Iranian Journal of Seed Research

fa اولین مطالعه‌ی درون شیشه‌ای شکست خواب بذر در جمعیت‌های گل راعی (Hypericum perforatum) ایران با منشأ جغرافیایی مختلف The first in vitro study of seed dormancy breakage in Iranian populations of St. John’s Wort (Hypericum perforatum) with different geographical origins فیزیولوژی بذر Seed Physiology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط</div> <div style="text-align: justify;">مقدمه: گل راعی یا هوفاریقون یکی از گیاهان دارویی شگفت انگیز و مورد توجه در سراسر دنیا است که امروزه به عنوان یک درمان قطعی برای افسردگی شناخته می‌شود. با این حال وجود خواب و جوانه‌زنی اندک بذرها مانع پیشرفت برنامه‌های به‌نژادی در مورد آن می‌گردد. با وجود غنای ذخیره ژنتیکی گل راعی در کشور تنها چند مورد مطالعه در خصوص تکثیر و نگهداری آن گزارش شده است که در اغلب آنها به منشاء جغرافیایی بذر و یا ریزنمونه‌ها اشاره نشده است. لذا این مطالعه با هدف بررسی تکثیر گیاه از بذرهای هشت جمعیت گل راعی متعلق به مناطق مختلف کشور، تحت شرایط درون شیشه‌ای با توجه به وجود پدیده‌ی خواب در بذر، صورت گرفت.</div> <div style="text-align: justify;">مواد و روش‌ها: به دنبال جمع‌آوری بذر جمعیت‌های گل راعی از هشت منطقه مختلف جغرافیایی کشور (چالوس، فریدون‌کنار، رامیان، پرور، زنجان، سقز، مشکین شهر، پرسک)، تلاش شد تا با استفاده از محیط کشت موراشیگ- اسکوگ در سه شکل مختلف (ترکیب رایج به عنوان شاهد، ترکیب رایج غنی شده با هورمون اسید جیبرلیک و یک ترکیب تغییر یافته از آن) تاثیر نوع محیط غذایی و محل جمع‌آوری بذر بر میزان جوانه‌زنی بذر این جمعیت‌ها بررسی گردد. یافته‌ها: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثر متقابل محل رویش گیاه مادری و نوع محیط کشت، بر جوانه‌زنی بذرها تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال یک درصد داشتند. علاوه بر این، اثر تغییر نوع محیط کشت بر جوانه‌زنی بذر همه مناطق به جز مشکین‌شهر در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. به عبارتی، بذرهای جمع‌آوری شده از مشکین‌شهر به سادگی و به شکل قابل توجهی در محیط درون شیشه‌ای جوانه زدند (به طور متوسط 3/97 درصد) و تغییر ترکیب محیط کشت یا استفاده از هورمون اسید جیبرلیک، برای شکست خواب آنها ضرورتی نداشت. بذرهای جمع‌آوری شده از چالوس و پرسک در محیط کشت شاهد، کمترین جوانه‌زنی را داشتند (به طور متوسط 3/22 درصد). بذرهای منطقه چالوس و سقز در محیط دارای اسید جیبرلیک نسبت به شاهد و ترکیب تغییریافته، جوانه‌زنی بهتری داشتند (به ترتیب 88 و 65 درصد). اما کمتر از نیمی از بذرهای منطقه پرور در محیط غنی شده با اسید جیبرلیک نسبت به شاهد، جوانه زدند. کشت بذرهای فریدونکنار در محیط کشت رایج نیز به ترتیب با اطمینان 95 و 99 درصد بهتر از کاربرد اسید جیبرلیک و تغییر ترکیب محیط کشت بود. نتیجه‌گیری: تفاوت مشاهده شده برای درصد جوانه‌زنی در جمعیت‌های بومی ایرانی گل راعی، تحت شرایط درون شیشه‌ای قابل توجه و تنوع جمعیت‌های کشور از این نظر تفاوت قابل توجهی را نشان داد. به علاوه، واکنش بذر جمعیت مناطق مختلف نسبت به تغییر محیط کشت بسیار متغیر و در موارد مختلف متفاوت بود. این مساله نشان دهنده‌ی تاثیر قابل توجه محل رویش گیاه مادری بر خصوصیات بذرهای نسل بعد و به ویژه نحوه‌ی جوانه‌زنی آنها است. لذا توجه به منشاء جغرفیایی بذرها در مطالعات از اهمیت بالایی برخودار بوده و قابل بررسی است. جنبه‌های نوآوری: </div> <ol> <li dir="RTL" style="margin-right: 38px; text-align: justify;">پژوهش حاضر، اولین گزارش از شکست خواب بذر هشت جمعیت ایرانی از گونه‌ی گل راعی به صورت درون شیشه‌ای است.</li> <li dir="RTL" style="margin-right: 38px; text-align: justify;">برای نخستین بار در سطح کشور، منشاء جغرافیایی بذرها در مطالعات جوانه‌زنی گل راعی مطرح شده است.</li> <li dir="RTL" style="margin-right: 38px; text-align: justify;">استفاده از ترکیب تغییر یافته‌ی محیط غذایی موراشیگ- اسکوگ برای شکست خواب بذر گل راعی یک روش کاملاً جدید است. </li> </ol> <div style="text-align: justify;"></div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Introduction: St. John’s wort is one of the most amazing and medicinal plants of interest worldwide, which is nowadays known as a certain cure for depression. However, the presence of dormancy and low seed germination is a barrier to the progress of its breeding programs. Despite the richness of the plant’s genetic resources, there are only a few studies reported on its propagation and maintenance in Iran, most of which do not mention the geographical origin of the used seeds or explants. The current study was carried out aiming to evaluate in vitro plant propagation of eight Iranian endemic populations of St. John’s wort seeds which belonged to different geographical origins, emphasizing seed dormancy phenomena. Materials and Methods: Following the collection of eight populations of St. John’s wort (Hypericum perforatum L.) seeds from different geographical regions of Iran, the Murashige and Skoog culture media (common salt mixture as a control, MS improved with gibberellic acid and a modified combination of MS) was used in an effort to investigate the effect of culture medium as well as seed collection locations on the germination percentage of these populations. Results: The results showed that the interaction between the seed collection locations and the culture medium on seed germination was significant at P<0.01. Besides, the effect of changing culture media on seed germination was significant in all populations at P<0.01, except for Meshkin-Shahr. In other words, the seeds collected from Meshkin-Shahr germinated easily as well as notably under in vitro conditions (97.3% on average), and there was no need either to modify the combination of MS medium or to use gibberellic acid for seed dormancy elimination. The seeds originated from Challus and Peresk had the lowest germination in the control medium (22.3%, on average). Seeds from Challus and Saqqez had better germination in the media enriched with gibberellic acid compared to the control and the modified MS media (88% and 65%, respectively). However, less than half of the Parvar seeds germinated in the MS medium improved with GA3, compared to the control. Cultivation of seeds obtained from Fereydunkenar in common MS medium also led to better germination than using GA3 and modifying the combination of medium with 95% and 99% confidence levels, respectively. Conclusion: The results of the current study demonstrated that the observed difference in seed germination percentage is remarkable in the Iranian endemic St. John’s wort populations under in vitro conditions. Moreover, the variation among national populations was significant. Besides, the response of the seed populations originating from different locations varied with respect to the changes in the culture medium and in the different cases. This shows the considerable effect of the growth location of the maternal plant on the characteristics of the next generation seeds, especially the way they germinate. Hence, it is very important to pay attention to the seed’s origins in the studies and it is investigable. Highlights:</div> <ol> <li dir="LTR" style="text-align: justify;">This is the first report on the in vitro seed dormancy elimination in the eight Iranian St. John’s wort populations.</li> <li dir="LTR" style="text-align: justify;">It was for the first time bringing up the geographical origins of seeds in the national germination studies on the St. John’s wort.</li> <li dir="LTR" style="text-align: justify;">It is a quite new method to use a modified combination of MS medium for seed dormancy elimination in the St. John’s wort.</li> </ol> جوانه‌زنی, اسید جیبرلیک, هوفاریقون, گیاه دارویی Germination, Gibberellic acid, Medicinal plant 59 74 http://yujs.yu.ac.ir/jisr/browse.php?a_code=A-10-560-1&slc_lang=fa&sid=1 Zahra Heidari Sureshjani زهرا حیدری z.heidari@modares.ac.ir 4623467181 100319475328460011826 No Ph.D. Student Department of Plant Genetics and Breeding, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran دانشجوی دکتری گروه ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران Ghasem Karimzadeh قاسم کریم زاده Karimzadeh_g@modares.ac.ir 100319475328460011827 100319475328460011827 Yes Professor, Department of Plant Genetics and Breeding, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran گروه ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران Sajad Rashidi Monfared سجاد رشیدی منفرد rashidims@modares.ac.ir 100319475328460011828 100319475328460011828 No Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران