بخشی از مقاله
اثرات تنش شوری در شروع گلدهی بر تکوین گامتوفیت نر در کلزا(.(Brassica napus L
چکیده
مراحل تکوین گامتوفیت نر در گیاه کلزا و اثرات تنش شوری بر این مراحل با استفاده از روشهای متداول ، سلولی _بافت شناسی و مشاهدات با میکروسکوپ نوری و الکترونی مورد بررسی قرار گرفت و با نمونه هایی که تحت تنش شوری نبودند ، مقایسه شد. تنش شوری در محدوده مورد آزمایش ، موجب تغییرات محسوسی بر رشد کلی گیاهان شد و در مرحله شروع گلدهی باعث کاهش تعداد دانه های گرده در بساکها گردید. اگر چه گلچه ها ظاهر طبیعی داشتند ولی رشد بساک ها عادی نبود و بعضی از بساکها چروکیده و بیرنگ و کوچک بودند. دیگر اثرات مشاهده شده در طی مراحل مختلف تکوین عبارت بودند از تخریب زود هنگام دیواره بساک ، تحلیل رفتن دانه های گرده و ایجاد گرده هایی با شکل و ویژ |گیهای غیر طبیعی. کاهش تعداد دانه های گرده و غیر طبیعی شدن شکل و ساختار تعداد قابل توجهی از گرده ها می تواند از عوامل موثر بر کاهش میزان محصول باشد.
واژه های کلیدی: گامتوفیت نر، تنش شوری، کلزا
مقدمه
در نتیجه تنش های محیطی ،میزان محصول 4 تا 20 برابر نسبت به شرایط بهینه کاهش می یابد ( .(5 این تنش ها شامل تنش خشکی ،دما ، عناصر غذایی، شوری خاک و آلودگی است. در میان این تنش ها ،شوری خاک یک مشکل قدیمی است که از مدتها قبل وجود داشته است. امروزه حدود %20 زمینهای زیر کشت و تقریبا %50 زمینهای تحت آبیاری کره زمین تحت تاثیر تجمع یونی می باشند.( .(31 شوری زیاد دو اثر زیانبار برای گیاهان دارد.اولی در نتیجه کمبود آب حاصل می شود که در اثر افزایش غلظت محلول خاک است و دیگری سمیت یونی است که از فعالیت آنزیمی در فرایند های کلیدی جلوگیری می کند(.( Zhang , Blumwald 2001 گیاهان در واکنش به این اثرات مضر ، مکانیسم های متعددی برای تضعیف تنش های محیطی بکار می برند. یکی از این مکانیسم ها ، تشکیل ناقص تخمک یا دانه گرده است که در نتیجه آن حرکت منابع غذایی از اندامهای تولید مثلی بطرف واکنشهای متابولیکی انجام شده و موجب بردباری به تنش می گردد. تنش شوری همچنین می تواند پیری اندامهای تولید مثلی را تحریک کرده یا جلو بیاندازد. (2001)Asch , Wopereis نشان دادند که شوری میزان محصول برنج را تا % 45 کاهش می دهد که نتیجه عقیم بودن خوشه ها است و در دانه های تشکیل شده ، کاهش وزن دانه می باشد. در پنبه ، تنش شوری یک دلیل عمده ناقص بودن دانه و کاهش محصول و کیفیت آن است .(6)تحقیقات Namuco(1986) و Westgate(1986) مشخص کرد که میکروسپورهای در حال نمو به تنش شوری بسیار حساس می باشند. Sun(2004) و همکاران نشان دادند که در گیاهان آرابیدوپسیس که در شرایط تنش شوری رشد کرده اند ، میکروسپوروسیتها به دانه های گرده بالغ تبدیل نشدند ، در عوض این سلولها واکوئولی شده و عمده آنها در طی دو روز پیر شدند و بساکهای افتاده پر از بقایای دانه های گرده بودند. جالب اینکه دانه های گرده بالغ تحت تاثیر دوره های طولانی تنش شوری قرار نگرفتند که این امر ثابت می کند تاثیر تنش شوری بر دانه گرده بستگی به مرحله نموی بساک دارد.
در سالهای اخیر ، کلزا به دلیل داشتن روغن بالاتر نسبت به سایر دانه های روغنی ، نقش موثر در صنعت زنبورداری ، امکان کشت دوم بعد از آن ، امکان کشت در پاییز، حداقل نیاز به آب و نیز جایگاه مناسب آن در تناوب با غلات به عنوان دانه روغنی انتخاب و کشت ارقام جدید و اصلاح شده آن توسعه یافته است. در تحقیق حاضر ، مراحل تکوین گامتوفیت نر در این گیاه و اثرات تنش شوری بر این مراحل مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روش ها
بذرهای گیاه کلزا (Symbol) از مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان تهیه گردید. عملیات کاشت و تیماردهی در گلخانه صورت گرفت. آزمایشها در 5 گروه صورت گرفت. یک گروه شاهد بدون دریافت NaCl و چهار گروه دیگر با مقادیر ) EC هدایت الکتریکی) 3، 6، 9 و12 دسی زیمنس بر متر محلول کلرید سدیم تیمار شدند.
نمونه برداری از غنچه های گل ( از 1 تا 3 میلیمتر ) گیاهان شاهد و تیمار که به مرحله گلدهی رسیده بودند، انجام شد. تثبیت نمونه ها برای انجام برشهای میکروتومی ، با فیکساتور فرمالدئید استیک اسید (FAA) به مدت 14-12 ساعت انجام شد. سپس با محلولهای اتانول خالص و بوتانول( (1:1 با درصدهای 50 تا 100 آبگیری شده ، پس از پارافینه کردن و قالب گیری ، مقاطع عرضی و طولی با ضخامت 12 میکرون توسط میکروتوم تهیه و با هماتوکسیلن-ائوزین رنگ آمیزی شدند. بررسیهای میکروسکوپی و عکسبرداری از نمونه ها با فتومیکروسکوپ Olympus BH-2 بعمل آمد. برای مطالعه گرده ها ، ابتدا دانه های گرده از بساک خارج شده ، پس از تثبیت روی پایه مخصوص (stub) توسط چسب دو طرفه ، بوسیله آلیاژ طلا-پالادیوم پوشانده شدند و با میکروسکوپ SEM مدل LEO 1450 VP بررسی گردید.
نتایج
مطالعه برشهای طولی بساکها در گیاهان شاهد ، مراحل تکوین گامتوفیت نر را مشخص نمود. در ساختار دیواره بساک جوان, از خارج به داخل, اپیدرم, لایه مکانیکی, لایه میانی (سلولهای گذر) و لایه مغذی (تاپی) قابل تشخیص اند که سلولهای هاگزای یا سلولهای مادر گرده را احاطه می کنند ( شکل .( 1 در ادامه تکوین گرده ها, سلولهای مادر گرده تقسیم میوز را می گذرانند. طی میوز, دیواره ویژه کالوزی در اطراف آنها تشکیل می شود (شکل .( 2 از میوز سلولهای مادر گرده, تترادها تشکیل می شوند. اطراف هر تتراد به وسیله دیواره ویژه کالوزی پوشیده شده است و سپس تترادها از یکدیگر تفکیک می شوند و هر میوسپور به میکروسپور جوانی تبدیل می شود. در این مرحله عده ای از سلولهای لایه مغذی (تاپی) تحلیل رفته و از محل خود جدا شده اند (شکل. (3 پس از آن میکروسپورها به سرعت تقسیم میتوزی خود را می گذرانند. در سطح هر میکروسپور اگزین قابل تشخیص می گردد و گرده های جوان (شکل (4 و سپس بالغ و دو هسته ای تشکیل می شوند. گرده های بالغ بیضی و دارای دو سلول رویشی (بزرگتر) و زایشی (کوچکتر) هستند.
در ضمن این تغییرات عده ای از سلولهای لایه مغذی از دیواره بساک رها شده, به درون کیسه گرده و تا مجاورت گرده های در حال تکوین پیش می روند, در آنجا تجزیه می شوند و مواد حاصل از تجزیه در اختیار دانه های گرده قرار می گیرد (تاپی پلاسمدی). در این مرحله دیواره بساک به لایه مکانیکی و اپیدرم منحصر شده است. سرانجام بساک می شکفد و گرده ها آزاد می شوند . بررسی دانه های گرده به کمک میکروسکوپ SEM نشان می دهد دانه های گرده بیضی شکل و دارای اگزین با آراستاری مشبک (Reticulate) و سه منفذی هستند (شکل .(6 بررسی های مقایسه ای بین گیاهان شاهد و تحت تیمار نشان داد که ساختار ریختی و شکل کلی گیاه کلزا تحت تاثیر تیمارهای شوری دستخوش تغییراتی می شود. در تیمارهای سنگینتر شوری( (12ds/m گلدهی با تاخیر نسبت به گیاهان شاهد انجام می شود، در حالیکه در تیمارهای سبک تر ( 3 ds/m) دوره رشد رویشی کوتاه شده و گیاه برای ورود به مرحله زایشی آمادگی پیدا کرده و نتیجه آن تسریع در گلدهی است( .(2 در گیاهان شاهد میکروسپوروسیتها هر کدام دارای یک هسته منفرد می باشند که با روشهای رنگ آمیزی هیستو شیمی ، کاملا متراکم دیده می شود (شکل ( 5 و نشان دهنده رشد و نمو سریع آن است. در گیاهان تحت تیمار شوری اگر چه گلچه ها ظاهر طبیعی داشتند ولی رشد بساک ها عادی نبود و بعضی از بساکها چروکیده و بیرنگ و کوچک بودند.همچنین بساکها پر از دانه های گرده با اشکال غیر طبیعی و تحلیل رفته بودند(شکل .( 7 دیواره بساک در نمونه های تیمار شده نسبت به نمونه های شاهد زودتر تخریب شدند بطوریکه تخریب دیواره بساک در گیاهان تحت تیمار در گلهایی با طول 2 سانتیمتر مشاهده شد در حالیکه در گیاهان شاهد پاره شدن بساک و تخریب دیواره در گلهایی با طول 3 سانتیمتر مشاهده گردید. رشد میله پرچم سبب می شود که پرچم ها با کلاله مادگی در تماس باشند و دانه های گرده را روی کلاله بریزند. در گیاهان شاهد ، میله های پرچم رشد سریعی داشته در حالیکه در گیاهان تحت تیمار کاهش در سرعت رشد میله های پرچم مشاهده گردید. با وجود اینکه میله های پرچم در گیاهان تحت تنش شوری ، آهسته تر از نمونه های شاهد رشد کردند و این رشد آهسته موجب تاخیر در گرده افشانی گردید اما از باروری گامتوفیت ماده جلوگیری نکرد.
