ارزیابی صفات ریخت­شناسی و ریزریخت­شناسی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره (SEM) در تعدادی از جمعیت های بومی گل محمدی در ایران

سعید دوازده امامی^1*، آزاده اخوان روفیگر¹ و محمد حسین اهتمام²

¹ ایران، اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، بخش تحقیقات منابع طبیعی

² ایران، اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده کشاورزی، گروه زراعت و اصلاح نباتات

تاریخ دریافت: 7/3/1399              تاریخ پذیرش: 25/10/1399

چکیده

گل رز از مهمترین جنس­های خانواده Rosaceae است و گل محمدی (Rosa × damascena Mill.)  از شاخص­ترین رزهایی است که در بلغارستان، هندوستان، ترکیه و ایران به منظور تولید عطر، کشت می­شود. به منظور شناسایی جمعیت های گل محمدی، به عنوان اولین و مهمترین معیار در بیان وضعیت وراثتی آن، خصوصیات ریخت شناسی این گونه مورد توجه قرار گرفت. نمونه­گیری از سطح 750 هکتار گلستان منطقه کاشان و دیگر مناطق استان اصفهان در شهرستان­های میمه) زیاد آباد(، چادگان (ایستگاه سد)، سمیرم (چشمه ناز) و نجف آباد (جنت آباد) انجام شد و در هر نمونه خصوصیاتی نظیر شکل و رنگ ساقه، خاردار یا بدون خار بودن آن، شکل و طول و عرض برگ، تعداد برگچه، طول و عرض برگچه انتهایی، رنگ سطح فوقانی و تحتانی برگ، لبه برگ و قاعده آن، رنگ و تعداد گلبرگ­ها، تعداد پرچم­ها و شکل و رنگ میوه و تعداد دانه در میوه مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین صفت ریز ریخت شناسی تزئینات سطح بذر در انواع گل محمدی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی بررسی شد. بر این اساس، صفات ریخت شناسی توده­های مختلف کشت شده معروف به کاشان و نیز کازرون، تفاوتی نداشت اما توده­های معروف به لواسانات، تبریز و میمند تفاوت­های معنی­داری در تعداد خار، شکل میوه و تعداد بذر در میوه نشان دادند. در صفت پوشش بذر در جمعیت های مورد مطالعه گل محمدی، تفاوت شاخصی در تزئینات سطح بذر مشاهده نشد و بنابراین از این صفت نمی­توان در جداسازی این جمعیت ها استفاده کرد.

واژه های کلیدی: گل محمدی، Rosaceae، تنوع ریخت­شناسی، SEM

* نویسنده مسئول، تلفن: 09133146078، پست الکترونیکی:  S.12emami@rifr-ac.ir

مقدمه

بطور کلی خصوصیت تجمع تانن در خانواده Rosaceae، این گیاهان را به عنوان منبع مفیدی از داروها مطرح نموده است (18). در صنایع داروسازی، تهیه گلاب (Rose water) و اسانس (Essential oil) گل محمدی، مصارف زیادی دارد. در مورد اسانس، اثرات ضد ویروس و باکتری، ضد اسپاسم، آنتی سپتیک، آرام بخش و اثرات متعدد دیگر ذکر شده است (23). گونه Rosa damascena Mill. (گل محمدی) یکی از مهم­ترین گیاهان معطر بومی محسوب می شود که در نقاط مختلف ایران قابلیت کشت دارد(7). گل محمدی از گونه­های دنیای قدیم و مهم رز در ایران بوده که از گذشته­های دور در زمینه­های دارویی و زینتی و نیز به منظور تهیه گلاب و صنعت عطرسازی مورد توجه قرار گرفته است. این گیاه ابتدا بصورت خودرو در اکثر نقاط از جمله سوریه، مراکش و استرالیا رویش داشته و در عین حال از ایران نیز به عنوان منشأ این گیاه نام برده می­شود (16). در مورد منشأ این گونه، این فرضیه مطرح است که گل محمدی در نتیجه اثرات متقابل ناشی از انتخاب آگاهانه، جابجائی و نوترکیبی بین گونه­های رز در مناطق شرقی مدیترانه ایجاد شده است (22).

در کل دنیا حدود 250 گونه و 20000 کولتیوار متفاوت برای جنس رز ذکر شده و در ایران تا به حال تنها 12 گونه برای این جنس معرفی گردیده است. Rosa damascena توسط Virgil در 50 سال قبل از میلاد مورد اشاره قرار گرفته است. مبدأ آن آسیا و ورود آن به انگلستان در سال­های 1500 میلادی رخ داده است. 18 واریته مختلف از گل محمدی در منابع لاتین معرفی شده است که از مجموع خصوصیات ذکر شده برای واریته­های فوق (چه ایرانی و چه خارجی) درصد کمی از خصوصیات واریته قابل انطباق با رقم محلی کاشان است و موارد اختلاف بسیار شاخص است.

اجداد احتمالی گل محمدی در شکل 1 به تصویر کشیده شده است.

شکل 1- شمای کلی از اجداد احتمالی گل محمدی

برخی از منابع فارسی R. centifolia را گل محمدی دانسته­اند و اعتقاد بر این است که ارقام معطر رز که در مناطق جنوبی کشور مورد کشت و کار قرار می­گیرند از این گونه­ هستند. فلورهای مختلف تنها به ذکر نام R. damascena و مناطق پراکنش آن اشاره نموده­اند و تا بحال کلیدی جهت شناسایی این گونه ارائه نگردیده است. در فلور ایران نیز در مورد منشأ این گونه و والدین آن اظهار نظرهای مختلفی مطرح شده است (3). در فلورا ایرانیکا به مناطق کاشت گیاه اشاره شده و کلیدی برای گونه R. damascena ارائه نشده است (28). در فلور ترکیه به تولید عطر و گلاب از دو گونه R. damascena و R. gallica اشاره شده و تنها کلید گونه R. gallica ارائه گردیده است. همچنین در این منبع برخی از گونه­های جنس Rosa بسیار پلی­مورفیک محسوب شده و Microspecies در نظر گرفته می­شوند که توسط بسیاری از محققان غیر واقعی و غیر عملی به نظر می­رسد (18). تفاوت­های بین گونه­ای، بسیار اختصاصی و دقیق هستند که اغلب با فرم­های هیبریدی متعدد مخدوش می­شوند. برخی از اسامی مترادف ارائه شده برای R. × damascena در منابع مختلف عبارتند از: R. calendarum Borkh، R. gallica var. damascene Vss.، R. polyanthus Roessing، R. belgica Mill. و R. bifera Person.

مطالعاتی به منظور بررسی تنوع در ژنوتیپ­های گل محمدی مناطق مختلف کشور از نظر صفات متنوعی نظیر میزان اسانس و اجزاء گل (11)، ریشه­زایی قلمه­ها (10)، عملکرد گل (15) ، تحمل به خشکی (12 و 13)  و تاثیر رژیم های مختلف تغذیه بر صفات این گیاه ( 4 و 26) انجام گرفته است.

در مورد صفات ریخت­شناسی در بین ارقام مختلف گونه R.×  damascena مطالعات محدودی در ایران انجام گرفته که معمولاً در یک ناحیه خاص و یا یک شهرستان انجام شده است. طلوعی و همکاران (1399) به بررسی تنوع ریخت­شناسی گل محمدی و ارتباط آن با بازده اسانس در کاشان پرداختند (6). Tabaei-Aghdaei و همکاران (2007) با مقایسه ژنوتیپ‌های گل‌محمدی در سطح وسیعی از کشور، تنوع 5 صفت ریخت­شناسی (وزن گل، قطرگل، طول دمگل، تعداد گلبرگ و پرچم) را بررسی کردند (24).  کیانی و همکاران (1389) تنوع ژنتیکی میان ژنوتیپ­های مختلف را با استفاده از صفات مورفولوژیکی مورد ارزیابی قرار دادند (23). علاوه بر این در جدیدترین مطالعه، Khaleghi and Khadivi (2020) ریخت­شناسی تعدادی از ژنوتیپ­ها در مناطق مختلف از جمله اراک را مورد بررسی قرار دادند (22).

ظاهر هر موجود زنده انعکاسی از وضعیت وراثتی آن موجود است. اگرچه صفات ریخت­شناسی تحت تأثیر تغییرات محیط قرار می­گیرند اما بطور مسلم تا وقتی زمینه وراثتی آن صفات در موجود زنده وجود نداشته باشد بروز نخواهند کرد. با توجه به احتمال تغییر صفات مورد استفاده در تحدید حدود تاکسون­ها، تعیین خویشاوندی گیاهان از طریق در نظر گرفتن صفات مختلف ریخت­شناسی، سیتولوژی و مطالعات آناتومی و بیوشیمیایی و مانند آن انجام می­گیرد. با توجه به صرف هزینه و وقت زیاد در روش­های دیگر، در شرایط فعلی نیز همانند گذشته، مطالعات ریخت­شناسی می­تواند راهگشای حل مسائل تاکسونومیک باشد، چرا که ریخت­شناسی و بررسی آن از ارزان­ترین، در دسترس­ترین، شناخته شده­ترین و قابل قبول­ترین روش­های قابل استفاده در علم سیستماتیک است (2).

استفاده از علوم جدید و تکنولوژیهای پیشرفته در تکمیل داده­های مورد نیاز در علم سیستماتیک گیاهی از دهه­های قبل شروع شده­است. بکارگیری مارکرهای مولکولی نمونه­ای از آنهاست. همچنین پس از کشف و گسترش استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره، ارزش ریخت­شناسی و بررسی تزئینات پوشش بذر گیاهان مختلف در سیستماتیک گیاهی افزایش یافت (17) بطوریکه این صفت در روشن ساختن مسائل تاکسونومی و جدایی تاکسون­ها از یکدیگر در بسیاری از گیاهان نقش مهمی را ایفا می­کند (12 و 15).

هدف از مطالعه ریخت­شناسی در این تحقیق، ارزیابی صفات ریخت­شناسی بکار رفته در منابع مختلف (فلور و غیر فلور) برای گل محمدی، مقایسه منابع مختلف از لحاظ صفات مورد استفاده و در نهایت اشاره به صفاتی که در این مطالعات کمتر مورد توجه بوده (ارائه صفات جدید)، اشاره به تنوع صفات مطالعه شده و بررسی وجود تنوع صفات در مناطق مختلف است.

 بنابراین در این مطالعه سعی شد از صفات بکار رفته در منابع مختلف در مورد گونه­های دیگر جنس Rosa جهت ثبت خصوصیات گونه گل محمدی استفاده کرده و به اختلافات احتمالی انواع گل محمدی مورد کشت و کار در مناطق مختلف پی برده شود. همچنین برخی صفات ریخت­شناسی که احتمالاً تا به حال جهت شناسایی این گونه و کولتیوارهای احتمالی آن بکار نرفته است معرفی خواهند شد.  علاوه بر آن، با توجه به اینکه بسیاری از صفات مربوط به بذر در بسیاری از تاکسون­ها مورد استفاده قرار گرفته و می­تواند در جدایی گونه­ها و حتی ارقام مختلف ارزشمند باشد و نیز تاکنون اطلاعاتی در مورد ریخت­شناسی بذر گل محمدی در ایران ارائه نشده است، در این مطالعه تلاش شده که از صفات مربوط به تزئینات پوشش بذر نیز جهت تفکیک جمعیت­های مختلف گل محمدی استفاده شود. 

مواد و روشها

نمونه­های مورد استفاده در این مطالعه عمدتا از گلستان­های مختلف منطقه کاشان و همچنین از شهرستانهای میمه، سمیرم، جنت­آباد و چادگان جمع­آوری شده­اند که در این مناطق سطح نسبتاً وسیعی را به کشت گل محمدی اختصاص داده­اند. علاوه بر این، انواع دیگری از گل سرخ که از نقاط دیگر ایران جمع آوری و در کلکسیون کشت شده بودند شامل گل سرخ لواسانات، تبریز، کازرون و گل سرخ میمند بررسی شدند. بر این اساس بیش از 80 نمونه (بطور متوسط هر 10 هکتار یک نمونه) مورد بررسی قرار گرفت. جهت مطالعات ریخت­شناسی، کلیدهای موجود، منابع لاتین، منابع فارسی و نمونه­های هرباریومی در تهران و اصفهان مورد مطالعه قرار گرفتند (1، 3، 4، 7 و 25). صفات بکار برده شده در کلیدهای شناسایی، در حد امکان بررسی شده و از صفات دیگری نیز استفاده گردید. به منظور ارزشیابی صفات ریخت­شناسی در این مطالعه از بین مجموعه صفات قابل استفاده، صفات مربوط به اندام­های مختلف از جمله برگ، ساقه، گل و میوه انتخاب و به تفصیل بررسی شد. همچنین مطالعات ریزریخت­شناسی شامل مطالعه پوشش بذر با استفاده از میکروسکوپ الکترونی اسکنینگ (SEM) انجام شد. جهت انجام این روش، بذرهای مورد استفاده شامل انواع بذرهای گونه R.  damascena جمع­آوری شده از مناطق مختلف کاشان و بذور انواع گل محمدی متعلق به مناطق لواسانات، تبریز، کازرون، میمند و میناب کشت شده در کلکسیون گل محمدی شرکت دارویی باریج اسانس و همچنین بذر نسترن (گونه R. canina) که برای تکمیل مطالعه و مقایسه بین گونه ای در نظر گرفته شده بود نمونه برداری شدند.

جهت مطالعات ریزریخت شناسی از صفت پوسته بذر (Seed Coat) و تزئینات سطح آن استفاده شد. روش کار به این صورت بود که بذر مورد مطالعه با آب ژاول شسته شده و پس از شستشو با آب مقطر، در جریان هوا خشک گردید تا چنانچه باقیمانده گیاهی یا گرد و غبار روی آن است زدوده شود. سپس بذرها روی پایه (stand) چسبانده شده و به ترتیب داخل دستگاه Coater قرار گرفتند. نوع دستگاه مورد استفاده BAL-TEC (BALIZERS) و SCD 005 Sputter Coater است. در این دستگاه ابتدا داخل محفظه خلأ ایجاد می­شود و سپس روی نمونه­ها به ضخامت چند میکرون با طلا پوشانده می­شود. پس از آن نمونه­ها از دستگاه خارج شده و به همان ترتیب داخل محفظه میکروسکوپ الکترونی روی صفحه چرخان چیده می­شود. پس از بسته شدن درب محفظه و آماده شدن دستگاه، نمونه­ها در مانیتور مشاهده و پس از انتخاب بزرگنمایی مطلوب، توسط دوربین دستگاه یا پرینتر از آنها عکس تهیه گردید. نوع میکروسکوپ الکترونی مورد استفاده PHILIPS (EDAX) مدل XL 30، مانیتور دستگاه PHILIPS و پرینتر دستگاه SONY است.

عکسبرداری از نمونه­ها در دو جهت روبرو و پهلو صورت گرفت. سپس تراکم پستی و بلندی­ها در هر میلیمتر مربع با توجه به مقیاس موجود در پائین هر عکس محاسبه و در نمونه­های مختلف با هم مقایسه گردید. میزان بزرگنمایی برای نمونه­های مختلف در برخی موارد با هم متفاوت است که در پایین هر عکس نوشته شده است. البته سعی شد که میزان بزرگنمایی بطور یکسان انتخاب شود ولی در برخی نمونه­ها ناچار از بزرگنمایی­های متفاوت جهت وضوح بیشتر تصویر استفاده شده است. در نهایت تصاویر حاصل، از ابعاد مختلف مانند تراکم، ارتفاع قلل، عرض برجستگی­ها و غیره مورد مقایسه قرار گرفت.

نتایج

نتایج این بررسی در دو بخش مطالعات ریخت شناسی و ریز ریخت شناسی آمده است.

مطالعات ریخت شناسی: جدول 1 نشان دهنده صفات کمی و کیفی و خصوصیات اندازه­گیری شده مربوط به گل، ساقه، برگ، میوه و دانه جمعیت های کاشته شده در منطقه کاشان است. این خصوصیات و صفات، با توجه به منابع فلوری و سایر خصوصیاتی که از نظر نویسندگان می­توانست وجه تمایزی برای ارقام باشد مورد مطالعه و یادداشت­برداری قرار گرفت. اکثر نمونه­های مورد مطالعه از حیث این صفات اختلاف قابل ملاحظه­ای نداشته و تنها با انواع دیگری از گل محمدی که از میمند، تبریز، سمیرم و لواسانات جمع­آوری شده بود اختلافات مشخصی مشاهده شد. مشاهدات و اندازه­گیری­های انجام شده روی اجزای مختلف گیاه بدین قرارند:

گل: گل و اجزای مختلف آن از مهمترین صفات ریخت شناسی هستند که در این مطالعه سعی شد در تعیین حدود تاکسون­ها در گل محمدی با مبدا کاشان مورد استفاده قرار گیرد.

گلبرگ: گلبرگ­ها با تعداد متوسط 33 عدد به رنگ صورتی روشن و یک دست و مشابه در هر دو طرف گلبرگ دیده می­شوند. محل اتصال گلبرگ به نهنج به شکل هاله­ای سفید رنگ است. با تأخیر در برداشت گل، رنگ گلبرگ­ها به سفیدی گرایید و با خشک نمودن گلها، گلبرگ­ها رنگ صورتی تیره به خود گرفتند. لبه گلبرگ صاف و اندازه­های بزرگ تا خیلی کوچک در آن دیده شد. منشأ بو در گل محمدی عمدتاً گلبرگ­ها و در رتبه دوم نهنج و دمگل بود.

کاسبرگ: تعداد کاسبرگ­ها 5 عدد، که حداقل سه عدد از آن­ها دارای زوائد بزرگی در لبه­ها بود. رنگ سطح خارجی کاسبرگ سبز تیره و دارای زوائد متفاوت کرک مانند، کرک­های غده­ای (glandular) و غیر غده­ای با تراکم بسیار زیاد بود. رنگ این زوائد نارنجی خوشرنگ است و در انتهای هر کاسبرگ یک زائده برگ مانند وجود دارد. سطح داخلی کاسبرگ کرک­های سفید و نمدی شکل دارد که این کرک­های سفید در لبه خارجی هر کاسبرگ نیز دیده می­شود. هنگام غنچه بودن گل، کاسبرگ­ها نه تنها تمام طول گلبرگ را می­پوشانند بلکه بسیار بلندتر از گلبرگ­ها هستند. در صورتیکه در گل سرخ لواسانات اندازه طولی کاسبرگ با اندازه طولی گلبرگ برابر است.

پرچم: رنگ پرچم­ها زرد رنگ و محل اتصال میله به بساک از کنار (قاعده) است. تعداد متوسط پرچم 100 عدد شمارش گردید. وضعیت بینابینی از پرچم و گلبرگ مشاهده می­شود. یعنی در تعدادی از گلبرگ­ها یک تا خوردگی به عنوان میله وجود دارد که در رأس این تاخوردگی یک بساک کامل دیده می­شود. پرچم­ها در کنار یکدیگر قرار گرفته و یک نیم دور کلاف پرچم­ها به دور هم پیچیده شده است.

دمگل: دمگل­ها دارای طول نامساوی هستند و روی آن­ها تعداد بسیار زیادی کرک­های خشن دیده می­شود.

ساقه: ساقه استوانه­ای شکل، راست، بدون شیار و بسیار پرشاخه، دارای خارهای بسیار زیاد و متراکم با اندازه­های مختلف است. رنگ خارها قهوه­ای باز، شکل تقریباً کمانی و پهن، رنگ ساقه­های چندساله قهوه­ای و رنگ ساقه سال اخیر، سبز رنگ است. در زمستان رنگ ساقه­های سبز به زردی می­گراید. بیشترین تراکم خار بر روی ساقه­های جوان است و در ساقه­های مسن­تر تعداد خار کمتری دیده می­شود. با توجه به سهولت جدا شدن خارها از ساقه، به نظر می­رسد این خارها از نوع خارهایی هستند که منشأ برگی دارند. خمیدگی خار به نحوی است که نوک تیز خار به سمت زمین (قاعده ساقه) است.

برگ: برگ مرکب شانه­ای، دارای برگچه­های متقابل با تعداد 3، 5، 7 و 9 عدد که فراوانی برگ­های 3 و 5 برگچه­ای از دوتای دیگر بیشتر است. در موارد نادر تک برگ (برگچه) نیز مشاهده می­شود. از نظر اندازه بزرگترین برگچه، برگچه انتهایی و کوچک­ترین برگچه­ها نزدیکترین آن­ها به ساقه می­باشد. شکل عمومی برگچه­ها و برگچه انتهایی بیضوی پهن (oval) است. لبه برگچه­ها اره­ای (serrate)، قاعده برگچه­ها کند (obtuse) و در موارد نادری مورب (oblique) و انتها یا رأس برگچه­ها تیز (acute) است. برگ­ها ریزان (deciduous) و رنگ سطح فوقانی برگ سبز تیره و سطح تحتانی برگ سبز خاکستری است. رگبرگ­ها مشبک و در قسمت تحتانی برگ برجسته و کرم رنگ هستند. بر روی رگبرگ اصلی بطور پراکنده و نامنظم خارهایی به رنگ کرمی دیده می­شود. با مشاهده این برگ­ها زیر بینوکولر، موهای ظریف، شفاف و متراکم روی رگبرگ اصلی برگچه و با تراکم کمتر روی پشت پهنک برگچه دیده می­شود. در محل اتصال رگبرگ اصلی به ساقه، گوشوارک غشایی با شکل تقریباً متقارن دیده می­شود که دارای کرک است.

جدول 1- مقایسه صفات مورد مطالعه در نمونه­های جمعیت های متفاوت کشت شده در منطقه کاشان و سایر نقاط استان

میوه و دانه: میوه گل محمدی از نظر گیاه شناسی هیپانتیوم نامیده می شود ( این اسم بطور مختصر - Hip - بر روی تی بگ های وارداتی ثبت می شود) که تجمعی از فندقه­ها می­باشد. شکل عمومی هیپانتیوم واژ تخم­مرغی است که بصورت واژگون بر روی دمگل قرار گرفته است. رنگ میوه در ابتدای تشکیل سبز و بتدریج به نارنجی خوش رنگ تبدیل می­شود که مدت مدیدی به همان رنگ نارنجی روی گیاه باقی می­ماند. با رسیدن هیپانتیوم، رنگ آن عنابی شده و سطح صاف و صیقلی آن چروکیده می­شود. در پایان رسیدگی، بافت گوشتی میوه کاذب شل شده و چسبندگی و بوی آن شبیه لواشک آلو می­شود. شکل هیپانتیوم در نمونه­های جمع­آوری شده از گلستان­های کاشان مشابه است اما با هیپانتیوم گل محمدی تبریز، لواسانات و میمند متفاوت است. همچنین با نمونه ارائه شده در منابع خارجی تفاوت دارد. با مقایسه عکس تهیه شده در این مطالعه و تصویر نمونه خارجی می­توان اذعان نمود که شاید اختلاف شکل و رنگ میوه در گونه R. damascena می­تواند به عنوان یکی از پارامترها در تقسیمات زیرگونه­ای در نظر گرفته شود. مطالعات نشان می­دهد که میوه گل محمدی نیز مانند سایر میوه­ها از نظر اندازه در شرایط مساعد با حفظ رنگ و شکل عمومی، اندازه­های چندین برابر معمول نیز می­تواند داشته باشد (شکل 2).

از نظر زوائد باقی مانده روی هیپانتیوم، در موارد زیادی کاسبرگ­ها و در موارد معدودی گلبرگ­ها و گاهی بقایای پرچم­ها باقی می­ماند و در رأس هیپانتیوم یک پنج ضلعی قابل مشاهده است.

شکل 2- شکل کلی هیپانتیوم (hip) در انواع گل محمدی

بطور متوسط داخل هر هیپانتیوم تعداد 3 عدد میوه فندقه وجود دارد (از 1 تا 9 عدد هم مشاهده می­شود) که این میوه­ها دیواره محکمی داشته و در صورت شکسته شدن تعدادی بذر به رنگ کرم بیرون می­ریزد. ابعاد و تعداد میوه در جدول 1 ذکر شده است. در کنار این میوه­ها زوائد کرکی خشن در داخل هیپانتیوم به وفور دیده می­شود.

انواع گل محمدی مطالعه شده در این تحقیق:

1- گل محمدی صد پر: فرم دیگری از گل محمدی که بیشتر به عنوان رز زینتی مد نظر قرار می­گیرد گل محمدی پر پر، صدپر یا لندنی نامیده می­شود. از نظر تعداد برگچه، نوع خار و تعداد خار روی ساقه، رنگ گلبرگ و عطر مشابه گل محمدی کاشان است. تفاوت­های مشاهده شده در این نوع گل محمدی عبارتند از:

تعداد گلبرگ: شمارش گلبرگ­ها نشان می­دهد تعداد گلبرگ این فرم (160-140 عدد) چندین برابر گلبرگ­های گل محمدی کاشان است و بنابراین از نظر تعداد گلبرگ پرپر (very full) محسوب می­شود.

دوام و تعداد گل: تعداد گل در هر بوته نسبت به گل محمدی کاشان کمتر است اما دوام هر گل بسیار طولانی­تر است و به جای یک روز، هر گل 10-7 روز روی ساقه گل دهنده باقی می­ماند.

تداوم گلدهی: در حالیکه دوره گلدهی گل محمدی کاشان در گلستان حدود 20 روز طول می­کشد، این نوع گل محمدی طی 30 تا 50 روز در  بهار گلدهی دارد.

موارد مصرف: این نوع گل بیشتر به منظور تزئین فضای سبز بکار می­رود. دمگل نسبتاً بلند و انفرادی بودن گل­های تکی یا دوتایی آن بر روی یک ساقه و دوام آن باعث می­شود به عنوان گل بریدنی (cutting flower) هم مورد توجه قرار گیرد، ضمن اینکه معطر نیز هست. با توجه به درشت­تر بودن گل­ها و قوی­تر بودن ساقه­ها، این احتمال وجود دارد که عدد پلی­پلوئیدی این نوع گل محمدی نسبت به گل محمدی کاشان بیشتر باشد.

انواع دیگری از گل محمدی از دیگر نقاط ایران در منطقه مشهد اردهال کاشان در کلکسیون شرکت گلکاران جمع­آوری گردیده که در هیچ گلستانی در منطقه کاشان وجود نداشته و شناسنامه مدونی هم در شرکت ندارد. شرح مختصری از این انواع مختلف در زیر آمده است.

2- گل سرخ لواسانات: درختچه­ای خوابیده روی زمین با ارتفاع عمودی حدود نیم متر و رنگ ساقه سبز روشن، رنگ ساقه در زمستان زرد، گلبرگ­ها صورتی پر رنگ و خیلی کم بو، رنگ هیپانتیوم زرد و نسبت طول به عرض آن 3/1 است. متوسط تعداد میوه داخل هیپانیوم، 19 عدد است.

3- گل سرخ تبریز: اندازه گل کمی کوچکتر از گل محمدی، رنگ گلبرگ­ها صورتی تیره و متمایل به بنفش و بدون بو، خصوصیات برگ مشابه گل محمدی کاشان، ساقه خار دار و رنگ آن در زمستان قرمز و ارتفاع آن 80 سانتی­متر، تراکم خارها کمتر از گل محمدی، شکل عمومی هیپانتیوم کروی و نسبت طول به عرض آن 1 و تعداد میوه در hip حدود 5 عدد است. بنابراظهار نظر تولید کنندگان عرقیات منطقه کاشان، گلاب جمعیت کاشان بهتر از تبریز و مربای گل سرخ تبریز بهتر از کاشان است.

4- گل سرخ کازرون: شباهت زیادی با گل محمدی کاشان دارد. شکل عمومی هیپانتیوم شبیه گل محمدی کاشان است. نسبت طول به عرض هیپانتیوم 2 و متوسط میوه در هیپانتیوم 3 عدد است. رنگ ساقه در زمستان زرد است و پرخار و ارتفاع آن یک متر، گل خوشبو و رنگ گل صورتی روشن.

5- گل سرخ میمند: ساقه تقریبا بدون خار، غنچه گرد و فاقد کرک، ساقه نسبتا بلند، رنگ ساقه در زمستان لبوئی رنگ، شکل هیپانتیوم کروی و تعداد میوه در هیپانتیوم کم است. رنگ گل صورتی روشن است( شکل 3).

مطالعات ریز ریخت­شناسی پوشش بذر: مطالعات ریز ریخت شناسی با تاکید بر مطالعه پوشش بذر بوسیله میکروسکوپ الکترونی اسکنینگ (SEM) برای تعیین حد تاکسون در جمعیت های بومی گل محمدی کاشان، انجام شد. بر اساس نتایج، طول بذر در نمونه­های مختلف حدود 5  تا 7/5 میلیمتر است(جدول 2). شکل هیپانتیوم در تمام نمونه­های مورد مطالعه موجود در منطقه کاشان( برزوک، کازرون، کامو و جوشقان)، تخم­مرغی و دارای زائده­ای منقار مانند است. در نمونه­های لواسانات، میمند و تبریز میوه بصورت کروی و تقریباً کروی دیده می­شود و شکل هیپانتیوم در نمونه­های نسترن بیضوی کشیده هستند (شکل2). مطالعه ریز ریخت­شناسی سطح پوسته بذر با استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره نشان داد که تزئینات اپیدرمی می­تواند تا حدودی دارای ارزش تاکسونومیک باشد. تقریباً در تمام نمونه­های مطالعه شده، شامل میمند، لواسانات، تبریز، ، کازرون و کاشان( برزوک، جوشقان و کامو و سایر نقاط استان)، سطح خارجی بذر دارای فرورفتگی­ها و برجستگی­های کم­عمق می­باشد (شکل I5، K5، G4، E4، F4، J4، M4، L4، N4، M4). تنها در نمونه­های نسترن مطالعه شده، فرورفتگی­های عمیق در سطح بذر مشاهده شد (شکل H3).

شکل 3- نمونه های هرباریومی تهیه شده از انواع گل محمدی در تحقیق حاضر

به ترتیب ردیف بالا از راست: میمند، تبریز، کاشان، ردیف پایین از راست: لواسانات، سمیرم، لندنی

جدول 2- صفات اندازه­گیری شده در مطالعه ریز ریخت­شناسی بذر

به طور کلی، سلول­های اپیدرمی دارای طول و عرض نابرابر، چند ضلعی نامنظم و اغلب خطی و کشیده هستند. در نمونه متعلق به لواسانات، شبکه­های کوچک بر روی سطح بذر ایجاد شده است (شکل K5) در حالیکه در نمونه­های متعلق به میمند، برزوک، جوشقان و کامو شبکه­ها بزرگ و کشیده هستند (شکل I5، J5، L5، M5). در نمونه مربوط به تبریز، این شبکه­ها بصورت چند ضلعی مشاهده می­شوند (شکل G4) و در نمونه­های کاشان، نسترن و کازرون شبکه­های نامنظم در سطح بذر وجود دارند (شکل E4، F4، H4، N5).

شکل 4- تصاویر میکروسکوپ الکترونی بذر گل محمدی. A: شکل کلی بذر کاشان، B: شکل کلی بذر میمند، C: شکل کلی بذر تبریز، D: شکل کلی بذر نسترن، E: تزئینات پوشش بذر ریز قمصر، F: تزئینات پوشش بذر درشت قمصر، G: تزئینات پوشش بذر تبریز، H: تزئینات پوشش بذر نسترن.

شکل 5- ادامه تصاویر میکروسکوپ الکترونی بذر گل محمدی. I: تزئینات پوشش بذر میمند، J: تزئینات پوشش بذر برزوک، K: تزئینات پوشش بذر لواسانات، L: تزئینات پوشش بذر جوشقان، M: تزئینات پوشش بذر کامو اردهال، N: تزئینات پوشش بذر کازرون.

بحث و نتیجه گیری

از قرن پانزده میلادی، تعداد 18 واریته گل محمدی در انگلستان جمع آوری شده که مشخصات گیاه شناسی ثبت شده برای این واریته­ها عبارتند از رنگ گلبرگ صورتی تا قرمز با تعداد 18 گلبرگ بیشتر، پرچم­های طلایی، پر گل، گل آذین خوشه­ای، معطر، گیاه پایا، برگ­ها 5 برگچه­ای با طول 3/6 سانتیمتر به رنگ سبز روشن و دارای موهای نرم، میوه بزرگ، تخم مرغی و زبر و به رنگ قرمز. گیاه نسبت به بیماری­ها مقاوم، دارای خارهای متعدد کج و ارتفاع گیاه 5/2 متر(20). برخی از این مشخصات با صفات جمعیت های گل محمدی مورد مطالعه هم خوانی دارد. آنچه در این منابع(20) برای انواع ایرانی گل محمدی ذکر شده بدین قرار است:

واریته گیلان (Guilan): ارتفاع 120سانتیمتر، در مازندران و گیلان برای تولید عطر به کار می­رود. در سال 1950 توسط دوشیزه Nancy Lindsay به بریتانیا معرفی شد. گل­ها صورتی کمرنگ، بسیار معطر و برگ­ها سبز سیبی.

واریته عمر خیام (Omar Khayyam): قلمه این گیاه از اطراف مقبره عمر خیام به بریتانیا برده شده است. چوب آن دارای خارهای متعدد، برگ­ها خاکستری، گل­ها بزرگ به رنگ صورتی روشن.

واریته اصفهان (Rose of Isfahan): ارتفاع 120 تا 150 سانتیمتر و تقریباً بدون خار، تقریباً بیش از هر رزی به گل می­ماند، گل­های دوتایی آن به رنگ صورتی تیره و دارای مرکز گل منحنی شبیه داوودی است. به نظر می رسد برخی از این صفات این واریته، مشابه توده کاشان مورد مطالعه در این تحقیق باشد.

خصوصیات ارائه شده برای واریته­های دیگر گل محمدی نظیر Leda، Madam Hardy، Celsiana و ... بسیار متفاوت است. به عنوان مثال رنگ گل سفید، کرمی، صورتی پر رنگ، برگ­ها سبز تا خاکستری، زمان گلدهی پاییز و بهار، ارتفاع 90 تا 180 سانتیمتر، تعداد گلبرگ بسیار متفاوت و ویژگی­های متعدد دیگر (20).

Herodotus، تاریخ شناس یونانی، به دو نوع رز damask اشاره می­کند. یکی از آنها دارای 6 گلبرگ بوده و از نظر بوی خوش بر همه رزها تفوق داشته است، این گل محمدی از نوع پاییزه R. damascene bifera بوده و توانایی دو بار گل دادن در سال را داشته است (20). در نمونه های مورد مطالعه گل محمدی، در جمعیت خودروی سمیرم که از منطقه چشمه ناز ونک در سمیرم جمع آوری شده بود، تعداد گلبرگهای گل 5 عدد اما گلدهی بهاره بود. معرفی ارقام گل محمدی با گلدهی پاییزه می تواند نقش مهمی در توزیع زمانی کار( نیروی کارگری) و زمان فعالیت کارگاهها و کارخانجات گلاب و اسانس در منطقه داشته باشد.

علاوه بر پتانسیل ژنتیکی جمعیت ها که بر بروز صفات مرفولوژیکی تاثیر دارد، عوامل محیطی و مدیریت های زراعی مانند آبیاری و تغذیه هم می تواند برخی از این صفات را تغییر دهد. رحمانی و همکاران(1390) گزارش نمودند در گل محمدی، ترکیب کود شیمیایی مورد استفاده در مزرعه، بر ارتفاع، اندازه گل و تعداد گل در گیاه تاثیر می گذارد(4). سایر محققین هم گزارش نمودند ارتفاع گیاه، تعداد ساقه فرعی و فاصله میان گره ها در گل محمدی تحت تاثیر کودهای آلی و شیمیایی و نحوه کاربرد این کودها (محلول پاشی و کاربرد در خاک) قرار می­گیرد(26). سن گیاه، هرس سالیانه و حاصلخیزی بر میزان رشد ساقه، برگ و میوه تاثیر دارند.

در برخی منابع به دلیل احتمال هیبرید بودن گل محمدی، میزان باروری و تشکیل میوه را کم می­دانند (1). در این تحقیق گل محمدی صدپر میوه بارور نداشت. علاوه بر این، به دو دلیل دیگر هم تعداد میوه کمی روی گیاه دیده می­شود: اول آنکه تا حد امکان گل­ها چیده می­شوند که این گل چینی شامل کاسبرگ، گلبرگ و نهنج می­شود. بنابراین کمتر گلی برای بارور شدن باقی می­ماند و دلیل دوم آنکه به علت کمبود شدید آب در منطقه، بعد از گل چینی معمولاً آبیاری انجام نمی­شود و بنابراین با بروز تنش شدید، معدود گل­های باقی مانده و بارور شده در همان اوایل باروری ساقط می­گردند. در محوطه فضای سبز قمصر، چون گل چینی کمتر انجام می­شود و آبیاری هم نظم خاصی دارد، تعداد میوه­های کاذب تشکیل شده نسبتاً زیاد، اندازه آن بزرگ و تعداد بذر موجود در هیپانتیوم نیز حداکثر است (حدود 10 عدد در هر هیپانتیوم). شکل هیپانتیوم در شناسایی گونه های رز می تواند صفت تعیین کننده باشد. شکل میوه برای شناسایی برخی گونه های سمی در خانواده چتریان مورد استفاده قرار گرفته است(19). در سالهای اخیر میوه کاذب انواع رز در گروه میوه های ریز(small fruit) تقسیم بندی و بعنوان میوه خوراکی ارایه می شود.

زمان گلدهی گل محمدی در منطقه کاشان از اوایل خرداد ماه تا اواسط تیر ماه است. در هر منطقه مدت زمان باز شدن گل­ها بین 30-20 روز است. دوام گل یک تا دو روز است و بعد از آن رنگ صورتی خوشرنگ در گلبرگ­ها به سرعت به سفیدی می­گراید و با اندک نسیمی گل­ها پرپر شده و می­ریزند. گلبرگ­های گل محمدی موقعی که خشک شوند باز هم معطر باقی می­مانند در صورتیکه گل­های دیگر که دارای گلبرگ­های معطر هستند وقتی خشک می­شوند عطر گلبرگ­هایشان نیز از دست می­رود. چنانچه گل­های چیده شده به موقع به محل گلاب گیری نرسند گلبرگ­ها زرد رنگ شده و کیفیت گلاب حاصل از آن به شدت افت می­کند. با توجه به اینکه نمونه­های جمع­آوری شده در این طرح به مدت 10 روز در یخچال خانگی کیفیت و رنگ خود را حفظ نمودند به نظر می­رسد به علت تنفس شدید اندام­ها و انباشته بودن گل­ها بر روی هم، تهویه توده گل بخوبی انجام نشده و با بالا رفتن دما گل­ها به سرعت تغییر رنگ می­دهند و نگهداری و حمل و نقل گل­ها در محیط­ها و کانتینرهای خنک می­تواند از این تغییر کیفیت جلوگیری کند. چنانچه برای انجام عمل تهویه، گل­ها مرتباً زیر و رو شوند گرچه تغییر رنگ کمتر رخ می­دهد اما گلبرگ­ها به شدت رطوبت خود را از دست داده و پژمرده می­شوند. اگرچه در منابع علمی به این مطلب اشاره می­گردد که غده­های عطری ظریف در سطح گلبرگ­ها متمرکز است (20) اما در منطقه کاشان مجموعه گلبرگ، کاسبرگ و نهنج جهت گلاب گیری و تهیه عطر مورد استفاده قرار می­گیرد و اذعان می­شود که تهیه گلاب و عطر از گلبرگ تنها، به هیچ وجه کیفیت مطلوب را نخواهد داشت که این مطلب نیاز به مطالعه و بررسی علمی دارد.

استفاده از علوم جدید و تکنولوژیهای پیشرفته در تکمیل داده­های مورد نیاز در علم سیستماتیک گیاهی از دهه­های قبل شروع شده­است. رضایی و همکاران( 1399)، در بررسی تاکسونومی جنس Dactylis   در ایران  در کنار صفات ریخت شناسی از بررسی های سیتولوژی نیز بهره برد( 5 ). پس از کشف و گسترش استفاده از میکروسکوپ الکترونی نگاره، ارزش مطالعات ریز مرفولوژی سیستماتیک گیاهی افزایش یافت (21) بطوریکه بررسی صفاتی مانند پوشش بذر، ریخت شناسی گرده و سایر صفات ریزمرفولوژی در روشن ساختن مسائل تاکسونومی و جدایی تاکسون­ها از یکدیگر در بسیاری از گیاهان نقش مهمی را ایفا می­کند (12 و 15). یحیی آبادی و همکاران(1399) در بررسی صفات ریخت شناسی دانه گرده با میکروسکوپ الکترونی نگاره در جنس Mentha اعلام داشتند ریخت شناسی دانه گرده می‌تواند در شناسایی و تاکسونومی این گونه‌ها موثر بوده و به رده‌بندی آنها کمک نماید( 14 ).

در مطالعه مربوط به بررسی پوشش بذور، این نتیجه حاصل شد که تفاوتی در آرایش تزئینات سطح بذر نمونه­های مورد مطالعه وجود ندارد و از این صفت نمی­توان در تعیین حدود تاکسون­ها در جمعیت های مختلف گل محمدی  و نیز دو گونه R. damascene و R. canina  در جنس Rosa استفاده کرد. این در حالی است که اهتمام در استفاده از همین روش در گونه­های مختلف جنس Vicia تصاویری با تفاوتهای شاخص گزارش و اذعان نمود که می­توان از این صفت در جدایی گونه­های نزدیک به هم بهره برد (24).

پیشنهادات: با توجه به اطلاعات بدست آمده در این تحقیق و مشاهدات تکمیلی نویسندگان در کلکسیونهای موجود در شرکت های مختلف بخش خصوصی و موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، ایجاد یک بانک ژن کامل از ذخیره وراثتی گونه­های گل محمدی( شامل توده های کم پر خودرو در منطقه سمیرم و چالوس) و نیز ایجاد یک رویشگاه واحد از نظر شرایط محیطی و کشت گیاهان مختلف در آن ضروری به نظر می­رسد. همچنین بررسی ساختار داخلی (آناتومی) اندام­های مختلف گیاه اعم از ساقه، برگ، ریشه، میوه در کلیه انواع گل محمدی و استفاده از صفات ریزریخت شناسی گرده در این گیاهان پیشنهاد می­شود.

سپاسگزاری

از شرکت داروسازی باریج اسانس بواسطه همکاری در انجام تحقیقات با موضوع گل محمدی تشکر می شود.