بخشی از مقاله
تاثیر تیواوره درشکستن خواب وتحریک جوانه زنی بذرگونه مرتعی آنغوزه
(Ferula assa foetida)
چکیده :
آنغوزه (Ferula assa- foetida) گیاهی دارویی، بومی ایران از جنس Ferula متعلق به تیره چتریان ( Apiaceae ) است. بذرها ی گیاه آنغوزه دارای دوره خواب طولانی هستند ، بنابراین کوتاه کردن دور ه خواب و افزایش میزان جوانه زنی بذرها توسط روش های آزمایشگاهی می تواند در احیاء این گیاه مؤثر باشد.
به منظور دستیابی به روشهای شکستن خواب وتحریک جوانه زنی بذر گونه آنغوزه (Ferula assa foetida) بذور گونه مزبور درزمان رسیدگی فیزیولوژیکی درمرداد ماه ازمنطقه خوروبیابانک برداشت گردید وبرای تشخیص نوع خواب وجهت دادن به طرحهای آماری،آزمایشات مقدماتی درقالب طرح اگومنت انجام شد وپس ازآن مشخص شد که تیمارهای خیساندن بذر (pre-soak) ، شستشوی بذر ( (pre-wash وچینه سرمائی (stratification) مؤثر بوده واستفاده از برخی مواد آلی مانند تیو ا وره می توانند درافزایش جوانه زنی مؤثر باشند.لذا تیمارهای فوق الذکر با محدوده دوزهای متعارف برای این گونه اعمال گردید.
نتایج حاکی از آن است که بذر آنغوزه فقط دارای نوعی خواب ناشی از مواد بازدارنده است ونیاز به سرمادهی نمی باشد وقرار گرفتن بذور پس از شستشو یا خیساندن در دمای 15c می تواند حداکثر جوانه زنی را برای ما ایجاد کند . مؤثر بودن شستشوی بذور ویا خیساندن هم گویای وجود مواد بازدارنده روی تستای بذر می باشد که درعرصه بعلت قرارگرفتن بذور درزیر برف ونهایتاً ایجاد تلفیقی ازسرما وشستشو،پروسه جوانه زنی به نحو احسن اتفاق می افتد . همچنین طبق نتایج بدست آمده ازاین تحقیق بهترین تیمارها برای جوانه زنی آنغوزه غلظت %0/5 تیواوره می باشدکه %73 جوانه زنی داشته،تیمار 24ساعت خیساندن بذر %38 ،تیمار 24ساعت شستشوی بذر %46 جوانه زنی داشته است. بهترین بستر ودما برای جوانه زنی این گونه بستر Bt ودمای 15c می باشد. لذا نتایج این تحقیق علاوه بر کاربرد در آزمایشگاههای تجزیه بذر می تواند در پروسه های اصلاح واحیاء مراتع مناطق نیمه استپی کشور مورد استفاده قرار گیرد.
کلمات کلیدی : آنغوزه ، جوانه زنی ، شستشوی بذر ، چینه سرمائی ، تیو اوره
مقدمه وهدف تحقیق :
آنغوزه Ferula assa foetida ازمهمترین گیاهان دارویی وصنعتی ایران است که امروزه به دلیل بهره برداری بی رویه وغیر علمی دررویشگاههای طبیعی روبه انقراض می باشد، ازسویی دیگرکشت این گیاه بدلیل مشکلات اساسی که در جوانه زنی واستقرار گیاه وجود دارد محدود می باشد. آنغوزه ازجمله گیاهان مرتعی است که از قدیم الایام درطب سنتی کاربرد داشته
وافراد محلی از عصاره آن برای درمان بیماری های مختلف استفاده می کرده اند. قسمت اعظم آنغوزه به کشورهای خارجی صادر می شده است.
از آنجاییکه رویشگاه این گیاه عمدتاً درارتفاعات حدود 2000 متری به بالا میباشد، لذا بهره برداری اقتصادی ومقرون به صرفه باوضعیت فعلی گیاه ،بامشکل مواجه است . وسعت وگسترش زیستگاه این گونه گیاهی نشان دهنده سازش پذیری مناسب افراد آن با شرایط مختلف اکولوژیکی است که به رغم عدم وجود گزارش کافی ،امکان بررسی تعیین شرایط مناسب جهت رشد واهلی کردن آن رافراهم کرده است . به همین سبب بررسی روشهای شکستن خواب وتحریک جوانه زنی بذر این گونه دردستور کار قرار گرفت .
اگر بتوان درمسیر اهلی کردن ، صفات مطلوب رادراین گیاه جمع کرد ودامنه کشت آن را وسیعتر نمود وضعف های آن را برطرف کرد ، این گیاه می تواند جایگاه خاصی را درمیان گیاهان دارویی شناخته شده داشته باشد . برنامه اهلی کردن وشروع هرگونه برنامه اصلاحی مستلزم داشتن اطلاعات مقدماتی درخصوص این گیاه می باشد که متاسفانه اطلاعات موجود دررابطه با گیاه مذکور درسطح کشور محدود وحتی در بسیاری موارد از جمله نحوه تکثیر ،قوه نامیه ،طول عمربذر ، زمان بهره برداری وعملکرد گیاه نادر می باشد. لذا دراین بررسی سعی می شود به اطلاعاتی جامع دست یابیم تابتوانیم درآینده برنامه توسعه این گیاه را اصولی تر پیگیری نماییم.
شیرابه آنغوزه نوعی اولئوگم رزین است که دراثر شکاف دادن ریشه وریزوم گیاه بدست می آید.درزبان لاتین آزا (Assa)به معنی صمغ وکلمه (Foetida) به معنی بوی بد می باشد.آنغوزه گیاهی است پایا،قطرریشه برحسب سن گیاه متفاوت وبطور متوسط7تا10سانتیمتر می باشدومعمولاًتاعمق 30تا40 سانتیمتری درخاک فرو می رود.
ریشه هابصورت افقی وبه موازات سطح خاک قرار دارند که درحفاظت خاک اهمیت زیادی دارد،این گیاه بصورت علفی بزرگ بودهودارای ریشه گوشت دار ونسبتاً ضخیم با ساقه ای راست،خشن وفیبری بوده که ارتفاعی متجاوز از 1تا1/5 مترداشته ودرانتها به گل آذین چتر مرکب ختم می شود .این گیاه یک پایه ومنو کارپیک (گیاهانی که درتمام عمر خود تنها یکبار گل می دهند )می باشد وبسته به میزان بارندگی وسایر شرایط محیطی هرچند سال یک بار به گل میرسند وپس از تشکیل بذر(چون در گیاه بالغ شیره پرورده برای ساختن بذر به مصرف میرسد)گیاه برای همیشه خشک شده وریشه موردحمله حشرات وآفات قرار می گیرد .برگهای قاعده ساقه گیاه عمدتاً بزرگ وگوشتدار،بطول متوسط60 ـ50 سانتیمتروتقریباًعاری از دمبرگ بوده وبشکل قطعات منقسم با تقسیماتی فرعی می باشد.
مرحله رشد گیاه از اوایل بهار شروع وتااواسط تیرماه ادامه دارد،سپس دوره خواب بوته های نابالغ آغاز وتاپایان سال بطول می انجامد .فصل بهره برداری با تیغ زدن گیاه ازقسمت پائین ساقه یا یقه ازاوایل خردادماه شروع وتااوایل شهریور ادامه می یابد این گیاه درزمین بایر،خشک وآهکی مناطق گرم آسیا روئیده وبومی مناطق استپی ایران وافغانستان باارتفاعی حدود 2000 متراز سطح دریا می باشد.
مواد و روشها :
یکی از مهمتربن فعالیتهای آزمایشگاههای تکنولوژی بذر تعیین قوه نامیه (قابلیت حیات) توان رویش، سرعت جوانه زنی و بنیه بذر است.
در این راستا برخی از بذور گیاهان دارای نوعی حالت سکون بوده ولی برخی دیگر دارای یک نوع خواب میباشند که میبایستی با روشهای مختلف خواب آنها را بر طرف نمود تا جوانه زنی بذر انجام شود.
یافتن روشهای مناسب شکستن خواب و شناسائی عوامل ویژه عدم جوانه زنی بذور عناوین طرحهای تحقیقاتی مراکز جهانی بذر است. از گیاهان مهمی که در مناطق استپی و مرتفع کشور دیده میشوند آنغوزه است بذر این گونه دارای خواب بوده که
2
در این تحقیق تشخیص نوع خواب و چگونگی شکستن آن مورد بررسی قرار گرفته و بهترین روش برای شکستن خواب در شرایط آزمایشگاهی توصیه شده است.
وسعت و گسترش زیستگاه این گونه گیاهی نشان دهنده سازش پذیری مناسب افراد آن با شرایط مختلف اکولوژیکی است که به رغم عدم وجود گزارش کافی، امکان بررسی تعیین شرایط مناسب جهت رشد و اهلی کردن آن را فراهم کرده است. به همین سبب بررسی اثر عوامل مختلف بر جوانه زنی بذر این گونه در دستور کار قرار گرفت که با مروری اجمالی بر چنین عوامل و مکانیزم احتمالی عمل آنها، آزمایشها را دنبال خواهیم کرد.
برای شکستن خواب بذر با توجه به عوامل مختلف ایجاد خواب (مقاومت مکانیکی یا عدم نفوذ پذیری) پوسته به آب و گازهای تنفسی، عدم رسیدگی جنین و یا موانع متابولیکی) روشهای متفاوتی بکار میرود. این روشها به طور عمده شامل: تیمارهای نوری، دمایی (سرما دهی ،گرما دهی)، با استفاده از آب داغ یا اشعه مادون قرمز، بکارگیری نیترات پتاسیم، خراش دهی مکانیکی، با وسایل مختلف، عبور از دستگاه گوارش حیوانات و یا حمل بوسیله جریان آب و باد، استفاده از هورمون به منظور ایجاد وضعیت متعادل از مواد محرک و باز دارنده رشد، جدا کردن قسمتهای مختلف ساختمانی اطراف بذر و یا تغییر غلظت گازهای تنفسی (افزایش غلظت اکسیژن و کاهش غلظت گاز کربنیک) است. دما مهمترین عامل محیطی مؤثر بر شکستن خواب بذر است. اثر دما بر بذرها با توجه به گونه گیاهی و خواهشهای اکولوژیکی آن متفاوت است. خواب بذر اکثر گیاهان مناطق معتدله با گذشت فصل سرما برطرف میشود. به همین سبب برای تسریع در عمل جوانه زنی بذر چنین گونههایی از سرما دهی بین لایههای مرطوب استفاده میشود. دمای مناسب سرما دهی 5c است ولی مدت زمان سرما دهی در مورد گونههای مختلف بسیار متفاوت است. علاوه بر اینها مدت زمان سرما دهی تابع پوششهای محافظ جنین میباشد و حذف هر یک از این بخشها موجب کاهش مدت زمان سرما دهی میشود. بذر بعضی از گونهها پس از جدا شدن از گیاه مادر قادر به جوانه زنی نبوده و لازم است پس از کاهش رطوبت مدتی را سپری کنند تا جنین از نظر فیزیولوژیکی آمادگی جوانه زنی پیدا کند. زمان پس رسی بذر با توجه به شرایط محیطی (بویژه دما) و گونه گیاهی بسیار متفاوت است. یکی دیگر از اثرات افزایشی دما به بذرهای در حال جوانه زنی افزایش سرعت جوانه زنی آنهاست.
مکانیزم عمل سرما دهی بر شکستن خواب بذر را چنین می توان تفسیر کردکه، اگر چه سرما باعث کاهش واکنشهای آنزیمی در حال انجام در بذرهای آب گرفته میشود و انتظار میرود تمام فرایندهای متابولیکی تحت تاثیر قرار گیرند. با این حال بعضی از محققان معتقدند که در چنین حالتی فرایندهایی که خود بازدارنده عمل جوانه زنی هستند، بیشتر تحت تاثیر قرار میگیرند. در نتیجه ی کاهش چنین فرایندهای بازدارندهای، جوانه زنی به آرامی انجام میشود. از طرف دیگر به سبب تفاوت در انرژی فعالسازی واکنشهای مجزا از یکدیگر، دمای پائین ممکن است اثرات متفاوتی بر واکنشها داشته باشد. به عبارت دیگر بعضی از واکنشها کمتر تحت تاثیر سرما واقع میشوند که در این مورد میتوان واکنشهائی را که به جوانه زنی منجر میشوند را مورد توجه قرار داد.
سرما در بسیاری از موارد جانشین مناسبی برای برخی از عوامل محیطی مؤثر بر جوانه زنی است. به طور مثال خواب بذوری که برای جوانه زنی نیاز به نور دارند با سرما دهی برطرف میشود.
از آنجائیکه یکی از اثرات سرمادهی تغییرات هورمونی با افزایش نسبت اسید جیبرلیک (GA3) به اسید آبسزیک (ABA) است، میتوان با کاربرد مستقیم اسید جیبرلیک جوانه زنی را در بسیاری از گونهها تسریع نمود. اسید جیبرلیک مهمترین عامل درونی مؤثر بر جوانه زنی بذرها است. این هورمون جانشین مناسبی برای بسیاری از عوامل محیطی مؤثر بر جوانه زنی نور و دما است. به همین سبب خواب بذور نیازمند به نور، سرما و حتی گرما، با تیمار اسید جیبرلیک شکسته میشود.
نقش عمده اسیر جیبرلیک، آزاد یا فعالسازی آنزیمهای هیدرولیتیکی (عمدتا" پروتاز و آلفا آمیلاز) است و بدین ترتیب مواد غذایی محلول مورد نیاز تغذیه جنین در حال جوانه زنی را فراهم میکند. علاوه بر این اسید جیبرلیک اثر مستقیمی نیز بر
3
خود جنین دارد. زیرا پس از جداسازی جنین یولاف وحشی از آندوسپرم و استقرار آن روی محیط کشت حاوی ساکارز، مشخص شد که جنین قادر به رشد نیست مگر اینکه اسید جیبرلیک به محیط افزوده شود. لازم به ذکر است که اثر اسید جیبرلیک تنها به جریان انداختن واکنشها با روشن شدن ژنهایی که در نهایت منجر به جوانه زنی می شوند نیست، به همین سبب هورمون مذکور باید تا زمانی که جوانه زنی کامل میشود در محیط حضور داشته باشد.
روشهای آزمایشگاهی جهت شکستن خواب و تحریک جوانه زنی بذر گونه آنغوزه :
با هدف تعیین قوه نامیه و یافتن مناسبترین روش شکستن خواب برای بذر گونه آنغوزه ابتدا در زمان رسیدگی فیزیولوژیکی بذر گونه مورد آزمایش جمع آوری شد، پس از جمع آوری بذر آزمایشات مقدماتی انجام گردید، بدین ترتیب که بذور در داخل پتری دیش با روش (Top paper )TP با توجه به دماها و رطوبتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفتند و تیمار نور و تاریکی و دمای متناوب هم روی آنها اعمال شد، اما حتی پس از گذشت چند هفته بذور جوانه نزده و سبز نشدند.
پس از آزمایشات مختلف مشخص گردید که بذور دارای خواب هستند و با توجه به جذب آب توسط پوسته بذر لزوما" خواب داخلی بوده و با در نظر گرفتن شرایط اکولوژیکی، بذور در داخل یخچال قرار داده شدند و مشاهده گردید، بذور پس از پشت سر گذاشتن یک دوره سرما جوانه زدند.
آزمایشات با قرار دادن بذور در داخل پتری دیش، پارچه و همچنین با روش شن انجام شد و نهایتا" طرحی به شرح زیر جهت شکستن خواب بذور در نظر گرفته شد.
آزمایش: روش استفاده از تیو اوره Cs(NH2)2
تیواوره (Thiourea) مادهای است با فرمول شیمیایی Cs(NH2)2 به صورت محلول /05 تا %3 به عنوان محرک جوانه زنی بعضی از بذرهای راکد به ویژه آنهایی که در تاریکی و دمای زیاد جوانه میزنند و احتیاج به سرمادهی مرطوب دارند بکار میرود. در این آزمایش از محلول تیواوره با غلظت %0/2، %0/5، %1 و %2 استفاده شده است. ابتدا بذور را به مدت 24 ساعت در محلولهای ذکر شده خیسانده، بعد از آن بذور را از محلول خارج کرده، ضمن ضد عفونی با محلول دو در هزار ویتاواکس با آب مقطر شستشو داده و به روش TP با 3 تکرار 50 تایی برای آنغوزه کشت نموده، سپس به دستگاه انکوباتور که با درجه حرارتهای 5 و 15 درجه سانتی گراد تنظیم شده بود در تاریکی منتقل نمودیم.
بعد از این مرحله نمونهها تنها با آب مقطر آبیاری میشدند و هر 5 روز دانههای جوانه زده شمرده میشدند. آزمایشات جوانه زنی در 20 روز به اتمام رسید.
بحث و نتیجه گیری :
پس از پایان آزمونها، مشاهدات جمع آوری و تجزیه و تحلیل گردید. در مجموع شستشوی بذور، نوع بستر و درجه حرارت برای گونه مورد آزمایش معنی دار بود و دمای15c نیز برای آنغوزه مطلوبتر بوده است. برای آنغوزه نیاز به سرما نمیباشد. (البته دمای زیر صفر در آزمایشات مقدماتی مورد بررسی قرار گرفت ولی به علت تخریب آنزیمهای بذور و خسارت به بذور در آزمایشات وارد نگردید.)
آنچه مسلم است سرما باعث ترشح هورمون جیبرلین (GA3) در بذر شده و با افزایش GA3 میزان (ABA) اسید آبسیزیک کاهش مییابد. سپس هورمون GA3 به لایه آلورون رفته و آنزیمهای مختلفی را فعال مینماید. یکی از این آنزیمها ،آمیلاز است که موجب شکسته شدن قندها شده و نشاسته بذر را به مواد قابل استفاده جنین تبدیل میکند. امروزه برای کاهش دوره سرما ا ز برخی مواد آلی استفاده میکنند.
