بخشی از مقاله
چکیده
تاثیر آنتی اکسیدان ها در جلوگیري از اکسیداسیون ترکیبات فنلی و کنترل قهوهاي شدن بافت و محیط کشت مشخص است. به منظور بررسی تاثیر آنتیاکسیدان بر کنترل فنل و اکسیداسیون ریزنمونه هاي پایه رویشی پسته یوسیبی-1 در شرایط درونشیشهاي از غلظت هاي مختلف دونوع آنتی اکسیدان سیتریکاسید 0 - ، 25، 50 و 75 میلیگرم برلیتر - و آسکوربیکاسید 0 - ، 50، 100 و 150 میلیگرم برلیتر - در دونوع محیط کشت MS و DKW به همراه ویتامینهاي گمبورگ و 3درصد ساکارز و 6/2 گرم بر لیتر آگارز استفاده گردید. در پایان نتایج نشان داد استفاده ترکیبی از دونوع آنتی اکسیدان در محیط کشت MS بیشترین تاثیر را درکنترل فنل داشت ولی استفاده از 150 میلیگرم آسکوربیکاسید به تنهایی در محیط کشت با توجه به افزایش میزان باززایی و کاهش زردي انتهایی، بهتر از تیمارهاي ترکیبی است.
کلمات کلیدي: کنترل فنل، آنتیاکسیدان، کشت درونشیشهاي، پایه رویشی پسته یوسیبی،
مقدمه
کشت بافت گیاهان چوبی همواره به موجب مشکلاتی چون تولید فنل و قهوهاي شدن محیط با سختیهایی روبرو بوده است . به همین منظور تاکنون تحقیقات زیادي مبنی برکنترل فنل صورت گرفته است. تولید فنل تحت تاثیر عوامل درونی و بیرونی کنترل میگردد که هریک ازاین عوامل داراي مکانیسمهاي پیچیدهاي هستند، به طوریکه تاکنون مکانیسمهاي زیادي براي تولید و قهوهاي شدن ترکیبات فنلی ارائه گردیده است که شناخت مکانیسم هریک ازاین عوامل میتوانددر کنترل تولید و ترشح و قهوهاي شدن بافتها به شدت موثر باشد.
اگرچه روشهاي کارآمدي براي کنترل تولید و ترشح فنل تاکنون گزارش گردیده است ولی همچنان کنترل آن یکی از معضلات پیشروي محققیق میباشد. یکی از مشکلات معمول که در استقرار ریزنمونههاي چنین گیاهانی وجود دارد اکسیدشدن ترکیبات فنلی میباشد . انواع مختلفی از آنتیاکسیدانها به منظور تعدیل تولید فنل در کشت درون شیشهاي پسته استفاده میشود که مهمترین آنها آسکوربیکاسید می باشد. اُناي آسکوربیکاسید درون محیط کشت به منظور کنترل فنل در کشت جوانه انتهایی درختان بالغ پسته استفاده نموند. همچنین در گزارشی مشابه به منظور جلوگیري از قهوهاي شدن بافت ریزنمونه و محیط کشت از 0/01 درصد آسکوربیک اسید در محیط کشت استفاده نمود.
مواد و روشها
به منظور کنترل ترکیبات فنلی و کاهش زردي ریزنمونههاي پایه رویشی، این آزمایش به صورت فاکتوریل - با 3 فاکتور - بر پایه طرح کامل تصادفی با 32 تیمار و 20 تکرار و هرتکرار شامل 5 ریزنمونه تک گره در آزمایشگاه کشت بافت گیاهی گروه علوم باغبانی دانشگاه تربیت مدرس انجام گرفت. فاکتورهاي مورد مطالعه در این آزمایش شامل 2 سطح محیط کشت MS - و - DKW، چهار سطح آسکوربیکاسید - صفر، 50، 100 و 150 میلیگرم بر لیتر - ، چهار سطح سیتریکاسید - صفر، 50، 100 و 150 میلیگرم بر لیتر بود.
مواد گیاهی مورد استفاده در این آزمایش از جوانههاي جانبی گیاهان مادري پایه رویشی پسته UCB1 رشد کرده در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزي تربیت مدرس تهیه گردید ضدعفونی نیز طبق روش توصیف شده توسط نظامی وهکاران - 1394 - انجام گردید. صفات مورد مطالعه در این آزمایش شامل درصد نمونه هاي باززایی شده - استقرار - ، درصد زندهمانی جوانه - عدم ترشح فنل - و درصد سوختگی انتهایی جوانه بازشده بود. پس از انجام آزمون نرمالیته و نرمال سازي، دادهها حاصل از این آزمایش با استفاده از نرمافزار آماري SAS تجزیه و توسط همین نرمافزار و با آزمون حداقل تفاوت معنیدار - LSD - ، مقایسه میانگینها در سطح احتمال یک و پنج درصد انجام شد.
نتایج و بحث
نتایج آزمایشات حاکی از آن بود که تاثیر نوع محیط کشت و همچنین نوع و غلظت آنتی اکسیدان و همچنین برهمکنش بین محیط و غلظتهاي مختلف هردونوع آنتیاکسیدان نیز بر میزان باززایی معنیدار گردید - در سطح کمتر از یک درصد - . تفاوت آماري معنیداري بین محیط کشت MS و DKW بر میزان ریزنمونههاي فاقد فنل و باززایی ریزنمونههاي یوسیبی1 مشاهده گردید ولی تفاوت معنیداري بین محیطهاي کشت در میزان زردي و سوختگی ریزنمونههاي باززایی شده وجود نداشت.
استفاده توام انواع محیط کشت و غلظتهاي مختلف آنتیاکسیدان نشان داد که اگرچه استفاده از محیط کشت MS به همراه 150 میلیگرم برلیتر آسکوربیکاسید و 100 میلیگرم سیتریکاسید منجر به کمترین میزان آلودگی فنلی 25 - درصد - گردید ولی میزان باززایی در را کاهش داد به همین منظور استفاده از محیط MS به همراه 150 میلیگرم آسکوربیک اسید بدون استفاده استفاده از سیتریک اسید داشت و علاوه بر کنترل 60 درصدي فنل منجر به نرخ باززایی بالاتر نسبت به تیمار قبل 150 + MS - میلیگرم آسکوربیک اسید100+ میلیگرم سیتریکاسید - گردید. بیشترین میزان باززایی 23 - درصد - مربوط به محیط کشت MS و کمترین آن در محیط DKW حاصل شد که 19درصد باززایی در آن حاصل گردید.
کاربرد ترکیبی محیطکشتهاي مختلف با غلظتهاي مختلف آنتیاکسیدان حاکی ازآن بود که استفاده از محیط کشت MS به همراه 150 میلیگرم آسکوربیکاسید و بدون استفاده از سیتریکاسید بیشترین باززایی 59 - درصد - را نشان داد و کمترین نرخ باززایی 5 - درصد - مربوط به محیط DKW به همراه 75 میلیگرم سیتریکاسید و بدون استفاده از آسکوربیکاسید بدست آمد. نتایج حاکی ازآن بود که با افزایش غلظت آسکوربیک اسید میزان سوختگی جوانهها افزایش نشان داد و بیشترین کلروزه شده انتهایی جوانه هاي باززایی شده مربوط به بالاترین غلظت مورد استفاده بود.
همچنین استفاده از 75 میلیگرم سیتریک اسید منجر به بیشترین کلروزه شدن گردید. هنگامی که از تیمارهاي ترکیبی استفاده گردید، نتایج نشان داد که بیشترین 7 - درصد - میزان نکروزهشدن مربوط به تیمار محیط کشت 150 +MS میلیگرم آسکوربیکاسید 75 + میلیگرم سیتریکاسید بود و کمترین 0 - درصد - میزان نکروزه شدن غلظتهاي پایینتر یا فاقد آنتی-اکسیدان بدست آمد.
بحث
ترشح ترکیبات فنلی یکی از عوامل کاهش موفقیت در ریزازدیادي پسته محسوب میشود. ترشح و اکسیداسیون ترکیبات فنلی از بافتهاي آسیبدیده و همچنین از آوند ریزنمونهها منجر به ایجاد ترکیبات دیگر از جمله کینونها میگردد. استفاده از آنتی-اکسیدانها، غوطهوري درون آب مقطر دوبار استریل بعد ازاستریل کردن، غوطهوري درون محلول آنتی اکسیدان به صورت قبل و بعد از استریل کردن استفاده از ترکیبات جذب کننده ترکیبات فنلی مانند زغال فعال و پلیوینیلپایریلیدون، تغییر غلظت عناصر محیط کشت پایه ، کاهش غلظت ساکارز، تلقیح گیاه مادري با قارچ مایکوریزا به منظور کاهش تنش ودرنهایت قرار دادن ریزنمونه کشت شده در محیط تاریک و یا با دماي پایین از اقدامات کنترل تولید و ترشح ترکیبات فنلی میباشد.
آنتی اکسیدانها با جلوگیري از عمل این آنزیمها از تولید ترکیبات اکسیدشده جلوگیري میکند و بدین صورت از مرگ ریزنمونهها جلوگیري می-کند. نتایج آزمایشهاي ما حاکی ازآن بود که استفاده از آنتی اکسیدانها تاثیر مثبتی برکنترل اکسیداسیون ترکیبات فنلی ریزنمونه-هاي پایه رویشی پسته یوسیبی-1 گذاشت به طوريکه اضافه کردن 150میلیگرم برلیتر آسکوربیکاسید به محیط کشت پایه MS منجر به جلوگیري از سوختگی حاصل از اکسیداسیون ترکیبات فنلی گردید.
افزایش غلظت آنتیاکسیدانی منجر به بهبود کنترل فنل گردید ولی افزایش بیشاز حد ترکیبات فنلی میتواند تاثیر منفی در باززایی و پرآوري داشته باشد بگذارد که این موضوع با نتایج آزمایشات و مطابقت داشت که اظهار داشتند استفاده از 100 میلیگرم برلیتر آسکوربیک اسید و سیتریکاسید درمحیط کشت بعداز اتوکلاو، تنها 10 و 15 درصد کاهش قهوهاي شدن را باعث شد - به ترتیب - و میتواند منجر به زردي و کاهش باززیی گردد. ریزازدیادي هلو میتواند با اضافه کردن 50 میلیگرم برلیتر آسکوربیکاسید و 20 میلی-گرمبرلیتر ویتامین استیب به صورت موفقیتآمیزي صورت پذیرد .نتایج آزمایشات حاکی ازآن است که استفاده از آسکوربیکاسید اثربخشی بالایی در حل مشکل قهوهاي شدن و مرگ ریزنمونهها در کشت درون شیشهاي موز دارد.
آنها معتقدند که آسکوربیک اسید در اثر جذب و انتقال به برگ، مانع از اکسیداسیون ترکیبات فنلی در محل هدف میشود .گزارشات نشان میدهد که مرحله ابتدایی ریزازدیادي سیب بهخاطر ترشح ترکیبات فنلی دشوار است ولی با استفاده از تیمارترکیبی اسیدسیتریک و آسکوربیکاسید قابل کنترل است. استفاده از آسکوربیکاسید و 4ه-گزیلریسورسینول نتوانست به طور مستقیم برروي پلیفنلاکسیداز تاثیر داشته باشد اما باکاهش اکسیداسیون محیط و ریزنمونه، مانع قهوهاي شدن ریزنمونههاي گلابی گردید .
