بخشی از مقاله
بررسی اثر نوع ریزنمونه و تیمار تاریکی بر ریزازدیادي ارکیده کاتاستوم (Catasetum fimbriatum)
چکیده:
در بین فاکتورهاي اثرگذار بر رشد و باززایی گیاهان در محیط کشت بافت گیاهی، میزان نور به عنوان یک عامل مهم تلقی میشود. به منظور تعیین تاثیر روشنایی و تاریکی بر رشد ارکیده کاتاستوم، آزمایشی در قالب فاکتوریل در طرح کاملا تصادفی با 4 تیمار دو نوع ریزنمونه نوك شاخه و ریشه در دو شرایط تاریکی و روشنایی و 5 تکرار انجام شد.صفتهاي مورد ارزیابی شامل تعداد برگها و تعداد جوانههاي جانبی تازه به وجود آمده و همچنین میزان قهوهاي شدن بافت ریزنمونهها بودند. پس از 65 روز در بین تیمارهاي مختلف بیشترین تعداد برگ ( (21/4 در روشنایی و ریزنمونه شاخه و کمترین تعداد برگ (6/8) در تیمار تاریکی و ریزنمونه ریشه ثبت شد. در بین تیمارها بیشترین تعداد جوانه جانبی (17/8) در تیمار تاریکی و ریزنمونه ریشه و کمترین تعداد جوانه جانبی (5/6) در ریزنمونه شاخه و روشنایی بود. به لحاظ قهوهاي شدن و نامناسب بودن گیاهچهها نتایج نشان داد در محیط کشت بافت گیاهی و در تاریکی بافت قهوه اي شدهاي وجود نداشت ولی در روشنایی تعدادي ریزنمونه با بافت قهوهاي شده مشاهده شد که میزان قهوه اي شدن در ریزنمونه ریشه بیشتر از ریزنمونه شاخه بود. در نهایت بهترین ریزنمونه براي جوانه زنی و تولید گرههاي جانبی، ریزنمونه ریشه و تیمار تاریکی بودند. همچنین بقاي ریزنمونهها در تاریکی بیشتر بود. در حالیکه بهترین ریزنمونه براي تولید برگ بیشتر و گیاه طویلتر، ریزنمونه شاخه و روشنایی بود. بنابراین با تنظیم میزان نور در محیط کشت بافت میتوان به بالاترین سطح عملکرد دلخواه براي باززایی ارکیده کاتاستوم رسید.
واژه هاي کلیدي: ارکیده کاتاستوم، تیمار تاریکی، ریزازدیادي، قهوه اي شدن، نوع ریزنمونه.
مقدمه:
براي ریزازدیادي و رشد ارکیده کاتاستوم (Catasetum) که به عنوان گیاه گلدانی و همچنین گل بریده عرضه میشود یکی از مهمترین گیاهان خانواده ارکیده (Orchidaceae) میباشد. ارکیدهها و از جمله ارکیده کاتاستوم را میتوان از روشهاي گوناگون
زایشی و رویشی تکثیر نمود. ازدیاد زایشی ارکیدهها باعث تنوع فنوتیپی و ازدیاد رویشی این گیاهان خیلی وقتگیر میباشد و در مقیاس وسیع نامناسب است. امروزه ازدیاد تجاري ارکیده کاتاستوم تنها از روش بهرهگیري از سیستم کشت بافت گیاهی و
ریزازدیادي صورت میگیرد (کالیموتو و همکاران، .(2007 ریزازدیادي به عنوان یک روش برتر براي ازدیاد ارکیده شناخته شده
است و نسبت به روشهاي زایشی و دیگر روشهاي رویشی کارامدتر است. به همین دلیل با بهرهگیري از روش ریز ازدیادي میتوان کلونهاي ارکیده با کیفیت برتر را با احتمال ناچیز براي تغییرات ژنتیکی، بصورت انبوه در زمان کوتاه تولید نمود. براي
ازدیاد کلونهاي ارکیده کاتاستوم در محیط کشت بافت، از قسمتهاي مختلف مانند نوك شاخه، جوانههاي شاخه گلدهنده، نوك
ریشه، کورم و قطعات ریزوم به عنوان ریزنمونه میتوان استفاده کرد.
در محیط کشت بافت گیاهی افزون بر مواد مختلف که براي رشد و توسعه گیاه مورد نیاز است، فاکتورهاي مختلفی وجود دارند
که تاثیرات متفاوتی بر روند رشد گیاه دارند. یکی از این فاکتورها که بر میزان و نوع رشد ارکیده کاتاستوم در محیط کشت بافت گیاهی تاثیرگذار است میزان نور میباشد. حضور نور و تاریکی در محیط کشت بافت گیاهی بر روي رشد و بازایی ارکیده کاتاستوم در محیط کشت بافت گیاهی تاثیرگذار است (سوزوکی و همکاران،.(2004 زمانی که گیاه در تاریکی قرار میگیرد به
دلیل توقف فتوسنتز، کربوهیدرات تولید نمیشود و براي رشد گیاه به محیط کشت کربن مورد نیاز اضافه میشود. گیاهانی که در تاریکی رشد میکنند به دلیل توقف فتوسنتز رنگدانهها معمولا گیاهانی اتیوله (سفیدرنگ) و با تعداد برگ کمتري هستند. حضور نور در تولید تنظیم کننده هاي رشد گیاهی نقش دارد. در شرایطی که نورکم و یا اصلا وجود ندارد میزان تولید اکسین وسیتوکنین در گیاه تغییر میکند که این تغییر فعالیت جوانه انتهایی را تحت تاثیر قرار میدهد. در حالت طبیعی و در حضور نور میزان اکسین بیشتر از سیتوکنین است و فعالیت جوانه انتهایی بیشتر است که این فعالیت باعث بیشتر شدن تعداد برگها و کاهش جوانههاي جانبی مسشود. در تاریکی یا فقدان نور این شرایط برعکس است. در تیمار تاریکی نسبت سیتوکنین به اکسین افزایش پیدا میکند که باعث کاهش فعالیت جوانه انتهایی و افزایش فعالیت جوانههاي جانبی میشود که باعث افزایش فعالیت گره و جوانه جانبی میشود.
حضور نور بر میزان تولید آنزیمها نیز تاثیرگذار است. در تاریکی میزان تولید آنزیم پلی فنل اکسیداز در ریزنمونهها زیاد میشود و
به این ترتیب مواد فنولی در گیاه کاهش پیدا میکند. فعال شدن این آنزیم و کاهش ترکیبات فنولی، باعث کاهش میزان قهوهاي
شدن در گیاه و افزایش بقاي ریزنمونه میشود.با افزایش فعالیت پلی فنل اکسیداز، علاوه برکاهش ترکیبات فنولی میزان آلودگی-
هاي باکتریاي نیز کاهش پیدا میکند (میتسوکوري و همکاران، .(2009
هدف از این مطالعه بررسی اثر تاریکی و روشنایی بر میزان فعالیت جوانه انتهایی و جانبی و همچنین بر میزان قهوه اي شدنو رشد شاخه و ریشه ارکیده کاتاستوم در محیط کشت نیمه جامد است.
مواد و روشها:
به منظور بررسی اثر تاریکی و نوع ریزنمونه برمیزان رشد ارکیده کاتاستوم در محیط کشت بافت گیاهی، آزمایشی در آزمایشگاه گروه باغبانی دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري در سال 1394 اجرا شد.
تهیه گیاهان مادري و ریزنمونه: براي انجام این پژوهش ازگیاهچههاي استریل ارکیده کاتاستوم استفاده شد. گیاهچههاي استریل از
شرکت اولین سبزآوران خزر واقع در شهرستان محمودآباد خریداري شدند. براي ریز ازدیادي در محیط کشت نیمه جامد از نوك
ریشه و شاخه به طول تقریبی 1 سانتی متر به عنوان ریزنمونه استفاده شد.
تهیه محیط کشت بافت گیاهی: محیط تغییریافته موراشیگی و اسکوگ (MS) با استفاده از ویتامینها، ساکارز و اینوزیتول تهیه شد، همچنین PH محیطهاي کشت پیش از افزودن آگار در حد 5/8 با HCl وNaOH تنظیم شد. پس از آن آگار به میزان %8
به محیطهاي کشت اضافه شد.
استقرار ریزنمونه ها:پس از تهیه محیط کشت ریزنمونه هاي نوك شاخه و ریشه در زیر هود لامینار ایرفلو از گیاهچه هاي استریل
جدا شدند و در محیط هاي کشت قرار گرفتند. در هر شیشه دو ریزنمونه قرار داده شد. پس از کشت و استقرار ریزنمونه ها، شیشه هاي کشت دردماي25±1 c° و در دو شرایط تاریکی و روشنایی قرار داده شدند. به طوریکه تیمار تاریکی شامل تاریکی
مطلق بود و شیشه هاي آزمایش توسط کاغذ الومینیومی پوشانده شده بودند و تیمار روشنایی شامل دوره نوري 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفت.
پس از رشد: پس از 65 روز، زمانی که باززایی انجام شد و گیاهچهها رشدکردند، صفاتی مانند تعداد جوانههاي جانبی تشکیل شده، تعداد برگهاي تولید شده و تعداد گیاهچههاي قهوهاي شده شمارش و میانگین آنها محاسبه و با هم مقایسه شدند.
تجزیه و تحلیل آماري: این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با4 تیمار در 5 تکرار و در هر تکرار 2
ریزنمونه انجام شد. تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرم افزار spss و مقایسه میانگینها با استفاده از ازمون LSD صورت
گرفت. رسم نمودارها با استفاده از نرم افزار اکسل انجام شد.
نتایج:
پس از 65 روز، تعداد برگ، تعداد جوانههاي جانبی و تعداد ریزنمونههاي قهوه اي شده گیاهان کشت شده در تیمارهاي گوناگون
اندازهگیري شدند.. نتایج نشان داد که تعداد برگهاي تولید شده و میزان قهوهاي شدن ریزنمونهها در سطح احتمال 0/05 و تعداد جوانههاي جانبی در سطح احتمال 0/01 معنی داربودند. بیشترین تعداد برگ (21/4) در تیمار روشنایی و ریزنمونه شاخه مشاهده شد (تصویر.(4 به لحاظ تولید برگ جدید بین دو ریزنمونه مختلف در تیمار تاریکی اختلافها معنی دار نبود و کمترین تعداد برگ (6/8) در ریزنمونه نوك ریشه و تیمار تاریکی مشاهده شد. در حضور نور فتوسنتز در گیاه، کربن تولید میکند و انرژي مورد نیاز براي تولید برگ را فراهم میکند. یک گزارش که اثر تاریکی را بر روي ارکیده کاتاستوم بررسی کرده بود بیان کرد که گیاهانی
از کاتاستوم که در تیمار تاریکی قرار گرفته شده بودند شاخههاي بیرنگ با تعداد کمی برگ و بیشتر شدن گرهها را نشان دادندکه با نتایج بررسی حاضر همخوانی دارد. همچنین نتایج این گزارش نشان داد که نور بر روي تولید تنظیم کنندههاي رشد را در محیط
کشت بافت گیاهی اثر گذار است. دلیل این تغییرو کنترل میزان رشد ریزنمونهها در تاریکی به میزان سیتوکنین بالاتر و اکسین کم
.، و در نتیجه تعداد گره و جوانه جانبی بالاتر در تاریکی و در روشنایی بالعکس میزان سیتوکنین کم و اکسین بیشتر و طول
میانگرهها، تعداد و طول برگ و تولید کورم بیشترنسبت داده شده است (سوزوکی و همکاران،.(2010 همچنین، در یک مطالعه
دیگر که اثر تاریکی بر روي میزان تولید سیتوکنین را در Chenopodium rubrum بررسی کردند و نتایج نشان داد که میزان سیتوکنین در نور کاهش و با شروع تاریکی میزان این تنظیم کننده افزایش پیدا میکند (ماچاکووا و همکاران، .(1996
تصویر1 ریزنمونه ریشه و تاریکی تصویر2 ریزنمونه شاخه و روشنایی تصویر3 ریزنمونه شاخه و تاریکی تصویر4 ریزنمونه شاخه و روشنایی
نتایج مطالعه حاضر نشان داد که بیشترین تعداد جوانه جانبی (17/8) در ریزنمونه ریشه و تیمار تاریکی مشاهده شد (تصویر.(1
این تیمار با تیمارهاي دیگر اختلاف معنی داري نشان داد، به طوريکه در تیمارهاي دیگر میزان تولید جوانه جانبی کم بود
(جدول(1 و کمترین جوانه زنی (5/6) در تیمار روشنایی و ریزنمونه شاخه مشاهده شد. در یک پژوهش که اثر تاریکی را بر روي تغییر میزان تنظیم کنندههاي رشد گیاهی در ارکیده کاتاستوم بررسی کرد، نتایج نشان داد که نور ، میزان هورمون ها را تغییر می دهد و این تغییرات باعث تغییر در میزان رشد ریزنمونهها میشود. به این صورت که در تاریکی میزان سیتوکنین بالاتر و اکسین کم شده، در نتیجه در تاریکی تعداد گره و جوانه جانبی بالاتر است و در روشنایی میزان سیتوکنین کم و اکسین بالاترطولشده و میانگرهها ، طول برگ و تولید کورم بیشتر می شود. البته افزایش میزان سیتوکنین در تاریکی تا روز بیستم ادامه داشت و پس از آن
میزان سیتوکنین کم شد و در روز 40 به پایین ترین میزان رسید (سوزوکی و همکاران، .(2010 یک گزارش نشان داد که تعادل بین سیتوکنین و اکسین براي رشد و اندامزایی گیاهان در محیط کشت بافت گیاهی لازم است و با تنظیم این دو تنظیم کننده میزان
شاخه زایی را میتوان کنترل کرد (شیمیزو_ساتو و همکاران، .(2009
