نوع مقاله : مقاله پژوهشی
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله English
نویسندگان English
A large part of Iran is in a state of salinity and semi-salinity. In such areas, the best solution is to use plants that can tolerate salinity. Salicornia halophyte plant its multiple uses and Micropropagation of Salicornia plays important role the management of saline areas. In the present study, the seeds of three populations of Salicornia were collected from around of Lake Urmia, after preparing the seedlings in the greenhouse, they were used for shooting with different concentrations of growth regulators (6- Benzylaminopurine and 1- Naphthaleneacetic acid) and sodium chloride and also for rooting, different culture mediums were studied in completely randomized factorial design with three replications. The results showed that there is a significant difference between different levels of BAP, NAA, NaCl and Salicornia populations in shoot length trait and number of nodes. Based on the comparison of means, the population of Dizaj-e Dowl in combination with 400 mM chloride-sodium and also the combination of 400 mM chloride-sodium with each of the three levels of BAP caused the highest shoot length. The same population in combination with 400 mM sodium chloride and 3 mg/L BAP and treatment combinations containing 0.5 and 1 mg/L NAA and 3 mg/L BAP had the highest number of nodes. For rooting traits, there was also a significant difference between different rooting media. Dizaj-e Dowl population also had the highest number of roots in combination with M5 medium (M5P3). In other words, Dizaj-e Dowl population was introduced as the best population in all studied traits.
کلیدواژهها English
اثر تنظیمکنندههای رشد و شوری بر ریزازدیادی جمعیتهای سالیکورنیا
(Salicornia iranica Akhani) در شرایط درون شیشهای
شیوا قیطرانپور سهریق، سعید اهریزاد* و بهرام باغبان کهنهروز
ایران، تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی، گروه بهنژادی و بیوتکنولوژی گیاهی
تاریخ دریافت: 25/09/1401 تاریخ پذیرش: 18/02/1402
چکیده
بخش زیادی از زمینهای ایران در وضعیت شور و نیمهشور قرار دارد. در چنین مناطقی بهترین راهکار استفاده از گیاهانی است که قادر به تحمل شوری باشند. سالیکورنیا گیاهی هالوفیت با کاربردهای چندگانه بوده و ریزازدیادی گیاه سالیکورنیا نقش شایانی در مدیریت زمینهای شور دارد. در پژوهش حاضر بذور سه جمعیت سالیکورنیا از اطراف دریاچه ارومیه جمعآوری و پس از تهیه گیاهچه در گلخانه، برای شاخهزایی با سطوح مختلف تنظیمکنندههای رشدی (بنزیل آمینوپورین و نفتالین استیک اسید) و کلریدسدیم و همچنین برای ریشهزایی، محیطهای کشت مختلف بهصورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین سطوح مختلف BAP، NAA، NaCl و جمعیتهای سالیکورنیا از نظر طول شاخه و تعداد گره اختلاف معنیداری وجود دارد. براساس مقایسات میانگینها، جمعیت دیزج دول در ترکیب با 400 میلیمولار کلریدسدیم و همچنین ترکیب 400 میلیمولار کلریدسدیم با هر یک ازسه سطح BAP بیشترین طول شاخه را موجب شدند. همین جمعیت در ترکیب با 400 میلیمولار کلریدسدیم و 3 میلیگرم در لیتر BAP و ترکیبات تیماری حاوی 5/0 و 1 میلیگرم در لیتر NAA و 3 میلیگرم در لیتر BAP بیشترین تعداد گره را داشت. برای صفات ریشهزایی نیز بین محیطهای مختلف القا ریشه اختلاف معنی داری وجود داشت. جمعیت دیزجدول نیز در ترکیب با محیط M5 (M5P3) بیشترین تعداد ریشه را داشت. بهعبارتی جمعیت دیزجدول از نظر کلیه صفات مورد مطالعه بهعنوان بهترین جمعیت معرفی شد.
واژه های کلیدی: تنش شوری، تنظیم کنندههای رشد گیاهی، ریزازدیادی، ریشهزایی، سالیکورنیا
* نویسنده مسئول، تلفن: 33392055-041، پست الکترونیکی: s. aharizad @tabrizu.ac.ir
مقدمه
کره زمین در حال حاضر با بحران کمبود منابع آب شیرین و شور شدن خاک مواجه است. انتظار میرود کمبود آب در آینده به دلیل رشد جمعیت جهان افزایش یابد (13). کمبود آب و افزایش شوری خاک موجب از بین رفتن تعادل یونی، تنش فوقاسمتیک و بهدنبال آن ایجاد تنشهای ثانویه میشود (17). به همین دلیل ضروری است محصولات جدیدی تولید شود که نسبت به محصولات کشاورزی متداول نمک بیشتری را تحمل کنند. بهترین راه حل ارائه شده تاکنون، مطالعه بر روی گیاهان نمکدوستی است که هم قادر به استفاده از منابع آب غیرشیرین بوده وهم ازلحاظ اقتصادی بتوانند جایگزین محصولات کشاورزی که تنها با آب شیرین قابل آبیاری هستند، گردند. در این میان با توجه به تحقیقات انجام شده، استفاده از هالوفیتها برای تولید گیاهان تجاری میتواند بسیار مفید باشد (37). هالوفیتها بهطور طبیعی گیاهان متحمل به نمک هستند که برای رشد در محیطهای شور سازگار شدهاند. در برخی از موارد هالوفیتها برای زنده ماندن میبایست در معرض شوری قرار گیرند (26 و 31).
سالیکورنیا (Salicornia iranica) گیاهی شورزی، آبدار از خانواده اسفناجیان (Chenopodiaceae) میباشد که بهطور گسترده در اروپا، آسیا، شمال آمریکا و جنوب آفریقا پراکنده است (31). تنوع این گیاه در ایران به گونههای یکساله محدود میباشد و شامل گونههای فوق هالوفیتی هستند که در شورهزارهای داخلی و ساحلی بهطور گسترده یافت میشوند (7). رویشگاههای این گیاه در ایران شامل استانهای فارس، سمنان، گرگان، خوزستان، بوشهر، هرمزگان، یزد، آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، اصفهان، قم و تهران میباشد (3). این گیاه گوشتی در لبههای تالابها، لجنزارها، سواحل دریا، باتلاقها و بیشتر در مکانهای قلیایی یافت میشود (32) و از جنبههای مختلف خوراکی، دارویی، علوفهای و صنعتی حائز اهمیت میباشد (14 و 18). برخی از گونههای این گیاه همچون Salicornia europaea دارای ویژگیهای مفید قابل توجه از جمله خواص ضددیابتی، آنتیاکسیدانی، کاهش کلسترول خون و ضدپیری میباشد (16). در طب شرقی بهعنوان منبع طبیعی مواد معدنی و فیبرهای غذایی، در درمان چاقی، دیابت، آسم، آرتریت، یبوست و سرطان استفاده میشود (10). همچنین گزارش شده است که عصاره گیاه دارای فعالیت ضدسل است (28) این گیاه از نظر کمیت مقدار تولید روغن، مانند آفتابگردان و از لحاظ پروتئین مانند سویا میباشد. بذور سالیکورنیا دارای 30 درصد روغن و 35 درصد پروتئین و کمتر از سه درصد نمک میباشد، بهطوریکه روغن سالیکورنیا دارای 75 درصد اسیدهای چرب غیراشباع لینولئیک و لینولنیک میباشد. مطالعات نشان میدهند که برخی از گونههای سالیکورنیا مانند
S. europaea نسبت به شوری تا 500 میلیمولار NaCl متحمل هستند (38).
تکنیک کشت بافت قبلا بیشتر بهعنوان یک ابزار در تحقیقات مربوط به رشدونمو بافتها و سلولهای ایزوله شده از گیاهان استفاده میشد. از اواسط قرن بیستم امکان استفاده از آن در باززایی، تکثیر گیاهان از کالوس و سایر اندامها و بافتهای گیاهی مورد توجه قرار گرفته و تلاشهای زیادی در این زمینه آغاز شده است (4). همچنین از کشت بافت بهطور وسیع در تولید انبوه، حفظ و نگهداری ذخایر ژنتیکی گیاهان، مطالعه ترکیبات تولیدی و بهبود ژنتیکی استفاده شده است (23 و 35). در ضمن روشهای کشت درون شیشهای، محیطهای یکنواخت و کنترل شدهای را برای بررسی پاسخ به تنش شوری در گیاهچهها و کالوسها فراهم میکنند (19 و 24). در چنین شرایطی امکان تولید گیاهان یکنواخت از نظر ژنتیکی و مورفولوژیکی نیز امکانپذیر میباشد (33). علاوهبر مطالب گفته شده مشاهده شده است که بین رفتار گیاهان در رابطه با تحمل به شوری در شرایط درون شیشهای و برون شیشهای همبستگی وجود دارد (5). در نتیجه این امکان فراهم میشود تا از روش کشت بافت برای انتخاب گیاهان متحمل به شوری استفاده نمود (11).
رشد گیاه سالیکورنیا در حالت عادی با استفاده از بذر محدود به فصل و جوانهزنی آن میباشد و به دلیل عدم رسیدگی همزمان بذور، تکثیر و تولید آن کاهش مییابد. علاوهبراین به دلیل دگرگشن بودن این گیاه، نسلهای بعدی که از طریق بذر گیاه اولیه تکثیر میشوند با نسلهای قبلی خود متفاوت خواهد بود. برای غلبه بر این مشکلات و به منظور تکثیر این گیاه در مقیاس کلان و با حفظ خصوصیات گیاهچه مادری، استفاده از ریزازدیادی پیشنهاد شده است (11). کشت بافت هالوفیتها بهدلیل هتروزیگوتی و سخت کشت بودن (36) و همچنین اندازه کوچک جنین و مشکلات دسترسی به ریزنمونهها در طول سالهای اخیر کمتر مورد توجه قرار گرفته است (11)، به همین دلیل اکثر مطالعات انجام شده بر روی سالیکورنیا بیشتر به اکولوژی، فیزیولوژی و بیوشیمیایی پرداخته است. تاکنون مطالعات اندکی بر روی باززایی و ریزازدیادی سالیکورنیا صورت گرفته است (11، 29، 30 و 31) و مطالعه حاضر اولین تحقیق در ارتباط با کشت بافت S. iranica Akhani میباشد. هدف از این مطالعه، تعیین بهترین ترکیب تنظیمکننده رشد و شوری بر شاخهزایی و یهترین محیط بر ریشهزایی سالیکورنیا و بررسی سازگاری گیاهچههای حاصل از کشت درون شیشهای است.
مواد و روشها
مواد گیاهی: بذور جمعیتهای S. iranica در فصل پائیز از اطراف دریاچه ارومیه جمعآوری شدند، سپس در گلدانهایی با بستر کشت ماسه بادی و خاک با نسبت 2:1 در گلخانه کشت گردید (شکل 10). مشخصات سه جمعیت مورد مطالعه سالیکورنیا در جدول 1 آمده است. مطالعات کشت بافت در آزمایشگاه کشت بافت و مهندسی ژنتیک دانشگاه تبریز انجام شد.
شاخهزایی: پس از تولید گیاهچههای حاصل از بذرهای کشت شده در گلخانه، جهت ریزازدیادی، سرشاخه و گرههای جمعیتهای سالیکورنیا به عنوان ریزنمونه بهمدت 15 دقیقه با هیپوکلریتسدیم دو درصد ضدعفونی و سپس 5-4 بار با آب مقطر استریل شستشو شدند.
جدول 1- مشخصات جمعیتهای مورد مطالعه سالیکورنیا
|
عرض جغرافیایی |
طول جغرافیایی |
کد |
جمعیتها |
|
37°35'15.63"N |
45°15'32.59"E |
P1 |
چیچست |
|
37° 2'39.24"N |
45°35'10.94"E |
P2 |
تالاب سولدوز |
|
37°15'3.44"N |
45°19'32.19"E |
P3 |
دیزج دول |
برای کشت ریزنمونهها از محیط کشت پایه MS (موراشیک و اسکوگ) حاوی 8/0 درصد آگار و 3 درصد ساکارز استفاده و همچنین اثرات تنظیم کنندههای رشد بنزیلآمینوپورین (BAP) (1، 2و 3 میلیگرم در لیتر)، نفتالیناستیکاسید (NAA) (5/0، 1 و 2 میلیگرم در لیتر) و غلظتهای مختلف کلریدسدیم (200، 400، 600 میلیمولار) بهتنهایی و در ترکیب با یکدیگر ارزیابی شدند. پس از دو ماه صفات طول شاخه و تعداد گره اندازهگیری و شمارش گردید. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل چهار عاملی با سه تکرار انجام و در داخل هر شیشه 10 نمونه قرار داده شد.
ریشهزایی: ریزازدیادی کارآمد به ریشهدهی خوب برای سازگاری و زنده ماندن نیاز دارد. برای ریشهزایی، ساقههای 2-1 سانتیمتری تولید شده به محیط کشت MS حاوی غلظتهای مختلف تنظیم کنندههای رشد و MgCl2 (جدول 2) منتقل شدند. پس از ریشهزایی، صفات درصد ریشهزایی و تعداد ریشه اندازهگیری شد. تمامی کشتها در اتاقک رشد با دمای 24 درجه سانتیگراد، 16 ساعت روشنایی با نور 2000 لوکس نگهداری شدند.
سازگاری: سازگاری فرآیندی الزامی است که بوسیله آن گیاه با محیط برون شیشهای سازگار میشود. در این مرحله گیاهچههای دارای ریشههای قوی از محیط کشت جدا گردید و برای زدودن آگار از گیاهچهها و همچنین جلوگیری از رشد میکروبی از آب استریل استفاده شد. جهت بررسی سازگاری به گلدانهای حاوی پرلیت و ورمیکولیت منتقل و رطوبت گلدانها با استفاده از پلاستیک به مدت 20 روز در اتاق کشت با دمای 24 درجه سانتیگراد و 16 ساعت نور حفظ شد ودر طی این مدت با محلول MS 2/1 هر چهار روز یکبار مرطوب شدند. پس از برداشتن پلاستیک گیاهچهها به گلخانه منتقل و پس از دو ماه درصد بقای گیاهچهها ثبت گردید.
تجزیه و تحلیل آماری: پس از بررسی برقراری مفروضات تجزیه واریانس شامل نرمال و یکنواخت بودن خطاهای آزمایشی، تجزیه دادهها براساس مدل آماری طرح کاملا تصادفی انجام و میانگین دادهها با آزمون چند دامنهای دانکن مقایسه شدند.
جدول 2- محیطهای کشت مورد استفاده در ریشهزایی
|
ترکیبات |
محیطها |
|
NAA 1 mg/L+IBA 1 mg/L |
M1 |
|
NAA 1.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L |
M2 |
|
IBA 0.5 mg/L + Kin 0.1 mg/L |
M3 |
|
IBA 1 mg/L + Kin 0.1 mg/L |
M4 |
|
NAA 0.5 mg/L+ MgCl2 20 g/L |
M5 |
تجزیه دادهها و رسم نمودارها با استفاده از نرم افزارهای16 SPSS، SAS و Excel صورت گرفت.
نتایج
نتایج تجزیه واریانس دادهها (جدول 3) نشان داد که از لحاظ طول شاخه در سطح احتمال یک درصد بین غلظتهای مختلف BAP ، NAA، NaCl وجمعیتها اختلاف معنیداری وجود دارد. اثرات متقابل دو جانبه BS (شوری × BAP)، BP (جمعیت × BAP) و SP (جمعیت × شوری) در سطح احتمال یک درصد معنیداری بودند. معنیدار بودن اثر جمعیت نشان از وجود اختلاف ژنتیکی بالا بین جمعیتهای مورد ارزیابی داشت. همچنین براساس نتایج بهدست آمده، مشخص گردید که بین غلظتهای مختلف BAP، NAA، NaCl و جمعیتها برای صفت تعداد گره در سطح احتمال یک درصد اختلاف معنیداری وجود دارد. اثرات متقابل دو جانبه BAP × NAA، BAP × جمعیت، کلریدسدیم × جمعیت و همچنین اثر متقابل سه جانبه BAP × کلریدسدیم × جمعیت در سطح احتمال یک درصد و اثر متقابل دو جانبه کلریدسدیم × BAP در سطح احتمال پنج درصد معنیدار بودند.
شکل 1 نمودار مقایسه میانگین ترکیبات تیماری مربوط به شوری و سطوح مختلف BAP را از نظر طول شاخه نشان میدهد. ترکیبات تیماری B3S2 (BAP 3 mg/L + 400 mM NaCl)، B2S2 (BAP 2 mg/L + 400 mM NaCl) و B1S2 (BAP 1 mg/L + 400 mM NaCl) بهترتیب با میانگینهای 94/41، 09/41 و 88/40 میلیمتر بیشترین و ترکیب B1S1 (BAP 1 mg/L + 200mM NaCl) با 36 میلیمتر کمترین طول شاخه را موجب شدند. با توجه به نتایج بهدست آمده، میتوان چنین استنباط کرد که سطوح مورد مطالعه BAP تاثیری در افزایش طول شاخه نداشتند و غلظت 400 میلیمولار کلریدسدیم نقش مهمی در شاخهزایی سالیکورنیا داشت. مقایسه میانگین ترکیبات تیماری جمعیت × BAP از لحاظ طول شاخه شکل (2) نشان داد که ترکیبات تیماری B3P3، B2P3 و B1P3 بهترتیب با میانگینهای 14/44، 58/43 و 96/42 میلیمتر بیشترین طول شاخه را داشتند. جمعیت دیزج دول در تمامی سطوح BAP بالاترین رتبه را از نظر طول شاخه دارا بود. بهعبارتی جمعیت دیزجدول از پتانسیل بالایی از نظر ریزازدیادی، برای گیاه سالیکورنیا برخوردار است. جمعیت چیچست در ترکیب با 1 میلیگرم در لیتر BAP (B1P1) و 2 میلیگرم در لیتر BAP (B2P1) ، بهترتیب با میانگینهای 30/34 و 42/35 میلیمتر کمترین طول شاخه را داشت. ترکیبات تیماری S2P3 و S3P3 یعنی جمعیت دیزج دول در سطوح 200 و 400 میلی مولار NaCl با میانگین 92/44 و 73/43 میلیمتر بیشترین میزان طول شاخه و جمعیت چیچست در ترکیب با 200 میلیمولار NaCl (S1P1) با میانگین 36/32 میلیمتر کمترین طول شاخه را به خود اختصاص داده که در شکل 3 نشان داده شده است.
مقایسه میانگین ترکیبات تیماری مربوط به شوری × BAP از نظر تعداد گره نشان داد که تیمار B3S2 (3 mg/L BAP + 400 mM NaCl) با میانگین 20/7 بهترین تیمار و کمترین تعداد گره با میانگین 40/2 مربوط به تیمار B1S1 (1 mg/L BAP + 200 mM NaCl) میباشد (شکل 4).
جدول 3- تجزیه واریانس طول شاخه و تعداد گره
|
|
|
میانگین مربعات |
|
|
منابع تغییرات |
درجه آزادی |
طول شاخه |
تعداد گره |
|
B |
2 |
45.103** |
42.491** |
|
N |
2 |
4.157** |
4.134** |
|
S |
2 |
285.853** |
225.498** |
|
P |
2 |
1339.164** |
60.306** |
|
B × N |
4 |
0.103ns |
0.207** |
|
B × S |
4 |
7.013** |
0.129* |
|
B × P |
4 |
3.032** |
0.197** |
|
N × S |
4 |
0.520ns |
0.025ns |
|
N × P |
4 |
0.658ns |
0.029ns |
|
S × P |
4 |
18.858** |
1.802** |
|
B × N × S |
8 |
0.765ns |
0.053ns |
|
B × N × P |
8 |
0.343ns |
0.018ns |
|
B × S × P |
8 |
0.737ns |
0.690** |
|
N × S × P |
8 |
0.183ns |
0.084ns |
|
B × N × S × P |
16 |
0.239ns |
0.008ns |
|
خطا |
162 |
0.644 |
0.048 |
|
ضریب تغییرات (%) |
|
2.02 |
4.43 |
ns ، *، ** بترتیب نشاندهنده عدممعنیداری و معنیداری در سطح احتمال پنج و یک درصد میباشد.
# B: BAP, N: NAA, P: Populations, S: Salt (NaCl)
شکل 1- تاثیر بنزیل آمینوپورین و شوری بر طول شاخه در گیاه سالیکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
شکل 2- تاثیر بنزیلآمینوپورین و جمعیت بر طول شاخه در گیاه سالیکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
شکل 3- تاثیر شوری و جمعیت بر طول شاخه در گیاه سالیکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
ترکیبات تیماری B3N2 (3 mg/L BAP + 1 mg/L NAA) و B3N1 (3 mg/L BAP + 0.5 mg/L NAA) بهترتیب با میانگینهای 90/5 و 85/5 بیشترین و B1N3 (1 mg/L BAP + 2 mg/L NAA) با میانگین 96/3 کمترین تعداد گره را به خود اختصاص دادهاند (شکل 5). پس میتوان چنین استنباط نمود که غلظتهای کمتر NAA با ثابت ماندن میزان BAP نسبت به غلظتهای بیشتر، موجب تشکیل تعداد گره بیشتری شده است. مقایسه میانگین ترکیبات تیماری جمعیت × BAP از نظر تعداد گره در شکل 6 آورده شده است. ترکیب تیماری جمعیت تالاب سولدوز و 1 میلیگرم بر لیتر BAP (B1P2) و جمعیت چیچست و 1 میلیگرم بر لیتر BAP (B1P1) با میانگینهای 20/8 و 41/3 بهترتیب بیشترین و کمترین تعداد گره را موجب شدند. شکل 7 نمودار مقایسه میانگین ترکیبات تیماری جمعیتهای سالیکورنیا و شوری را از نظر تعداد گره نشان میدهد. ترکیب جمعیت دیزجدول و 400 میلی مولار کلرید سدیم (S2P3) با میانگین 64/7 بیشترین و جمعیت چیچست و 200 میلی مولار کلریدسدیم (S1P1) با میانگین 39/2 کمترین تعداد گره را به خود اختصاص دادند.
شکل 4- تاثیر بنزیل آمینوپورین و شوری بر تعداد گره در گیاه سالیکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (05/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
شکل 5- تاثیر بنزیل آمینوپورین و نفتالین استیک اسید بر تعداد گره در گیاه سالیکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
شکل 6- تاثیر بنزیل آمینوپورین و جمعیت بر تعداد گره در گیاه سالیکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
شکل 7- تاثیر شوری و جمعیت بر تعداد گره در گیاه سالکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
تجزیه واریانس دادههای مربوط به ریشهزایی (جدول 4) نشان داد که ازنظر تعداد ریشه، اثرات اصلی محیط کشت و جمعیتهای سالیکورنیا در سطح احتمال یک درصد اختلاف معنیداری دارند. همچنین اثر متقابل دو جانبه جمعیت و محیط کشت در سطح احتمال یک درصد معنیدار بود. معنیداری اثر متقابل جمعیت × محیط در سطح احتمال یک درصد نشان از واکنش متفاوت جمعیتها در محیطهای مختلف دارد. از لحاظ درصد ریشهزایی تنها اختلاف معنیدار (P<0.01) بین محیطهای کشت مشاهده گردید. شکل 8 مقایسه میانگین ترکیبات تیماری جمعیت × محیط را از نظر تعداد ریشه نشان میدهد. جمعیت دیزج دول در ترکیب با M5 (M5P3) با میانگین 08/11 و جمعیت چیچست در ترکیب با M2 (M2P1) و M1 (M1P1) بهترتیب با میانگین 33/3 و 3 کمترین تعداد ریشه را موجب شدند. محیط M5 (NAA 0.5 mg/L+ MgCl2 20 g/L) با 33/73 درصد ریشهزایی بهترین تیمار بود و تفاوت معنیداری با سایر محیطها داشت. محیطهای M1 (NAA 1 mg/L+IBA 1 mg/L) و M2 (NAA 1.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L) بهترتیب با 30 و 36 درصد کمترین میزان ریشهزایی را به خود اختصاص دادند (شکل9). در مطالعه حاضر، در مجموع 60 درصد از گیاهان تولید شده از کشت بافت، در محیط بیرون با موفقیت سازگار گردیدند. مراحل مختلف کشت بافت سالیکورنیا در شکل 10 نشان داده شده است.
بحث و نتیجه گیری
استفاده از فناوری کشت بافت میتواند از جمله مطلوبترین روشهای تکثیر سریع گیاهان در زمانی کوتاه و فضایی محدود محسوب شود (2). علیرغم پتانسیلهای فراوانی که سالیکورنیا در ابعاد متنوع دارد اما تاکنون مطالعات کشت بافتی اندکی انجام شده است و اغلب مطالعات مربوط به اکولوژی و فیزیولوژی این گیاه است.
جدول 4- تجزیه واریانس تعداد ریشه و درصد ریشهزایی
|
|
میانگین مربعات |
|
|
|
درصد ریشهزایی |
تعداد ریشه |
درجه آزادی |
منابع تغییرات |
|
0.259** |
19.982** |
4 |
محیط |
|
0.010ns |
53.324** |
2 |
جمعیت |
|
0.003ns |
1.697** |
8 |
محیط × جمعیت |
|
0.003 |
0.134 |
30 |
خطا |
|
11.06 |
5.91 |
|
ضریب تغییرات (%) |
ns ،** بترتیب نشاندهنده عدممعنیداری و معنیداری در سطح احتمال یک درصد میباشد.
شکل 8- تاثیر محیطهای کشت و جمعیت بر تعداد ریشه در گیاه سالکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
شکل 9-تاثیر محیطهای کشت بر درصد ریشهزایی در گیاه سالکورنیا
حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار (01/0>P) بین میانگین دادهها با استفاده از آزمون دانکن است.
 |
|
|||
شکل 10- مراحل ریزازدیادی سالیکورنیا: گیاهچههای سالیکورنیا (A)، شاخهزایی (B)، ریشهزایی (C) و سازگاری (D)
بااین حال در مورد استفاده از تنظیمکنندههای رشدی محققین مختلف به نتایج متفاوتی دست یافتند، بهعنوان مثال Onaindia و Amezaga (1999) بیان کردند که S. ramosissima مکانهای غنی از مواد آلی را ترجیح میدهد (25). Stefaniak و همکاران (2003) برای دست یافتن به رشد سریع در علفشور (Salsola rigida) از BAP وIAA استفاده نمودند (34). همچنین Mei و همکاران (1997) نیز از تنظیمکنندههای مذکور برای شکستن خواب بذر آتریپلکس مورد استفاده قرار دادند (20). در مطالعه حاضر، از لحاظ طول شاخه و تعداد گره در سطح احتمال یک درصد بین غلظتهای مختلف BAP ، NAA، NaCl و همچنین جمعیتها تفاوت معنیداری وجود داشت. معنیدار بودن اثر جمعیت در سطح احتمال یک درصد برای صفات مورد ارزیابی نشان از وجود اختلاف ژنتیکی بالا بین جمعیتهای مورد مطالعه بود. علت این امر میتواند ناشی از اختلافات فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و حتی ژنتیکی باشد که بین سه جمعیت چیچست، تالاب سولدوز و دیزج دول در اثر تکامل و در پاسخ به ریز اقلیمهای منطقه صورت گرفته باشد. در نتیجه همین تغییرات، پاسخهای کشت بافتی سه جمعیت مذکور متفاوت است. در پژوهشی که توسط Joshi و همکاران (2012) روی ریزازدیادی S. brachiate با استفاده از سرشاخهها و گرهها صورت گرفت، به این نتیجه رسیدند که شاخهزایی با استفاده از BAP بهتر از Kin میباشد. در این تحقیق همچنین مشاهده شد که در حالت ترکیب BAP + NAA شاخهزایی نسبت به BAP + 2,4-D بیشتر بود. مطالعات محققین مذکور نشان داد که طول شاخه بهطور معنیداری با تیمار 500 میلیمولار NaCl در ترکیب با BAP 2 mg/L + NAA 1 mg/L افزایش مییابد. آنها چنین نتیجه گرفتند که NaCl برای ریزازدیادی لازم و ضروری میباشد (11). نتایج بهدست آمده در این پژوهش در مرحله شاخهزایی با نتایج Shi و همکاران (2006) و Raposo و Morais (2014) مطابقت داشت. این محققان گزارش نمودند که کلریدسدیم نقش بسیار مهمی در کشت بافت S. europeae و Sarcocornia fruticosa دارد (27 و 30). با توجه به بررسی انجام شده و نتایج محققان دیگر میتوان به این نتیجه دست یافت که NaCl برای ریزازدیادی S. iranica نیزلازم و ضروری است. مطالعات ریاحینیا و داناییپور (1401) نشان داد که در مرحله جوانهزنی با افزایش شوری، سرعت و درصد جوانهزنی، طول ساقهچه، طول ریشهچه، ارتفاع گیاهچه، شاخص ویگور و وزن ساقهچه در سالیکورنیا کاهش مییابد (1). همچنین در گیاه هالوفیت Crithmum maritimum تشکیل شاخه جدید با غلظت نمک کاهش مییابد اما طول شاخه بهطور معنیداری افزایش مییابد (8). مطالعات Yuan و همکاران (2019) نشان میدهد که گیاهان هالوفیت از مکانیسمهای مختلفی برای تحمل شوری استفاده میکنند که شامل کدهبندی یون سدیم در واکوئل، استفاده از غدههای نمک و وجود ژنهای متحمل به شوری است. در نتیجه در غلظتهای معینی از نمک، نهتنها رشد گیاهان هالوفیت کاهش نمییابد، بلکه با استفاده از مکانیسمهای مذکور، افزایش مییابد (39). Singh و همکاران (2014) با مطالعه خود بر روی نقش NAA به این نتیجه رسیدند که تنظیمکننده مذکور همراه با TDZ بر روی صفت طول شاخه S. brachiata اثر همافزایی داشتند (31). در حالیکه Lee و همکاران (1992) و Grigoriadou و Maloupa (2009) به ترتیب در S. bigelovii و C. maritimum به این نتیجه دست یافتند که ترکیب هورمون NAA و BAP موجب افزایش تکثیر ساقه میشود که با نتایج این آزمایش مطابقت دارد (8 و 15). همچنین نتایج بهدست آمده از این پژوهش با نتایج سایر پژوهشگران در بهکارگیری از محیط کشت MS برای ریزازدیادی سالیکورنیا همسویی دارد (11 و 30). در حالیکه Singh و همکاران (2014) استفاده از محیط کشت DMS را برای ریزازدیادی S. brachiata و Groll و همکاران(2001) برای کاساوا پیشنهاد کردند (9 و 31). درضمن با توجه به نتایج بدست آمده از این آزمایش، مشخص گردید 400 میلیمولار کلریدسدیم بهعنوان بهترین غلظت برای ریزازدیادی S. iranica میباشد. بنابراین میتوان چنین بیان کرد که تقریبا شوری نزدیک به آب دریا برای ریزازدیادی بهینه سالیکورنیا لازم و ضروری است.
از نظر درصد ریشهزایی اثرات اصلی محیط و جمعیتهای سالیکورنیا و همچنین اثر متقابل جمعیت و محیط در سطح احتمال یک درصد معنیداری بودند. معنیداری اثر متقابل در سطح احتمال یک درصد نشان از واکنش متفاوت جمعیتها در محیطهای مختلف داشت. محققین مختلف نیز نشان دادند که پاسخ به کشت بافت تحت تاثیر ژنوتیپ بوده و معمولاً اثر متقابل معنیداری بین ژنوتیپ و محیط کشت مشاهده میشود و ژنوتیپهای مختلف واکنش متفاوتی به شرایط کشت بافت نشان میدهند (6، 12 و 22). در ارتباط با نقش تنظیم کنندههای مختلف رشدی بر روی صفات ریشهزایی سالیکورنیا مطالعات کمی صورت گرفته است. Shi و همکاران (2006) ریشهدهی مناسب را در محیط کشت القا ریشه شامل ترکیبات تنظیمکننده رشد گیاهی IBA (46/2 میکرومولار) و Kn (46/0 میکرومولار) با 25 درصد ریشهزایی گزارش کردند (30). در مطالعه حاضر نیز همین ترکیب با 33/53 درصد در رتبه دوم قرار داشت. در مطالعه Singh و همکاران (2012) بیشترین درصد ریشهزایی مربوط به محیط حاوی NAA و MgCl2 بود. شاید MgCl2 شرایط کشت طبیعی را برای سالیکورنیا تقلید کرده و موجب افزایش ریشهدهی شده است. سالیکورنیا در نواحی ساحلی با آب دریا میروید و MgCl2 جز ترکیبات اصلی آب دریا است. این محققان ترکیب تیماری NAA 0.5 mg/L+ MgCl2 20 g/L را با 90 درصد ریشهزایی و 9/14 تعداد ریشه بهترین محیط برایS. brachiata معرفی کردند، که با نتایج این پژوهش مطابقت داشت (31). در این پژوهش نیزجمعیت دیزجدول در ترکیب با همین محیط با میانگین 08/11 بیشترین تعداد ریشه را موجب شد. با توجه به مطالب گفته شده در این پژوهش میتوان چنین نتیجه گرفت که در بین جمعیتهای مورد مطالعه جمعیت دیزجدول از نظر کلیه صفات مورد ارزیابی بهترین جمعیت برای ریزازدیای سالیکورنیا بود.
نتایج این پژوهش نشان داد که ریزازدیادی سالیکورنیا میتواند منجر به تولید گیاهان یکنواخت با تعداد مطلوب در زمان کوتاهی شود. درضمن مشخص گردید 400 میلیمولار کلریدسدیم بهعنوان بهترین غلظت برای ریزازدیادی
S. iranica میباشد. بنابراین میتوان چنین بیان کرد که تقریبا شوری نزدیک به آب دریا برای ریزازدیادی بهینه سالیکورنیا لازم و ضروری است. استفاده از400 میلیمولار NaCl به تنهایی وهمچنین در ترکیب با سطوح مختلف BAP بیشترین طول شاخه را منجر شدند. همچنین ترکیب 400 میلیمولار NaCl و 3 میلیگرم BAP توانست از نظر تعداد گره بهتر باشد. در مرحله ریشهزایی نیز استفاده از 5/0 میلیگرم در لیتر NAA در ترکیب با 20 گرم در لیتر MgCl2 توانست ریشههای مطلوبی را با تعداد مناسب تولید کند. با توجه به اینکه مطالعه حاضر اولین گزارش در ارتباط با ریزازدیادی S. iranica میباشد. نتایج حاصل از این پژوهش میتواند در گسترش تحقیقات مربوط به کشت بافت و مهندسی ژنتیک سالیکورنیا موثر باشد.
سپاسگزاری
این مطالعه با حمایت دانشگاه تبریز، دانشکده کشاورزی، گروه بهنژادی و بیوتکنولوژی گیاهی صورت گرفته است.
مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)