بررسی مقایسه‌ای آناتومی ساقه در برخی از گونه‌های ایرانی سرده Myosotis L(Boraginaceae)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران، کد پستی: 14911- 15719
2 بخش تحقیقات جنگل‌ها و مراتع و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان، رشت، ایران، کد پستی: 14445- 41996
3 گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
چکیده
سرده Myosotis L. (فراموشم مکن) با 18 گونه علفی در ایران حضور دارد که این گونه‌ها اغلب در مناطق معتدله و مرطوب می‌رویند. مطالعه حاضر برای اولین بار با هدف شناسایی و توصیف ویژگی‌های آناتومی مهم ساقه در این جنس انجام پذیرفته است. خصوصیات کیفی و کمّی ساقه‌ی 14 گونه از گیاهان فراموشم مکن ایران، از جمله وضعیت ساقه، اندازه قطر ساقه، قطر گزیلم، قطر آبکش، قطر کلانشیم، قطر اپیدرم، قطر پوست، قطر پایه کرک و تعداد ردیف سلول‌های کلانشیم، بعد از آماده سازی نمونه‌ها به کمک نرم افزار ImageJ مورد مطالعه قرار گرفتند. درخت تبارشناختی به کمک نرم افزار Past 4.13v ترسیم گردید و روابط گونه‌ای این سرده مورد مطالعه قرار گرفت. جهت افتراق گونه‌ها در این سرده، با ارزش‌ترین صفت ضخامت پوست ساقه و کم ارزش‌ترین صفت، قطر ساقه تشخیص داده شد. همچنین مشخص شد که به دلیل پایین بودن سطح تغییرات (48 درصد)، صفات ساقه جهت مطالعه سیستماتیکی این سرده تنوع زیادی را نشان نداده و ارزش چندانی ندارد. اما می‌تواند در ترسیم درخت تبارشناختی و نشان دادن روابط گونه‌ای مفید باشد. بر اساس درخت حاصل از صفات تشریحی ساقه، "روابط بین گونه‌ای" متفاوت نشان داده می شود و گروه‌بندی‌های در سطح زیر سرده و سری بدست آمده از مطالعات پیشین را تایید نمی‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Comparative investigation of stem anatomy in some Iranian species of genus Myosotis L. (Boraginaceae)

نویسندگان English

Bahareh Akbarnejad 1
Farrokh Ghahremaninejad 1
Mahmoud Bidarlord 2
Ehsan Hoseini 1
Mehrshid Riahi 1
zohreh shirkhani 3
1 department of plant sciences, faculty of biological sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran, postal code: 15719-14911
2 Department of Forests and Pastures and Watershed Management, Research and Education Center for Agriculture and Natural Resources of Gilan Province, Rasht, Iran, Postal Code: 41996-14445
3 Department of Plant Sciences, Faculty of Biological Sciences, Kharazmi University, Postal code 15719-14911, Tehran, Iran
چکیده English

The genus Myosotis L. is present in Iran with 18 herbaceous species, which mostly grow in temperate and humid regions. The present study was conducted for the first time to identify and describe the important anatomical features of the stem in this genus. Qualitative and quantitative characteristics of the stem of 14 species such as stem condition, stem diameter, xylem diameter, phloem diameter, collenchyma diameter, epidermis diameter, cortex diameter, trichome base diameter, and the number of rows of collenchyma cells were measured by ImageJ software. The phylogenetic tree was drawn with the help of Past 4.13v software and the species relationships of this genus were studied. To differentiate the species in this genus, the most valuable trait was cortex diameter and the least valuable trait was stem diameter. It was also found that due to the low level of changes (48 %), the stem traits did not show much diversity for the systematic study of this genus. Based on the tree derived from the anatomical features of the stem, "interspecies relations" are shown differently and it does not confirm the groupings at the level of subgenus and series obtained from previous studies.

کلیدواژه‌ها English

forget-me-not
anatomy
stem
taxonomy
micromorphology

بررسی مقایسه­ای آناتومی ساقه در برخی از گونه­های ایرانی

سرده Myosotis L. (تیره گاوزبانیان)

بهاره اکبرنژاد1، فرخ قهرمانی­نژاد1*، محمود بیدارلرد2، احسان حسینی3، مهرشید ریاحی1 و زهره شیرخانی1

1 ایران، تهران، دانشگاه خوارزمی، دانشکده علوم زیستی، گروه علوم گیاهی

2 ایران، رشت، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان، بخش تحقیقات جنگل­ها و مراتع و آبخیزداری

3 ایران، تهران، دفتر انجمن زیست شناسی ایران

تاریخ دریافت: 29/01/1402          تاریخ پذیرش: 21/05/1402

چکیده

سرده Myosotis L. (فراموشم مکن) با 18 گونه علفی در ایران حضور دارد که این گونه­ها اغلب در مناطق معتدله و مرطوب می­رویند. مطالعه حاضر برای اولین بار با هدف شناسایی و توصیف ویژگی­های آناتومی مهم ساقه در این سرده انجام پذیرفته است. خصوصیات کیفی و کمّی ساقه­ 14 گونه از گیاهان فراموشم مکن ایران، از جمله وضعیت ساقه، اندازه قطر ساقه، قطر گزیلم، قطر آبکش، قطر کلانشیم، قطر اپیدرم، قطر پوست، قطر پایه کرک و تعداد ردیف سلول­های کلانشیم، بعد از آماده سازی نمونه­ها به کمک نرم افزار ImageJ مورد مطالعه قرار گرفتند. درخت تبارشناختی به کمک نرم افزار Past 4.13v ترسیم گردید و روابط گونه­ای این سرده مورد مطالعه قرار گرفت. جهت افتراق گونه­ها در این سرده، با ارزش­ترین صفت ضخامت پوست ساقه و کم ارزش­ترین صفت، قطر ساقه تشخیص داده شد. همچنین مشخص شد که به دلیل پایین بودن سطح تغییرات (48 درصد)، صفات ساقه جهت مطالعه سیستماتیکی این سرده تنوع زیادی را نشان نداده و ارزش چندانی ندارد. اما می­تواند در ترسیم درخت تبارشناختی و نشان دادن روابط گونه­ای مفید باشد. بر اساس درخت حاصل از صفات تشریحی ساقه، "روابط بین گونه­ای" متفاوت نشان داده می­شود و گروه­بندی­های در سطح زیر سرده و سری بدست آمده از مطالعات پیشین را تایید نمی­کند.

واژه های کلیدی: فراموشم مکن، آناتومی، ساقه، آرایه­شناسی، ریز ریخت­شناسی

* نویسنده مسئول تلفن: 09122728342، پست الکترونیکی: fgh@khu.ac.ir

مقدمه

 

سرده Myosotis L. یا فراموشم مکن شامل حدود 80 تا 100 گونه است (15و25). شرح مختصر این سرده چنین است: گیاهانی علفی یک­ساله تا چند ساله، کرک­دار، با برگ­های متناوب؛ با گل آذینی ابتدا به شکل گرزن­های دم عقربی و سپس خوشه مانند؛ گل­ها دارا یا فاقد براکته، آبی تا سفید رنگ؛ کاسه در حالت میوه رشد کننده؛ جام پنج لبه، با لوله کوتاه­تر از کاسه، در قسمت گلوگاه با فلس­های زبانکی مشخص؛ پرچم­ها 5 عدد در داخل جام؛ میوه شامل 4 فندقه چه، معمولا تخم مرغی و فشرده با سطح صاف و درخشان (22). گونه­های این سرده عمدتا ً در مناطق معتدل هر دو نیمکره پراکنده شده­اند و تعدادی از گونه­ها در مناطق آلپی و استوایی پراکنش دارند (28).

در ایران 18 گونه از این سرده شناسایی شده که اغلب در نقاط معتدله و مرطوب از جمله نواحی شمالی ایران می­رویند (20). این گیاهان در دو زیر سرده Myosotis  و Strophiostoma (Turcz.) Popov قرار می­گیرند که زیر سرده Myosotis دارای سه سری بوده که سری Myosotis دارای گونه­های M. palustris  وM. diminuta  و سری Sylvatica Popov دارای گونه­های M. sylvatica، M. asiatica،
M. alpestris، M. lithospermifolia و M. olympica و سری Arvenses Popov دارای گونه­های M. ramossisima،
M. stricta، M. minutiflora و زیر سرده Strophiostoma دارای گونه­های M. sparsiflora، M. propinqua،
M. anomala و M. psudopropinqua است (29).

ویژگی­های تشریحی اندام­های رویشی گیاهان گلدار می‍تواند از نظر طبقه­بندی در شناسایی اولیه نمونه­های گیاهی و به عنوان کمکی برای ایجاد روابط متقابل گونه­ها و در سطح بالاتر از گونه مفید باشد (19). تاکنون مطالعات زیادی درباره­ خصوصیات ریخت­شناختی، گرده شناختی و مولکولی برای طبقه­بندی و شناسایی تیره گاوزبانیان (Boraginaceae) انجام شده است (3، 6، 11، 17، 21، 23، 24، 25، 28، 30 و33). در این تیره مطالعات تشریحی محدودی از ساقه صورت گرفته است (2، 9، 14 و 23). به عنوان مثال در پژوهشی Ahmed و Kordofani (2012) به بررسی ساختار تشریحی ساقه و برگ پنج گونه از سرده Heliotropium L. پرداختند. مشخص شد که همه گونه­ها دارای اپیدرم بشکه­ای  (barrel-shaped)شکل هستند. نتایج نشان داد که خصوصیات میکروسکوپی برگ و ساقه پنج گونه مورد مطالعه می­تواند در شناسایی این گونه­های گیاهی مفید باشد (1). Kasem (2015) ویژگی­های تشریحی و ریزریخت­شناسی ساقه را در هفت گونه Heliotropium توصیف کرد. نتایج به­دست آمده نشان داد که داده­های مربوط به کرک، دانه­های گرده و آناتومی ساقه، داده­های مناسبی برای افتراق بین گونه­های این سرده هستند (13). Attar و همکاران (2019) آناتومی برگ و ساقه 25 گونه متعلق به 8 سرده از قبیله Cynoglosseae و اهمیت آن­ها در طبقه­بندی را برای اولین بار مورد بررسی قرار دادند. مشخص شد که نسبت پوست به قطر ساقه و آوند آبکش به آوند چوبی، میانگین تعداد ردیف­های کلانشیم، سلول­های نردبانی و اسفنجی، ساختار کرک­ها و آرایش سلول­های نردبانی از نظر آرایه­شناسی مهم هستند (5). Akcin و  Senay (2007) به مطالعه ویژگی­های ریخت­شناختی و تشریحی اندام­های مختلف گیاه مانند ساقه، گل و میوه در دو زیرگونه Anchusa leptophylla Roemer & Schultes پرداختند. مشخص شد که ویژگی­های برگ و کاسه گل در جداسازی ریخت­شناسی زیرگونه­ها مهم هستند (4). مطالعه خصوصیات ریخت­شناختی و تشریحی ریشه، ساقه و برگ گونه در معرض خطر Heliocarya monandra Bunge در ایران نشان داد که نتایج به­دست آمده به جز در برخی موارد با ویژگی­های عمومی تیره گاوزبانیان منطبق است (30). پژوهش­ها نشان داد خصوصیات کمی و کیفی ساقه و برگ، ویژگی­های مفیدی برای طبقه­بندی سرده Heliotropium فراهم می­نماید (11). آناتومی ساقه گونه­های فراموشم مکن در ایران تاکنون مورد بررسی مشخص قرار نگرفته است. بنابراین مطالعه حاضر برای اولین بار در ایران با هدف شناسایی و توصیف ویژگی­های تشریحی ساقه در سرده Myosotis که به رده­بندی و تعیین هویت گونه­های این سرده کمک می­کند صورت پذیرفت. اطلاعات به دست آمده می­تواند به تعیین نوع ارتباطات گونه­های این سرده و نیز سایر اعضای تیره کمک کند.

مواد و روشها

به منظور انجام این پژوهش نمونه­های هرباریومی 14 گونه از سرده فراموشم مکن موجود در هرباریوم­های T و FAR دانشگاه خوارزمی و  هرباریوم TARI باغ گیاه­شناسی ملی ایران تهیه و مورد بررسی قرار گرفتند (جدول1). نمونه­های ساقه (قسمت یقه) در محلول آب مقطر و گلیسرین نگهداری شدند تا بافت آن­ها نرم شود. بعد از گذشت 2 هفته نمونه­ها به صورت دستی با 2 تا 5 تکرار برش داده شدند. پس از آماده­سازی، مقاطع برش یافته با آبی متیل و کارمن­زاجی رنگ­آمیزی و در نهایت مقاطع عرضی رنگ­آمیزی شده با میکروسکوپ نوری  Carl Zeissمدل Standard 20 مورد مطالعه و عکس برداری قرار گرفتند. به منظور اندازه­گیری از نرم افزار ImageJ 1/5v استفاده شد. صفات کدگذاری شده با کمک نرم افزار Past 4/13v استاندارد گردید و سپس توسط Principal Components Analysis (PCA) از لحاظ درصد تغییرات و با ارزش­ترین صفات در گونه­های مورد مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت درخت تبارزایی آن با روش UPGMA  با Boot Strap1000 توسط قسمت Classical clustering ترسیم گردید. نام­های گونه­ها بر اساس POWO (27) بازبینی شدند.

 

جدول 1- گونه­های مطالعه شده از سرده Myosotis و رویشگاه و مشخصات هرباریومی آن­ها.

شماره

گونه

نام هرباریوم

شماره هرباریومی

محل جمع آوری

1

M. alpestris F.W.Schmidt.

T

24739

اردبیل: خلخال، سردول، 2800 متر

2

M. anomala Riedl.

T

1972

گیلان: منطقه حفاظت شده لیسار، سوباتان، 2200 متر

3

M. asiatica (Vestergr.) Schischk. & Serg.

T

24740

آذربایجان: استان آذربایجان غربی، کوه خلیل، 2800 متر

4

M. diminuta Grau

TARI

99889

زنجان: 45 کیلومتری جاده زنجان به دندی، روستای مراسه، 8 کیلومتری به سمت قله دامرلو، نزدیک معدن متروکه، 2510 متر

5

M. lithospermifolia (Willd.) Hornem.

FAR

18400

تهران: افجه زیگان، 2000 متر

6

M. minutiflora Boiss. & Reut.

T

24741

اردبیل: خلخال، کوه پلنگاه، 2600 متر

7

M. olympica Boiss.

T

24745

اردبیل: خلخال، پلنگاه

8

M. pseudopropinqua Popov

FAR

7994

گرگان: جنگل کرد کوی

9

M. propinqua Fisch. & C.A.Mey.

T

11060

مازندران: ساری-سمسکنده نزدیک ولاشد،160 متر

10

M. scorpioides L.

T

24742

گیلان: منطقه حفاظت شده لیسار، سوباتان ، 2000 متر

11

M. sparsiflora J.C.Mikan ex Pohl.

T

24743

اردبیل: خلخال، حاشیه رودخانه شاهرود، 1200 متر

12

M. sylvatica Hoffm.

T

1984

گیلان: منطقه حفاظت شده لیسار، بکر داغ، 2700 متر

13

M. ramosissima Rochel ex. Schult.

T

4868

خراسان شمالی: اسفراین، پارک ملی سالوک، دره روباه،  1472 متر

14

M. stricta Link ex Roem. & Schult.

T

24744

اردبیل: خلخال، آق داغ، 2300 متر

 

 

نتایج

در بررسی14 گونه ایرانی سرده Myosotis همه ساقه­های گونه­های مورد مطالعه از نوع یوستل هستند (شکل 1 تصاویر 33-1). کمترین تعداد دستجات آوندی (5 عدد) به گونه­هایM.diminuta  (شکل 1 تصاویر 1 و 2)،
M. ramosissima (شکل 1 تصاویر 20 و 21) و M. stricta (شکل 1 تصاویر 28 و 29) و بیشترین تعداد (15 عدد) به گونه M. propinqua (شکل 1 تصاویر 13 و 14) مربوط بود. بیشترین ردیف سلول­های کلانشیم ( 6-3 ردیف) در گونه M. olympica (شکل 1 تصاویر 5-3) و کمترین مقدار (3-1 ردیف) در گونه­هایM. alpestris،M. lithospermifolia ،  M. propinquaوM. sparsiflora  (شکل 1 تصاویر 19-11) مشاهده شد. بیشترین (55/5-51/3 میکرومتر) و کمترین (24/2-08/1 میکرومتر) اندازه قطر کوتیکول به ترتیب به گونه­های M. olympica و M. propinqua تعلق داشت (شکل 1 تصاویر 5-3 و تصاویر 13 و 14). تمام گونه­های مورد مطالعه به جز گونه­های M. diminuta، M. sparsiflora و
M. ramosissima دارای کرک بودند (شکل 1 تصاویر 1، 2، 17-15، 20 و 21).

 

 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 






 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1- تصاویر 1 و 2 متعلق به گونهM. diminuta ، تصاویر 3 تا 5 متعلق به گونه M. olympica، تصاویر 6 و 7 متعلق به گونه
M. Asiatica، تصاویر 8 تا 10 متعلق به گونه
M. pseudopropinqua، تصاویر 11 و 12 متعلق به گونه
M. lithospermifolia ، تصاویر 13 و 14 متعلق به M. propinqua، تصاویر 15 تا 17 متعلق به گونه M. sparsiflora، تصاویر 18 و 19 متعلق به گونه M. alpestris، تصاویر 20 و 21 متعلق به گونه
M. ramosissima، تصاویر 22 تا 24 متعلق به گونه M. sylvatica، تصاویر 25 تا 27 متعلق به گونه M. scorpioides، تصاویر 28 و 29 متعلق به گونهM. Stricta ، تصاویر 30 و 31 متعلق به گونه
M. minutiflora  و تصاویر 32 و 33 متعلق است به گونه
M. anomala .

ep اپیدرم، c کامبیوم، ch کلانشیم ،co پوست،  cutکوتیکول، p مغز، phl آبکش، r اشعه مغزی، xl چوب.

 

 

مغز ساقه تو پر در همه گونه­ها به جز M. alpestris،
 M. anomala، M. lithospermifolia،M. olympica،
M. pseudopropinqua، M. propinqua وM. ramosissima مشاهده گردید (شکل 1 تصاویر 5-3، 14-8، 21-18، 32 و 33). در گونه­های M. anomala،M. minutiflora،
M. sylvatica، M. ramosissima و M. stricta اشعه مغزی مشاهده نشد (شکل 1 تصاویر 28، 29، 24-20 و 33-30). تعداد لایه­های اپیدرم در تمام گونه­ها به جز گونه
M. sparsiflora (شکل 1 تصاویر 17-15) وM. sylvatica (شکل 1 تصاویر 24-22) که دو ردیفی است در مابقی گونه­ها تک ردیف است. بیشترین و کمترین ضخامت بافت پوست به ترتیب مربوط به M. sylvatica (شکل 1 تصاویر 24-22) و M. stricta (شکل 1 تصاویر 28 و 29) بود. بیشترین و کمترین عرض دستجات آوندی به ترتیب مربوط به M. sylvatica (شکل 1 تصاویر 24-22) و
M. diminuta (شکل 1 تصاویر 1 و 2) بود. قطورترین ساقه در M. sylvatica (شکل 1 تصاویر 24-22) و نازکترین مورد در M. diminuta (شکل 1 تصاویر 1 و 2) دیده شد.

بیشترین و کمترین قطر کلانشیم به ترتیب در گونه­های
M. ramosissima (شکل 1 تصاویر 20 و 21) و
M. diminuta (شکل 1 تصاویر 1 و 2) مشاهده گردید (جدول 2).

 

 





ادامه جدول 2- صفات تشریحی اندازه­گیری شده از گونه­های متعلق به سرده Myosotis، واحدها بر حسب میکرومتر (μm).

 

ردیف

 

گونه

ضخامت آوند چوب

یک ساله یا چند ساله

ساقه منفرد یا چند تایی

وضعیت ساقه

W

X

Y

Z

1

M. alpestris F.W.Schmidt.

35/082-64/689

چند ساله

منفرد

افراشته

2

M. anomala Riedl.

68/599-141/421

چند ساله

چند تایی

کپه ایی

3

M. asiatica (Vestergr.) Schischk. & Serg.

54/894-93/115

چند ساله

چند تایی

افراشته

4

M. diminuta Grau

16/370-21/782

یک ساله

منفرد

افراشته

5

M. lithospermifolia (Willd.) Hornem.

13/153-35/294

چند ساله

چند تایی

افراشته

6

M. minutiflora Boiss. & Reut.

37/953-66/575

یک ساله

منفرد

افراشته

7

M. olympica Boiss.

164/619-58/763

چند ساله

منفرد

کپه ایی

8

M. pseudopropinqua Popov

61/294-84/094

یک ساله

منفرد

افراشته

9

M. propinqua Fisch. & C.A.Mey.

31/465-70/273

یک ساله

منفرد

افراشته

10

M. scorpioides L.

41/231-116/619

چند ساله

چند تایی

افراشته

11

M. sparsiflora J.C.Mikan ex Pohl.

49/937-89/331

یک ساله

منفرد

افراشته

12

M. sylvatica Hoffm.

11/744-118/707

چند ساله

چند تایی

افراشته

13

M. ramosissima Rochel ex. Schult.

131/533-153/393

یک ساله

چند تایی

افراشته

14

M. stricta Link ex Roem. & Schult.

52/603-94/796

یک ساله

منفرد

افراشته

 

 

 

 

 

صفات مورد مطالعه توسط نرم­افزار Past مورد آنالیز قرار گرفت. باتوجه به اینکه درصد Variance یا تغییرات صفات تشریحی ساقه زیر 60 درصد (48 درصد) بود (شکل 2) بنابراین می­توان نتیجه گرفت که بررسی صفات ساقه جهت مطالعه سیستماتیکی این سرده تغییرات زیادی را نشان نداده و ارزش چندانی ندارد. اما می­تواند در ترسیم درخت تبارشناختی و بررسی روابط گونه­ای مفید باشد.

با توجه به شکل 3 می­توان نتیجه گرفت که بهترین و ارزشمندترین صفت جهت مطالعه ساقه در این سرده ضخامت پوست ساقه (O) و ضعیف­ترین صفت در مطالعه حاضر قطر ساقه (Q) بود.

مشخص شد که مطالعات مورفولوژیکی ساقه برای جداسازی در سطح گونه مناسب بوده ولی برای جدا کردن در سطح بالای گونه مناسب نیستند. با توجه به شکل 4 می­توان عنوان داشت که موثرترین صفت برای جداسازی گونه M. diminuta، صفت ضخامت پوست ساقه (T) است.

 

شکل2- درصد تغییرات صفات مورد مطالعه توسط نرم افزار Past.

بهترین صفات برای جداسازی گونه­های M. anomala،
M. ramosissima، M. minutiflora و M. asiatica به ترتیب ضخامت دستجات آوندی (P)، ضخامت آوند چوب (W) و عرض دستجات آوندی (R) بوده و برای جداسازی گونه­هایM. pseudopropinqua ، M. propinqua،
 
M. sylvatica، M. stricta، M. alpestries ، M. olympica و
M. sparsiflora صفت قطر ساقه (Q) مناسب بوده است.

 

 

شکل 3- نمودار ارزش مطالعه صفات مورد بررسی ساقه در نرم افزار Past (جدول شماره2).

 

شکل4- آنالیز PCA گونه­های مورد مطالعه توسط نرم افزارPast. گونه­های سری Myosotis با رنگ سبز، گونه­های سری Sylvatica با رنگ صورتی، گونه­های سری Arvenses با رنگ آبی کم رنگ و گونه­های زیر سرده Strophiostoma با رنگ آبی پر رنگ نشان داده شده است.

 

در مطالعه روابط آرایه­شناختی صفات ساقه در گونه­های سرده مورد مطالعه می­توان عنوان داشت که مطالعات تشریحی ساقه می­تواند برای جدا کردن در سطح گونه­ها مفید باشد. بر اساس صفات مورد مطالعه یک خوشه شامل گونه  M. diminutaو یک خوشه شامل گونه­های دیگر شده و نمی­تواند تا حدودی برای جدا کردن سطح بالای گونه مفید باشد. در درخت تبارشناختی مورد مطالعه، نخستین شاخه پایه با حمایت 100 درصدی به دو کلاد A و B تفکیک شده که B شامل آرایه M. diminuta و A شامل سایر آرایه­های Myosotis است. کلاد A با حمایت 64 درصدی به دو کلاد C و D تقسیم شده است. کلاد C با حمایت 34 درصدی به دو کلاد E و F جدا گردید که کلاد F شامل آرایه M. anomala و کلاد E با حمایت 15 درصدی متعلق به دو آرایه خواهری M. minutiflora و M. ramosissima است. این دو با آرایه M. anomala به صورت مونوفیلیتیک و خواهری هستند. کلاد D با حمایت 31 درصدی به دو کلاد I و J جدا شد که کلاد I به دو آرایه M. asiatica و
M. lithospermifolia که خواهری هستند با حمایت 21 درصدی جدا گردید. کلاد J با حمایت 21 درصدی به دو کلاد M و N جدا شده که کلاد N آرایه M. stricta را شامل گردید. کلاد M با حمایت 32 درصدی به دو کلاد O و P جدا شده که کلاد O خود با حمایت 8 درصدی به دو کلاد R و Q تفکیک شده که کلاد R آرایه M. alpestris و کلاد Q با حمایت 46 درصدی به دو آرایه خواهری M.scorpioides و M. olympica جدا شد و با آرایه M. alpestris به صورت مونوفیلیتیک و خواهری هستند. کلاد P با حمایت 45 درصدی به دو کلاد U و V جدا شده که کلاد V شامل آرایه M. sparsiflora و کلاد U خود با حمایت 32 درصدی به دو کلاد W و X تفکیک شده که کلاد X آرایه
M. propinqua و کلاد W با حمایت 67 درصدی به دو آرایهM. sylvatica  و M. pseudopropinqua جدا شده که با آرایه M. propinqua مونوفیلیتیک و خواهری هستند. کلاد B پایه­ای ترین دودمان است. بر اساس درخت بدست آمده بر اساس داده­های تشریحی ساقه، دروی و نزدیکی گونه­ها نسبت به هم یا "ارتباط بین گونه­ها"  متفاوت بوده. لذا گروه­بندی­های در سطح زیر سرده و سری بر اساس صفات مورفولوژیک را (14 و 28) تایید نمی­کند. نکته قابل ذکر دیگر در این مطالعه این است که درخت تبارشناختی (شکل 5) و آنالیز PCA (شکل 4) بدست آمده از صفات آناتومی ساقه در این مطالعه نتایج همگن و یکسانی را نشان دادند.

بحث

از آنجایی که گونه­های سرده Myosotis به صورت گیاهان یک و چند ساله علفی دیده می­شوند و بسیار ظریف هستند (15)، تاکنون تحقیقی در خصوص بررسی مقایسه­ای تشریحی ساقه آن­ها به خصوص در گونه­های ایرانی صورت نپذیرفته است. لذا تحقیق حاضر به منظور مشخص کردن ارتباط آرایه­شناسی گونه­های این سرده صورت پذیرفت. ارزشمندترین صفت مورد مطالعه در تحقیق حاضر صفت ضخامت پوست ساقه و کم ارزش­ترین صفت قطر ساقه بود. سایر صفات مورد بررسی که بیشتر بر پایه اندازه­گیری اجزای تشکیل دهنده ساقه استوار هستند. حد واسط بین این دو صفت هستند. در آنالیز PCA مطالعه حاضر، صفات ضخامت پوست ساقه، ضخامت دستجات آوندی، ضخامت آوند چوب، عرض دستجات آوندی و قطر ساقه جهت جداسازی در سطح گونه مفید بوده. در حالی که Guven و همکاران (2013) (10) در سرده Onosma L. صفات نسبت قطر پوست به قطر ساقه، نسبت آوند آبکش به آوند چوبی، میانگین تعداد ردیف کلانشیم، میانگین سلول‌های پالیسید و اسفنجی و شاخص روزنه در جداسازی گونه‌ها را با اهمیت بیشتر بیان داشتند. همچنین Keshavarzi و همکاران (2013) (14) نشان دادند که صفات قطر اپیدرم، قطر پوست، قطر اسکلرانشیم، قطر پارانشیم، نسبت قطر آوند به اپیدرم، نسبت قطر ساقه به اپیدرم، گسیختگی سلول­های مغزی، عرض آوندها، قطر آبکش داخلی، قطر ساقه و نسبت قطر ساقه به آوند جهت بررسی روابط بین گونه­ایی در سرده Anchusa L. مفید بوده، که همانند صفات ضخامت پوست، عرض دستجات آوندی و قطر ساقه در تحقیق حاضر است.

 

 

شکل5- درخت تبارشناختی گونه­های مورد مطالعه توسط نرم افزار Past.

 

Attar و همکاران (2019) (5) در مطالعه PCA صفات ساقه و برگ قبیله Cynoglosseae مشخص کردند که نسبت عرض بافت اسفنجی به عرض بافت مزوفیل، میانگین تعداد ردیف سلول‌های اسفنجی، میانگین تعداد ردیف سلول‌های پالیسید، نسبت عرض آوند آبکش به عرض آوند چوبی متغیرترین صفات تشریحی جهت جداسازی گونه­های مورد مطالعه هستند که یافته آن­ها برخلاف صفات مشخص شده توسط آنالیز PCA تحقیق حاضر است.  Karimi(2021) (12) در مطالعه خود روی ویژگی­های تشریحی و ریختی برگ برخی از گونه­های افرا به تحلیل خوشه­هایWARD  و رسته­بندی PCA  با استفاده از نرم­افزار  Rپرداخت و مشخص نمود که نتایج تحلیل رسته­بندی با تحلیل خوشه­ای منطبق است که این با تحقیق حاضر که مشخص نمودیم، نتایج حاصل از PCA صفات ریخت­شناسی و زیر ریخت­شناسی ساقه­ با درخت تبار­شناختی رسم شده ساقه به کمک روش UPGMA، با استفاده از نرم افزار PAST  منطبق بوده است. هم­خوانی دارد. Toluei و همکاران (2020) (31) در مطالعه خود روی بررسی تنوع ریخت­شناسی جمعیت­های مختلف گل محمدی نشان دادند که آنالیز خوشه­ای و PCA بر اساس صفات ریخت­شناسی نظیر ساقه، برگ و گل می­تواند در جدا­سازی جمعیت­ها مفید باشد که این همانند تحقیق حاضر که بیان داشتیم آنالیز خوشه­ایی و PCA بر اساس صفات ساقه می­تواند در جداسازی تاکسومنومیکی ما در سطح گونه­ایی مفید باشد تطابق دارد.  به طور کلی بررسی صفات ساقه در این مطالعه به دلیل کم بودن میزان تغییرات این صفات به اندازه 00/48 درصد و زیر حد نرمال 60 درصد بودن حاکی از مناسب نبودن این صفات جهت بررسی آرایه­شناختی در این سرده است. اما در بررسی تبارزایی و شناخت رابطه گونه­ای این سرده می­تواند مفید قرار بگیرد. بر اساس Mahmoodi و همکاران (2015) (20) و فلور ترکیه (7)، گونه M. diminuta به کمک صفاتی نظیر یک­ساله و بدون انشعاب بودن ساقه. تعداد گل کم، 1 تا 3 گل. کاسه گل با کرک­های پراکنده غیر قلابی، از گونه­های خویشاوند خود جدا می­شود. این گونه در سری  Myosotisقرار دارد (29). ولی با توجه به بررسی­های مطالعه حاضر درخت تبارشناختی (شکل 5) و آنالیز  PCA (شکل 4) این گونه کاملا از سایر گونه­های مورد مطالعه به دلیل کوچک­تر بودن ضخامت دستجات آوندی، قطر ساقه، عرض دستجات آوندی و ضخامت کلانشیم نسبت به سایر گونه­های مورد مطالعه (جدول 2) این گونه با حمایت 100 درصدی متمایز می­شود. در نتیجه بررسی صفات آناتومی ساقه در تحقیق حاضر موقعیت این گونه را در سرده بر اساس صفات مورفولوژیک (15 و 29) تایید نمی­کند. در مطالعه­ Attar و همکاران (2019) (5) روی آناتومی برگ و ساقه متعلق به 8 سرده از قبیله Cynoglosseae مشخص نمودند که به طور کلی صفات تشریحی ساقه و برگ مشابه هستند و نسبت پوست به قطر ساقه و آوند، میانگین تعداد ردیف­های کلانشیم در ساقه، ساختار کرک­ها و آرایش مزوفیل نردبانی در برگ از نظر طبقه­بندی مهم بودند که با نتایج تحقیق حاضر که مشخص شد بهترین صفت ساقه، صفت ضخامت پوست و ضعیف­ترین صفت قطر ساقه است تضاد دارد. اما از لحاظ کلی که صفات ساقه در طبقه­بندی این تیره ارزش کم و اینکه این صفات می­تواند در طبقه­بندی سطح گونه­ای سرده مفید باشد با مطالعه عطار و همکاران همخوانی دارد. سلول­های اپیدرمی در گونه­های مورد مطالعه دارای شکل نامنظم بوده و تعداد لایه­های اپیدرم در بیشتر گونه­ها یک لایه و در برخی دیگر دو لایه و تعداد لایه­های کلانشیمی 1 تا 6 ردیف بود. وجود اپیدرم یا هیپودرم چند لایه به عنوان یک سازگاری اکولوژیکی گیاهان با محیط­های خشک در نظر گرفته شده است که از هدر رفتن آب جلوگیری می­کند (8). Attar و همکاران (2019) نشان دادند که اپیدرم تک لایه­ای با سلول­های مستطیل شکل، پوشیده از کرک­های ساده در برخی گونه­های قبیله Cynoglosseae وجود دارد (5). آن­ها همچنین بیان داشتند که کلانشیم در همه گونه­های مورد مطالعه توسعه یافته و نزدیک به اپیدرم در 2 تا 4 ردیف قرار دارد. در مطالعه­ی Akcin و Senay (2007) (4) بر روی خصوصیات ریخت­شناختی و تشریحی  A. leptophylla  نشان داده شد که اپیدرم از سلول­های منظم تشکیل و با یک کوتیکول نسبتا ً ضخیم پوشیده شده است. آن­ها همچنین عنوان داشتند که زیر اپیدرم 3 تا 7 لایه کلانشیم وجود دارد. بررسی خصوصیات ریخت­شناختی و تشریحی ساقه گونه H. monandra Bunge  مشخص نمود که ساقه دارای اپیدرم تک لایه با کوتیکول ضخیم در سطح خارجی و 2 تا 3 لایه کلانشیم است (34). نتایج به دست آمده توسط این پژوهشگران برخلاف نتایج به دست آمده در این پژوهش است.

در این تحقیق در گروهی از گونه­ها دستجات آوندی پیوسته و در گروهی دستجات آوندی به صورت منفرد و اشعه مغزی بین دستجات آوندی مشاهده شد. همچنین مغز ساقه در گروهی از گونه­ها تو پر و در گروه دیگر از بین رفته است. در مطالعه 25 گونه قبیله Cynoglosseae مشخص شد که دسته­های آوندی در امتداد ساقه پیوسته بودند و مغز ساقه متشکل از سلول­های پارانشیمی بزرگ و استوانه­ای بود (5). مغز ساقه تو پر و متشکل از سلول­های پارانشیمی گرد درگونه A. leptophylla گزارش شده است (4). این نتایج درتضاد با نتایج مطالعه حاضراست. ساقه توخالی به دلیل حذف سلول های مغزی درH. monandra  مشاهده شد (34) که همسو با نتایج به دست آمده در مورد برخی گونه­های مورد مطالعه است.

Kandemir و همکاران (2019) (10) به بررسی مقایسه­ای آناتومی سرده Heliotropium L. یافت شده در ترکیه پرداختند. آن­ها بیان داشتند که بررسی صفات برگ و ساقه از جمله اپیدرم، اندازه روزنه، تعداد لایه­های هیپودرم، کلانشیم، پوست، شکل و ساختار کریستال­ها، مزوفیل اسفنجی و نردبانی، تعداد سلول­های همراه روزنه و کرک­ها دارای ارزش طبقه­بندی هستند که با تحقیق حاضرکه نشان داد صفت ضخامت پوست ساقه یکی از مهم­ترین صفات در مطالعه Myosotis است تطابق دارد. در پوست و مغز ساقه گونه­های Myosotis ساختارهای ترشحی گزارش شده است (19)، اما در گونه­های مورد بررسی در این مطالعه مشاهده نگردید.

در مجموع می­توان نتیجه گرفت که بررسی صفات ساقه جهت مطالعه در سطح گونه در این سرده می­تواند تا حدودی مناسب باشد و در ترسیم درخت تبارشناختی، گونه­ ها را جدا کند، ­اما در مطالعه در سطح بالاتر از گونه زیاد مناسب نبوده و همچنین در بررسی  دوری و نزدیکی گونه ­ها نسبت به هم یا "ارتباط بین گونه­ ها"  در سطح زیر سرده و سری  نتوانسته همانند مطالعات پیشین در حدبندی این سرده مناسب باشد. لذا پیشنهاد می­شود از صفات ریز ریخت­شناسی و ریخت­شناسی بیشتری و همچنین از گونه­ های بیشتری جهت درک بهتر روابط تبارشناختی این سرده استفاده نمود.

سپاسگزاری

نویسندگان از هرباریوم­های دانشگاه خوارزمی (T, FAR) و هرباریوم TARI باغ گیاه­شناسی ملی ایران، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان تشکر و قدردانی خود را ابراز می­نمایند. از داوران محترمی که این مقاله را داوری نمودند نیز سپاسگزاری می­گردد.

  1. Ahmed HO. Kordofani MA (2012). Leaf and stem anatomy of five species from the genus Heliotropium L. (Boraginaceae) in Sudan. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 10, 4575-4581.
  2. Aldridge AE (1981). Anatomy and evolution in Echium macaronesian (Boraginaceae). Plant Systematics and Evolution, 138, 9-22.
  3. Akcin ÖE. Şenel G. Akcln Y (2013). Leaf epidermis morphology of some Onosma (Boraginaceae) species from Turkey. Turkish Journal of Botany, 37(1), 55-64.
  4. Akcin TA. Ulu Ş (2007). A morphological and anatomical study on Anchusa leptophylla Roemer & Schultes (Boraginaceae) distributed in the Black Sea Region of Turkey. Turkish Journal of Botany, 31, 4, 317-325.
  5. Attar F. Esfandani‐Bozchaloyi S. Mirtadzadini M. Ullah F. Zaman W (2019). Foliar and stem epidermal anatomy of the tribe Cynoglosseae (Boraginaceae) and their taxonomic significance. Microscopy Research and Technique, 82(6), 786-802.
  6. Cohen JI (2014). A phylogenetic analysis of morphological and molecular characters of Boraginaceae: evolutionary relationships, taxonomy, and patterns of character evolution. Cladistics, 30(2), 139-169.
  7. Davis PH (1978). Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Vol 6.
  8. Díez MJ (1994). A general survey of pollen types in Anchusa L. (Boraginaceae) in relation to taxonomy. Acta Botanica Gallica, 141(2), 233-242.
  9. Gostin I (2009). Histo-anatomical and peculiarities of the aerial vegetative organs in Pulmonaria officinalis L. and Pulmonaria rubra Schott. Universitatea de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară Iaşi, 52, 174-180.
  10. Guven, S. Beyazoglu O. Makbul S. Turkmen Z. Kandemir A (2013). Anatomical features of six Onosma L. (Boraginaceae) species from Turkey. Iranian Journal of Botany, 19(1), 94-103.
  11. Kandemir N. Çelik A. Shah SN. Razzaq A (2020). Comparative microanatomical investigation of genus Heliotropium L. (Boraginaceae) found in Turkey. Flora, 262, 151495.
  12. Karimi Z (2021). Leaf anatomical and morphological characters of some species of Acer. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 34(3), 616-631.‏
  13. Kasem WT (2015). Macro and micromorphological studies on seven species of Heliotropium L. (Boraginaceae Juss.) in south west of Saudi Arabia. American Journal of Plant Sciences, 6(9), 1370-1377.
  14. Keshavarzi M. Nasrollahi F. Sheidai M (2013). Stem and fruit anatomical study of the Anchusa species (Boraginaceae) in Iran. Phytologia Balcanica, 19(2), 193-199.
  15. Khatamsaz M (2002). Boraginaceae. In: Assadi M. (Chief Editor). Flora of Iran, no. 39. RIFR. Tehran. 504 p.
  16. Mabberley DJ (2008). Mabberley's Plant-book: a portable dictionary of plants, their classifications and uses. Cambridge University Press.
  17. Metcalfe CR. Chalk L (1950). Anatomy of the dicotyledons: leaves, stem, and wood, in relation to taxonomy, with notes on economic uses.
  18. Metcalfe CR. Chalk L (1979). Anatomy of dicotyledons I. Oxford University Press. London. England. 279s.
  19. Metcalfe CR. Chalk L (1983). Anatomy of the dicotyledons. Wood structure and conclusion of the general introduction. Oxford. 2: 297.
  20. Mahmoodi M. Ghahremaninejad F. Maassoumi AA (2015). A new record of the genus Myosotis (Boraginaceae) for the flora of Iran: Rediscovery of a rare plant. The Iranian Journal of Botany, 21(1), 43-46.‏
  21. Meudt HM (2016). Pollen morphology and its taxonomic utility in the southern hemisphere bracteate-prostrate forget-me-nots (Myosotis L., Boraginaceae). New Zealand Journal of Botany, 54(4), 475-497.
  22. Nasir YL (1989). Myosotis (Boraginaceae), in Ali, SI and Nasir, YJ (eds.), Flora of Pakistan. No. 191.
  23. Ning JC. Xi YZ. Zhang YL (1992). Pollen morphology of the tribe Anchuseae DC. and its taxonomic significance. Cathaya, 4, 79-90.
  24. Noroozi M. Ghahremaninejad F. Bogler D. Witherspoon JM. Ryan GL. Miller JS.Riahi M.Cohen JI (2022). Parsing a plethora of pollen: the role of pollen size and shape in the evolution of Boraginaceae. Cladistics, 38(2), 204-226.‏
  25. Nyawuame HGK. Gill LS (1990). Structure and ontogeny of stomata in some tropical ornamental plants (monocotyledons). Plant Biosystem, 124(2-3), 249-258.
  26. Park CU (1982). Study of the secondary xylem in herbaceous dicotyledons I. Boraginaceae, Cruciferae, and Euphorbiaceae. Transactions of the Missouri Academy of Science, 16, 25-36.
  27. Powo (Plants of the World Online) (2023). Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. http://www.plantsoftheworldonline.org.
  28. Retief E. Van Wyk AE (1997). Palynology of southern African Boraginaceae: the genera Lobostemon, Echiostachys and Echium. Grana, 36(5), 271-278.
  29. Riedl H. (1967). Boraginaceae. In: Flora Iranica (Ed. Rechinger, K.H.). 48, 97-146. Akademische Drück- und Verlagsanstalt, Graz.
  30. Selvi F. Bigazzi M (2001). Leaf surface and anatomy in Boraginaceae tribe Boragineae with respect to ecology and taxonomy. Flora, 196, 4, 269-285.
  31. Toluei Z. Arefi Tork Abadi M. Hosseini Tafreshi SA (2020). Evaluation of morphological variation of different populations of Rosa damascena Mill. from Kashan and its correlation with essential oil content. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 33(1), 142-154.‏
  32. Weigend M. Selvi F. Thomas DC. Hilger HH. (2016). “Boraginaceae”, in Flowering Plants. Eudicots, the families and genera of vascular plants 14, J.W. Kadereit and V. Bittrich (eds.) (Cham: Springer International Publishing), 41-102.
  33. Winkworth RC. Grau J. Robertson AW. Lockhart PJ (2002). The origins and evolution of the genus Myosotis L. (Boraginaceae). Molecular Phylogenetics and Evolution, 24(2), 180-193.
  34. Yousefi M (2010). Morphological and anatomical study of threatened endemic Heliocarya monandra Bunge (Boraginaceae) in Iran. The Iranian Journal of Botany, 16(2), 273-281.
دوره 37، شماره 3
پاییز 1403
صفحه 259-274

  • تاریخ دریافت 29 فروردین 1402
  • تاریخ بازنگری 13 مرداد 1402
  • تاریخ پذیرش 21 مرداد 1402