مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)

تعیین کیفیت و کمیت دانه گرده در برخی از ژنوتیپ‌های ذغال اخته (Cornus mas L)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه ارومیه

چکیده

دانه‌های‌گرده 10 ژنوتیب ذغال‌اخته (cornus mas L.) از منطقه ارسباران آذربایجان شرقی در ایران برای تعیین قوه نامیه، میزان جوانه‌زنی، سطح تولید دانه‌گرده و هم‌شکلی مورفولوژیکی مورد آزمایش قرار گرفتند. قوه نامیه دانه‌های گرده از طریق آزمون‌های تری فنیل تترازولیوم کلراید (TTC) و یدید پتاسیم یدین (IKI) تعیین می‌گردد. آزمون-های جوانه‌زنی دانه‌گرده با استفاده از روش قطره‌های آویزان (Hanging Drop) در محلول‌های ساکارز 0، 5، 10، 15 و20% و اسید بوریک 03/0، 05/0، 1/0 و 2/0% انجام شد. تولید دانه‌گرده و هم‌شکلی مورفولوژیکی نیز بوسیله روش هموسایتومتریک (Haemacytometric) تعیین گردید. نتایج نشان داد که در آزمون TTC بالاترین درصد دانه‌های گرده زنده در ژنوتیپ C10 (3/64%) و پایین‌ترین آن درC9 (2/52 %) بود. همچنین در آزمون IKI بالاترین دانه گرده زنده در ژنوتیپ C5 ( 2/87 % ) و پایین‌ترین آن در ژنوتیپ C8 ( 2/74% ) بود. بالاترین میزان جوانه‌زنی دانه گرده در محلول‌های ساکارز 15 و 20% و اسید بوریک 03/0% بود. حداکثر سطح تولید دانه گرده نرمال از ژنوتیپ C3 بدست آمد. سطح هم‌شکلی مورفولوژیکی دانه‌های‌گرده در رنجی از 5/90 تا 7/96% بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Determination of Pollen Quality and Quantity in some Cornelian cherry (Cornus mas L.) genoyypes

نویسندگان [English]

  • Hamid Hassanpour
  • Fatemeh Mirzaei

چکیده [English]

The pollen grains of ten Cornelian cherry (cornus mas L.) genotypes were tested for the determination of viability, germination rate, pollen production level and morphological homogeneity in Arasbaran district of East Azerbaijan, Iran. Viability of the pollen was determined by Triphenyl tetrazolium chloride (TTC) and Iodine-potassium iodide (IKI) tests. Pollen germination tests were carried out with Hanging Drop method in sucrose solutions of 0, 5, 10, 15, 20 and 25% and in 0.03, 0.05, 0.1 and 0.2% of boric acid. Also, pollen production and morphological homogeneity were determined by Hemacytometric method. The results showed that, in the TTC test, the highest percentage of viable pollen grain was found in C10 genotype (64.3%) and the lowest was found in C9 genotype (52.2%). Also, in the IKI test, the highest viable pollen was found in C5 genotype (87.2%) and the lowest in C8 genotype (74.2%). The Pollen germination rates were the highest in 15 and 20 % of sucrose and 0.03% of boric acid solutions. The maximum pollen production level was obtained from the C3 genotype. The morphological homogeneity level of pollens ranged from 96.7 to 90.5%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arasbaran region
  • Cornelian cherry
  • Pollen
  • Staining test

تعیین کیفیت و کمیت دانه­گرده در برخی از ژنوتیپ­های ذغال­اخته (Cornus mas L)

حمید حسن‌پور*و فاطمه میرزایی

ارومیه ، دانشگاه ارومیه، دانشکده کشاورزی، گروه علوم باغبانی

تاریخ دریافت: 1/3/94                  تاریخ پذیرش: 17/9/94

چکیده

دانه­های­گرده 10 ژنوتیب ذغال­اخته (cornus mas L.) از منطقه ارسباران آذربایجان‌شرقی در ایران برای تعیین قوه نامیه، میزان جوانه­زنی، سطح تولید دانه­گرده و هم­شکلی مورفولوژیکی مورد آزمایش قرار گرفتند. قوه نامیه دانه­های گرده از طریق آزمون­های تری فنیل تترازولیوم کلراید (TTC) و یدید پتاسیم یدین (IKI) تعیین می­گردد. آزمون­های جوانه­زنی دانه­گرده با استفاده از روش قطره­های آویزان (Hanging Drop) در محلول­های ساکارز 0، 5، 10، 15 و20% و اسید بوریک 03/0، 05/0، 1/0 و 2/0% انجام شد. تولید دانه­گرده و هم­شکلی مورفولوژیکی نیز بوسیله روش هموسایتومتریک (Haemacytometric) تعیین گردید. نتایج نشان داد که در آزمون TTC بالاترین درصد دانه­های گرده زنده در ژنوتیپ C10 (3/64%)  و پایین­ترین آن درC9  (2/52 %) بود. همچنین در آزمون IKI بالاترین دانه گرده زنده در ژنوتیپ C5 ( 2/87 % ) و پایین­ترین آن در ژنوتیپ C8 ( 2/74% ) بود. بالاترین میزان جوانه­زنی دانه گرده در محلول­های ساکارز 15 و 20% و اسید بوریک 03/0% بود. حداکثر سطح تولید دانه گرده نرمال از ژنوتیپ C3 بدست آمد. سطح هم­شکلی مورفولوژیکی دانه­های­گرده در رنجی از 5/90 تا 7/96% بود.

واژه­های کلیدی: آزمون رنگ­آمیزی، دانه­گرده، ذغال­اخته، منطقه ارسباران

* نویسنده مسئول، تلفن: 0443674456 ، پست الکترونیکی: phhassanpour@gmail.com

مقدمه

 

ذغال­اخته یکی از محصولات باغی کشور است که مانند دیگر محصولات باغبانی دارای مزیت­های متفاوت از قبیل ارزش غذایی و دارویی است. به دلیل شرایط اقلیمی مناسب در بعضی از مناطق کشور، ذغال­اخته عمدتا به صورت ارگانیک تولید می­شود، از این‌رو می­تواند برای صادرات و سودآوری مورد توجه قرارگیرد. چنانچه از مطالعات برمی­آید در بعضی از نواحی کشورمان مانند ارسباران در استان­های آذربایجان شرقی، قزوین و گیلان شرایط لازم برای تولید این محصول با ­ارزش وجود دارد (18).

بطور کلی هدف از پرورش درختان میوه، افزایش باردهی با کیفیت ویژه و کمیت زیاد می­باشد که در ذغال­اخته نیز چنین اهدافی دنبال می­گردد. برای رسیدن به این مهم، درک مشکلات بیولوژیکی و تکنیکی در باروری بسیار مهم است. متأسفانه اطلاعات در زمینه بیولوژی باروری ذغال­اخته در ایران بسیار محدود است. قوه نامیه و میزان جوانه­زنی در رابطه با کیفیت دانه­گرده از خصوصیات بسیار مهم در درختان میوه است. این ویژگی­ها برای اصلاح­کنندگان و پرورش­دهندگان درختان میوه بسیار مفید است. میزان باروری و تشکیل میوه پایین ارتباط نزدیکی با خصوصیات متفاوت دانه­گرده دارد (کمیت و میزان جوانه­زنی). شناسایی روابط بین باروری و این خصوصیات برای رشد میوه خیلی مهم است (23). مطالعه دانه­گرده می­تواند اطلاعات با ارزشی را فراهم کند (30). محققان زیادی نشان دادند که خصوصیات ساختاری دانه­گرده در تعداد زیادی از گونه­ها و مورفولوژی دانه­گرده شامل اندازه، شکل و الگوی آن ممکن است برای شناسایی گونه­ها مورد استفاده قرار گیرد (5، 23 و 24). مورفولوژی دانه گرده وابسته به ژنتیک گیاه می­باشد که درک تفاوتهای موجود در بین ژنوتیپ­ها بحرانی می­باشد (30).

اخیرا به تأثیر ویژه کیفیت گرده تأکید زیادی می­شود، همچنین گزارش شده است که کیفیت پایین گرده می­تواند علت اصلی ناتوانی زایشی در بعضی جمعیت­های طبیعی گیاهان باشد (4). کارایی دانه­گرده (از قبیل دانه­گرده تولید شده در گل، هم­شکلی مورفولوژیکی دانه­گرده، جوانه­زنی دانه­گرده، رشد لوله گرده و ترکیب دانه­گرده) از اجزاء مهم موفقیت در باروری درختان میوه می­باشند (7 و 34). بنابراین میزان باروری پایین و تشکیل میوه پایین ارتباط نزدیکی با خصوصیات متفاوت دانه­گرده (کمیت، میزان جوانه­زنی و هم­شکلی مورفولوژیکی) دارد (12 و 15). در نتیجه شناسایی روابط بین باروری و این خصوصیات برای پرورش میوه بسیار مهم است (34). برای بررسی پتانسیل گرده­افشانی، باید کمیت و قوه نامیه دانه­گرده و همچنین توانایی جوانه­زنی دانه گرده مورد بررسی قرار گیرد. یک رابطه خطی بین قوه نامیه و توانایی جوانه­زنی در تعداد زیادی از گونه­ها وجود دارد. توانایی جوانه­زنی دانه گرده به فاکتورهای مختلفی از قبیل شرایط تغذیه­ای، گونه، واریته و یا ژنوتیپ استفاده شده و فاکتورهای محیطی دارد (14). همچنین مقدار تولید دانه­گرده در گونه­های گیاهی به عوامل زیادی از قبیل گونه، ارقام، سن گیاه، شرایط تغذیه­ای و محیط کشت بستگی دارد (14). بنابراین علاوه بر خصوصیات ژنتیکی، فاکتورهای محیطی از قبیل شرایط اقلیمی و خاکی نیز در تولید گرده و کیفیت میوه مؤثر هستند. همچنین مطالعات روی تولید و خصوصیات گرده بعضی از درختان از قبیل بادام، به و زردآلو نشان داد که خصوصیات گرده بوسیله شرایط ژنتیکی و محیطی تحت تأثیر قرار می­گیرد (6، 8، 11 و 29).

مطالعات متعددی نشان داده است که آزمون­های تری فنیل تترازولیوم کلراید (TTC) و یدید پتاسیم یدین (IKI) برای تخمین قوه نامیه دانه گرده بسیار مناسب هستند. همچنین این روش­ها ساده و سریع هستند (3 و 19). Abdelgadir و همکاران (3) مشاهده کردند که این روش­ها توانایی تشخیص دانه­گرده زنده از غیر زنده را دارند، بنابراین می­توانند برای ارزیابی دانه گرده ذغال­اخته نیز مؤثر واقع شوند.

همچنین در مطالعات مختلف مشخص شده است که دانه­های­گرده در محیط­های ویژه دارای رشد و جوانه­زنی مطلوب هستند (26 و 35). از اجزای اصلی یک محیط کشت دانه­گرده می­توان به اسید بوریک و ساکارز اشاره کرد. بطور کلی ساکارز نقش منبع انرژی و مواد اسموتیک را در محیط کشت ایفا می­کند (28) و در میان عناصر مختلف، نقش عنصر برای گسترش لوله گرده ضروری است و می­تواند در کمپلکس­های قند-برات شرکت کند. علاوه بر آن این عنصر برای تشکیل دیواره سلولی لوله گرده در حال رشد نیز مهم می­باشد (35). بنابراین استفاده از این عنصر برای جوانه­زنی دانه­گرده یک استراتژی مؤثر در تولید میوه است. مطالعات مختلف نشان داده است که استفاده از غلظت­های مختلف بر در تشکیل میوه اهمیت زیادی دارد، به‌طوری‌که ممکن است در درختان مختلف استفاده از غلظت­های بالاتر منجر به کاهش تشکیل میوه گردد (26). در درختان سیب رقم گلدن و استار بهترین جوانه­زنی در 2/0 مولار ساکارز و 20 میکروگرم بر میلی­لیتر اسید بوریک بدست آمد. مشخص شده است که استفاده از غلظت مناسب بر و ساکارز می­تواند جوانه­زنی و رشد لوله گرده را تشویق کند (10).

با انجام مطالعات تحت شرایط باغ می­توان به وضعیت باروری گونه­های مختلف درختی پی برد. از این رو عملکرد واقعی میوه می­تواند تحت تأثیر شرایط و سازگاری­های اکولوژی محلی تعیین گردد. با وجود این، مطالعات روی جوانه­زنی دانه گرده و قوه نامیه تحت شرایط آزمایشگاهی، می­تواند اطلاعات با ارزشی درباره گونه­های درختان میوه بدهد. متأسفانه، مطالعه­ در مورد بیولوژی دانه­گرده، قوه نامیه، جوانه­زنی و تولید دانه­گرده درختان ذغال اخته در ایران انجام نشده است. بنابراین هدف از این مطالعه بررسی قوه نامیه، کمیت و کیفیت دانه­گرده و جوانه­زنی آن در ژنوتیپ­های مختلف ذغال­اخته در استان آذربایجان شرقی (منطقه ارسباران) می­باشد.

مواد و روشها

ده ژنوتیپ ذغال­اخته (C1، C2، C3، C4، C5، C6، C7، C8، C9 و C10) از منطقه ارسباران استان آذربایجان شرقی برای انجام این آزمایش انتخاب شدند. موقعیت جغرافیایی و محل جمع­آوری نمونه­های مورد مطالعه در جدول 1 آورده شده است.

 

جدول 1- موقعیت جغرافیایی و محل جمع­آوری نمونه­های مورد مطالعه ذغال­اخته

نمونه

محل جمع­آوری نمونه

طول جغرافیایی

عرض جغرافیایی

ارتفاع از سطح دریا (متر)

C1

کلیبر

38° 52َ 340″

47° 02َ 865″

1059

C2

کلیبر

38° 51َ 656″

47° 01َ 673″

1259

C3

کلیبر

38° 49َ 275″

47° 03َ 491″

1226

C4

کلیبر

38° 51َ 165″

47° 04َ 189″

1210

C5

کلیبر

38° 55َ 124″

47° 01َ 595″

1025

C6

هوراند

38° 49َ 039″

47° 21َ 570″

1034

C7

هوراند

38° 49َ 684″

47° 23َ 964″

865

C8

هوراند

38° 45َ 928″

47° 21َ 336″

1187

C9

هوراند

38° 50َ 063″

47° 22َ 046″

1087

C10

هوراند

38° 48َ 421″

47° 24َ 025″

1162

 

گل­ها در مرحله غنچه جمع­آوری گردیده و بساک­های آنها در دمای 22 درجه سانتی­گراد به مدت 24 ساعت ذخیره شدند. نمونه گل برای آزمون سنجش قوه نامیه، تولید و جوانه­زنی دانه­گرده در اواسط مدت گل­دهی ذغال­اخته تهیه می­شود. میزان قوه نامیه دانه­گرده با استفاده از آزمون TTC و IKI (25) تعیین می­گردد. در آزمون TTC از محلول 2 و3و5- تری فنیل تترازولیوم کلراید استفاده می­شود. یک قطره از این محلول روی لامی که دانه­گرده در آن قرار دارد، ریخته ­شد. سپس به وسیله برس روی لام پخش شد. شمارش کردن بعد از کاربرد TTC انجام و در سه گروه براساس شدت رنگ­آمیزی تقسیم ­شدند. دانه­های­گرده­ای با رنگ قرمز تیره، زنده بوده و قوه نامیه بالایی داشتند. دانه­های­گرده با رنگ قرمز روشن نیمه زنده بوده و قوه نامیه متوسطی داشتند و بالاخره دانه­های­گرده رنگ نگرفته، مرده بوده و هیچ قوه نامیه­ای نخواهند داشت (9). همچنین قوه نامیه دانه­های­گرده در محیط IKI بعد از 2 دقیقه شمارش و تعیین می‌شوند. دانه­های­گرده قهوه­ای تیره به عنوان دانه­گرده زنده، دانه­های­گرده مایل به زرد به عنوان نیمه زنده و رنگ نگرفته­ها غیر زنده محسوب می­شوند. برای تعیین قوه نامیه حدودا 300 دانه­گرده از هر تکرار و از چهار ناحیه متفاوت زیر میکروسکوپ نوری شمارش می‌شوند. توانایی جوانه­زنی بوسیله روش قطره­های آویزان (Hanging drop) در محلولهای ساکارز 0، 5، 10، 15، 20 و 25 % و اسید بوریک 03/0، 05/0، 1/0 و 2/0% تعیین می­گردد. دانه­های گرده در دمای 22 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت در شرایط تاریکی نگهداری می­شوند.

برای هر منبع دانه­گرده 6 لام و پتری دیش در نظر گرفته شد که هریک از اینها به عنوان یک تکرار در نظر گرفته می­شوند. در آزمون­های جوانه­زنی 100 دانه گرده از هر تکرار بطور تصادفی شمارش شده و همه مشاهدات در لام­ها و پتری دیش­ها در درشت نمایی 100 X با استفاده از میکروسکوپ نوری انجام می­شود. مقدار تولید دانه­گرده در هر بساک و هر گل و میزان هم­شکلی مورفولوژیکی دانه­های­گرده با استفاده از روش هموسایتومتریک (Haemocytometric) تعیین می­گردند (9). ابتدا داده­های بدست آمده مورد آزمون نرمالیته قرار گرفتند و آن داده­هایی که از توزیع نرمال انحراف داشتند از Arc Sin جهت تبدیل داده­ها استفاده کردند. بعد از بررسی نرمال بودن داده­ها، تجزیه واریانس و مقایسه میانگین به روش آزمون چند دامنه­ای دانکن با استفاده از نرم افزار SAS انجام شد.

نتایج و بحث

نتایج آزمون­هایTTC  و IKI برای قوه نامیه دانه­های­گرده در جدول 2 نشان داده شده است. در آزمون TTC میزان قوه نامیه دانه­گرده تفاوت معنی­داری نشان داد. در آزمون TTC بالاترین درصد دانه­های­گرده زنده در ژنوتیپ C10 (3/64%) و پایین‌ترین آن درC9  (2/52%) مشاهده گردید. درصد دانه­های­گرده نیمه زنده بین 4/15% ( C8) و 2/19% (C4) متغیر بود. پایین­ترین درصد دانه­های گرده غیر زنده در ژنوتیپ C5 (3/14%) و بالاترین آن در ژنوتیپ C3 (4/25%) بود.

 

جدول 2- میزان قوه نامیه دانه­گرده تعیین شده در ژنوتیپ­های مختلف ذغال­اخته با آزمون­های IKI و TTC

ژنوتیپ

 

TTC

 

 

 

IKI

زنده (%)

نیمه زنده (%)

مرده (%)

زنده (%)

مرده (%)

C1

3/2±6/63ab

ab1/1±1/18

c8/1±2/15

 

6/1±4/82ab

1±4/15bc

C2

2/3±1/54bc

a3/1±19

b3/1±3/21

 

6/3±2/81ab

1/1±6/15bc

C3

8/1±6/52c

bc2/1±3/16

a2/1±4/25

 

2/2±1/75c

7/1±1/25a

C4

4/3±1/53c

a3/1±2/19

a4/1±1/25

 

5/3±1/76bc

6/1±8/20b

C5

2±1/64a

bc2±3/16

c3/1±3/14

 

1/4±2/87a

3/1±12c

C6

2±9/61ab

b1±4/17

c9/1±5/15

 

3/1±5/81ab

4/1±3/14bc

C7

b2/2±3/55

b1/1±8/17

b2/1±1/20

 

5/3±3/80ab

2/1±2/14bc

C8

5/1±4/56b

c6/1±4/15

a1/1±3/24

 

6/2±2/74c

3/1±4/24a

C9

3/3±2/52c

ab7/1±1/18

a3/1±1/24

 

3/3±4/78bc

4/1±3/21b

C10

1±3/64a

b1/3±6/17

c1/1±2/15

 

1/3±1/83ab

1/1±5/11c

در هر ستون داده­هایی که با حروف مشابه نشان داده شده است در سطح 5% تفاوت معنی­داری با هم ندارند. برای هر تیمار 6 تکرار استفاده شده است.

 

به طور کلی میزان قوه نامیه بدست آمده بوسیله آزمون IKI نزدیک به آزمونTTC  بود. تفاوت­های معنی­دار آماری در میان درصدهای مشاهده شده از دانه­های­گرده زنده و غیر زنده در آزمون IKI وجود داشت. در آزمون IKI بالاترین دانه­گرده زنده در ژنوتیپ C5 (2/87%) و پایین­ترین آن نیز در ژنوتیپ C8 (2/74%) بود (جدول 2).

انتخاب روش درست برای تعیین قوه نامیه دانه­گرده برای کارهای اصلاحی در ارقام و ژنوتیپ­های مختلف درختان میوه اهمیت زیادی دارد. تغییرات در کیفیت دانه­گرده بین ارقام یک گونه درختان میوه کاملا عمومی است (31). آزمون­های استاندارد برای تعیین قوه نامیه شامل جوانه­زنی دانه­گرده در محیط درون شیشه­ای و درون آزمایشگاهی و تخمین مستقیم قوه نامیه در دانه­های­گرده جوانه نزده با استفاده از آزمون­های شیمیایی متنوع انجام می‌شود (32). تعداد زیادی از آزمون­های رنگ‌آمیزی از قبیل استو کارمین، پروپیون کارمین، آنیلون بلو، رنگ آمیزی الکساندر، IKI، FDA (فلوریسین دی استات)، DTB (2 و 5 دی فینیل تترازولیوم بروماید) و TTC برای تعیین قوه نامیه دانه­گرده درختان میوه و گیاهان دیگر استفاده شده است (9، 17، 21 و 27). آزمون­های رنگ­آمیزی، بعنوان نشانگرهای قوه نامیه دانه­گرده مزایای زیادی دارند، برای اینکه آنها سریع­تر و آسان­تر از آزمون­های جوانه­زنی دانه­گرده می­باشند.

روش مناسب رنگ­آمیزی برای ارقام و گونه­های مختلف درختان میوه متفاوت می­باشد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد که آزمون­های رنگ­آمیزی TTC  و IKI می­تواند بطور موفقیت آمیز در ذغال­اخته­ که تا کنون هیچ مطالعه­ای قبلا برای آزمون قوه نامیه­ این گیاه گزارش نشده است، استفاده شود. تفاوت در میان ژنوتیپ­ها از لحاظ آزمون­های رنگ آمیزی در مطالعات دیگر نیز مشاهده شده است (32 و 33).

کیفیت دانه­گرده براساس قوه نامیه و قدرت رشدی دانه­گرده ارزیابی می­گردد. قدرت رشدی دانه­گرده به سرعت جوانه­زنی دانه­گرده و میزان رشد لوله گرده برمی­گردد. آزمون جوانه­زنی دانه گرده برای تعیین درصد جوانه­زنی دانه­گرده استفاده می­شود و همچنین می­تواند برای ارزیابی قدرت رشدی دانه­گرده نیز بکار رود (1 و 32). در برنامه­های اصلاحی درختان میوه استفاده از روش مناسب برای تعیین قوه نامیه دانه­گرده خیلی مهم است. آزمون جوانه­زنی برای تعیین مقدار واقعی قوه نامیه دانه­گرده ضروری به نظر می­رسد.

درصد جوانه­زنی دانه­گرده درختان ذغال­اخته در جدول 3 و 4 آمده است. نتایج حاصل نشان می­دهد که تأثیر غلظت ساکارز و اسید بوریک روی جوانه­زنی دانه گرده بطور آماری معنی­دار بود. افزایش غلظت ساکارز میزان جوانه­زنی را تا سطح 20-15% افزایش داد و بعد از آن نقطه کاهش مشاهده شد. بالاترین درصد جوانه­زنی دانه گرده در غلظت 15% و 20% ساکارز در ژنوتیپ C1 مشاهده گردید.

 

جدول 3- درصد جوانه­زنی دانه­گرده در روش قطره­های آویزان در غلظت­های مختلف ساکارز در ژنوتیپ­های ذغال­اخته

ژنوتیپ

 

 

 

غلظت (%)

 

 

 

0

5

10

15

20

25

C1

9/0±8/12d

4/1±6/20c

7/0±5/27b

2/3±8/40a

3/3±1/41a

4/3±8/32b

C2

8/0±4/10b

5/1±5/18ab

2/2±9/30a

8/1±2/38a

5/2±28a

3/1±6/16ab

C3

8/1±1/13c

9/0±2/15bc

2/1±1/22b

4/2±8/29ba

4/2±1/37a

2/1±3/21b

C4

1±6/10c

8/0±3/16b

6/1±2/22ab

6/2±3/33a

3/2±5/35a

3/2±7/21b

C5

9/0±5/17c

6/1±87/22b

4/2±1/30ab

4/3±2/38a

5/2±4/30ab

2/1±1/31ab

C6

7/0±2/13d

4/2±3/21c

5/0±3/26b

2/2±6/39a

3/2±40a

2/3±4/31b

C7

9/0±7/11b

4/1±4/19ab

2±8/31a

7/1±3/37a

3/2±1/26a

2/1±9/15ab

C8

5/1±5/14c

7/0±1/16bc

2/2±2/21b

3/2±7/28bc

4/1±6/38a

1/1±1/22b

C9

2/1±5/11c

8/1±4/17b

3/1±4/21ab

3/2±8/34a

1/2±7/36a

2/2±9/20b

C10

8/0±4/16c

4/1±9/21b

1/2±2/30ab

3/2±2/37a

3/3±4/29ab

1/1±1/30ab

در هر ردیف داده­هایی که با حروف مشابه نشان داده شده است در سطح 5% تفاوت معنی­داری با هم ندارند. برای هر تیمار 6 تکرار استفاده شده است.

 

پایین­ترین درصد جوانه­زنی در همه نمونه­ها در شاهد مشاهده شد. مشخص شده است که ساکارز با غلظت­های 15 و 20%، مناسب ترین محیط کشت برای جوانه­زنی دانه گرده تحت شرایط درون شیشه­ای در بعضی درختان میوه هسته­دار می­باشد (27 و 36). همچنین مطالعات پیری و همکاران (2) نشان داد که بیشترین جوانه زنی دانه­های گرده توت فرنگی در محیط کشت حاوی 15 درصد ساکارز انجام می‌شود.

در غلظت­های مناسب ساکارز، تعادل بین فشار اسمزی خارجی و داخلی دانه­گرده ایجاد می­گردد و بدین وسیله قوه نامیه نرمال گرده نیز حفظ می­شود. بنابراین غلظت مناسب ساکارز برای جوانه­زنی دانه گرده مهم است (22). شواهدی وجود دارد که ساکارز موجود در محیط کشت بوسیله دانه­گرده در حال جوانه­زنی متابولیزه می­شود. در گونه­های مختلف گیاهی غلظت ساکارز متفاوت می­باشد (5 -30%) (28).

 مطالعات Kamyab و همکاران (20) نیز نشان داد که درصد جوانه­زنی دانه گرده در محیط کشت حاوی اسید بوریک بطور قابل توجهی نسبت به محیط کشت فاقد اسید بوریک بالاتر بود. اغلب تحقیقات استفاده از محیط کشت حاوی ساکارز را پیشنهاد می­کنند اما اسید بوریک، کلسیم، اسید جیبرلیک و غیره نیز در مواردی بعنوان محیط کشت استفاده شده­اند (20). البته غلظت ساکارز هم در درصد جوانه­زنی اثرگذار بوده است.

بالاترین میزان جوانه­زنی در روش قطره­های آویزان (Hanging Drop) در پایین­ترین غلظت اسید بوریک (03/0%) به جز برای ژنوتیپ­های C2 و C7 مشاهده شد. در بیشتر ژنوتیپ­ها میزان جوانه­زنی با افزایش غلظت اسید بوریک کاهش می­یابد (جدول 4). بالاترین جوانه­زنی دانه­گرده 3/24% بود که در ژنوتیپ C5 مشاهده شد. پایین­ترین جوانه­زنی دانه گرده نیز در غلظت 2/0% اسید بوریک و در ژنوتیپ C1 مشاهده شد (7%). این نتایج با مطالعات دیگر در این زمینه مطابقت دارد (11 و 12). Ferrari and Wallace (16) مشاهده کردند زمانی که غلظت اسید بوریک در نوعی براسیکا (Brassica oleracea var capitata) بالاتر از 08/0% باشد، میزان جوانه­زنی دانه گرده کاهش می­یابد.

 

جدول 4- درصد جوانه­زنی دانه­گرده در روش قطره­های آویزان در غلظت­های مختلف اسید بوریک در ژنوتیپ­های ذغال­اخته

ژنوتیپ

 

 

غلظت (%)

 

 

 

03/0

05/0

1/0

2/0

P

C1

4/1±8/16a

8/0±2/14ab

5/1±1/11b

9/0±7c

**

C2

3/1±5/19a

4/1±8/20a

1±2/14b

9/0±1/12b

*

C3

4/1±1/15

9/0±10

8/0±1/10

4/1±9/7

ns

C4

7/1±6/21a

6/1±4/18ab

5/1±8/16ab

9/0±1/11b

*

C5

3/2±3/24a

4/2±9/19ab

5/1±1/18ab

2/1±8/12b

**

C6

2/1±7/15a

2/1±6/13ab

3/1±12b

7/0±8c

**

C7

3/1±3/20a

2/1±1/21a

1/1±1/13b

8/0±1/11b

*

C8

6/1±14

3/1±11

9/0±3/11

3/1±4/8

ns

C9

6/1±5/20a

3/1±1/17ab

3/1±2/15ab

8/0±10b

*

C10

2/2±2/23a

6/2±8/17ab

4/1±3/16ab

1/1±5/11b

**

در هر ردیف داده­هایی که با حروف مشابه نشان داده شده است در سطح 1 و یا 5% تفاوت معنی­داری با هم ندارند. ns ، * و **: به‌ترتیب نشان‌دهنده غیر معنی­دار، معنی­دار بودن در سطح 5% و معنی­دار بودن در سطح 1% است.

 

همچنین مشخص شده است که اگر عنصر بر با غلظت مناسب بکار برده شود، نقش مهمی در جوانه­زنی دانه­گرده دارد ولی اگر با غلظت نامناسب استفاده شود، می­تواند اثرات متفاوت و گاهی بازدارنده به دلیل ایجاد سمیت در محیط کشت بروز دهد که این حالت در جوانه­زنی دانه­گرده گونه­ها و ارقام مختلف مشاهده شده است (35). جوانه­زنی کمتر و محدود دانه­گرده در بعضی غلظت­ها ممکن است به علت آنتاگونیسمی جذب مواد غذایی توسط دانه­گرده نیز باشد (35).

جوانه­زنی دانه­گرده در حالت درون شیشه­ای بوسیله عواملی مانند گونه گیاهی که گرده از آن جمع­آوری شده است، زمان جمع­آوری دانه­گرده، فصل جمع­آوری، نوع روش جمع­آوری و شرایط انبارداری تحت تأثیر قرار می­گیرد (7). علاوه بر عوامل فوق، جوانه­زنی دانه­گرده در شرایط درون شیشه­ای تحت تأثیر تراکمی از دانه­گرده­ای که پاشیده می­شود، ترکیب محیط کشت جوانه­زنی و pH نیز قرار می­گیرد (15).

میانگین تعداد بساک در ژنوتیپ­های بررسی شده ذغال­اخته بین 76/3 و 96/3 بود. البته هیچ تفاوت معنی­دار آماری در تعداد دانه­گرده وجود نداشت. بالاترین تعداد دانه­گرده 12900 و پایین­ترین آن 7119 بود. در حالیکه تفاوت معنی­داری در تعداد دانه­گرده در یک بساک در بین ژنوتیپ­های مختلف ذغال اخته وجود داشت. بالاترین تعداد دانه­گرده در بساک در ژنوتیپ C9 (3476) و پایین­ترین آن در ژنوتیپ C2 (1567) بود.

ویژگی­هایی از قبیل نمو سالم دانه­گرده و توانایی و قدرت جوانه­زنی در باروری بسیار مهم می­باشند. خصوصیات فوق بعنوان معیار کیفیت دانه­گرده نامیده می­شوند. همچنین کمیت دانه­گرده در گلها باید بالا باشد (11). علاوه بر مقدار تولید دانه­گرده در گلها، میزان تولید دانه­های­گرده نرمال از لحاظ مورفولوژیکی نیز حائز اهمیت است (13).

 بالاترین هم­شکلی دانه­گرده در ژنوتیپ C4 (4/96%) و پایین­ترین آن در ژنوتیپ C9 (2/91%) بود. بطور کلی هم­شکلی مورفولوژیکی در ژنوتیپ­های ذغال­اخته­های بررسی شده بالا بود (جدول 5).

 

جدول 5- تولید دانه­گرده و هم­شکلی مورفولوژیکی ژنوتیپ­های ذغال­اخته

ژنوتیپ

تعداد بساک در گل

تعداد دانه­گرده در گل

تعداد دانه­گرده در بساک

تعداد دانه­گرده نرمال

هم­شکلی مورفولوژیکی (٪)

C1

85/3

9498

2238ab

2/2±1/95

3/91

C2

96/3

7119

1567b

7/1±2/91

2/93b

C3

91/3

9093

2543ab

3±6/94

5/90c

C4

90/3

12900

3323a

3/3±2/90

7/96a

C5

93/3

11765

2453ab

8/2±1/91

5/95a

C6

76/3

9588

2365ab

1/2±94

3/94b

C7

87/3

7265

1689b

5/1±4/92

92c

C8

82/3

9187

2654ab

1/3±6/93

4/93b

C9

85/3

11923

3476a

4/3±1/91

2/91c

C10

91/3

12745

2543ab

4/2±93

4/93b

P

ns

ns

*

ns

**

در هر ستون داده­هایی که با حروف مشابه نشان داده شده است در سطح 1 و یا 5% تفاوت معنی­داری با هم ندارند. ns ، * و **: به‌ترتیب نشان‌دهنده غیر معنی­دار، معنی­دار بودن در سطح 5% و معنی­دار بودن در سطح 1% است.

 

Dane و همکاران (12) گزارش کردند که هم­شکلی مورفولوژیکی در ارقام و گونه­های درختان میوه بین 100- 8/51٪ بود. بالاترین هم­شکلی مورفولوژیکی می­تواند به عنوان یک ویژگی خوب در بیولوژی باروری ارزیابی گردد. Dalkilic and Mestav (11) نیز گزارش کردند که بین نسبت جوانه­زنی دانه­گرده و ساختار مورفولوژیکی دانه­گرده و میزان جوانه­زنی دانه­گرده روابطی وجود دارد. در دانه­های گرده­ای که هم­شکلی مورفولوژیکی ندارند، میزان جوانه­زنی دانه­گرده پایین می­باشد. بطور کلی ژنوتیپ­های استفاده شده در این مطالعه نشان دادند که تعداد گرده، قوه نامیه و میزان جوانه­زنی در محیط­های کشت مختلف متفاوت می­باشد. این نتایج برای ارزیابی ژرم پلاسم ذغال اخته مفید هستند و خصوصیات دانه­گرده آنها می­تواند در برنامه­های اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد. 

1- پیری، س.، ایمانی، ع.، معصومی، ح.، بدرزاده، د. (1392). بهینه­سازی محیط کشت دانه گرده توت فرنگی و ارزیابی جوانه­زنی آن پس از نگهداری در دماهای مختلف. مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران). 26(2): 176-183.
2- دانشمند، ف.، منوچهری کلانتری، خ. (1388). اثر تنش گرما بر جوانه­زنی و رشد دانه گرده در گیاه فلفل (Capsicum annuum L.) در شرایط درون شیشه­ای. مجله زیست شناسی ایران. 22(4): 636-644.
 
3- Abdelgadir, H. A., Johnson, S. D., and Van Staden, J. (2012). Pollen viability, pollen germination and pollen tube growth in the biofuel seed crop Jatropha curcas (Euphorbiaceae). South African Journal of Botany 79: 132-139.
4- Amat, M. E., Vargas, P., and Gomez, J. M. (2011). Pollen quality limitation in the Iberian critically endangered genus Pseudomisopates (Antirrhinaceae). Plant Ecology 212: 1069 – 1078.
5- Arzani, K., Nejatian, M. A., and karimzadeh, G. (2005). Apricot (Prunus armeniaca) pollen morphological characterization through scanning electron microscopy, using multivariate analysis. New Zealand Journal of Crop Horticultural Science 33: 381-388.
6- Asma, B. M. (2008). Determination of pollen viability, germination ratios and morphology of eight apricot genotypes. African Journal of Biotechnology 7: 4269-4273.
7- Atasaya, A., Akgul, H., Ucgan, K. and San, B. (2013). Nitrogen fertilization affected the pollen production and quality in apple cultivars Jerseymac and Golden Delicious. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Soil and Plant Science 63(5): 460-465.
8- Bayazit, S., Imrak, B., and Caliskan, O. (2012). Determination of pollen production and quality attributes of some almond cultivars (Prunus dulcis) and selected wild almond (Amygdalus orientalis) genotypes. International Journal of Agriculture and Biology 14: 425-429.
9- Bolat, I., and Pirlak, L. (1999). An investigation on pollen viability, germination and tube growth in some stone fruits. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 23: 383-388.
10- Calzoni, G.L., Speranza, A., and Bagni, N. (1979). In vitro germination of apple pollens. Scientia Horticulturae 10(1): 49-55.
11- Dalkilic, Z., and Mestav, H. O. (2011). In vitro pollen quality, viability and germination tests in quince. African Journal of Biotechnology 10: 16516-16520.
12-. Dane, F., Olgun G., and Dalgic, D. (2004). In vitro pollen germination of some plant species in basic culture medium. Journal of Cell and Molecular Biology 3: 71-76.
13- Derin, K., and Eti, S. (2001). Determination of pollen quality, quantity and effect of cross-pollination on the fruit set and quantity in the pomegranate. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 25: 169-173.
14- Ercisli, E. (2007). Determination of pollen viability and invitro pollen germination of Rosa Dumalis and Rosa Villosa. Bangladesh Journal of  Botany 36(2): 185-187.
15- Erdoghan, U. (2015).  Determination of pollen quality and quantity in Mulberry (Morus alba L.). Pakistan journal botany 47(1): 275-278.
16- Ferrari, T. E., and Wallace, D. N. (1975). Germination of Brassica pollen and expression incompatibility in vitro. Euphytica 24: 757-765. 
17- Garcia, J. E., Egea, J., Egez, L., and Berenguer, T. (1990). The floral biologie of certain apricot cultivars in Murcia. Horticultural Abstract 60: 9607.
18- Hassanpour, H., Hamidoghli, Y., Samizadeh, H. (2013). Estimation of genetic diversity in some Iranian Cornelian cherries (Cornus mas L.) accessions using ISSR markers. Biochemical Systematic and Ecology 48: 257-262.
19- Huang, Z., Zhu, J., Mu, X., and Lin, J. (2004). Pollen dispersion, pollen viability and pistil receptivity in Leymus chInensis. Annals of Botany 93: 295-301.
20- Kamyab, F., Vezvayi, A., Ebadi, A., and Panahi, B. (2007). The floering time, pollen quantitative and qualitative of some picticia genotypes (Pisticia vera L.) in Rafsanjan. Journal of science and technology of agriculture and natural science 41: 131-139.
21- Lee, C. W., Thomas, J. C., and Buchmann, S. L. (1985). Factors affecting in vitro pollen germination and storage of jojoba pollen. Journal of the American Society for Horticultural Science 110: 671-676.
22- Liu, L., Huang, L., and Li, Y. (2013). Influence of Boric Acid and Sucrose on the Germination and Growth of Areca Pollen. American Journal of Plant Sciences 4: 1669-1674.
23- Mert, C. (2010). Anther and pollen morphology and anatomy in walnut (Juglans regia L.). Horticultural Science 45 (5): 757-760
24- Mert, C., Soylu A. (2007). Morphology and anatomy of pollen grains from male-fertile and male-sterile cultivars of chestnut (Castanea sativa Mill). The Journal of Horticultural Science Biotechnology 82: 474-480.
25- Norton, J.D. (1966). Testing of plum pollen viability with Tetrazolium salts. Proceedingsof theAmerican SocietyforHorticultural Science 89: 132-134.
26- Nyomora, A. M. S., Brown, P. H., Krueger, B. (1999). Rate and time of boron application increase almond productivity and tissue boron concentration. HortScience 34, 242–245.
27- Parfitt, D. E., and Ganeshan, S. (1989). Comparison of procedures for estimating viability of Prunus pollen. Horticultural Science. 19: 69-70.
28- Patel, R. G., and Mankad, A. U. (2014). In Vitro Pollen Germination - A Review. International Journal of Science and Research 3(5): 304-307.
29- Pipattanawong, R., Yamane, K., Fujishige, N., Bang, S. W., Yamaki, Y. (2009). Effects of high temperatureon pollen quality, ovule fertilization and development of embryo and achene in Tochiotome strawberry. Journal of Japanese Society for Horticultural Science 78: 300-206.
30- Soliman, S. S., and Obeed, R. S. (2013). Investigations on the pollen morphology of some date palm males (phoenix dactylifera L.) in Saudi Arabia. Australian journal of crop science 7(9): 1355-1360.
31- Stosser, R., hartmann W., and S.f. Anvari, S. f. (1996). General aspects of pollination and fertilization of pome and stone fruit. Acta Horticulturae 423: 15-22.
32- Sulusoglu, M., and Cavusoglu, A. (2014). In Vitro Pollen Viability and Pollen germination in Cherry Laurel (Prunus laurocerasus L.). The Scientific World Journal 1-7.
33- Tosun, F., and Koyuncu, F. (2007). Investigations of suitable pollinator for 0900 ziraat sweet cherry cv. pollen performance tests, germination tests, germination procedures, in vitro and in vivo pollinations. Horticultural Science 34: 47–53.
34- Thompson, M. (2004). Flowering, pollination and fruit set. In: Cherries, Crop Physiology, Production and Uses. (Eds.): Webster, A.D., N.E. Looney, Wallingford, CABI Publishing 223-243.
35- Wang, Q. L., Lu, L. D., Wu, X. Q., Li, Y. Q., and Lin, J. X. (2003). Boron influences pollen germination and pollen tube growth in Picea meyeri. Tree Physiology 23: 345–351.
36- Werner, D. J., and Chang, S. (1981). Stain testing viability in stored peach pollen. Horticultural Science 16: 522-523.
مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 30، شماره 2
شهریور 1396
صفحه 299-308
  • تاریخ دریافت: 01 خرداد 1394
  • تاریخ بازنگری: 04 شهریور 1394
  • تاریخ پذیرش: 17 آذر 1394