48 و 2n=64 گزارش شده است (3).
گونهی S. hortensis گیاهی علفی و یک ساله است (3) که بومی جنوب اروپا، قفقاز، عراق و غرب ایران میباشد و امروزه در اغلب کشورهای دنیا کشت میشود (9). گونهی S. sahendica گیاهی دارویی و بومی ایران است و به صورت خودرو در ارتفاعات صخرهای و کوههای غرب و شمال غرب ایران رشد میکند. مرزه سهندی گیاهی چندساله، بوتهای، منشعب و معطر با ارتفاع 10 تا 30 سانتیمتر است (6). گونهی Satureja atropatana گیاهی بوتهای با ساقههای متعدد است و به لحاظ اکولوژیکی رویشگاه آن در ارتفاع 1500 تا 1550 متر مناطق کوهستانی ناحیهی ایرانی- تورانی قرار دارد (3).
با وجود انجام تحقیقاتی در زمینه اثر عوامل مختلف بر ویژگیهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی مرزه های بومی ایران (1و 2)، مطالعات کاریولوژیکی محدودی در این زمینه صورت گرفته است. شریعت و همکاران (13) با بررسی کروموزومی 5 گونه از مرزههای جمع آوری شده ایران شامل گونههای بختیاریکا، خوزستانیکا، رشینگری، سهندیکا و اسپسیگرا چهار گونه اول را دیپلوئید با تعداد کروموزوم 2n=2x=30 و گونه اسپسیگرا را تتراپلوئید به صورت 2n=4x=60 گزارش کردند. در این مطالعه کوتاهترین کروموزوم مربوط به گونه سهندیکا با طول 35/1 میکرومتر و طویلترین آن مربوط به گونه رشینگری با 95/1 میکرومتر بود. ایرانی و همکاران (8) با مطالعه روی 9 جمعیت متعلق به چهار گونه از مرزههای ایران شامل ساتوریا ماکروسیفونیا، موتیکا، سهندیکا و اسپسیگرا تعداد کروموزومهای سوماتیک برای این گونه ها را به ترتیب 24، 26، 28 و 44 گزارش نمودند که در مورد گونههای سهندیکا و اسپسیگرا متفاوت از آن چیزی است که شریعت و همکاران (13) گزارش کردند. به رغم اهمیت روز افزون این جنس تاکنون در ایران مطالعات زیادی در زمینههای مختلف اصلاحی آن صورت نگرفته است. بنابراین به نژادی گیاهی به منظور اهلی سازی و حفظ ذخایر ژنتیکی این گیاهان ارزشمند، امری ضروری به نظر میرسد. با توجه به اینکه اطلاعات سیتوژنتیکی برای حفاظت ذخایر ژنتیکی و نیز طرح ریزی برنامه های اصلاحی بسیار مهم می باشد از این رو در این تحقیق ویژگی های کاریوتیپی چند گونه مختلف جنس مرزه مورد مطالعه قرار گرفت.
نمونه های بذر Satureja atropatana در مسیر تبریز به روستای اسپیران با ارتفاع 1640 متر از سطح دریا جمعآوری شد. نمونههای بذر Satureja sahendica نیز از دامنههای سهند و اطراف روستای عنصرود با ارتفاع 2030 متر از سطح دریا تهیه گردید. همچنین بذور Satureja hortensis از مزارع سبزیکاری اطراف تبریز تهیه شد. بذرها با آب مقطر شسته شدند و برای جوانهزنی در محیط با دمای °C25 و 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند. زمانیکه طول ریشهها به حدود 2 الی 15 میلیمتر رسید، مرحله پیشتیمار توسط مادهی آلفا برومونفتالین5/0 درصد در دمای C°4 انجام گرفت. از آنجایی که اندازه بذرها کوچک بودند و امکان جداسازی ریشچه از بذرها نبود، ریشچهها به همراه بذر به مدت 5/3 ساعت در داخل محلول آلفا برومونفتالین پیش تیمار شدند. ریشههای متصل به پوستهی بذر پس از اتمام مدت زمان لازم برای قرارگیری در آلفا برومونفتالین، به مدت 15 دقیقه در آب مقطر شسته شدند و در محلول تثبیتکننده کارنوی I (یک حجم اسید استیک و 3 حجم الکل اتیلیک) قرارگرفتند. پس از خارج کردن نمونهها از محلول، شستشوی نمونهها توسط آب مقطر انجام گرفت. بدنبال شستشو مراحل هیدرولیز، رنگ آمیزی و تهیه اسلایدهای میکروسکوپی انجام شد (10) و سپس اسلایدها با میکروسکوپ نوری (Olympus BX 41, Japan) مطالعه شدند و از صفحات متافازی با کیفیت مناسب، عکسبرداری صورت گرفت. تصاویر گرفته شده از صفحات متافازی مناسب، پس از شمارش کروموزوم و تعیین سطح پلوئیدی نمونههای مورد مطالعه، با استفاده از نرمافزار ایدیوکار نسخه 1.2 برای اندازهگیری طول کلی کروموزومها، طول بازوها و دیگر پارامترها نظیر اختلاف دامنه طول نسبی (DRL%)، درصد شکل کلی (TF%)، شاخص عدم تقارن استبینز (SC)، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی (A1) و شاخص عدم تقارن بین کروموزومی (A2) مورد استفاده قرار گرفتند (11و 12). همچنین کروموزومهای همولوگ از لحاظ اندازه، شکل و محل سانترومر برای تهیه کاریوگرامها به کمک روش برشی با استفاده از نرمافزار فتوشاپ مورد استفاده قرارگرفتند.
بعد از تهیه کاریوتیپ مشخص شد که افراد گونهی Satureja atropatana دیپلوئید و دارای 12 کروموزوم (2n=2x=12) با عدد پایهی کروموزومی x=6 هستند. این افراد با فرمول کاریوتیپی 4m+2sm دارای 4 جفت کروموزوم متاسانتریک و 2 جفت کروموزوم سابمتاسانتریک بودند. میانگین اندازهی کروموزومها 821/4 میکرون و طول کروموزومها از 895/3 تا 943/5 میکرون متغیر بود. همچنین دامنهی طول بازوی بلند از 049/2 میکرون در کروموزوم شمارهی 6 تا 170/3 میکرون در کروموزوم شمارهی 1 و دامنهی طول بازوی کوتاه از 596/1 میکرون در کروموزوم شمارهی 5 تا 772/2 میکرون در کروموزوم شمارهی 1 متغیر بود. میانگین دامنهی طول بازوی بلند و کوتاه نیز به ترتیب برابر 80/2 و 019/2 میکرون به دست آمد. همچنین میانگین نسبت بازوها 495/1 و TF% در این گونه برابر با 48/40 بود (جدول 2). ویژگی خاص این گونه وجود حالت تابخوردگی برخی بازوهای کروموزومی بود که نمایی شبیه حالت چند سانترومری را به کروموزومها میداد. جدول 1 ویژگی کروموزومها و شکلهای 1 و 2 به ترتیب ایدیوگرام و گستره متافازی گونهی S. atropatana را نشان میدهد.
شکل 1- ایدیوگرام Satureja atropatana
شکل 2- گسترهی متافازی کروموزومهای گونه(2n=2x=12) Satureja atropatana
جدول 1- ویژگیهای کروموزومها در Satureja atropatana
Chromosome No. |
Average chromosome length |
Minimum chromosome length |
Maximum chromosome length |
Standard error |
long arm Length |
Short arm Length |
Arm length ratio |
Type of chromosome |
1 |
5.943 |
5.778 |
6.057 |
0.062 |
3.170 |
2.772 |
1.33 |
Metacentric |
2 |
5.482 |
5.409 |
5.619 |
0.046 |
2.870 |
2.612 |
1.102 |
Metacentric |
3 |
4.825 |
4.678 |
4.951 |
0.061 |
3.167 |
1.658 |
1.922 |
Submetacentric |
4 |
4.635 |
4.553 |
4.702 |
0.033 |
3.002 |
1.633 |
1.848 |
Submetacentric |
5 |
4.150 |
4.131 |
4.174 |
0.009 |
2.553 |
1.596 |
1.660 |
Metacentric |
6 |
3.895 |
3.828 |
3.971 |
0.031 |
2.049 |
1.846 |
1.113 |
Metacentric |
جدول 2- مقایسه شاخصهای تقارن کاریوتیپی گونههای مورد مطالعه
گونه |
SC |
A1 |
A2 |
TF% |
DRL% |
Satureja atropatana |
2A |
0.279 |
0.229 |
40.48 |
6 |
Satureja sahendica |
1A |
0.133 |
0.129 |
46.512 |
3.6 |
Satureja hortensis |
2B |
0.270 |
0.205 |
41.66 |
3.9 |
SC: شاخص عدم تقارن استیبنز، A1: شاخص عدم تقارن درون کروموزومی، A2: شاخص عدم تقارن بین کروموزومی، TF%: درصد شکل کلی و DRL%: اختلاف دامنه طول نسبی
افراد گونهی S. sahendica دارای 28 کروموزوم (2n=2x=28) با عدد پایهی کروموزومی x=14 و به شکل دیپلوئید بودند بطوریکه در این گونه 14 جفت کروموزوم متاسانتریک با فرمول کاریوتیپی به صورت 14m شناسایی شد. جدول 3 ویژگی کروموزومهای این گونه را نشان میدهد. در افراد این گونه، طول کروموزومها از 163/1 تا 862/1 میکرون متغیر و میانگین اندازهی کروموزومها برابر 395/1 میکرون بود. دامنهی طول بازوی بلند در این گونه از 624/0 در کروموزوم شمارهی 14 تا 959/0 در کروموزوم شمارهی 1 و بازوی کوتاه از 539/0 میکرون در کروموزوم شمارهی 14 تا 902/0 در کروموزوم شمارهی 1 در نوسان بود. میانگین دامنه طول بازوی بلند و بازوی کوتاه به ترتیب برابر 746/0 و 649/0 میکرون به دست آمد. همچنین میانگین نسبت بازوها 159/1 میکرون و TF% برابر با 512/46 بود. جدول 3 ویژگیهای کروموزومی را در این گونه نشان میدهد. ایدیوگرام و گستره متافازی این گونه نیز به ترتیب در شکلهای 3 و 4 آمده است.
گونهی S. hortensis دارای 48 کروموزوم (2n=2x=48) با عدد پایهی کروموزومی x=24 بود. در این جمعیت 20 جفت کروموزوم متاسانتریک و 4 جفت کروموزوم سابمتاسانتریک با فرمول کاریوتیپی 20m+4sm مشاهده شد.
جدول3- ویژگیهای کروموزومها در Satureja sahendica
Chromosome No. |
Average chromosome length |
Minimum chromosome length |
Maximum chromosome length |
Standard error |
long arm Length |
Short arm Length |
Arm length ratio |
Type of chromosome |
1 |
1.862 |
1.848 |
1.873 |
0.005 |
0.959 |
0.902 |
1.063 |
Metacentric |
2 |
1.585 |
1.498 |
1.632 |
0.029 |
0.808 |
0.777 |
1.039 |
Metacentric |
3 |
1.509 |
1.512 |
1.593 |
0.018 |
0.808 |
0.701 |
1.153 |
Metacentric |
4 |
1.477 |
1.416 |
1.529 |
0.025 |
0.755 |
0.722 |
1.046 |
Metacentric |
5 |
1.429 |
1.390 |
1.452 |
0.013 |
0.804 |
0.625 |
1.289 |
Metacentric |
6 |
1.407 |
1.382 |
1.428 |
0.010 |
0.756 |
0.650 |
1.135 |
Metacentric |
7 |
1.398 |
1.356 |
1.427 |
0.015 |
0.727 |
0.671 |
1.084 |
Metacentric |
8 |
1.350 |
1.307 |
1.389 |
0.018 |
0.726 |
0.624 |
1.183 |
Metacentric |
9 |
1.336 |
1.282 |
1.388 |
0.023 |
0.733 |
0.603 |
1.226 |
Metacentric |
10 |
1.321 |
1.273 |
1.351 |
0.017 |
0.717 |
0.603 |
1.189 |
Metacentric |
11 |
1.282 |
1.248 |
1.325 |
0.017 |
0.709 |
0.573 |
1.245 |
Metacentric |
12 |
1.236 |
1.207 |
1.287 |
0.017 |
0.687 |
0.549 |
1.245 |
Metacentric |
13 |
1.188 |
1.183 |
1.198 |
0.003 |
0.636 |
0.551 |
1.162 |
Metacentric |
14 |
1.163 |
1.158 |
1.173 |
0.003 |
0.624 |
0.539 |
1.163 |
Metacentric |
شکل 3- ایدیوگرام Satureja sahendica
شکل 4- گسترهی متافازی کروموزومهای گونهی Satureja sahendica
همچنین تغییرات طول کروموزومها در محدوده 022/1 تا 375/2 میکرون بود. طول کل کروموزومهای این مجموعه برابر با 323/41 و میانگین طول کروموزومها نیز 721/1 میکرون بود. دامنهی طول بازوی بلند گونهی مذکور از 561/0 میکرون در کروموزوم شمارهی 24 تا 464/1 میکرون در کروموزوم شمارهی 1 متغیر و دارای میانگین 005/1 میکرون بود. همچنین دامنهی طول بازوی کوتاه از 461/0 میکرون در کروموزوم شمارهی 24 تا 956/0 میکرون در کروموزوم شمارهی 3 در نوسان بود و میانگین مربوط به آن 713/0 میکرون حاصل شد. میانگین نسبت بازوها 410/1 و TF% در این گونه برابر با 66/41 بود. جدول 4 بیان کننده ویژگی کروموزومهای گونهی S. hortensis و شکلهای 5 و 6 به ترتیب نشان دهنده ایدیوگرام و صفحه متافازی کروموزومهای این گونه میباشند.
جدول 4- ویژگیهای کروموزومها در Satureja hortensis
Chromosome No. |
Average chromosome length |
Minimum chromosome length |
Maximum chromosome length |
Standard error |
long arm Length |
Short arm Length |
Arm length ratio |
Type of chromosome |
1 |
2.375 |
2.339 |
2.438 |
0.022 |
1.464 |
0.911 |
1.607 |
Metacentric |
2 |
2.261 |
2.223 |
2.288 |
0.014 |
1.440 |
0.821 |
1.753 |
Submetacentric |
3 |
2.184 |
2.173 |
2.204 |
0.006 |
1.227 |
0.956 |
1.283 |
Metacentric |
4 |
2.070 |
2.043 |
2.096 |
0.011 |
1.137 |
0.932 |
1.219 |
Metacentric |
5 |
1.994 |
1.988 |
1.999 |
0.002 |
1.250 |
0.743 |
1.682 |
Metacentric |
6 |
1.978 |
1.978 |
1.979 |
0.000 |
1.225 |
0.769 |
1.592 |
Metacentric |
7 |
1.923 |
1.917 |
1.927 |
0.002 |
1.179 |
0.744 |
1.584 |
Metacentric |
8 |
1.913 |
1.908 |
1.916 |
0.001 |
1.152 |
0.760 |
1.515 |
Metacentric |
9 |
1.898 |
1.894 |
1.900 |
0.001 |
1.076 |
0.821 |
1.310 |
Metacentric |
10 |
1.882 |
1.873 |
1.889 |
0.003 |
1.201 |
0.680 |
1.766 |
Metacentric |
11 |
1.849 |
1.842 |
1.854 |
0.002 |
1.030 |
0.819 |
1.257 |
Metacentric |
12 |
1.829 |
1.827 |
1.832 |
0.001 |
1.022 |
0.807 |
1.266 |
Metacentric |
13 |
1.778 |
1.757 |
1.791 |
0.007 |
1.140 |
0.638 |
1.786 |
Submetacentric |
14 |
1.676 |
1.664 |
1.700 |
0.008 |
0.889 |
0.787 |
1.129 |
Metacentric |
15 |
1.618 |
1.613 |
1.628 |
0.003 |
1.047 |
0.570 |
1.836 |
Submetacentric |
16 |
1.596 |
1.581 |
1.604 |
0.005 |
0.869 |
0.726 |
1.196 |
Metacentric |
17 |
1.517 |
1.509 |
1.526 |
0.003 |
0.907 |
0.610 |
1.486 |
Metacentric |
18 |
1.467 |
1.452 |
1.489 |
0.008 |
0.907 |
0.536 |
1.692 |
Metacentric |
19 |
1.423 |
1.414 |
1.429 |
0.003 |
0.771 |
0.652 |
1.182 |
Metacentric |
20 |
1.348 |
1.330 |
1.362 |
0.007 |
0.690 |
0.660 |
1.045 |
Metacentric |
21 |
1.319 |
1.312 |
1.323 |
0.002 |
0.690 |
0.629 |
1.096 |
Metacentric |
22 |
1.256 |
1.236 |
1.290 |
0.012 |
0.620 |
0.530 |
1.169 |
Metacentric |
23 |
1.141 |
1.128 |
1.163 |
0.007 |
0.649 |
0.552 |
1.175 |
Metacentric |
24 |
1.022 |
1.015 |
1.032 |
0.003 |
0.561 |
0.461 |
1.216 |
Metacentric |
شکل 5- ایدیوگرام گونهی Satureja hortensis
شکل 6- گسترهی متافازی کروموزومهای گونهی Satureja hortensis
بحث
در این تحقیق اعداد پایهی کروموزومی 6، 14 و 24 به ترتیب برای گونههای S. atropatana، S. sahendica و S.
hortensis مشاهده شد و مطالعات کروموزومی نشان داد که برای هر سه گونهچیدمان کروموزومها به صورت دو به دو مناسبتر است که این گفته در ظاهر به معنی دیپلوئید بودن گونههای مورد مطالعه است و با نتایج مطالعات برخی از محققین دیگر نیز همخوانی دارد (8 و 12) اما چنین تفاوت بزرگی در عدد پایه کروموزومی نمیتواند در درون گونههای یک جنس وجود داشته باشد. همچنین عقیده بر این است که اعداد پایه بالاتر از 12 حکایت از پلی پلوئیدی دیرینه دارد (14) بنابراین قطعاً گونههای
S. sahendica و S. hortensis گونههای پلی پلوئید هستند اما با توجه به اندازه بسیار کوچک کروموزومها و کاریوتیپ تقریباً متقارن، تعیین نوع پلی پلوئیدی با روشهای کلاسیک ممکن نیست و نیازمند انجام مطالعات از طریق سیتوژنتیک مولکولی همراه با مطالعات ژنتیکی (الگوهای تفکیک دیسومی یا پلی سومی) و هیبریداسیونهای بین گونهای خواهد بود. بر این اساس گزارشی از وجود اعداد پایهی x=6، x=7 و x=8 در Satureja ارائه شده است با این تفاوت که گونهی S. atropatana با عدد پایهی x=6 دیپلوئید 2n=2x=12، گونهی S .sahendica با عدد پایهی کروموزومی x=7، تتراپلوئید 2n=4x=28 و گونهیS .hortensis با عدد پایه x=8، هگزاپلوئید 2n=6x=48 میباشد.
در این مطالعه اندازهی کوچک و شباهت بسیار زیاد کروموزومها به دلیل تقارن بالای کاریوتیپی در دو گونهی S. sahendica و S. hortensis تجزیه دقیق کاریوتیپی این گونهها را بسیار مشکل مینمود. با وجود این نتایج نشان داد که تیپ کروموزومهای مورد بررسی از نوع متاسانتریک تا سابمتاسانتریک میباشند. به طوریکه تمام کروموزومهای گونهی S. sahendica از نوع متاسانتریک و دو گونهی دیگر تلفیقی از متاسانتریک و سابمتاسانتریک بودند. ایرانی و همکاران (8) نیز گزارش کردند که کروموزومها در گونههای مرزه عمدتاً متاسانتریک و در درجه بعدی ساب متاسنتریک هستند. گونههای مورد مطالعه از نظر ویژگیهای کاریوتیپی و تعداد کروموزوم با هم تفاوت داشتند که نشان دهندهی این است که این گونهها در معرض پروسههای تکاملی مدیدی قرار گرفتهاند و قادر به حضور و پایداری در شرایط متنوع محیطی هستند.
دامنهی تغییرات طول کروموزوم از 022/1 میکرومتر در گونهی S. hortensis تا 943/5 میکرومتر در گونهی
S. atropatana متفاوت بود که این نشان دهندهی وجود تنوع در طول کل کروموزومها در بین گونههای مورد مطالعه بود. در بین سه گونهی مورد مطالعه از نظر اندازه طول بازوی بلند و بازوی کوتاه تنوع بسیاری وجود داشت، به خصوص گونهی S. atropatana از این نظر بسیار متفاوت از دو گونهی S. hortensis و S. sahendica بود. دو گونهی S. hortensis و S. sahendica از این نظر تقریباً به همدیگر نزدیکتر بودند که این موضوع نشاندهندهی وجود تنوع در اندازهی کروموزومها و بازوهای کروموزومی بین گونهی S. atropatana با دو گونهی دیگر میباشد در حالیکه تنوع کمتری در اندازهی بازوها در دو گونهی S. hortensis و S. sahendica نسبت به همدیگر دیده شد. از نظر صفت نسبت بازوها نیز گونهی
S. sahendica نسبت به گونهی S. hortensis و آن نیز نسبت به گونهی S. atropatana مقدار کمتری داشتند و از نظر صفت شاخص سانترومری نیز به ترتیب گونههای
S. sahendica ، S. hortensis و S. atropatana دارای بیشترین مقدار بودند که این امر بیانگر تقارن کروموزومی بیشتر S. sahendica نسبت به دو گونهی دیگر میباشد.
فاکتورهای A1 و TF% به عنوان شاخصهای تقارن درون کروموزومی هستند که رابطهی آنها با هم یک رابطهی عکس میباشد. بنابراین با اندازهگیری یکی از دو شاخص فوق میتوان به میزان تقارن و نامتقارن بودن کروموزومها پی برد. هرچه مقدار A1 بیشتر باشد دلیل بر حرکت سانترومر به سوی قسمت انتهای کروموزوم و دور شدن از حالت متاسانتریک است. گونهی S. sahendica با داشتن کمترین مقدار A1 و بیشترین مقدار TF% نسبت به دو گونهی دیگر، دارای کاریوتیپ متقارنی بود. همچنین گونهی S. hortensis با داشتن مقدار A1 کمتر و TF% بیشتر نسبت به گونهی S. atropatana کاریوتیپ متقارنتری داشت. بنابراین به طور کلی گونهی S .sahendica دارای بیشترین تقارن کاریوتیپی و گونهی S. atropatana دارای کاریوتیپ نامتقارن بودند. فرمول کاریوتیپی نیز این موضوع را تایید کرد، چرا که هر چه تعداد کروموزوم متاسانتریک بیشتر باشد تقارن کاریوتیپی بیشتر خواهد بود و همانطور که ملاحظه شد گونهی S. sahendica از جمله گونههایی بود که همهی کروموزومهای آن متاسانتریک بودند و بیشترین مقدار TF% را نیز دارا بودند.
روند تغییرات دو شاخص A2 و DRL% به عنوان شاخصهای عدم تقارن بین کروموزومی، یک رابطهی خطی و مستقیم است. هرچه این شاخصها مقادیر کمتری داشته باشند کاریوتیپ متقارنتر خواهد بود. در این بررسی نیز بیشترین مقدار A2 و DRL% مربوط به گونهی
S. atropatana و کمترین مقدار آنها به گونهی
S. sahendica تعلق داشت (جدول 2). بنابراین گونهی
S. sahendica دارای کاریوتیپ متقارنتری بود. داشتن کمترین مقدار شاخصهای A1 و A2 در گونهی
S. sahendica احتمالاً با قابلیت بالای آن در انطباق با شرایط سخت محیطی مرتبط باشد (11).
از لحاظ تکامل کاریوتیپی، براساس کلاس تقارن استبینز (17) گونهی S. sahendica در کلاس 1A و گونهی
S. atropatana در کلاس 2A و گونهی S. hortensis در کلاس 2B قرارگرفتند. با توجه قرارگرفتن گونهی
S. sahendica در کلاس 1A میتوان نتیجه گرفت که این امر بیانگر تقارن کاریوتیپی و وضعیت تکاملی ابتدایی در این گونه است که بررسی پارامترهای دیگر نیز این موضوع را تایید کردند ولی در مقایسهی بین دو گونهی دیگر از نظر کلاس تقارن استبینز، گونهی S. atropatana در کلاس 2A و گونهی S. hortensis در کلاس 2B قرار داشتند که این امر نشان دهنده تقارن کاریوتیپی بیشتر S. atropatana نسبت به S. hortensis است در حالیکه بررسی پارامترهای دیگر نظیر A1، A2، TF%، DRL%، CI و AR خلاف این موضوع را نشان داد و این باعث شد تا حدودی دو گونهی S. atropatana و S. hortensis از لحاظ تقارن و تکامل کاریوتیپی متمایز شوند. در مجموع با توجه به تفاوتهای آشکار ژنومی (از نظر عدد پایه، سطح پلوئیدی و اندازه کروموزومها) موجود در بین گونههای مورد مطالعه انتظار میرود که امکان تلاقی مستقیم بین گونههای سهندیکا و آتروپاتانا با گونه زراعی مقدور نباشد و استفاده از این گونهها در اصلاح مرزه نیازمند توسل به روشهایی نظیر نجات جنین، استفاده از گونههای پل و دستورزی پلوئیدی باشد.