جلد 9، شماره 1 - ( (بهار و تابستان) 1401 )
سال1401، جلد9 شماره 1 صفحات 74-59 |
برگشت به فهرست نسخه ها
گروه ژنتیک و به‌نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران ، Karimzadeh_g@modares.ac.ir
چکیده: (1720 مشاهده)
چکیده مبسوط
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.
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:
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:
- پژوهش حاضر، اولین گزارش از شکست خواب بذر هشت جمعیت ایرانی از گونه‌ی گل راعی به صورت درون شیشه‌ای است.
- برای نخستین بار در سطح کشور، منشاء جغرافیایی بذرها در مطالعات جوانه‌زنی گل راعی مطرح شده است.
- استفاده از ترکیب تغییر یافته‌ی محیط غذایی موراشیگ- اسکوگ برای شکست خواب بذر گل راعی یک روش کاملاً جدید است.
شماره‌ی مقاله: 4
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
فیزیولوژی بذر
دریافت: 1400/2/11 | ویرایش نهایی: 1402/12/2 | پذیرش: 1400/5/18 | انتشار الکترونیک: 1401/9/20
دریافت: 1400/2/11 | ویرایش نهایی: 1402/12/2 | پذیرش: 1400/5/18 | انتشار الکترونیک: 1401/9/20
فهرست منابع
1. Assadi, M. 2019. Flora of Iran. Journal of Iran Nature, 4(2): 21-49. [In Persian].
2. Barnes, J., Arnason, J.T. and Roufogalis, B.D. 2019. St. John's wort (Hypericum perforatum L.): botanical, chemical, pharmacological and clinical advances. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 71: 1-3. [DOI:10.1111/jphp.13053] [PMID]
3. Beerhues, L. 2011. Biosynthesis of the active Hypericum perforatum constituents. Medicinal and Aromatic Plant Science and Biotechnology, 5(1): 70-77.
4. Brolis, M., Gabetta, B., Fuzzati, N., Pace, R. and Peterlongo, F. 1998. Identification by high-performance liquid chromatography-diode array detection-mass spectrometry and quantification by high performance liquid chromatography-UV absorbance detection of active constituents of Hypericum perforatum. Journal of Chromatography A, 825: 9-16. [DOI:10.1016/S0021-9673(98)00697-9]
5. Cárta, A., Probert, R., Peruzzi, L. and Bedini, G. 2016. Local climate explains degree of seed dormancy in Hypericum elodes L. (Hypericaceae). Plant Biology, 18(1): 76-82. [DOI:10.1111/plb.12310] [PMID]
6. Crockett, S.L. and Robson, N.K.B. 2011. Taxonomy and chemotaxonomy of the genus Hypericum. Medicinal and Aromatic Plant Science and Biotechnology, 5: 1-13.
7. Çirak, C., Ayan, A.K., Scholl, T., Kevseroðlu, K. and Özen, T. 2006. Variation of hypericin in St. John's wort (Hypericum perforatum) from wild populations of northern Turkey. Acta Botanica Hungarica, 48(1-2): 47-56. [DOI:10.1556/ABot.48.2006.1-2.8]
8. Çirak, C., Radušienė, J., Karabük, B. and Janulis, V. 2007. Variation of bioactive substances and morphological traits in Hypericum perforatum populations from Northern Turkey. Biochemical Systematics and Ecology, 35(7): 403- 409. [DOI:10.1016/j.bse.2007.01.009]
9. Fenner, M. 1991. The effects of the parent environment on seed germinability. Seed Science Research, 1: 75-84. [DOI:10.1017/S0960258500000696]
10. Gaid, M., Haas, P., Beuerle, S. and Beerhues, L. 2016. Hyperforin production in Hypericum perforatum root cultures. Journal of Biotechnology, 222: 47-55. [DOI:10.1016/j.jbiotec.2016.02.016] [PMID]
11. Gadzovska- Simic, S., Tusevski, O., Antevski, S., Atanasova-Pancevska, N., Petreska, J., Stefova, M., Kungulovski, D. and Spasenoski, M. 2012. Secondary metabolite production in Hypericum perforatum L. cell suspensions upon elicitation with fungal mycelia from aspergillus flavus. Archives of Biological Sciences, 64(1): 113-121. [DOI:10.2298/ABS1201113G]
12. Gamborg, O.L., Miller, R.A. and Ojima, K. 1968. Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Experimental Cell Research, 50: 151-158. [DOI:10.1016/0014-4827(68)90403-5] [PMID]
13. Ghasemi Pirbalouti, A. 2009. Medicinal plants used in Chaharmahal and Bakhtyari districts of Iran. Herba Polonica, 55(2): 69-77.
14. Ghazian Tafrishi, G., Azizi, M., and Farsi, M. 2006. Investigation of in vitro culture of Iranian St. Johns wort (Hypericum perforatum L.). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 22(3): 172-179. [In Persian with English Summary].
15. Gutterman, Y. 1992. Maternal effects on seeds during development. In: Fenner, M., 2nd (ed.). Seeds: The Ecology of Regeneration in Plant Communities. CAB International, Wallingford, pp. 27-59. [DOI:10.1079/9780851994321.0059]
16. Hypericum Online 2018. A site dedicated to Hypericum- The St. John's Wort. Available online in: http://hypericum.myspecies.info/. (Accessed November 2018).
17. Jaimand, K., Rezaee, M.B., Naderi, M., Mazaffarian, V., Azadi, R., Golipoo, M. and Karimi, Sh. 2013. Essential oil composition of eight Hypericum species (Hypericaceae) from Iran: Part II. Journal of Medicinal Plants and By-products, 8: 61-68. [In Persian with English Summary].
18. Keller, M. and Kollmann, J. 1999. Effects of seed provenance on germination of herbs for agricultural compensation sites. Agriculture, Ecosystema & Environment, 72: 87-99. [DOI:10.1016/S0167-8809(98)00167-4]
19. Koch, M.A., Scheriau, Ch., Betzin, A., Hohmann, N. and Sharbel, T. 2013. Evolution of cryptic gene pools in Hypericum perforatum: the influence of reproductive system and gene flow. Annals of Botany, 111: 1083-1094. [DOI:10.1093/aob/mct065] [PMID] [PMCID]
20. Košuth, J., Smelcerovic, A., Borsch. Th., Zuehlke, S., Karppinen, K., Spiteller, M., Hohtola, A. and Čellárová, E. 2011. The hyp-1 gene is not a limiting factor for hypericin biosynthesis in the genus Hypericum. Functional Plant Biology, 38: 35-43. [DOI:10.1071/FP10144] [PMID]
21. Matzk, F., Meister, A., Brutovská, R. and Schubert, I. 2001. Reconstruction of reproductive diversity in Hypericum perforatum L. opens novel strategies to manage apomixes. The Plant Journal, 26(3): 275-282. [DOI:10.1046/j.1365-313X.2001.01026.x] [PMID]
22. Medina, M.A., Martínez- Poveda, B., Amores-Sánchez, M.I. and Quesada, A.R. 2006. Hyperforin: More than an antidepressant bioactive compound. Life Science, 79(2): 105-111. [DOI:10.1016/j.lfs.2005.12.027] [PMID]
23. Montazeri, M., Azadbakht, M., Najafi Zarrini, H., Nematzadeh G.A., Pakdin Parizi, A. and Davoodi, A. 2018. Hairy root cultures of Hypericum perforatum L.; A promising method for the high scale production of hypericin. Journal of Medicinal Plants, 17(67): 55-67.
24. Mozaffarian, V.A. 1998. Dictionary of Iranian plant names, Latin-English-Persian. Farhang Mo'aser. Tehran, Iran, 596p.
25. Murch, S.J. and Saxena, P.K. 2006. St. John's wort (Hypericum perforatum L.): Challenges and strategies for production of chemically- consistent plants. Canadian Journal of Plant Science, 86(3): 765-771. [DOI:10.4141/P05-179]
26. Müller, W.E. 2003. Current St. John's wort research from mode of action to clinical efficacy. Pharmacological Research, 47(2): 101-109. [DOI:10.1016/S1043-6618(02)00266-9] [PMID]
27. Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum, 15(3): 473-497. [DOI:10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x]
28. Nemati, M.R., Abbasi Surki, A. and Falah, S. 2016. Effect of seed priming on germination parameters of medicinal plant St. John's wort. Proceedings of the 4th International Conference on Applied Research in Agriculture, Natural Resources and Environment, Tehran, Iran, October. [In Persian with English Summary].
29. Nürk, N.M., Madriñán, S., Carine M.A., Chase, M.W. and Blattner, F.R. 2013. Molecular phylogenetics and morphological evolution of St. John's wort (Hypericum: Hypericaseae). Molecular Phylogenetics and Evolution, 66: 1-16. [DOI:10.1016/j.ympev.2012.08.022] [PMID]
30. Oliveira, A.I., Pinho, C., Sarmento, B. and Dias, A.C. 2016. Neuroprotective activity of Hypericum perforatum and its major components. Frontiers in Plant Science, 7: 1004-1004. [DOI:10.3389/fpls.2016.01004]
31. Omidi, M. and Abdollahi, P. 2015. Biotechnology for large scale production of plants secondary metabolites. Modern Genetics Journal, 9(4): 391-402. [In Persian with English Summary].
32. Parsamanesh, Z., Bayat, F. and Hedayat, M. 2015. Investigation of In vitro culture and indirect organogenesis of Hypericum perforatum L. Proceedings of 1st International and 4th national conference on medicinal plants and sustainable agriculture. Iran, Hamedan. 16th December. [In Persian with English Summary].
33. Pérez-García, F., Huertas, M., Mora, E., Peña, B., Varela, F. and González Benito, M.E. 2006. Hypericum perforatum L. seed germination: interpopulation variation and effect of light, temperature, pre-sowing treatments and seed desiccation. Genetic Resources and Crop Evolution, 53: 1187-1198. [DOI:10.1007/s10722-005-2012-3]
34. Qu, L., Widrlechner, M.P. and Rigby, A.M. 2010. Analysis of breeding system, ploidy and the role of hexaploids in three Hypericum perforatum L. populations. Industrial Crops and Products, 32: 1-6. [DOI:10.1016/j.indcrop.2010.01.005] [PMID] [PMCID]
35. Rahnavard, A. 2016. Genetic and biochemical diversity of Hypericum perforatum L. grown in the Caspian climate of Iran. Applied Ecology and Environmental Research, 15(1): 665-675. [DOI:10.15666/aeer/1501_665675]
36. Rezaie Nazari, M., Miri, S.M., and Ghazi Jahani, N. 2016. Production of somatic embryos using stem explants in the St. John's wort (Hypericum perforatum L.). Proceedings of 5th National Conference on Agriculture and Natural Resoureces Iran, Tehran.14 July, Iran. [In Persian with English Summary].
37. Rizzo, P., Altschmied, L., Stark, P., Rutten, T., Gündel, A., Scharfenberg, S., Franke, K., Bäumlein, H., Wessjohann, L., Koch, M., Borisjuk, L. and Sharbe, T.F. 2019. Discovery of key regulators of dark gland development and hypericin biosynthesis in St. John's Wort (Hypericum perforatum). Plant Biotechnology Journal, 17(12): 2299-2312. [DOI:10.1111/pbi.13141] [PMID] [PMCID]
38. Robson, N.K.B. 2006. Studies in the genus Hypericum L. (Clusiaceae). Section 9. Hypericum sensu lato (part 3): Subsection 1. Hypericum series 2. Senanensia, subsection 2. Erecta and section 9b. Graveolentia. Systematics and Biodiversity, 4(1): 19-98. [DOI:10.1017/S1477200005001842]
39. Sánchez-Coronadoa, M.E., Olverab, C., Márquez- Guzmánb, J., Macías-Rubalcavac, M.L., Orozcod, S., Anayaa, A.L. and Orozco-Segoviaa, A. 2015. Complex dormancy in the seeds of Hypericum philonotis. Flora, 213: 32-39. [DOI:10.1016/j.flora.2015.04.001]
40. Sarroua, E., Giassafaki, L.P., Masuero, D., Perenzoni, D., Vizirianakis, I.S., Irakli, M., Chatzopouloua, P., and Martens, S. 2018. Metabolomics assisted fingerprint of Hypericum perforatum chemotypes and assessment of their cytotoxic activity. Food and Chemical Technology, 11: 325-333. [DOI:10.1016/j.fct.2018.02.057] [PMID]
41. Scheriau, C.L. 2011. Evolutionary History of Hypericum perforatum L. Ph.D Thesis, Combined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematics, Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germany.
42. Seiler, C., Harshavardhan, V.T., Rajesh, K., Reddy, P.S., Strickert, M., Rolletschek, H., Scholz, U., Wobus, U. and Sreenivasulu, N. 2011. ABA biosynthesis and degradation contributing to ABA homeostasis during barley seed development under control and terminal drought-stress conditions. Journal of Experimental Botany, 62: 2615-2632. [DOI:10.1093/jxb/erq446] [PMID]
43. Smith, T., Kawa, K., Eckl, V., Morton, C. and Stredney, R. 2017. Herbal supplement sales in US increase 7.7% in 2016. Market Report, 115: 56-65.
44. Smith, T., Kawa, K., Eckl, V., Morton, C. and Stredney, R. 2018. Herbal supplement sales in US increase 8.5% in 2017, Topping $8 Billion. Market Report, 119: 62-71.
45. Smith, T., Gillespie, M., Eckl, V., Knepper, J. and Morton Reynolds, C. 2019. Herbal supplement sales in US increase by 9.4% in 2018. Market Report, 123: 62-73.
46. Taiz, L. and Zieger, E. 2006. Plant Physiology. 4th Edition, Sinauer Associates, Inc., Sunderland, 764p.
47. Zahmatkesh, H., Azizi, E., Kermani, M., and Rahbarian, R. 2018. Investigating of using tissue culture in improving the propagation of St. John's wort (Hypericum perforatum L.). Proceedings of 2nd National Conference on Knowledge and Technology of Agricultural Sciences, Natural Resources and Environment of Iran. Tehran, Iran. 2nd-4th April. [In Persian with English Summary].
48. Zobayed, S.M.A., Afreen, F., Goto, F.E. and Kozai, T. 2006. Plant-environment interactions: accumulation of hypericin in dark glands of Hypericum perforatum. Annals of Botany, 98: 793-804. [DOI:10.1093/aob/mcl169] [PMID] [PMCID]
49. Zobel, M., Otsus, M., Liira, L., Moora, M. and Möls, T., 2000. Is small scale species richness limited by seed availability or microsite availability? Ecology, 81: 3274-3282. [DOI:10.1890/0012-9658(2000)081[3274:ISSSRL]2.0.CO;2]
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |