نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 گروه علوم باغبانی
2 عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی
3 دانشکده کشاورزی
چکیده
گل سوسن با پتانسیل بالای اقتصادی، یکی از مهمترین گلها در بین محصولات باغبانی و زینتی در سراسر جهان بوده و چهارمین جایگاه را در بین گلها به خود اختصاص داده است. به منظور بررسی اثرات غلظتهای مختلف کیتوسان (صفر (شاهد)،50، 100 و 150 و 200 میلیگرم در لیتر) بر باززایی و تولید متابولیتهای ثانویه دو گونه سوسن (L. ledebourii, L. dandie) در محیط کشت پایه MS، آزمایشی به صورت طرح کاملاً تصادفی با 10 تکرار انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر تیمار کیتوسان بر صفات مورفولوژیکی مثل وزنتر، ارتفاع گیاه، تعداد ریشه، تعداد پیازچه، درصد باززایی، کلروفیل b ,a و کل و متابولیتهای ثانویه فنل در سطح احتمال 1 درصد معنیدار بود. تأثیر کیتوسان بر روی فلاونوئید نیز در سطح احتمال 5 درصد معنیدار بود. نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بیشترین وزنتر و تعداد پیازچه از گونه چلچراغ در محیط کشت حاوی 200 پیپیام کیتوسان حاصل شد. بیشترین ارتفاع گیاهچه، تعداد ریشه، درصد باززایی، کلروفیل a، b، فنل کل و فلاونوئید کل نیز تأثیر از گونه دندیه با غلظت 200 پیپیام حاصل گردید. در کل نتایج نشان داد که کیتوسان میتواند تأثیر مثبتی بر باززایی برخی از گونههای سوسن داشته باشد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
The Effect of Chitosan on Regeneration and Secondary Metabolite Production of Two Species of Lily Flower
نویسندگان [English]
1 Horticulture dep.
2 University of Mohaghegh ardebili
3 Agriculture Faculty
چکیده [English]
Lily flower with a high economical potential, is one of the most important flowers between horticultural and ornamental crops in worldwide and occupies the fourth place among flowers. In order to investigate the effects of different concentration of Chitosan (0 (control), 50, 100 and 150 and 200 mg/L) on regeneration and secondary metabolites production of two species of lily (L. ledebourii, L. dandie) in MS medium, an experiment was conducted based on a completely randomized design with 10 replications. The results of analysis of variance showed that chitosan significantly (P≤0.01) affected most of the morphological traits such as fresh weight, plant height, root numbers, bulblet numbers, percentage of regeneration, chlorophyll b, a and total and secondary phenol metabolites. The effects of chitosan on flavonoid was significant at 5% level. The mean comparison also revealed that the highest number and weight of bulblet in lilium ledebourii species was observed on MS medium containing 200 mg/l chitosan. However, the highest amount of plant height, root number, percentage of regeneration, chlorophyll a and b, total phenol and total flavonoid also was obtained in Lilium dandie species treated by 200 mg/l of chitosan. In conclusion, our findings highlight that the chitosan can positively affected regeneration of some lilium species.
کلیدواژهها [English]
بررسی تأثیر کیتوسان بر باززایی و متابولیتهای ثانویه دو گونه گل سوسن
مهسا خلفی، یونس پوربیرامی هیر*، اسماعیل چمنی و حسن ملکی لجایر
ایران، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه علوم باغبانی.
تاریخ دریافت: 04/08/1398 تاریخ پذیرش: 24/10/1399
چکیده
گل سوسن با پتانسیل بالای اقتصادی، یکی از مهمترین گلها در بین محصولات باغبانی و زینتی در سراسر جهان بوده و چهارمین جایگاه را در بین گلها به خود اختصاص داده است. به منظور بررسی اثرات غلظتهای مختلف کیتوسان (صفر (شاهد)،50، 100 و 150 و 200 میلیگرم در لیتر) بر باززایی و تولید متابولیتهای ثانویه دو گونه سوسن (L. dandie و
L. ledebouri) در محیط کشت پایه MS، آزمایشی به صورت طرح کاملاً تصادفی با 10 تکرار انجام شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر تیمار کیتوسان بر صفات مورفولوژیکی مثل وزنتر، ارتفاع گیاه، تعداد ریشه، تعداد پیازچه، درصد باززایی، کلروفیل b ,a و کل و متابولیتهای ثانویه فنل در سطح احتمال 1 درصد معنیدار بود. تأثیر کیتوسان بر روی فلاونوئید نیز در سطح احتمال 5 درصد معنیدار بود. نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بیشترین وزنتر و تعداد پیازچه از گونه چلچراغ در محیط کشت حاوی 200 پیپیام کیتوسان حاصل شد. بیشترین ارتفاع گیاهچه، تعداد ریشه، درصد باززایی، کلروفیل a، b، فنل کل و فلاونوئید کل نیز تأثیر از گونه دندیه با غلظت 200 پیپیام حاصل گردید. در کل نتایج نشان داد که کیتوسان میتواند تأثیر مثبتی بر باززایی برخی از گونههای سوسن داشته باشد.
واژه های کلیدی: درصدباززایی، کشت بافت، کیتوسان، گل سوسن، متابولیت ثانویه،
* نویسنده مسئول، تلفن: 09141568053 ، پست الکترونیکی: Younes_ph62@uma.ac.ir
مقدمه
در حال حاضر نزدیک 400 هزار گونه گیاهی شناسایی شده، که بخشی از آن به عنوان گیاهان زینتی مورد استفاده قرار میگیرد. و گل سوسن در زمره مهمترین گلهای شاخه بریده، در جایگاه چهارم زینتی پس از رز، میخک و داوودی قرار دارد و تولید آن بیش از 300 میلیون شاخه گل است بنابراین گیاهان زینتی جزئی جدا نشدنی زندگی ما انسانهاست باید هرچه بیشتر و بهتر درشناخت، حفظ و ازدیاد آنها بکوشیم (38). سوسنها را میتوان با روشهای جنسی و غیرجنسی تکثیرکرد. بیشتر ارقام از نظرتجاری، از طریق روشهای رویشی، یعنی سوخکها و پاجوشها و پیازچههای نابجا و فلسهای پیازی و کشت بافت تکثیر میشوند (17).
گل سوسن چلچراغ یکی از گونههای بسیار زیبای جنس لیلیوم از تیره سوسنسانان میباشد. این گیاه بومی شمال کشور و لنکران جمهوری آذربایجان است این گونه در معرض خطر، امروزه به دلیل زینتی بودن و برداشت بیرویه، نسل آن در حال انقراض است (7 و 39). گل سوسن دندیه یک گونه جدید از هیبرید آسیایی است. گل آن نارنجی قرمز است. پیازهای این گونه خوراکی است. طعم آن شیرین بوده و نه تنها ارزش تغذیهای بالایی دارد بلکه حاوی مقادیر زیادی از مواد فعال زیستی است (41).
استفاده از تکنیک کشت بافت کنترل بیشتری از شرایط بیرون دارد و میتوان تعداد زیادی از گیاهان را در فضایی محدود ارزیابی کرد و امکان انجام آزمایشها در شرایط یکسان در تمام طول سال امکانپذیر است. بسیاری از عکس العملهای فیزیولوژی و مورفولوژی و بیوشیمیایی گیاه در شرایط کشت بافت قابل اندازهگیری است (33).
کیتوسان مشتق اصلی کیتین و فرم داستیله شده آن میباشد که در نتیجه داستیلاسیون آلکالین کیتین حاصل میشود. همچنین کیتوسان بهطور طبیعی در برخی از قارچها تولید میگردد که میزان آن بسیار کمتر از میزان کیتین میباشد (14). آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺄثیر ﻛﻴﺘﻮسان ﺑﺮ شاخصﻫﺎی ﺑﻴﻮﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و ﻣﻮرﻓﻮﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژﻳﻜﻲ در ﮔﻴﺎه دارویی شیرین برگ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار گرفته است و ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه ﻣﺤﻠﻮل پاشی ﻛﻴﺘﻮسان ﺑﺎ ﻏﻠﻈﺖ مناسب ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ محرک زﻳﺴﺘﻲ ﺑﺎﻋﺚ ﺑﻬﺒﻮد در ﺻﻔﺎت ﻣﻮرﻓﻮﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژﻳﻜﻲ ﮔﻴﺎه شیرین برگ ﺷﺪه اﺳﺖ، ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮ اﺳﺎس ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻞ، ﻛﻴﺘﻮسان از ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺤﺮﻳﻚ ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ و اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﻌﺎﻟﻴﺖ آﻧﺰﻳﻢﻫﺎی ﻛﻠﻴﺪی ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ ﻣﺤﺮک ﻛﺎرآمد در ﺗﻮﻟﻴﺪ متاﺑﻮﻟﻴﺖﻫﺎی ﺛﺎﻧﻮﻳﻪ ﮔﻴﺎه شیرین برگ مانند رﺑﺎدﻳﻮزﻳﺪ A تأﺛﻴﺮگذار میباشد (26). در ﺑﺮرﺳﻲ اﺛﺮ ﻣﺤﺮک ﻛﻴﺘﻮسان ﺑﺮ ﮔﻴﺎه داروﻳﻲ ﭘﻮﻧﻪ نیز ﮔﺰارش شده ﻛﻪ ﺑﺎ ﻣﺼﺮف ﻣﺤﺮک ﻛﻴﺘﻮسان ﺻﻔﺎت ﻣﻮرﻓﻮﻟﻮژﻳﻜﻲ مانند وزنتر و ارتفاع گیاه اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﻓت (18). همچنین گزارش شده که غلظتهای مناسب کیتوسان درصد باززایی گیاهان ارکیده را به طور معنیدار تحت تأثیر قرار داده است (29). جامی و همکاران (2) نیز در بررسی اثر کیتوسان بر شاخصهای مورفولوژیکی گیاه نوروزک مشاهده کردند که اثر کیتوسان بر ارتفاع گیاه نوروزک معنیدار بوده است و ارتفاع گیاه نوروزک به طور معنیدار نسبت به شاهد افزایش داشته است. هنگ و همکاران (19) اثر محرک کیتوسان بر گیاه دارویی پونه را بررسی نموده و گزارش کردند که ارتفاع گیاهچه با مصرف محرک کیتوسان افزایش یافت. دزینگ و همکاران (15) نیز افزایش ارتفاع گیاه قهوه در غلظت 60 پیپیام کیتوسان را گزارش کردند.
استفاده از گیاهان زینتی در جوامع مختلف معمول شده
است. در کشور ما نیز عامه مردم به منظور زﻳﺒﺎﻳﻲ و ﻃﺮاوت ﺑﺨﺸﻴﺪن ﺑﻪ زﻧﺪﮔﻲ، از گلها و گیاهان زینتی استفاده مینمایند. امروزه استفاده از گل سوسن کاربرد گستردهای بهعنوان گل بریده و گیاه گلدانی دارد لذا دست یافتن به روشهای مؤثر برای تکثیر بهینه با توجه به طولانی بودن زمان گلدهی در تکثیر با بذر، ازدیاد آن با روش غیرجنسی نظیر کشتبافت سبب تسریع در گلدهی میگردد در بسیاری از موارد تولید متابولیت ثانویه میتواند به وسیله تیمار با محرکها افزایش یابد. محرکها بر اساس منبع تولید به محرکهای درونزا و برونزا (مانند کیتوسان) طبقهبندی میشوند در همین راستا در پژوهش حاضر از کیتوسان به عنوان محرک به منظور باززایی و تولید متابولیتهای ثانویه دو گونه سوسن در شرایط درون شیشهای استفاده شد.
مواد و روشها
این پژوهش در آزمایشگاه کشت بافت و بیوتکنولوژی گروه باغبانی و فضای سبز دانشگاه محقق اردبیلی انجام گردید. برای انجام این پژوهش ابتدا سوخ دو گونه مختلف از گل سوسن با اسامی علمی ledebourii, L. dandie L. تهیه و سپس به منظور پرآوری درون شیشهای، فلس آنها کشت گردید. جهت ضدعفونی ریزنمونه از اتانول 70 % به مدت 60 ثانیه و هیپوکلریت سدیم 5/2 % به مدت 20 دقیقه استفاده شد، سپس ریزنمونهها سه بار با آب مقطر استریل به مدت 2، 5 و 15 دقیقه شستشو داده شدند. پس از ضدعفونی ریز نمونهها با استفاده از یک پنس استریل زیر هود لامینار روی محیط کشت پایه MS بدون تنظیم کنندههای رشد انتقال یافتند. پس از استقرار ریزنمونهها در محیط کشت، درب ظروف کشت توسط فویل الومینیومی و پارافیلم بسته شد. پس از باززایی نمونهها واکشت انجام شد تا پیازچههای درون شیشهای به اندازه مناسب برسند و فلسهای پیازچه درون شیشهای جهت اعمال تیمارها استفاده شدند. بدین منظور فلس هر یک از گونهها را بطور جداگانه در محیطهای کشت جامد حاوی کیتوسان در پنج سطح صفر (شاهد)،50، 100 و 150 و 200 میلیگرم در لیتر کشت شدند. همچنین در محیط کشت یاد شده 30 گرم در لیتر ساکارز به عنوان منبع کربوهیدرات و 8 گرم در لیتر آگار برای جامد کردن محیط کشت به کار برده شد. قبل از افزودن آگار pH محیط کشت در7/5 تنظیم شد. پس از توزیع محیط کشت در شیشه مربایی حاوی 20 میلیلیتر محیط کشت جامد پایه MS و با 10 تکرار و چهار فلس در هر تکرار به عنوان واحد آزمایشی در نظر گرفته شد. جهت ضدعفونی محیط کشت در دمای 121 درجه سانتی گراد و فشار 2/1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع اتوکلاو شدند. سپس نمونهها نمونهها در یک اتاقک رشد با 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی در روز، شدت نور 2000 لوکس و دمای 25 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. پس از انتقال نمونههای کشت شده به اتاقک رشد و ژرمیناتور، کنترل روزانه به منظور بررسی تغییرات در رشد و نمو و باززایی نمونهها و همچنین حذف کشتهای آلوده انجام گردید.
اندازهگیری صفات
وزنتر گیاهچه: بعد از خارج نمودن گیاهچهها از محیط کشت، ابتدا محیط کشت اطراف آنها را به صورت کامل تمیز نموده و سپس با استفاده از ترازوی با دقت یک هزارم، وزنتر اندازهگیری شد.
ارتفاع گیاهچه: بعد از خارج کردن گیاهچهها از محیط کشت و تمیز نمودن ژل اطراف آنها ارتفاع گیاهچهها با استفاده از خطکش اندازهگیری شد.
تعداد ریشه و پیازچه: تعداد ریشه، پیازچه، بعد از خارج کردن گیاهچهها از محیط کشت و تمیز نمودن ژل اطراف آنها شمارش گردید.
درصد باززایی: درصد باززایی با مشاهده میزان رشد یک واحد آزمایشی تعیین شد.
میزان کلروفیل: اندازهگیری کلروفیل با استفاده از روش اسپکتروفتومتری و در دو طول موج 663 و 645 نانومتر انجام گرفت. مقدار کلروفیلهای a و b و کلروفیل کل بر طبق معادله خطیهای زیر به دست آمد.
(19.3× A663 –0.86 A645) V/100W= کلروفیل a
= (19.3× A645 – 3.6× A663) V/100W کلروفیلb
a کلروفیل b + کلروفیل =کلروفیل کل
اندازه گیری میزان فنل کل: بر اساس روش اسلینکرد و سینگلتون (36) با کمی تغییر و با استفاده از معرف فولین سیوکالتیو محاسبه گردید غلظت فنل بر مبنای مقادیر ناشی از واکنش عصاره با معرف فولین سیوکالتیو و بر اساس مقایسه آن با محلولهای استاندارد اسید گالیک با غلظتهای صفر، 20، 40، 60، 80، 100، 120، 180 و 200 میلیگرم بر لیتر تهیه شد و بر طبق معادله خط رو به رو از منحنی استاندارد اسید گالیک به دست آمد.
Y= 0.0028 X + 0.1652
اندازهگیری فلاونوئیدکل: اندازهگیری فلاونوئید ﺑﻪ روش رﻧﮓ ﺳﻨﺠﯽ آﻟﻮﻣﯿﻨﯿﻮم ﮐﻠﺮﯾﺪ و با روش کومار و شارما (21) انجام ﺷﺪ. محاسبه غلظت فلاونوئید بر اساس مقایسه آن با محلولهای استاندارد کوئرستین با غلظتهای صفر، 10، 20، 40، 60، 80 و 100 میکروگرم بر میلیلیتر تهیه شد و بر طبق معادله خط به دست آمده زیر از منحنی استاندارد کوئرستین به دست آمد.
Y= 0.0053 X - 0.092
تجزیه و تحلیل دادهها: دادهها با استفاده از نرم افزار آماریSPSS تجزیه و تحلیل شدند. مقایسه میانگین با آزمون چند دامنهای دانکن و نمودارها نیز با استفاده از Excel رسم گردید.
نتایج
بررسی تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر صفات
مورفولوژیکی دو گونه گل سوسن: وزن تر گیاهچه: نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس دادهها نشان داد اثرات اصلی در سطح احتمال 1% معنیدار بود اما اثر متقابل گونه و غلظتهای مختلف کیتوسان معنیدار نبود (جدول 1). مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بیشترین وزن تر متعلق به گونه چلچراغ بود (نمودار 1). بین مقادیر مختلف کیتوسان نیز غلظت 200 پیپیام بیشترین تأثیر را در افزایش وزنتر داشت و پس از آن غلظت 150 پیپیام قرار داشت که با سایر غلظتها اختلاف معنیداری را نشان دادند کمترین تأثیر نیز در غلظت 0 میلی گرم در لیتر کیتوسان مشاهده شد (نمودار 2).
جدول 1- تجزیه واریانس تأثیر گونه و کیتوسان برصفات مورفولوژیکی گل سوسن
منابع تغییرات |
درجه آزادی ((df |
میانگین مربعات(MS) |
|
||||
|
وزن تر |
ارتفاع گیاهچه |
تعداد ریشه |
درصد باززایی |
تعداد پیازچه |
||
گونه |
1 |
ns01/0 |
**9/410 |
ns07/1 |
**4/8341 |
**8/545 |
|
کیتوسان |
4 |
**51/0 |
ns8/4 |
**81/6 |
**5/2000 |
**1/31 |
|
گونه×کیتوسان |
4 |
ns 78/0 |
ns93/0 |
ns3/2 |
**1/1110 |
**5/13 |
|
خطا |
89 |
05/0 |
55/1 |
67/1 |
22/23 |
05/3 |
|
ضریب تغییرات |
|
19/34 |
33/35 |
69/30 |
31/22 |
94/39 |
|
*,**و ns به ترتیب نشان دهنده معنی داری در سطح احتمال 5% و 1% وعدم اختلاف معنیدار میباشد
نمودار 1- تأثیر نوع گونه بر وزن تر گیاهچه نمودار 2- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر وزن تر گیاهچه
ارتفاع گیاهچه: با توجه به نتایح به دست آمده از تجزیه واریانس دادهها مشخص شد که تأثیر اثرات اصلی (کیتوسان و گونه) بر ارتفاع گیاهچه در سطح احتمال 1% معنیدار بود (جدول 1). مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بین گونههای مختلف بیشترین ارتفاع گیاهچه در گونه دندیه بود (نمودار 3) همچنین با افزایش مقدار کیتوسان تا غلظت 150 پیپیام ارتفاع گیاهچهها افزایش نشان داد و بعد از آن کاهش یافت هر چند این اختلاف معنیدار نبود (نمودار 4).
نمودار3- تأثیر نوع گونه بر ارتفاع گیاهچه نمودار4- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر ارتفاع گیاهچه
تعداد ریشه: نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر نوع گونه و کیتوسان بر شاخص تعداد ریشه در سطح احتمال 1 % معنیدار بود (جدول 1). مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بیشترین تعداد ریشه از گونه دندیه بدست آمد (نمودار 5). غلظت 200 پیپیام کیتوسانها نیز بیشترین تعداد ریشه را داشت و کمترین تعداد ریشه در تیمار شاهد (0 میلی گرم در لیتر) مشاهده شد (نمودار 6).
نمودار 5- تأثیر نوع گونه بر تعداد ریشه نمودار 6- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر تعداد ریشه
درصد باززایی: تجزیه واریانس درصد باززایی نشان داد اثرات متقابل گونه و کیتوسان در سطح احتمال 1% معنیداری میباشد اثرات اصلی آن نیز در سطح احتمال 1% معنی دار بود (جدول 1). نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها با استفاده از آزمون چنددامنهای دانکن نشان داد که بیشترین درصد باززایی در هر دو رقم از غلظت 200 پیپیام کیتوسان بدست آمد و کمترین میزان نیز در هر دو گونه در تیمار شاهد (0 میلی گرم در لیتر کیتوسان) مشاهده شد هر چند درصد باززایی در گونه دندیه بیشتر از گونه چلچراغ بود (نمودار 7 و شکل 1).
تعداد پیازچه: نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثر متقابل گونه و کیتوسان اعمال شده و اثرات اصلی آن بر تعداد پیازچه در سطح احتمال 1% معنیدار بود (جدول 1). مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بیشترین و کمترین تعداد پیازچه در هر دو گونه بهترتیب از غلظت 200 و 0 پیپیام کیتوسان حاصل شد. بین گونهها نیز سوسن چلچراغ بیشترین تعداد پیازچه را داشت که با گونه دندیه اختلاف معنیداری داشت (نمودار 8 و شکل2).
نمودار 7- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر درصد باززایی نمودار 8- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر تعداد پیازچه
شکل1- تأثیر غلظت0 (شاهد) و200 کیتوسان بر رشد گونه دندیه شکل 2- تأثیر غلظت 0 (شاهد) و 200 کیتوسان بر رشد گونه چلچراغ
میزان کلروفیل a: نتایج حاصل از تجزیه واریانس تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر شاخص میزان کلروفیل a در دو گونه سوسن نشان داد که تأثیر اثرات اصلی و اثر متقابل کیتوسان و گونه بر این شاخص در سطح احتمال1% معنیدار بود (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بیشترین میزان کلروفیل a در هر دو گونه از غلظت 200 پیپیام و کمترین نیز از غلظت 0 پیپیام (شاهد) کیتوسان بدست آمد (نمودار 9).
ارتفاع گیاهچه: با توجه به نتایح به دست آمده از تجزیه واریانس دادهها مشخص شد که تأثیر اثرات اصلی (کیتوسان و گونه) بر ارتفاع گیاهچه در سطح احتمال 1% معنیدار بود (جدول 1).
جدول 2- تجزیه واریانس تأثیر گونه و کیتوسان برصفات مورفولوژیکی و متابولیتهای ثانویه گل سوسن
منابع تغییرات |
درجه آزادی((df |
میانگین مربعات(MS) |
|
||||
|
کلروفیلa |
کلروفیلb |
کلروفیل کل |
فنل |
فلاونوئید |
||
گونه |
1 |
**9/199 |
**81/0 |
**7/238 |
**6/7751 |
**01/6510 |
|
کیتوسان |
4 |
**63/0 |
**18/0 |
**69/2 |
**4/1021 |
**3/3302 |
|
گونه×کیتوسان |
4 |
**282/3 |
**54/0 |
**26/5 |
**5/1928 |
ns9/1069 |
|
خطا |
89 |
42/0 |
06/0 |
94/0 |
5/4346 |
6/4584 |
|
ضریب تغییرات |
|
04/31 |
83/95 |
82/34 |
60/12 |
99/23 |
|
*,**و ns به ترتیب نشان دهنده معنی داری در سطح احتمال 5% و 1% وعدم اختلاف معنیدار میباشد
نمودار 1- تأثیر نوع گونه بر وزن تر گیاهچه نمودار 2- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر وزن تر گیاهچه
مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بین گونههای مختلف بیشترین ارتفاع گیاهچه در گونه دندیه بود (نمودار 3) همچنین با افزایش مقدار کیتوسان تا غلظت 150 پیپیام ارتفاع گیاهچهها افزایش نشان داد و بعد از آن کاهش یافت هر چند این اختلاف معنیدار نبود (نمودار 4).
تعداد ریشه: نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر نوع گونه و کیتوسان بر شاخص تعداد ریشه در سطح احتمال 1 % معنیدار بود (جدول 1).
نمودار3- تأثیر نوع گونه بر ارتفاع گیاهچه نمودار4- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر ارتفاع گیاهچه
مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بیشترین تعداد ریشه از گونه دندیه بدست آمد (نمودار 5). غلظت 200 پیپیام کیتوسانها نیز بیشترین تعداد ریشه را داشت و کمترین تعداد ریشه در تیمار شاهد (0 میلی گرم در لیتر) مشاهده شد (نمودار 6).
نمودار 5- تأثیر نوع گونه بر تعداد ریشه نمودار 6- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر تعداد ریشه
درصد باززایی: تجزیه واریانس درصد باززایی نشان داد اثرات متقابل گونه و کیتوسان در سطح احتمال 1% معنیداری میباشد اثرات اصلی آن نیز در سطح احتمال 1% معنی دار بود (جدول 1). نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها با استفاده از آزمون چنددامنهای دانکن نشان داد که بیشترین درصد باززایی در هر دو رقم از غلظت 200 پیپیام کیتوسان بدست آمد و کمترین میزان نیز در هر دو گونه در تیمار شاهد (0 میلی گرم در لیتر کیتوسان) مشاهده شد هر چند درصد باززایی در گونه دندیه بیشتر از گونه چلچراغ بود (نمودار 7 و شکل 1).
تعداد پیازچه: نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که اثر متقابل گونه و کیتوسان اعمال شده و اثرات اصلی آن بر تعداد پیازچه در سطح احتمال 1% معنیدار بود (جدول 1). مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد که بیشترین و کمترین تعداد پیازچه در هر دو گونه بهترتیب از غلظت 200 و 0 پیپیام کیتوسان حاصل شد. بین گونهها نیز سوسن چلچراغ بیشترین تعداد پیازچه را داشت که با گونه دندیه اختلاف معنیداری داشت (نمودار 8 و شکل2).
نمودار 7- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر درصد باززایی نمودار 8- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر تعداد پیازچه
شکل1- تأثیر غلظت0 (شاهد) و200 کیتوسان بر رشد گونه دندیه شکل 2- تأثیر غلظت 0 (شاهد) و 200 کیتوسان بر رشد گونه چلچراغ
میزان کلروفیل a: نتایج حاصل از تجزیه واریانس تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر شاخص میزان کلروفیل a در دو گونه سوسن نشان داد که تأثیر اثرات اصلی و اثر متقابل کیتوسان و گونه بر این شاخص در سطح احتمال1% معنیدار بود (جدول 2). نتایج حاصل از مقایسه میانگین دادهها نشان داد که بیشترین میزان کلروفیل a در هر دو گونه از غلظت 200 پیپیام و کمترین نیز از غلظت 0 پیپیام (شاهد) کیتوسان بدست آمد (نمودار 9).
جدول 2- تجزیه واریانس تأثیر گونه و کیتوسان برصفات مورفولوژیکی و متابولیتهای ثانویه گل سوسن
منابع تغییرات |
درجه آزادی((df |
میانگین مربعات(MS) |
|
||||
|
کلروفیلa |
کلروفیلb |
کلروفیل کل |
فنل |
فلاونوئید |
||
گونه |
1 |
**9/199 |
**81/0 |
**7/238 |
**6/7751 |
**01/6510 |
|
کیتوسان |
4 |
**63/0 |
**18/0 |
**69/2 |
**4/1021 |
**3/3302 |
|
گونه×کیتوسان |
4 |
**282/3 |
**54/0 |
**26/5 |
**5/1928 |
ns9/1069 |
|
خطا |
89 |
42/0 |
06/0 |
94/0 |
5/4346 |
6/4584 |
|
ضریب تغییرات |
|
04/31 |
83/95 |
82/34 |
60/12 |
99/23 |
|
*,**و ns به ترتیب نشان دهنده معنی داری در سطح احتمال 5% و 1% وعدم اختلاف معنیدار میباشد
میزان کلروفیل b: نتایج حاصل از تجزیه واریانس تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر روی شاخص میزان کلروفیل b در دو گونه سوسن نشان داد که تأثیر اثرات اصلی و اثر متقابل کیتوسان و رقم بر این شاخص در سطح احتمال1% معنیدار بود (جدول 2). بر اساس مقایسه میانگین اثر متقابل غلظتهای مختلف کیتوسان و گونه بر شاخص میزان کلروفیل b مشخص شد که بیشترین میزان کلروفیل b در هر دو گونه در غلظت 200 پیپیام مشاهده شد هر چند در گونه دندیه کمی بیشتر از گونه چلچراغ بود ولی با هم اختلاف معنیداری نداشتند. کمترین میزان کلروفیل b نیز در هر دو گونه در غلظت 0 پیپیام (تیمار شاهد) بدست آمد (نمودار 10).
میزان کلروفیل کل: نتایج حاصل از تجزیه واریانس دادهها نشان داد که تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان، تأثیر گونه و نیز اثر متقابل کیتوسان و گونه بر میزان کلروفیل کل در سطح احتمال1% معنیدار بود ( جدول 2).
نمودار 9- اثر متقابل کیتوسان و گونه بر میزان کلروفیل a نمودار 10- اثر متقابل کیتوسان و گونه بر میزان کلروفیلb
مقایسه میانگین دادهها نیز نشان داد بیشترین میزان کلروفیل در گونه دندیه با غلظت 200 پیپیام حاصل شد. کمترین میزان کلروفیل نیز از گونه چلچراغ با غلظت 0 پیپیام (شاهد) حاصل گردید (نمودار 11).
بررسی تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر متابولیتهای ثانویه دو گونه گل سوسن
میزان فنل کل: نتایج تجزیه واریانس تأثیر غلظتهای
مختلف کیتوسان بر میزان فنل کل در دو گونه سوسن نشان داد که اثر متقابل کیتوسان و گونه و همچنین اثرات اصلی بر این شاخص در سطح احتمال 1% معنیدار بود ( جدول 2). مقایسه میانگین اثر متقابل غلظتهای مختلف کیتوسان و گونه بر شاخص فنل کل نیز نشان داد که بیشترین و کمترین میزان فنل کل در هر دو گونه به ترتیب از غلظت 200 و 0 پیپیام کیتوسان حاصل شد (نمودار 12).
نمودار 11- اثر متقابل کیتوسان و گونه بر میزان کلروفیل کل نمودار 12- اثر متقابل کیتوسان و گونه بر میزان فنل کل
میزان فلاونوئید کل: با توجه به نتایح به دست آمده از تجزیه واریانس دادهها اثرات متقابل گونه و کیتوسان تفاوت معنیداری با هم نداشت اما اثرات اصلی آن در سطح احتمال 5% معنی دار بود (جدول 2) در مقایسه میانگین بین گونههای مختلف بیشترین فلاونوئید در گونه دندیه مشاهده شد که با گونه چلچراغ تفاوت معنیداری داشت (نمودار 13) بین غلظتهای مختلف کیتوسان غلظت 200 پیپیام بهترین تأثیر را بر روی میزان فلاوئید نشان داد و کمترین تأثیر مربوط به غلظت 0و بدنبال آن 50 پیپیام بود (نمودار 14).
نمودار 13- تأثیر گونه بر میزان فلاونوئید کل نمودار 14- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر میزان فلاونوئید کل
بحث
نتایج نشان داد که بیشترین تأثیر در میزان این شاخصها مربوط به تیمار کیتوسان با غلظت 200 پیپیام میباشد. مکانیزم عمل کیتوسان بر افزایش رشد گیاهان ناشناخته باقی مانده است ولی به نظر میرسد که مصرف کیتوسان با تحریک رشد گیاهچه و در نتیجه افزایش جذب آب و مواد غذایی و انتقال بهتر مواد در اندام گیاهی منجر به افزایش وزنتر گیاه میگردد (12). نتایج حاصل از پژوهشهای زیر یافتههای پژوهش حاضر را تایید مینماید سینگلا و گاری (35) نشان دادند که با کاربرد غلظتهای مختلف کیتوسان در گیاه لوبیا وزنتر و خشک ریشه و ساقه افزایش دهد. که با نتایج آزمایش حاضر مطابقت دارد. در تحقیقاتی مشابه که بر روی گیاه توت فرنگی و برنج انجام شد تیمار کیتوسان باعث افزایش وزن تر و خشک برگ شد (33). به نظر میرسد که مصرف کیتوسان با تحریک رشد گیاهچه و در نتیجه افزایش جذب آب و مواد غذایی و انتقال بهتر مواد در اندام گیاهی منجر به افزایش وزنتر گیاه، افزایش تعداد غدههای تولید شده و نیز افزایش تعداد شاخه میگردد (32).
با توجه به نتایح به دست آمده از تجزیه واریانس دادهها بیشترین ارتفاع گیاهچه در گونه دندیه و در غلظت 150 پیپیام بدست آمد. نتایج مشابهی توسط سید شریفی (4) گزارش شده است که ارتفاع گیاهچه در غلظتهای مختلف کیتوسان نسبت به تیمار شاهد در گیاه گلرنگ افزایش نشان داده است. گوان و همکاران (17) در آزمایشی که بر روی ذرت انجام دادند به این نتیجه رسیدند که کیتوسان در رشد، ارتفاع و عملکرد گیاهان و همچنین در فیزیولوژی و متابولیسم گیاهان مختلف اثرات بسیار مثبتی دارد. بهبود رشد ممکن است نتیجه افزایش تقسیم سلولی در مریستم انتهایی باشد.
در پژوهشی دیگر کیتوسان با افزایش تعداد و طول ریشهها باعث بهبود ریشهزایی قلمههای انگور تولیدی شده است (16و 5). نورافکن (9) نشان داد که با افزایش غلظت مصرف کیتوسان، تعداد ریشه ریزنمونههای به لیمو افزایش یافته است. نو و همکاران نیز (30) در آزمایشی روی گیاه ارکیده اثر شدید کیتوسان بر رشد و توسعه ریشه گیاه را گزارش نمودهاند. که با نتایج آزمایش حاضر مطابقت دارد. از آنجایی که افزایش در طول ریشه سبب افزایش در جذب آب و مواد غذایی میشود، به نظر میآید با مصرف این ماده در شرایط درون شیشهای، گیاهان تیمار شده با افزایش طول ریشه توانستند مقدار زیادی مواد غذایی را از محیط جذب کرده و رشد خود را افزایش دهند (6). کاربرد کیتوسان در مطالعات کشت بافتی در دهههای أخیر برای افزایش باززایی گیاهان رو به فزونی است (11) در این تحقیق باززایی ریزنمونههای کشت شده در محیط حاوی تیمارهای کیتوسان با افزایش غلظت کیتوسان افزایش یافته است (شکل1). بر همین اساس نور افکن (9) در پژوهشی نشان داد مصرف کیتوسان موجب افزایش درصد باززایی ریزنمونههای به لیمو شده است. ایت بارکا و همکاران (10) گزارش کردند کیتوسان در کشت بافت انگور رشد و نمو و درصد باززایی نمونهها را تحریک نمود که با نتایج آزمایش حاضر مطابقت دارد. به طور کلی نتایج مطالعات نشان میدهد کیتوسان باعث افزایش رشد، توسعه سلولی و در نتیجه افزایش عملکرد در گیاه میشود (37) کیتوسان با استفاده از افزایش فعالیت آنزیمهای کلیدی در متابولیسم نیتروژن (نیترات ردوکتاز، گلوتامین و پروتئاز سنتاز) و بهبود انتقال نیتروژن باعث توسعه و رشد میشود (28).
به طور کلی در پژوهش حاضر با افزایش غلظت کیتوسان تعداد پیازچه در گونه چلچراغ افزایش یافت، شایان ذکر است که افزایش تحریک کنندگی کیتوسان بر صفات مورفولوژیکی گیاهان توسط محققان بسیاری به اثبات رسیده است (28). تأثیر مثبت کیتوسان بر تعداد پیازچه و رشد و عملکرد گیاهان توسط ملکپور و همکاران (24) و همچنین باززایی درون شیشهای برخی از گیاهان از قبیل انگور (5) به اثبات رسیده است.
تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر مقدار کلروفیل a و b نیز مثبت بود به نظر میرسد که کیتـوسان در افـزایش کلروفیـل و فتوسنتز نقش دارد و علاوه بر این، ثابت شده است که کیتوسان بیان ژن ycf2(شماره مسلسل DQ268736) کلروپلاست برگ را تحت تأثیر قرار میدهد. بـه طـوری که تغییرات در اندازه کلروپلاست ممکن اسـت عامـل تحریـک کننده رشد گیاهان باشد (22). مهدوی و همکاران (8) دریافتند که مصرف کیتوسان سبب افزایش قابل ملاحظه مقدار کلروفیل a و b نسبت به شاهد در گیاه گلرنگ شد. احتمالأ مصرف کیتوسان با تأثیر بر ژنهای مسئول سازنده کلروفیل تولید کلروفیل را زیاد نموده است (24). آزمایش دیگر روی باقلا نشان میدهد که مصرف کیتوسان باعث افزایش کلروفیل a و b وکل در باقلا میشود که با نتایج این آزمایش مطابقت دارد (33). در تحقیقی دیگر نیز مشخص شد که کاربرد کیتوسان موجب افزایش میزان کلروفیل برگ قهوه شده است (32). با توجه به وجود عنصر نیتروژن در محرک کیتوسان و نقش ساختاری این عنصر در حلقههای تتراپیرولی کلروفیل، چنین افزایشی توجیه پذیر میباشد (24).
تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر میزان فنل کل در گیاهان تیمار شده نسبت به شاهد مثبت بوده است. ﻛﻴﺘﻮسان ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻳﻚ اﻟﻴﺴﻴﺘﻮر زﻳﺴﺘﻲ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ تولید ﻣﺘﺎﺑﻮﻟﻴﺖﻫﺎی ﺛﺎﻧﻮیه بسیاری از ﮔﻴﺎﻫﺎن در شرایط درون شیشهای شده است (1). ترکیبات فنلی مهارکننده قوی برای تنش اکسایشی هستند و در همکاری با پراکسیدازها در جمع آوری یا حذف پراکسیدهیدروژن شرکت میکنند (20). گیاهان ترکیبات فنلی را در پاسخ به برخی ترکیبات پیامرسان آزاد میسازند که نقش دفاعی مهمی در برابر الیسیتورها دارند (25). همچنین مطالعات اخیر نشان داده است که کیتوسان نیز به عنوان الیسیتور زیستی ممکن است دارای پتانسیل برای از بین بردن رادیکال آزاد باشد که باعث افزایش میزان ترکیبات فنلی میشود. میچالاک (27) در پژوهشی که روی گیاه زنیان انجام داد نشان داد که کیتوسان میزان ترکیبات فنلی را نسبت به شاهد افزایش داد. همچنین طبق تحقیقات انجام شده، لیو وهمکاران (23) دریافتند تیمار کیتوسان باعث افزایش فعالیت ترکیبات فنلی در گیاه گوجه فرنگی میشود. در پژوهش دیگر پالیدا و همکاران (31) مشخص کردند که کاربرد کیتوسان در گیاه چای سبب افزایش قابل توجه در محتوای فنل گیاه نسبت به تیمار شاهد شد. به طور کلی الیسیتورها با تحریک سیگنالهای سلولی و برهمکنش مولکولی میان گیرندههای گیاهی در سطح غشای سلولی موجب شناسایی آنها میشوند. در نتیجه سیگنال دریافتی توسط سلولهای گیاهی، بیان ژنهای مرتبط در مسیر را تحریک میکنند و موجب سنتز متابولیتهای ثانوی در گیاهان میشوند (42). موارد مختلفی از جمله منبع الیسیتور، اختصاصی بودن آن، غلظت الیسیتور، مرحله رشدی گیاه، زمان افزودن الیسیتور و مدت زمانی که گیاه در معرض الیسیتور قرار میگیرد؛ بر افزایش تولید متابولیتهای ثانویه تأثیر میگذارد (39). کاکرو و همکاران (13) گزارش کردند که کاربرد کیتوسان محتوی فلاونوئیدها را در گیاه گوجه فرنگی افزایش داده است. در پژوهش دیگر اسمعیل زاده و شریفی (1) مشخص کردند که کیتوسان در کشت سلول کتان سفید سبب افزایش قابل توجهی در محتوای فلاونوئید شد.
نتیجهگیری کلی
با توجه به نتایج بدست آمده از این پژوهش مشخص شد که استفاده از کیتوسان در محیط کشت بهعنوان محرک برای بهبود باززایی میتواند کمک مهمی در تکثیر و تولید پیازچههای درون شیشهای گل سوسن داشته باشد. بهطور کلی نتایج نشان داد که غلظت 200 پیپیام بر باززایی و متابولیتهای ثانویه سوسن نسبت به سایر تیمارها تأثیر مثبتتری داشته است و غلظت بالای کیتوسان یک روند کلی برای رشد مناسب گیاه است (شکل 3 الف و ب). تغییر فرآیند رشد به موازات تغییر غلظتهای مختلف کیتوسان مربوط به توانایی گونههای مختلف گل سوسن در جذب کیتوسان میباشد و امید آن میرود که با استفاده از این مواد بتوان میزان تولید پیازچههای درون شیشهای این گیاه را افزایش داد و با آزمایشات بیشتر این ماده را در سایر گیاهان نیز استفاده نمود.
|
شکل 3- تأثیر غلظتهای مختلف کیتوسان بر رشد الف) گونه سوسن چلچراغ و ب) گونه سوسن دندیه
سپاسگزاری
این پژوهش با حمایت مالی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی انجام گرفت که جا دارد از مسئولان محترم این دانشگاه در انجام این پایان نامه تقدیر و تشکر نماییم. کلیه حقوق مادی و معنوی آن نیز متعلق به دانشگاه محقق اردبیلی میباشد