علوم زیستی گیاهی
سال:1392 | دوره:5 | شماره:15 |تعداد مقالات:9

لوبیا یکی از مهم ترین اعضای تیره باقلائیان (Fabaceae) است که دارای اهمیت اقتصادی درخور توجهی در تغذیه انسان است. باززایی از طریق کشت بافت یکی از روش های مناسب و موثر برای حفظ و تکثیر گیاهان به شمار می رود. در پژوهش حاضر، وضعیت کالوس زایی، ساقه زایی و ریشه زایی در گیاه لوبیا رقم گلی تحت اثر هورمون های بنزیل آمینو پورین و آلفا-نفتالین استیک اسید بررسی شده است. ابتدا بذرها به صورت سطحی استریل و برای به دست آوردن گیاهچه استریل به داخل محیط کشت مناسب منتقل شدند. پس از 10 روز، قطعات جداکشت (هیپوکوتیل، ریشه و برگ) به دست آمده از گیاهچه استریل در 25 تیمار هورمونی مختلف بررسی شدند. برای انجام فرآیندهای باززایی قطعات جداکشت به محیط کشت موراشیگ و اسکوگ جامد متشکل از سوکروز 3 درصد، ویتامین B5 و هورمون های آلفا-نفتالین استیک اسید (با غلظت های صفر، 0.1، 0.2، 0.4 و 0.8 میلی گرم در لیتر) و بنزیل آمینو پورین (با غلظت های صفر، 0.5، 1، 2 و 4 میلی گرم در لیتر) انتقال یافتند. طبق نتایج حاصل، بهترین غلظت برای کالوس دهی در ترکیبی از این دو هورمون به میزان 0.4 میلی گرم در لیتر هورمون آلفا-نفتالین استیک اسید و 2 میلی گرم در لیتر هورمون بنزیل آمینو پورین به دست آمد. در فرآیند ساقه زایی با افزایش غلظت هورمون بنزیل آمینو پورین درصد ساقه زایی تا غلظت 2 میلی گرم در لیتر افزایش و پس از آن کاهش یافت. در فرآیند ریشه زایی با افزایش غلظت هورمون آلفا-نفتالین استیک اسید ریشه زایی افزایش یافت. پس از مراحل بالا گیاهچه کامل تشکیل و به خاک انتقال یافت.

تنش شوری، یک تنش محیطی است که رشد و نمو گیاهان و تولید محصولات کشاورزی را در بیشتر نقاط جهان متاثر می سازد. در این مطالعه، تاثیر تنش شوری (کلرید سدیم) و پیش تیمار سالیسیلیک اسید بر شاخص های رشد، مقدار رنگیزه های فتوسنتزی، کارآیی فتوشیمیایی فتوسیستم II شامل عملکرد کوانتومی فتوسیستم(Æ PSII) II ، بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم (Fv/Fm) II و خاموشی غیر فتوشیمیایی (NPQ) و تغذیه معدنی شامل عناصر سدیم، پتاسیم، نیتروژن، فسفر، کلسیم، منیزیم، آهن، روی، منگنز، مس و بور در برگ های ذرت (KSC704) بررسی شد. برای این منظور، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو سطح شوری و سه سطح سالیسیلیک اسید و با 5 تکرار انجام شد. تنش شوری باعث کاهش شاخص های رشد، کلروفیل، کاروتنوئید، عملکرد کوانتومی فتوسیستم (Æ PSII) II و بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم (Fv/Fm) II و افزایش مقدار خاموشی غیر فتوشیمیایی (NPQ) شد. همچنین، تنش شوری میزان عناصر معدنی را در برگ های ذرت تحت تاثیر قرار داد و باعث کاهش مقدار پتاسیم و مس و افزایش مقدار سدیم، فسفر، منیزیم، آهن، روی، منگنز و بور شد و بر مقادیر نیتروژن و کلسیم تاثیری نداشت. پیش تیمار سالیسیلیک اسید باعث افزایش کلروفیل، کاروتنوئید، عملکرد کوانتومی فتوسیستم Æ PSII) II) و بیشینه عملکرد کوانتومی فتوسیستم (Fv/Fm) II و کاهش مقدار خاموشی غیر فتوشیمیایی (NPQ) شد. سالیسیلیک اسید همچنین باعث تغییر در جذب و انتقال مواد معدنی به برگ از جمله کاهش مقدار سدیم شد. نتایج مثبت پیش تیمار سالیسیلیک اسید در کاهش آثار تنش شوری و بهبود شاخص های رشد مشخص است.

در پژوهش حاضر، گل خارشتر (Alhagi pseudoalhagi (M. B.) Desv.) از لحاظ ریخت شناسی و نمو اجزای گل بررسی شد. اجزای گل بدون کرک ترشحی و پوششی، کاسه گل پیوسته، جام پروانه آسا، بال ها دارای رنگ تیره و سلول های اپیدرمی با دیواره برآمده به سمت بیرون، ناوها پیوسته و همراه با درفش به صورت جام بسته، نافه دو دسته ای و ناجور ریخت، بساک ها برون گشا و شکوفایی طولی، دیواره کیسه گرده از نوع دولپه ای، سلول های لایه مغذی بساک مستطیلی شکل و از نوع ترشحی هستند. پس از تقسیم میوز، جداره بندی یا تقسیم سیتوپلاسم از نوع همزمان است و در مرحله بلوغ میکروسپورها هنوز کیسه رویانی در مرحله تقسیم میتوز است و هسته های کیسه جنینی به طور کامل تشکیل نشده اند. مادگی یک برچه ای، تخمدان یک خانه و فوقانی، تخمک ها واژگون و پرخورش، خامه توخالی و میوه نیام 2-5 دانه ای است. لایه اپیدرمی و زیراپیدرمی کاسه گل، جام گل، تخمدان و نیز بافت رابط بساک دارای مواد فنلی (تاننی) و مواد با زیربنای چربی هستند.

در پژوهش حاضر، فلور معدن آهن گلالی بررسی شد. این معدن در 58 کیلومتری شمال غربی استان همدان، در مرز همدان، کرمانشاه و سنندج، در مختصات 47 درجه، 54 دقیقه طول شمالی و 34 درجه و 59 دقیقه عرض شرقی قرار دارد. روش جمع آوری گیاهان منطقه یادشده، روش مرسوم مطالعات فلوریستیک منطقه ای است. نمونه های جمع آوری شده بر اساس روش های مرسوم تاکسونومی گیاهی و به کارگیری منابع لازم شناسایی و خانواده، جنس و گونه هر یک تعیین شد. نمونه های جمع آوری شده در این بررسی در هرباریوم دانشگاه بوعلی سینا نگهداری می شود. شکل زیستی هر یک از عناصر گیاهی منطقه با روش رانکایر (Raunkiaer) مشخص شد. در بررسی منطقه معدن آهن گلالی، 36 خانواده، 116 جنس و 147 گونه و واحدهای تحت گونه ای شناسایی شد که خانواده های Asteraceae (آفتاب گردان)، Brassicaceae (شب بو)، Poaceae (گندمیان)، Fabaceae (نیام داران) و Lamiaceae (نعناییان) بیشترین فراوانی را داشتند. شکل های زیستی منطقه شامل 1 درصد فانروفیت، 5 درصد کریپتوفیت، 49 درصد همی کرپتوفیت، 6 درصد کامفیت و 39 درصد تروفیت هستند. بیشترین پراکنش جغرافیایی، گونه ها متعلق به ناحیه ایرانی-تورانی است.

سلول های زنده دارای بار الکتریکی هستند که به واسطه حضور یون ها و رادیکال های آزاد ایجاد می شوند. میدان های مغناطیسی با برهم کنش با یون ها و به ویژه مواد فرومگنتیک نظیر آهن بر سلول های زنده تاثیر می گذارند. میدان های مغناطیسی از جمله عوامل محیطی هستند که می توانند آثار درخور توجهی را حتی در مدت زمان اندک و شدت های پایین بر سیستم های زنده داشته باشند. در این بررسی، سلول های گیاه جعفری (Petroselinum crispum) در کشت تعلیقی به مدت 4 ساعت در معرض میدان مغناطیسی 30 میلی تسلا قرار گرفتند و محتوای آهن کل سلول، محتوای فریتین و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی آسکوربات پراکسیداز، سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز بررسی شد. بر مبنای نتایج به دست آمده میدان مغناطیسی باعث کاهش جذب آهن و به دنبال آن کاهش محتوای فریتین گشت. فعالیت آنزیم های آسکوربات پراکسیداز نیز کاهش یافت که این کاهش می تواند نتیجه کاهش مشارکت آهن به عنوان واحد ساختاری در آنزیم های فوق باشد، در حالی که فعالیت آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز و کاتالاز افزایش یافت.

اسپرس (Onobrychis) از گیاهان مرتعی و علوفه ای مهمی است که اغلب گونه های آن به صورت خودرو در ایران می روید. به منظور تعیین آثار سطوح مختلف شوری بر جوانه زنی، وزن تر و وزن خشک در سه گونه اسپرس مرتعی (O. subnitens،O. viciifolia  و O. melanotricha)، آزمایشی در قالب فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار با 5 تیمار مختلف در غلظت های صفر (شاهد)، 50، 100، 200 و 400 میلی مولار کلرید سدیم انجام شد. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش سطح شوری، جوانه زنی در هر سه گونه کاهش یافته، در تیمار 400 میلی مولار متوقف می شود. مقایسه میانگین ویژگی های وزن تر و وزن خشک دانه رست های رشد یافته در حضور نمک نشان داد که این ویژگی ها تا غلظت 200 میلی مولار نمک کاهش یافته، اختلاف معنی داری نیز میان سطوح مختلف شوری مشاهده شد. نتایج حاصل از مطالعه کمی و کیفی پروتئین ها نیز گویای افزایش محتوای پروتئین کل و کاهش فعالیت آنزیم های پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز در تنش شوری است. از آثار دیگر شوری می توان به افزایش درخور توجه محتوای پرولین آزاد در گیاهان مورد مطالعه اشاره نمود که در پاسخ به شوری برای تنظیم پتانسیل اسمزی به کار می رود.

سلول های کلاهک ریشه در گونه های گیاهی، تغییرات تکوینی متفاوتی را متحمل می شوند. در این پژوهش، تغییرات تکوینی فراساختار سلول های کلاهک ریشه گیاه نخود (Pisum sativum L.) مطالعه شد. بدین منظور، نوک ریشه های دانه رست های سه روزه در ماده تثبیت کننده نخستین حاوی .5 w/v درصد پارا فرم آلدئید و 2 v/v درصد گلوتارآلدئید در بافر فسفات 100 mM و تثبیت کننده ثانویه تتراکسید اسمیوم 1 v/v درصد در همان بافر تثبیت شد. پس از آغشته سازی با استفاده از رزین لندن سفید برش هایی با ضخامت 60 نانومتر تهیه و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری مطالعه شدند. در این گونه، سلول های بخش مرکزی کلاهک یا کلوملا در زیر ناحیه مریستمی با دارا بودن ویژگی های متعارف مربوط به استاتوسیت ها مشخص می شوند. در این سلول ها، وجود هسته بزرگ در قطب فوقانی و غشاهای شبکه آندوپلاسمی و آمیلوپلاست های فراوان در قطب تحتانی سلول جلب توجه می کند. با افزایش سن این سلول ها که با نزدیک شدن به ناحیه پیرامونی کلاهک مشخص می شود، ساختار آنها در جهت ترشح تخصص یابی پیدا می کند. با افزایش اندازه سلول ها، نسبت نوکلئوپلاسمی کاهش می یابد و تعداد دیکتیوزوم های گلژی و غشاهای شبکه آندوپلاسمی با ساختار توبولی-وزیکولی به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. به تدریج، اندامک های موجود در سیتوپلاسم به نواحی پیرامونی رانده می شوند و یک بخش عاری از اندامک در قطب فوقانی شکل می گیرد. سپس تعدادی از غشاهای شبکه آندوپلاسمی در اطراف منطقه عاری از اندامک، برای تشکیل واکوئل سازمان می یابند. به این صورت شبکه آندوپلاسمی را می توان به عنوان منشا واکوئل در سلول های کلاهک ریشه نخود معرفی نمود. رشد دستگاه واکوئلی در این سلول ها در مراحل نهایی تکوینی انجام می گیرد و سلول ها در نهایت از کلاهک جدا می شوند.

در این تحقیق، نمونه برداری از برگ، گل، پوست میوه (در زمان رسیدگی) و مغز دانه با همکاری مرکز تحقیقات پسته از دو پایه اهلی و موتیکا و سه رقم احمد آقایی، اوحدی، کله قوچی انجام شد و نمونه ها از نظر فعالیت آنزیم PAL، ترکیبات فنلی، فلاونوئیدی و آنتوسیانین ها برای تعیین شاخص ترین پایه و رقم بررسی شدند. افزایش فعالیت آنزیم PAL، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدها و همچنین، همبستگی مثبت بین فعالیت آنزیم و ترکیبات موجود در برگ ها و گل های پایه موتیکا-احمد آقایی، اثر متقابل این پایه و رقم و مقاومت بیشتر را نسبت به پایه و رقم های دیگر، در تنش های محیطی نشان داد. فعالیت آنزیم PAL و محتوای کل فنلی با رسیدگی میوه در نمونه ها کاهش یافت، اما سطح بالای ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی در پوست میوه پسته پتانسیل حفاظتی پوست را در برابر اشعه ماورابنفش و آفات نشان می دهد که در پایه موتیکا-احمد آقایی بیشترین مقدار آن مشاهده شد. وجود ترکیبات فنلی در مغز دانه به فعالیت PAL بستگی دارد. نتایج، وجود برخی ترکیبات فعال زیستی را در مغز پسته نشان می دهد که بیشترین مقدار متعلق به پایه موتیکا-احمد آقایی است. به نظر می رسد نوع پایه در محتوای ترکیبات آنتی اکسیدانی در مغز پسته موثر است.

کمبود آب از تنش های مهم غیر زیستی است که رشد گیاه و تولید محصول را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. در این مطالعه، تغییرات فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان، شاخص های رشد، میزان پرولین و H2O2 و همچنین، سرعت پراکسیداسیون لیپیدها در بافت های ساقه و ریشه سه رقم نخود (بیونیج، جم و آرمان) تحت شرایط تنش خشکی بررسی شد. وزن خشک ساقه و ریشه تحت تنش خشکی در سه رقم نخود مورد بررسی کاهش معنی داری نشان داد، ولی میزان کاهش در رقم جم در مقایسه با دو رقم دیگر به طور معنی داری بالاتر بود. تنش خشکی همچنین باعث تغییرات درخور توجهی در غلظت پرولین، مالون دی آلدئید و H2O2 ساقه در سه رقم نخود مورد بررسی شد که بسته به نوع رقم نخود متفاوت بود. فعالیت آنزیم های آسکوربات پراکسیداز، پراکسیداز، گلوتاتیون ردوکتاز و کاتالاز بافت ساقه در رقم های بیونیج و آرمان افزایش معنی داری را در مقایسه با رقم جم نشان دادند. فعالیت بیشتر آنزیم های آنتی اکسیدان در رقم های بیونیج و آرمان باعث شد که در این رقم ها آسیب های اکسیداتیو به لیپیدهای غشا تحت تنش خشکی در مقایسه با رقم جم کاهش یابد. به این ترتیب، بر اساس نتایج این مطالعه می توان نتیجه گیری کرد که: رقم های بیونیج و آرمان به تنش خشکی مقاوم هستند ولی رقم جم حساس به تنش خشکی است؛ مقاومت رقم های بیونیج و آرمان به تنش خشکی با ظرفیت افزایش یافته سیستم آنتی اکسیدان برای حذف گونه های فعال اکسیژن و جلوگیری از پراکسیداسیون غشا مرتبط است.