فهرست مطالب

زیست شناسی گیاهی ایران - سال هشتم شماره 3 (پیاپی 29، پاییز 1395)

فصلنامه زیست شناسی گیاهی ایران
سال هشتم شماره 3 (پیاپی 29، پاییز 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/09/27
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فهیمه سراج، همت الله پیردشتی*، یاسر یعقوبیان، ولی الله قاسمی عمران صفحات 1-20
    برای بررسی اثر همزیستی قارچ اندوفیت Piriformospora indicaبر برخی ویژگی های رویشی و فیزیولوژیک گیاه دارویی استویا (Stevia rebaudiana Bertoni) در شرایط تنش هم زمان شوری و خشکی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار در آزمایشگاه کشت بافت پژوهشکده ژنتیک و زیست‏فناوری کشاورزی طبرستان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام شد. عامل‏های آزمایش، سه سطح پتانسیل اسمزی (صفر، 5- و 10- بار)، سه منبع اسمزی NaCl (N)، مانیتول (M) و NaCl+ مانیتول (Na+M) و تیمار همزیستی قارچی در دو سطح بدون تلقیح و تلقیح قارچ P. indica بود که به مدت یک ماه به گیاهچه ها اعمال شد و سپس صفات رویشی و فیزیولوژیک اندازه‏گیری شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که برهم کنش سطوح، منبع اسمزی و همزیستی قارچی در بسیاری از صفات بررسی شده، معنی‏دار است. قارچ P. indicaدر سطح اسمزی 5- بار با کاربرد مانیتول و ترکیب هم زمان دو منبع اسمزی (Na+M)، وزن خشک برگ (به ترتیب 112 و 156) و بخش هوایی (به ترتیب 49 و 144 درصد) را نسبت به شاهد افزایش داد. در مجموع، قارچ P. indica در بیشتر سطوح و منابع اسمزی مطالعه شده، رشد رویشی اندام‏های گیاهی را بهبود بخشید که بیشترین اثر مثبت آن در تنش خشکی ناشی از مانیتول و همچنین ترکیب هم زمان NaCl و مانیتول (Na+M) و به‏ویژه در تنش اسمزی متوسط (5- بار) مشاهده شد. بنابراین، نتایج این پژوهش، کارایی مثبت تلقیح قارچ P. indica در افزایش تحمل گیاه دارویی استویا نسبت به تنش اسمزی بود.
    کلیدواژگان: قارچ اندوفیت، گیاه دارویی استویا، نشت الکترولیت، مانیتول، همزیستی قارچی، NaCl
  • سیده طیبه موسوی، وهب جعفریان*، عباس بهاری صفحات 21-36
    هیدروژن زیستی حاصل فرایندهای زیستی در جایگاه یک منبع تجدید شونده انرژی مطرح است. هدف از این پژوهش، مقایسه و بهینه سازی بستر کشت مناسب برای پرورش ریزجلبک Chlorella برای تولید حداکثر هیدروژن است. در این پژوهش، بررسی های مولکولی به وسیله PCR و تایپینگ توالی 18S rDNA نشان داد که جلبک پژوهش شده با جلبکChlorella vulgaris 100 درصد شباهت دارد. بعد از مرحله انتخاب محیط کشت مناسب از بین محیط های کشت (BBM،Chu10،TAP ، Sorokin and Krauss) و بهینه سازی شرایط کشت، نتایج نشان داد که بالاترین بهره وری برای تولید زیست توده در محیط BBM با 8pH= و دمای 30 درجه سلسیوس با دوره نور/ تاریکی 16/ 8 ساعت است. در مرحله بعد برای القای بیشتر بیان ژن هیدروژناز، دستگاه فتوبیوراکتوری با قابلیت تولید هیدروژن طراحی و ساخته شد. سپس عملکرد دستگاه و بررسی بیان ژن هیدروژناز در شرایط مختلف (نور، pH وگوگرد...) آزموده شد. به این منظور پس از استخراج RNA و ساختcDNA ، ابتدا تکثیر ژن هیدروژناز و ژن رفرنس با واکنش زنجیره ای پلی مراز انجام شد و محصول PCR ژن های مربوط روی ژل آگارز بررسی شد. در ادامه بیان نسبی ژن هیدروژناز با تکنیک Real Time PCR در تیمارهای یادشده در مقایسه با تیمار شاهد نیز نشان دهنده تاثیر شاخص های نور، PH و گوگرد در بیان این ژن بود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، بیان ژن، هیدروژناز، Chlorella vulgaris، Real Time PCR
  • مرجان جاویدی مقدم، منیره چنیانی *، علی گنجعلی، مهرداد لاهوتی صفحات 37-52
    کلپوره (Teucrium polium L.) گیاه دارویی از خانواده نعناع (Lamiaceae) است. روش کشت بافت این گیاه به سبب کوتاه بودن دوره رشد و خطر انقراض آن کارآمد به نظر می رسد. این گیاه با خاصیت آنتی اکسیدانی بالا، خواص درمانی بسیاری دارد. در پژوهش حاضر، اثر محیط کشت، غلظت های مختلف هورمون D-4 و 2 و نوع ریزنمونه بر نرخ کال زایی گیاه کلپوره بررسی و مشخص شد که تیمار موثر برای افزایش وزن تر کالوس، ریزنمونه برگ در محیط کشت B5 دارنده غلظت 5/0 و 1 میلی گرم در لیتر هورمون D-4 و 2 است. در تیمارهای بدون هورمون، درصد القای کالوس نسبت به بقیه کمتر بود. بیشترین درصد کال زایی نیز در محیط کشت های محتوی مقادیر بیشتری از این هورمون القا شد. بررسی ویژگی های زیست شیمیایی (محتوای فنل کل و ظرفیت آنتی اکسیدانی بر مبنای دو آزمون DPPH و PPM) نشان داد که میزان فنل کل در کالوس حاصل از ریزنمونه جوانه انتهایی در محیط کشت B5 بدون هورمون (66/ 82 میلی گرم GAE در 100گرم FW) بیشتر از بقیه است. با آزمون DPPH، بیشترین فعالیت روبشگری رادیکال های آزاد، در برگ گیاه جمع آوری شده از رویشگاه و کالوس حاصل از ریزنمونه جوانه انتهایی در محیط کشت B5 با غلظت 5/0 میلی گرم در لیتر D-4 و 2، مشاهده شد. با بررسی ظرفیت آنتی اکسیدانی کل نیز مشخص شد که کالوس جوانه انتهایی محیط کشت MS با غلظت 2 میلی گرم در لیتر D-4 و 2 و برگ و ساقه گیاه جمع آوری شده از رویشگاه، فعالیت بیشتری داشتند. این شرایط می تواند پیشنهاد استفاده از محیط های کشت یادشده را برای افزایش تولید ترکیبات ثانویه با خاصیت آنتی اکسیدانی بالا ارائه دهد.
    کلیدواژگان: ترکیبات فنلی، توان آنتی اکسیدانی، کال زایی، کلپوره، هورمون D، 4 و 2
  • جلوه سهرابی پور*، رضا ربیعی صفحات 53-64
    در پژوهش های انجام شده روی رستنی جلبکی سواحل خلیج فارس و دریای عمان در سال های 1388-1378، نمونه های کمیابی از خانواده پلی فیزاسه (Polyphysaceae) از راسته Dasycladiales متعلق به جلبک های سبز رده Ulvophyceae از شاخه جلبک های سبز در محدوده آب های استان هرمزگان جمع آوری و پس از عملیات رسوب زدایی از پیکره نمونه ها، ویژگی های ریخت شناسی جلبک ها بررسی شد. در این مقاله ویژگی های ریخت شناسی برخی از گونه های جمع آوری و شناسایی شده این خانواده از آب های ساحلی خلیج فارس در جنوب ایران ارائه می شود. گونه های Parvocaulis parvulus، Parvocaulis clavata و Acetabularia caliculus سه گونه از اعضای این خانواده هستند که عمدتا از آب های سواحل استان هرمزگان جمع آوری شده اند. شکل کلاهک، تعداد شعاع ها، تاج، آثار زخم های مویی و اندازه بخش های مختلف این گونه ها پس از حذف رسوبات کربنات کلسیمی بررسی شد که نتایج حاصل در این مقاله آورده می شود.
    کلیدواژگان: Parvocaulis parvulus، Acetabularia caliculus Parvocaulis clavatus، Polyphysaceae، خلیج فارس، ایران
  • معصومه رفیعی، لیلا شبانی* صفحات 65-76
    در گیاهان، شبکه پیچیده ای از فرایندهای انتقال وجود دارد که در حفظ غلظت یون های فلزی ضروری در کده های سلولی مختلف عمل می کنند و بنابراین آسیب ایجادشده از طریق ورود عناصر به درون سیتوسول را کاهش می دهند. قارچ های میکوریز در شرایط مقادیر بالای فلزات به کاهش سمیت فلز در گیاهان قادر هستند. در این پژوهش، تاثیر قارچ میکوریز آربسکول دار Funneliformis intraradices بر رشد، تحمل و بیان ژن های abc ترانسپورتر (ABC) و متالوتیونین (met) در برگ ها و ریشه های گیاهچه های فستوکای کشت شده در خاک آلوده به نیکل بررسی شد. گیاهچه های فستوکای تلقیح شده با قارچ (M+) و بدون آن (M-) در خاک آلوده با غلظت های مختلف نیکل (0، 30، 90 و 180 پی پی ام) به مدت سه ماه کشت داده شد. نتایج بررسی حاضر، تاثیر مثبت کلونیزاسیون قارچی را بر افزایش رشد (17 و 15 درصد افزایش در وزن تر و طول ریشه)، کاهش جذب (در تیمارهای 90 و 180 پی پی ام نیکل) و کاهش عامل انتقال نیکل از ریشه به اندام هوایی (در تمام سطوح تیمار نیکل) گیاهچه های فستوکا در تنش نیکل نشان داد. نتایج نشان دهنده تاثیر نیکل بر افزایش بیان هر دو ژن abc و met در ریشه گیاهان M+ و M- بود. گیاهچه های تلقیح شده با قارچ میکوریز بیان کمتری از ژن های abc و met را در مقایسه با گیاهچه های M- نشان دادند. نتایج این تحقیق، اهمیت کلونیزاسیون قارچ میکوریزF. intraradices را در کاهش انتقال نیکل از ریشه به ساقه در گیاهچه های فستوکا و کاهش اثرات تنش نیکل نشان می دهد.
    کلیدواژگان: متالوتیونین، میکوریز، نیکل، ABC ترانسپورتر، Funneliformis intraradices، Festuca arundinacea
  • عباس صفرنژاد*، سیده بی بی لیلا علمداری، هادی درودی، مرضیه دلیر صفحات 77-90
    گلابی یکی از مهمترین درختان میوه مناطق معتدل و سردسیر محسوب می‏شود که به سبب طعم مناسب و ارزش اقتصادی بالای آن، سال های متمادی است که در ایران پرورش می‏یابد. هدف از انجام پژوهش حاضر، تعیین محیط بهینه برای تکثیر سریع گیاه گلابی سالم از طریق کشت بافت است. ابتدا نمونه های گلابی از باغ آستان قدس رضوی، جمع آوری و از جوانه های انتهایی و جانبی برای ریزنمونه استفاده شد. بهترین تیمار برای استریل سازی جوانه ها محلول 1/0 درصد کلرید جیوه به مدت سه دقیقه و اتانول 70 درصد به مدت یک دقیقه شناخته شد. آزمایش بر اساس طرح کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد بهترین محیط برای باززایی (Regeneration)، محیط MS (Murashige and Skoog) همراه با سه میلی گرم در لیتر BAP(6-Benzylaminopurine) و 01/0 میلی گرم در لیتر IBA(Indole-3-Butyric Asid)است. بهترین محیط برای پرآوری(Proliferation)، محیط MS همراه با پنج میلی گرم در لیتر BAP و 1/0 میلی گرم در لیتر IBA است. بیشترین طول شاخه در محیط، سه میلی گرم در لیتر BAP و 01/0 میلی گرم در لیتر IBAتشخیص داده شد.نتایج تحلیل واریانس نشان داد که تفاوت معنی داری بین تیمارهای ریشه زایی وجود نداشت. گیاهچه های ریشه دارشده برای سازگاری به جیفی پات و سپس به خاک منتقل شدند.
    کلیدواژگان: کشت بافت، گلابی، هورمون های گیاهی
  • یونس عصری *، مریم فیروزی اردستانی، مینا ربیعی، غلامرضا بخشی خانیکی صفحات 91-106
    در پژوهش حاضر، رابطه بین ارتفاع از سطح دریا، ویژگی های اقلیمی و خاک به عنوان عوامل مهم و اثرگذار بر ویژگی های رویشی، جوانه‏زنی بذر و اسانس کاکوتی کوهی بررسی شد. به این منظور سه رویشگاه این گونه با ارتفاع‏های مختلف در استان‏های البرز و مازندران انتخاب شد. ویژگی های رویشی بوته های کاکوتی کوهی در 45 پلات استقراریافته در این سه رویشگاه، ثبت شد. بذر این گونه از سه رویشگاه، جمع آوری و قوه نامیه آنها تعیین شد. سه نمونه خاک از هر رویشگاه برداشت و بعضی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی اندازه‏گیری شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین سه رویشگاه از نظر ویژگی های رویشی، ویژگی های خاک و ترکیب‏های اسانس مشترک، اختلاف معنی‏داری وجود دارد. بیشترین میزان قوه نامیه بذرهای این گونه از رویشگاه رینه با تیمار سرمادهی و خراش پوسته به ‏دست آمد. مهمترین عوامل محیطی اثرگذار بر ویژگی های رویشی و ترکیب‏های اسانس با استفاده از روش تجزیه مولفه های اصلی تعیین شد. نتایج نشان داد که دمای سالانه، حداقل مطلق دما، حداکثر دمای گرمترین ماه، تعداد روزهای یخبندان، ارتفاع از سطح دریا، هدایت الکتریکی، رطوبت اشباع، ماده آلی و بافت خاک بیشترین تاثیر را بر این ویژگی ها داشتند.
    کلیدواژگان: اسانس، تجزیه مولفه های اصلی، جوانه زنی بذر، ویژگی های رویشی، کاکوتی کوهی
|
  • Fahimeh Seraj, Hemmatollah Pirdashti *, Yasser Yaghoubian, Valiollah Ghasemi Omra Pages 1-20
    In order to investigate the effect of Piriformospora indica under salt and drought stresses on some vegetative characteristics and physiological parameters of stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) medicinal plant, an experiment was conducted in factorial arrangement based on completely randomized design with three replicates at Genetics and Agricultural Biotechnology Institute in Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University. Factors include three levels of osmatic potential (0, -5, and -10 bar) and with three osmotic sources including NaCl (Na), Mannitol (M) and NaClㆩ� (N) and inoculation of mycorrhizae like fungi at two levels (non-inoculated and inoculation with fungi). The plantlets were treated for 30 days and then some morphological and physiological parameters were measured. Results of ANOVA showed that there was a significant interaction between osmatic source and levels with fungi inoculation for the most determined parameters. Inoculation of stevia plantlets with P. indica at osmatic level of -5 bar caused either by M or M markedly improved dry weight of leaf (112 and 156%, respectively) and aerial parts (49 and 144%, respectively) as compared to the uninoculated control. Fungi inoculation positively improved vegetative parameters of stevia plant under most osmatic levels and sources. The most ameliorate effect, however, was observed where M as drought stress or M were adjusted to -5 bar. Therefore, the results of this study represented a positive effect of P. indica inoculation in inproving osmotic tolerance of stevia medicinal plant.
    Keywords: Electrolyte leakage, Fungi inoculation, Mannitol, NaCl, Stevia medicinal plant
  • Seyedeh Tayebeh Mousavi, Vahab Jafarian *, Abbas Bahari Pages 21-36
    Biohydrogen production by biological processes are known as a renewable energy source. The aim of the investigation was to find and optimize the most appropriate medium for the algae growth to produce the maximum amount of hydrogen. First of all, the bioinformatics and biosystematics studies were taken for identifying the collected microalgae which was detected as Chlorella with the following features: spherical appearance, spent protozoan, Cup-shaped chloroplast with no flagella. On the other hand, the molecular analysis by PCR and 18S sequence typing of interested microalgae demonstrated 100% similarity to that well known sequences for Chlorella vulgaris. Second, we assessed some culture media including BBM, Chu10, TAP, and Sorokin and Krauss for optimum growth conditions for Chlorella vulgaris. In general, our results showed that BBM medium had the highest efficiency for producing microalgae biomass under following conditions: pH=8, temperature of 30 ° with 16 to 8 h light to darkness periods ratio.Third, we designed a more efficient photo-bioreactor apparatus toward inducing more powerful bio-hydrogen production by hydrogenase enzyme activity of our given microalgae. Then, the performance of the apparatus as well as the gene expression was scrutinized under different conditions (light, pH, sulphorous, etc.). For this, after extracting RNA and constructing cDNA, hydrogenase gene was amplified with PCR and the product was evaluated by agarose gel. However, the relative expression of the gene measured by Real Time PCR showed the influence of light, pH and sulphourous on the expression as compared with control.
    Keywords: Optimization, Gene expression, Chlorella vulgaris, Real Time PCR, Hydrogenase
  • Marjan Javidi Moghadam, Monireh Cheniany *, Ali Ganjeali, Mehrdad Lahouti Pages 37-52
    Kalpoureh (Teucrium polium L.) as a medicinal plant belongs to family Lamiaceae. This plant has short growth period and endangered, so it seems the method of plant tissue culture is efficient for that. On the other hand Teucrium polium with high antioxidant properties has many health benefits. In this study, the effect of culture medium, different concentrations of 2, 4-D and the type of explants on callus induction were evaluated. It was found that effective treatment for more fresh weight of callus was the leaf explants on B5 culture with concentrations 1 and 0.5 mg L-1 of 2,4-D. In no hormone treatments, the percentage of callus induction was lower than others and the highest percentage of callus induction was on medium containing higher levels of the hormone. Analysis of biochemical properties (total phenolic content, antioxidant capacity based on two tests; DPPH and PPM) was also concluded that callus of terminal bud on B5 medium with no hormones had the highest total phenol (82.66 mgGAE/100 g FW). Based on DPPH test, the most free radicals scavenging potential was seen for the leaves collected from the habitat and the callus of terminal bud explants on B5 medium with concentration of 0.5 mg L-1 2, 4-D. Investigation on total antioxidant capacity also revealed that callus of terminal bud on MS medium, 2 mg L-1 2,4-D, leaves and stems of plants collected from habitats showed more activities. These conditions can provide the suggestion for the use of these media to produce more secondary metabolites with antioxidant properties.
    Keywords: Phenolic Compounds, Antioxidant Capacity, Callogenesis, Teucrium polium, 2, 4, D
  • Jelveh Sohrabipour *, Reza Rabiei Pages 53-64
    Members of Polyphysaceae (Acetabulariaceae) are very beautiful and attractive unicellular plants which grow on coral reefs of the intertidal regions especially in tropical oceans and seas. In this study morphological features of some collected and identified species of the family from the Iranian seashores of Persian Gulf has been reported. Parvocaulis parvulus, Acetabularia caliculus and Parvocaulis clavatus are three identified species in the studied area which mainly collected from Hormozgan province seashores. Cap forms, number and form of rays, form of corona, hair scars and size of vegetative and reproductive parts of each species were studied after decalcification and results were presented in this paper.
    Keywords: Parvocaulis parvulus, Acetabularia caliculus, Parvocaulis clavata, Polyphysaceae, Persian Gulf, Iran
  • Massomeh Rafiei, Demneh, Leila Shabani * Pages 65-76
    In plants, there are complex network of transport, chelation, and sequestration processes that functions in maintaining concentrations of essential metal ions in different cellular compartments, thus minimizing the damage caused by entry of non-essential metal ions into the cytosol. In the presence of toxic ones, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are able to alleviate metal toxicity in the plant. In this study the effect of an arbuscular mycorrhizal fungi Funneliformis intraradices on growth, Nickel tolerance, and ABC transporter and metallothionein expression in leaves and roots of tall fescue (Festuca arundinacea) plants cultivated in Ni polluted soil were evaluated. The fungi infected (M) and uninfected (M-) fescue plants were cultivated in soil under different Ni concentrations (0, 30, 90 and 180 ppm) for 3 months. Results demonstrated the positive effect of fungi colonization on the increase in growth and reduction in Ni uptake (90 and 180 ppm) and Ni translocation from roots to shoot of tall fescue under Ni stress. The results also demonstrated that the level of ABC transporterand metallothionein transcripts accumulation in roots was considerably higher for both M- and M plants compared to the control. Also, M plants showed less ABC and MET expression compared to the M- plants. These results demonstrated the importance of mycorrhizal colonization of F. intraradices in reduction of Ni transport from root to shoot of tall fescue which alleviates Ni-induced stress.
    Keywords: ABC transporter, Festuca arundinacea, Funneliformis intraradices, Metallothionein, Mycorrhiza, Nickel
  • Abbas Safarnejad *, Seyedeh Bibi Leyla Alamdari, Hadi Darroudi, Marzieh Dalir Pages 77-90
    Pear (Pyrus sp.) is an important fruit growing in temperate and cold areas that due to suave and high economic value were cultured since ancient in Iran. The purpose of this study was to identify the best media for fast propagation of healthy plants of Pyrus sp. using tissue culture technique. At first, the pears samples were collected from the garden of Astan Quds Razavi and lateral and terminal buds were used as explants. For sterilization 0.1% mercuric chloride for 3 minutes, 70% ethanol for 1 minute was the best treatment. A Complete Randomized Design experiment was carried out with 3 replications. Results showed that Regeneration initiated on MSbasal medium supplemented with 3 mg/l BAP 0.01 mg/l IBA. The most multiplication was on MS medium supplemented with 0.1 mg/l IBA 3 mg/l BAP. The highest shoot length was observed in MS medium supplemented with 0.01 mg/l IBA 3 mg/l BAP. The results of ANOVA showed no significant differences between rooting treatment. The rooted plantlets transferred to Jf pot for adaptation and then transferred to soil.
    Keywords: Pear, Plant hormones, Tissue culture
  • Younes Asri *, Maryam Firozi Ardestani, Mina Rabie, Gholamreza Bakhshi Khaniki Pages 91-106
    In this study, the relationship between altitude, climate and soil characteristics as important and effective factors on the growth characteristics, seed germination and essential oils of Ziziphora clinopodioides were examined. Three habitats of this species with different altitudes were selected in Alborz and Mazandaran provinces. Growth characteristics of Z. clinopodioides bushes in 45 plots located at the three habitats were recorded. Seed of this species collected from three habitats and their viability was determined. Three soil samples were taken from each habitat and some physical and chemical characteristics were measured. Analysis variance results of data showed that there is a significant difference among the three habitats from the viewpoint of growth characteristics, soil features and common combinations of essential oils. The highest seed viability was obtained for Rineh habitat with chilling and scratching seed coat. The most important environmental factors affecting the vegetative characteristics and essential combinations was determined using principal component analysis. The results showed that annual temperature, absolute minimum temperature, maximum temperature of the warmest month, number of frost days, altitude, electrical conductivity, moisture saturation, organic matter and soil texture had the greatest impact on these properties.
    Keywords: Essential oil, PCA, Seed germination, Vegetative characteristics, Ziziphora clinopodioides