به منظور بررسی اثر چهار سطح هورمون Kin )صفر، ی ، سه و پنج میلیگرم در لیتر( در ترکیب با سه سطح IAA )صهفر ، 5/0 و یه میلیگرم در لیتر( بر باززایی مستقیم ریزنمونههای گره، کوتیلدن، هیپوکوتیل و نوک شاخسهاره در شهرای درونشیشهه ای، تحقیقهی در آزمایشگاه کشت بافت شرکت دانش بنیان اروم زیست تاک در سال 1392 انجام گردید. حداکثر القای جوانه )062/41 در هر ریزنمونه( از ریزنمونه نوک شاخساره و حداکثر باززایی شاخه )67/155 شاخساره در هر تیمار( در محی کشت MS حاوی پنج میلیگرم در لیتر Kin در ترکیب با 5/0 میلیگرم در لیتر IAA و کمترین میانگین القای جوانه )62/1 در هر ریزنمونه( از ریزنمونه هیپوکوتیهل و حهداقل باززایی شاخه )7/5 و 5/6( در محی کشت MS فاقد Kin مشاهده شد. در تیمهار شهاهد )فاقهد هورمهون( ریزنمونهه ههای کوتیلهدن و هیپوکوتیل باززایی نداشتند. از محی کشت MS و MS2/1 حاوی غلظهتههای مختلهف هورمهونههای IBA (µM/l) و IAA بهه منظهور ارزیابی پاسخ گیاهچههای باززایی شده جهت ریشهزایی استفاده گردید. بیشترین میانگین القای ریشهه )50/87( در محهی کشهت MS حاوی 1/1 و 2/2 میکرومول در لیتر هورمون IBA تولید گردید. در محی کشت نصف غلظت MS حاوی 1/1 میکرومول در لیتر IBA، میانگین القای ریشه 50 ثبت گردید و در سایر تیمارها ریشهزایی مشاهده نگردید. گیاهچههای ریشهه دار منتقهل شهده بهه گلهدان ههای پلاستیکی جهت سازگاری، پس از سه هفته با 90 درصد زندهمانی به محی گلخانه منتقل شدند.
کلید واژه ها: باززایی مستقیم، بذرالبنج مشبک، تنظیمکننده رشد گیاه، ریزنمونه، کشت درونشیشهای
Email: b.hosseini@urmia.ac.ir نویسنده مسئول *
مقدمه
گیاههان ج نس Hyoscyamus از جمل ه گیاههان داروی ی باارزش، متعلق به تیره Solanaceae و دارای 20 گونه و 90جنس در سطح جهان و نیز 13 گونه در ایران میباشهد کهه هفت گونه آن بومی[1] هستند [1، 6]. گونه بهذرالبنج مشهب )با نام علمهی Hyoscyamus reticulatus L.( بهوم ی منهاطق اروپا، علفی، دوساله بوده و دارای ترکیبهات دارویهی نظیهر تروپان آلکالوئیدهای هیوسیامین و اسکوپولامین میباشد که از آن ها در تهیه داروهای ضدتشنج، بی حسی، مسکن و تب بهر استفاده می شود [7،3، 21 و 26]. میه زان آلکالوئیه دهای کهل در H. reticulatus در بههرگههها 027/0-011/0 و در ریشهههههها
417/0 درصد مشاهده شد. سایر متابولیتهای[2] شهناخته شهده در گونه های بذرالبنج شامل فلاونوئیه دها[3]، اسهید کلروژنیه [4]، تانن[5] و کومارین[6] میباشند [5، 16 و 19].
فاکتورهای شیمیایی، مواد معدنی، تنظیمکنندههای رشهد به عنوان مهمترین عوامل در تمایززدایی و رشد گیاه مؤثرند [23]. تحقیقات متعددی بر روی باززایی گیاهان متعلهق بهه ای ن تیههره نظیههر [ Solanum ، ،[13trilobatum L.18]، در محی کشت حهاوی ترکیبهات و سهطوح مختلهف تنظهیم -کننده های رشدی و ریزنمونههای مختلف انجام شده است.
در یکی از گونه های گیاه مریمگلی )با نام علمی Salviamiltiorhizza(، بیشترین نرخ باززایی غیرمستقیم در محه ی کشت MS حاوی 5/0 میلیگرم در لیتر IAA و 6/4 میله ی–گرم در لیتر Kin و باززایی مسهتق یم در محه ی کشهت MS حاوی 6/2 میلیگرم در لیتر BA و 5/0 می لهیگهرم در لیتهر IAA بهدست آمد [28]. در گیاه نعناع فلفلی )با نهام علمهی Mentha piperita(، حداکثر تعداد شاخه و طول شهاخه درمحی کشت MS حاوی 4/0 میلیگرم در لیتر NAA و 4/0 میلیگرم در لیتر Kin بهدست آمد [29]. انهدام زایهی درون–شیشهای از گیه اه .Cassia auriculata L در محه ی کشهت MS حاوی سه میلیگرم در لیتر BA و یه میله یگهرم در لیتر NAA و محی کشت MS حاوی سه میلیگرم در لیتهر Kin و سه میلیگرم در لیتر BA صورت گرفت [27].
باتوجه به اهمیت این گیاه و نیز درنظر گرفتن این نکته که هیچ مطالعهای در مورد کشت درونشیشهه ای ایهن گیهاه تاکنون گزارش نشده است، هدف از انجام پژوهش حاضر، شناخت بهترین، سریعترین و اقتصادیترین روش تکثیهر و دستیابی به محی کشت مناسهب بهرای بهاززایی و تکثیهر گیاه درونشیشهای این گیاه و همچنین تدوین دانهش فهن -کشت درونشیشهای در ایران میباشد.
مواد و روشها
مواد گیاهی، ضدعفونی سطحی و شرایط نگهداری بذر موردنیاز جهت کشت درونشیشهای در شرای گنهدزدا به منظور تهیه ریزنمونه سالم و تمیز از باغ گیاهان دارویهی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه تهیه ه گردیهد . همچنهین تحقیق در مرکز رشهد واحهدها ی فنهاور ی و بیوتکنولهوژ ی جهاد دانشگاهی ارومیه در سال 1392 انجهام گردیه د. ابتهدا جهت شکستن خهواب فیزیولهوژیکی بهذور بهه مهدت 24 س اعت در ش رای ک املا ت اریکی و در دم ای 24 درج ه سانتیگراد با محلول جیبرلین آغشته گردید. سهپس جههت ضدعفونی سطحی بذرها از اسیدسولفوری 10 درصهد بهه مدت هفت دقیقه، هیپوکلریت سدیم پنج درصهد بهه مهدت 10 دقیقه و سه بار غوطهه وری در آب مقطهر بهه مهدت 10 دقیقه اسهتفاده گردیه د. پهس از ضهدعفون ی سهطح ی بهذور استریل در محی کشت پایه MS تکمیل شده با ساکارز سه درصد حجمی و آگار 8/0 درصهد بها اسهیدیته 7/5 کشهت شدند. جهت کشت کلیه مواد گیاهی در اتاق رشد با دمها ی 2 ± 24 درجههه سههانتیگههراد و بهها فتوپریههود 16 سههاعتروشنایی و هشت سهاعت تهار یکی قهرار گرفتنهد . قطعهات هیپوکوتیههل و کوتیلههدون 15 روز پههس از کشههت بههذر و قطعات گره و نوک شهاخه 21 روز پهس از کشهت بهذر از گیاهچههای حاصل تهیه شدند.
آزمایش بررسی اثر ترکیبات و غلظتهای مختلف تنظیمکنندههای رشد بر باززایی
این آزمایش به منظور بررسی اثهر ترکیبهات و غلظهت ههای
جدول 1. ترکیبات مختلف تنظیمکننده رشد گیاهی جهت مطالعه باززایی گیاه بذرالبنج مشبک در شرایط درونشیشه
ترکیبات هورمونی
تیمار
control
T1
1 mg.l-1 Kin
T2
3 mg.l-1 Kin
T3
5 mg.l-1 Kin
T4
0.1mg.l-1 IAA
T5
1 mg.l-1 Kin + 0.1 mg.l-1 IAA
T6
3 mg.l-1 Kin + 0.1 mg.l-1 IAA
T7
5 mg.l-1 Kin + 0.1 mg.l-1 IAA
T8
0.5 mg.l-1 IAA
T9
1 mg.l-1 Kin + 0.5 mg.l-1 IAA
T10
3 mg.l-1 Kin + 0.5 mg.l-1 IAA
T11
5 mg.l-1 Kin + 0.5 mg.l-1 IAA
T12
مختلف تنظیمکنندهههای رشهد گیهاهی بهر میهزان بهاززایی ریزنمونههای کوتیلدن، هیپوکوتیل، گره و نوک شاخساره به صورت فاکتوریل در قالب طرح کهاملا تصهادفی بها چههار تکرار انجام گردیهد . فاکتورههای آزمایشهی شهامل ترکیهب هورمون IAA در سه سطح )صفر، 1/0 و 5/0 میلیگهرم در لیتر( با Kin در چهار سطح )صفر، ی، سه و پنج میلیگرم در لیتر( بودند )جدول 1(. واکشهت ریزنمونهه هها ههر سهه هفته ی بار انجام گردید و پس از سه بار واکشهت ، میهزان القای جوانه و تعداد شاخه های باززایی شده در هر تیمار و در هر تکرار محاسبه گردید.
آزمایش بررسی اثر نوع محیط کشت پایه و غلظفت IBA و IAA بر ریشهزایی
این آزمایش به منظور بررسی تأثیر غلظهت نمه )MS( و هورمون های IAA و IBA بر میزان ریشهزایی گیاهچهههای باززایی شده در آزمایشگاه انجام گرفت. تیمارهای آزمایشی شامل محی کشهت 2 MS/ 1و MS در غلظهت ههای 1/1 و 2/2 میکرومولار IAA و IBA بودند. همچنین محی کشت
2 MS/ 1و MS فاقد هورمون به عنهوان تیمهار شهاهد مهورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکهرار صهورت پهذیرفت . در پایان واکشتها میانگین القای ریشهه حاصهله انهدازه گیهری گردید.
سازگاری
گیاهچههای ریشه دار شده به داخل گلدانهای پلاستیکی بها بستری از پیت و پرلیت به نسبت )3 به 1( تغذیهه شهده بها محلول MS½ منتقل شهدند . بهرای حفه رطوبهت نسهبی ، گلدانها در جعبه پلاستیکی شفاف قهرار گرفتهه و در اتهاق رش د نگههداری ش دند. بع د از 21 روز، درپ وش جعب ه پلاستیکی بهتدریج باز و گیاهچههای سازگار شده نهایتا بهه گلخانه منتقل شدند.
روش تجزیه آماری
تجزیه آماری داده ها با بهره گرفتن از نرمافهزار آمهاری SPSS و مقایسه میانگینها با آزمون چنددامنهای دانکهن )DMRT([7] انجام و نمودارها با بهره گرفتن از نرمافزار Excel رسم شد.
نتایج و بحث
اثر غلظتهفای مختلف Kin و IAA بفر میفانگی القای جوانه
نتایج جدول تجزیه واریانس نشهان داد کهه اثهر متقابهل در ریزنمون هه ای کوتیل دن، هیپوکوتی ل و گ ره در ترکیب ات مختلف هورمونی و در ریزنمونه نوک شاخساره اثهر سهاده کینتین بر میانگین القای جوانه در سطح احتمال ی درصهد معنیدار بوده است )جدولههای 2 و 3(. براسهاس مقایسهه میانگینههای انجهام شهده طبهق آزمهون دانکهن ، بیشهترین میانگین القای جوانه )50/32 و 31 جوانه در هر ریزنمونهه( در ریزنمونه کوتیلدن بهترتیب در محی کشت حاوی یه میلیگرم در لیتر Kin و 1/0 میلیگرم در لیتهر IAA و پهنج میلیگرم در لیتر Kin و 5/0 میلیگرم در لیتر IAA بهدسهت آمد. در ریزنمونه هیپوکوتیل حداکثر القهای جوانهه )63/31 و31/31 جوانه در هر ریزنمونه ( به ترتیب در محهی کشهت MS حاوی سه میلیگرم در لیتر Kin و 1/0 میلیگرم در لیتهر IAA و پنج میلیگرم در لیتر Kin و 5/0 میلهی گهرم مشهاهده گردی د و در ریزنمون ه گ ره ب الاترین مق دار الق ای جوان ه )31/37 جوانه در هر ریزنمونه( در محی کشت MS تکمیل شده با ی میلیگرم در لیتهر Kin و 1/0 میلهی گهرم در لیتهر IAA بهدست آمد. همچنین در ریزنمونه نهوک شاخسهاره در همه تیمارها، القای جوانه مشاهده گردید که تفهاوت معنهی -داری با تیمار شاهد نشان دادند )شکلهای 1، 2، 3 و 4(.
جدول 2. نتایج تجزیه واریانس اثر ترکیب تنظیمکننده رشد Kin و IAA بر میانگین القای جوانه از ریزنمونههای کوتیلدن،
هیپوکوتیل، گره و نوک شاخساره گیاه بذرالینج مشبک1
کوتیلدن هیپوکوتیل نوک شاخساره
1056/553* 1186/014** 1664/755** 1581/192** 3 Kin
264/228ns 67/030* 232/658** 248/371** 2 IAA
ns 192/405** 63/406** 177/635** 6 IAA × BAP 197/130 اشتباه آزمایشی 36 38/1 770/3 567/28 567/28
** – معنیدار بودن در سطح احتمال 1 درصد، * – معنیدار بودن در سطح احتمال 5 درصد، ns – عدم معنیدار بودن
جدول 3. جدول تجزیه واریانس اثرات نوع ریزنمونهKin بر میانگین القای جوانه در بذرالبنج مشبک
میانگین مربعات
درجه آزادی
منابع تغییرات
1474/968**
3
ریزنمونه
4514/110**
3
Kin
1022/620*
2
اکسین
251/725**
9
ریزنمونه × Kin
71/698*
6
ریزنمونه × اکسین
169/663*
6
Kin × اکسین
147/752**
18
Kin × اکسین × ریزنمونه
54/820
141
اشتباه آزمایشی
28/46
ضریب تغییرات )%(
* و ** – بهترتیب نشاندهنده اختلاف معنیدار در سطوح ی و پنج درصد میباشد.
شکل 1. تأثیر ترکیبات و غلظتهای مختلف Kin و IAA بر میانگین القا جوانه و باززایی شاخه در ریزنمونه کوتیلدن گیاه بذرالبنج مشبک. حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار در سطح احتمال 1 درصد بین میانگین ها در آزمون دانکن میباشد.
شکل 2. تأثیر ترکیبات و غلظتهای مختلف Kin و IAA بر میانگین القای جوانه و باززایی شاخه در ریزنمونه هیپوکوتیل گیاه بذرالبنج مشبک. حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار در سطح احتمال 1 درصد در بین میانگینها در آزمون دانکن می باشند.
شکل 3. تأثیر ترکیبات و غلظتهای مختلف Kin و IAA بر میانگین القای جوانه و باززایی شاخه در ریزنمونه گره گیاه بذرالبنج مشبک. حروف غیرمشابه نشاندهنده تفاوت معنیدار در سطح احتمال 1 درصد در بین میانگینها در آزمون دانکن میباشند.
اثر غلظتهای مختلف Kin و IAA بر باززایی شاخه نت ایج آن الیز واری انس دادهه ا نش ان داد ک ه اث ر متقاب ل ریزنمونههای کوتیلدن، هیپوکوتیل و گره در کینتین، ایندول استی اسید و در ریزنمونه نوک شاخساره اثر ساده کینتهین بر میانگین باززایی شهاخه در سهطح احتمهال یه درصهد معنیدار بوده است )جدولههای 4 و 5(. براسهاس مقایسهه میانگینهای انجام شده طبق آزمون دانکن، حداکثر میانگین باززایی شاخه در ریزنمونه کوتیلدن در محی کشت حاوی 1 میلیگرم در لیتر Kin و 1/0 میلیگرم در لیتر IAA )131 گیاهچه در هر تیمار( و پنج میلهی گهرم در لیتهر Kin و 5/0 میلیگهرم در لیتهر IAA )124 گیاهچهه در ههر تیمهار( ، در ریزنمونه هیپوکوتیل در محی کشت حاوی 3 میلیگهرم در لیتر Kin و 1/0 میلیگرم در لیتر IAA )50/126 گیاهچه در هر تیمار( و پنج میلیگرم در لیتر Kin و 5/0 میلهی گهرم در لیتر )25/133 گیاهچه در ههر تیمهار( ، در ریزنمونهه گهره در محی کشت تکمیل شده با ی میلیگرم در لیتهر Kin و 1/0 میل یگ رم در لیت ر IAA )25/149 گیاهچ ه در ه ر تیم ار( مشاهده گردید )شکلهای 1، 2 و 3(. همچنین در ریزنمونهه نوک شاخساره در همه تیمارها باززایی شاخه مشاهده گردید که تفاوت معنیداری با تیمار شاهد داشتند )شکل 4(.
شکل 4. اثر سیتوکنین بر باززایی ریزنمونه نوک شاخساره گیاه بذرالبنج مشبک
جدول 4. جدول تجزیه واریانس اثر ترکیب تنظیمکننده رشد Kin و IAA بر میانگین باززایی شاخه از ریزنمونههای کوتیلدن، هیپوکوتیل، گره و نوک شاخساره
نوک شاخساره
21690/444** 18144/243 26636/076** 25314/243** 3 Kin
3030/146ns 1140/646ns 3722/521** 4020/771** 2 IAA
ns 3697/451** 1014/493** 2891/326** 6 IAA × BAP257/1394 خطای آزمایشی 36 563/25 326/60 229/408 569/835
** – اختلاف معنیدار در سطح احتمال 1 درصد، ns – عدم وجود اختلاف معنیدار
میانگین مربعات )MS(
درجه آزادی
منابع تغییرات
21148/253 **
3
ریزنمونه
76669/729**
3
Kin
14810/828**
2
اکسین
229/706**
9
ریزنمونه × Kin
1253/793*
6
ریزنمونه × اکسین
2825/224**
6
Kin × اکسین
2324/846**
18
Kin × اکسین × ریزنمونه
820/55
141
اشتباه آزمایشی
21/75
ضریب تغییرات )%(
جدول 5. تجزیه واریانس اثرات نوع ریزنمونه و Kin بر میانگین باززایی شاخه در بذرالبنج مشبک
* و ** – به ترتیب نشاندهنده اختلاف معنیدار در سطوح پنج و ی درصد میباشد.
در تیمار شاهد ریزنمونهه ههای کوتیلهدن و هیپوکوتیهل باززایی شاخه و القای جوانه صهورت نگرفهت و در تیمهار شاهد ریزنمونههای گره و نوک شاخساره کمترین میهانگین القای جوانه و باززایی شاخه مشاهده گردید.
تکثیر درونشیشهای به وسیله فاکتورهای متعددی تحت تأثیر قرار میگیرد، یکی از فاکتورههای بسهیار مههم نهوع و غلظت و نسبت تنظیمکنندههای رشد اضافه شده به محهی کشت میباشد که در کشت درونشیشهای جهت تسریع در رشد استفاده میشود [20]. به عنوان ی قاعده کلی جههت انجام هرچه بهتر رشد، اکسین یا سیتوکنین و یها ههر دو بها هم به محی کشت افزوده میشوند [7]، ولی نسبت مناسب اکسین به سیتوکنین به نوع گونه و ریزنمونهه بسهتگی دارد.