فهرست مطالب

زیست شناسی گیاهی ایران - سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 42، زمستان 1398)
  • سال یازدهم شماره 4 (پیاپی 42، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1399/03/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیر رحیمی، بهنام دولتی*، رضا امیرنیا، سعید حیدرزاده صفحات 1-18

    به منظور بررسی تاثیر کودهای زیستی بر خصوصیات فیزیولوژیکی گیاه دارویی شنبلیله تحت شرایط تنش رطوبتی، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. سطوح مختلف آبیاری در سه سطح (آبیاری بعد از 50، 100 و 150 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر) به عنوان فاکتور اول و کاربرد کودهای زیستی در چهار سطح شامل: تلقیح با قارچ میکوریزا+ ازتوباکتر، قارچ میکوریزا، ازتوباکتر و بدون تلقیح با قارچ میکوریزا به عنوان فاکتور دوم در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد میزان پراکسید هیدروژن، مالون دی آلدیید و گلیسین بتایین در تلقیح با قارچ میکوریزا+ ازتوباکتر در سطوح مختلف آبیاری به طور معنی داری کاهش یافت. بیشترین میزان آسکوربیک اسید (23/7 میلی گرم بر گرم وزن تر) و گلوتاتیون (20/36 میلی گرم بر گرم وزن تر) در تیمار ترکیبی قارچ میکوریزا و ازتوباکتر تحت شرایط آبیاری مطلوب به ترتیب را نشان دادند. تنش کم آبی منجر به کاهش معنی دار قندهای محلول گردید، بطوری که گیاهان تلقیح شده با قارچ میکوریزا + ازتوباکتر باعث افزایش میزان قندهای محلول در شنبلیله گردید. حداکثر میزان پرولین در تیمار شاهد و آبیاری در سطح 150 میلی متر تبخیر از تشتک به دست آمد. بطوری که فعالیت آنزیم کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز در گیاهان تلقیح شده با میکروارگانیسم ها تحت شرایط تنش خشکی 100 و 150 میلیمتر تبخیر از تشتک نسبت به سطح 50 میلیمتر تبخیر از تشتک کاهش نشان داد. بر این اساس افزایش فعالیت آنتی اکسیدان های آنزیمی و افزایش تولید آنتی اکسیدان های غیرآنزیمی در تیمار تلفیقی قارچ میکوریزا + باکتری، می تواند منجر به کاهش آسیب پذیری از اکسیژن فعال و افزایش تحمل به تنش کم آبی شود.

    کلیدواژگان: آسکوربیک اسید، آنتی اکسیدان، تلقیح میکوریزایی، تنش خشکی، مالون دی آلدئید
  • نرگس نوری، علی اکبر مظفری، جلال خورشیدی* صفحات 19-38

    مرزه اورامانی (Satureja avromanica Maroofi) از گیاهان دارویی اندمیک و در معرض خطر انقراض ایران است. به منظور تکثیر درون شیشه ای (in vitro) این گیاه، آزمایشی در دو مرحله انجام شد: مرحله اول به شکل فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی اجرا شد. فاکتور اول، چهار غلظت سیمواستاتین (صفر، 5، 10 و 20 میکرومولار) و فاکتور دوم، چهار غلظت سالیسیلیک اسید (صفر، 1/0، 3/0 و 5/0 میلی مولار) بود. نوک شاخساره به عنوان ریزنمونه و محیط کشت پایه موراشیگ و اسکوگ (MS) به عنوان محیط کشت ثابت تمام تیمارها در نظر گرفته شد. پس از 45 روز از کشت ریزنمونه ها، صفت های درصد زنده مانی ریزنمونه ها، درصد وزن خشک، تعداد و طول شاخه های باززایی شده، سطح برگ، میزان کلروفیل a، b و کل، میزان کاروتنویید، پرولین، فنول کل و پروتیین محلول کل ارزیابی شدند. در مرحله دوم، تاثیر سه غلظت ایندول بوتیریک اسید (صفر، 5/0 و 1 میکرومولار) بر صفت های درصد نمونه ریشه دار شده، طول و تعداد ریشه ارزیابی شد. نتایج نشان دادند ریزنمونه هایی که تحت تاثیر اثر متقابل غلظت های زیاد سیمواستاتین و سالیسیلیک اسید قرار می گیرند، از بین می روند. بیشتر صفت های ارزیابی شده به طور معناداری تحت تاثیر هر دو ترکیب قرار گرفتند. بیشترین میانگین درصد وزن خشک، پرولین و فنول کل در تیمار 3/0 میلی مولار سالیسیلیک اسید+5 میکرومولار سیمواستاتین و بیشترین طول شاخه در تیمار 10 میکرومولار سیمواستاتین مشاهده شد. بیشترین سطح برگ، میزان کلروفیل، کاروتنویید و پروتیین محلول در تیمار 20 میکرومولار سیمواستاتین به دست آمد. در بین تیمارهای اعمال شده برای تحریک ریشه زایی، تیمار 5/0 میکرومولار IBA موثرترین تیمار بود.

    کلیدواژگان: اندمیک، باززایی، درون شیشه ای، سیمواستاتین، گیاه دارویی
  • جواد معتمدی*، مهدی داورپناه، اسد صادقپور صفحات 39-52

    اندازه گیری ویژگی های گیاهی یکی از ملزومات اساسی محاسبه تنوع عملکردی گیاهی است؛ از این رو در پژوهش حاضر، ویژگی های گیاهی کاپاریس (Capparis spinosa L.) در مکان های معرف پراکنش آن در مراتع قشلاقی روح کندی، قره دره و قشلاق نر بیله سوار اندازه گیری شدند. نمونه برداری از پوشش گیاهی به روش تصادفی سیستماتیک درون 30 پلات 2×2 مترمربعی که با فاصله 30 متر از یکدیگر در امتداد سه ترانسکت 300 متری مستقر شدند، انجام شد. در هریک از مکان ها، ویژگی های گیاهی (صفت های ساختاری و زیست توده) 10 پایه C. spinosa سالم و قوی که به خوبی رشد کرده بودند، اندازه گیری شدند. قطر تاج و قطر یقه هر پایه، تعداد جست های هر پایه، ارتفاع هر جست، تعداد شاخه های فرعی هر جست، طول هر شاخه فرعی، تعداد میوه هر جست، سلامت میوه ها، طول و عرض میوه های هر جست (صفت های ساختاری) و وزن میوه با دمگل، تعداد گل یا غنچه هر جست و وزن تر هر جست (صفت های زیست توده) مدنظر قرار گرفتند. نتایج مقایسه ویژگی ها نشان دادند مقادیر صفت های ساختاری تعداد میوه هر جست و میانگین وزن هر میوه در مراتع با طبقه وضعیت متفاوت، یکسان نیست. اگرچه بین صفت های ساختاری و زیست توده C.spinosa در مکان های پراکنش تفاوت معنا دار وجود دارد، به نظر می رسد صفت های ساختاری و صفت های زیست توده با یکدیگر همبستگی دارند و توجه به یکی سبب تقویت عامل دیگر می شود؛ ازاین رو، اگر هدف مدیریت از مرتع کاری گونه C.spinosa، حفاظت خاک و ترسیب کربن باشد، ضرورت دارد این گیاه در مکان هایی توسعه داده شود که به افزایش صفت های ساختاری آن منجر شود و اگر هدف مدیریت از مرتع کاری آن، بهره بردای گیاه دارویی باشد، ضرورت دارد در مکان هایی توسعه داده شود که صفت های زیست توده آن افزایش یابند.

    کلیدواژگان: صفت های ساختاری، صفت های زیست توده، محصولات فرعی مراتع، تنوع عملکردی گیاهی
  • آرزو جندواغله بوب، عظیم قاسم نژاد*، کامران راهنما، مصطفی خوشحال سرمست صفحات 53-66

    امروزه با توجه به رشد کند گیاه سرخدار و اهمیت متابولیت های آن، اندوفیت های بیوسنتزکننده ترکیبات ارزشمند سرخدار اهمیت پژوهشی زیادی یافته اند؛ به طوری که تولید پاکلی تاکسل در سلول گیاهی بدون اندوفیت غیرممکن تلقی می شود. در پژوهش حاضر سعی شده است علاوه بر بررسی تغییرات کیفی کالوس از نظر پاکلی تاکسل در شرایط درون شیشه ای، وضعیت اندوفیتی کالوس بررسی شود؛ به این منظور، آزمایشی با سه سطح 1، 2 و 3 میلی گرم در لیتر 2,4-D و دو سطح 5/0 و 2/0 میلی گرم در لیتر کینتین برای دو گونه سرخدار (Taxus baccata و Taxus brevifolia) طراحی و اجرا شد و درنهایت، میزان پاکلی تاکسل و وضعیت اندوفیت در کالوس بررسی شد. پس از گذشت 3 ماه از زمان کشت، قارچ های اندوفیت به تعداد 9 کلنی در کالوس ساقه هر دو گونه و برگ گونه T. baccata ظاهر شدند. قارچ ها بر اساس ریخت شناسی و نوع اندام زایشی مانند تشکیل هاگ و نوع هاگ شناسایی شدند. از میان اندوفیت های یافت شده، تنها Aspergillus flavus با ویژگی های شاخص کنیدی، سلول فیالید و کنیدیفور شناسایی شد و سایر نمونه های قارچی مشاهده شده فاقد اسپور بودند یا حالت پیکنیدیوم داشتند. اگرچه بررسی های مولکولی و بیوشیمیایی اندوفیت های جداسازی شده از کالوس توانایی تولید پاکلی تاکسل در آنها را نشان ندادند، ردیابی اندوفیت در کالوس سرخدار که برای نخستین بار گزارش می شود، نقطه عطفی در درک بهتر جایگاه میزبان و اندوفیت در تولید متابولیت ارزشمند پاکلی تاکسل به ویژه در کشت بافت است.

    کلیدواژگان: اندوفیت، پاکلی تاکسل، سرخدار، کشت بافت
  • سروش کارگر خرمی، رشید جامعی*، رضا درویش زاده، سیاوش حسینی سرقین صفحات 67-82

    تنش شوری یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد گیاهان شناخته می شود. اکسین و جیبرلین از مهم ترین هورمون های گیاهی اند که کوچک ترین تغییر در میزان آنها سبب پاسخ های گسترده در سراسر گیاه می شود. مشخص شده است این دو هورمون در تنش های محیطی هم گام با سایر هورمون ها و به منظور تطبیق گیاه با شرایط جدید وارد عمل می شوند. هدف مطالعه حاضر، بررسی میزان تغییرات هورمون های اکسین و جیبرلین و ارتباط آن با تغییرات فیزیولوژیکی، آناتومیکی و ریخت شناختیگیاه بامیه تحت تاثیر تنش شوری است. گیاهان بامیه به مدت 7 روز در معرض تیمارهای مختلف شوری (صفر، 50، ،100 و150 میلی مولار) قرار گرفتند. پس از تیمار، طول ریشه و ساقه، وزن تر و خشک، میزان هورمون اکسین و جیبرلین سنجیده شد. نتایج نشان دادند میزان هورمون اکسین و جیبرلین تحت تاثیر تنش شوری به طور معناداری کاهش می یابد؛ علاوه بر این، مشاهده شد میزان فعالیت آنزیم اکسین اکسیداز افزایش می یابد. در پژوهش حاضر مشاهده شد نسبت یون های سدیم به پتاسیم و هدایت الکتریکی تحت تاثیر تنش شوری افزایش می یابد؛ همچنین نتایج، کاهش میزان پتاسیم و محتوای نسبی آب را نشان دادند. نتایج مطالعه های ساختاری نشان دادند میزان ضخامت اندام های مختلف (ریشه، ساقه و برگ)، میزان شاخص روزنه ای، طول سلول های مزوفیل نردبانی و حفره ای تحت تاثیر تنش شوری کاهش می یابد. مطالعه های بیشتر ساختار برگ نشان دادند کاهش ضخامت برگ بیشتر تحت تاثیر کاهش مزوفیل نردبانی است. پژوهش حاضر می تواند درک ما را نسبت به استفاده تجاری از هورمون ها برای کاهش تنش های محیطی افزایش دهد.

    کلیدواژگان: اکسین، بامیه، جیبرلین، ساختار آناتومی، محتوای نسبی آب، هدایت الکتریکی
  • زهرا مرادی، مریم مددکار حق جو*، محمود زارعی صفحات 83-106

    حذف آلاینده های نامطلوب از اکوسیستم های آبی که به علت تخلیه آلاینده های صنعتی و شهری حاصل شده اند، به فناوری های کارا، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست نیاز دارد؛ در این فرایند زیستی، توانایی فیزیولوژیک جلبک ها و باکتری ها برای حذف و سمیت زدایی آلاینده هایی نظیر مواد رنگ زا استفاده می شود. در پژوهش حاضر، توانایی جلبک سبز Chlorella vulgaris و سیانوباکتر Spirulina platensis در رنگ زدایی ماده Direct Blue-129 (DB129) در غلظت های صفر (شاهد)، 20 و 60 میلی گرم بر لیتر رنگ طی یک هفته بررسی شد و شاخص های فیزیولوژیک در روزهای اول، سوم و هفتم رشد اندازه گیری شدند. درصد رنگ زدایی C. vulgaris بیشتر از S. platensis بود. تیمار رنگ سبب افزایش شاخص های رشد Xm  (بیشینه توده سلولی)،Px   (تولیدات سلولی)، µm  (بیشترین سرعت رشد ویژه) و کاهش td  (زمان دوبرابرشدن سلول ها)در C. vulgaris در مقایسه با نمونه شاهد (برخلاف تاثیر آن بر S. platensis) شد، اما مقدار آستاگزانتین در S. platensis افزایش بیشتری نشان داد. مقادیر کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنویید کل در C. vulgaris در هر دو غلظت رنگ و صرفا در غلظت 20 میلی گرم بر لیتر در S. platensis نسبت به شاهد و فیکوبیلین ها در S. platensis افزایش یافتند. غلظت 60 میلی گرم بر لیتر سبب بیشترین تولید مقدار کربوهیدرات محلول در هر دو ریزموجود شد و با افزایش غلظت ماده رنگ زا، مقدار پروتیین در C. vulgaris برخلاف S. platensis افزایش یافت؛ درمجموع، به نظر می رسد توانایی C. vulgaris در رنگ زدایی و تحمل آن نسبت به تنش حاصل از ماده رنگ زای DB129 در مقایسه با S. platensis بیشتر است.

    کلیدواژگان: آلایندگی، پالایش زیستی، پساب نساجی، رنگ زدایی
|
  • Amir Rahimi, Behnam Dovlati *, Reza Amirnia, Saied Heydarzade Pages 1-18

    In order to investigate the effect of biofertilizers on biochemical properties of fenugreek plant under stress conditions, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design with three replications. Different levels of irrigation were considered at three levels (irrigation after 50, 100 and 150 mm evaporation from evaporation pan) as the first factor and application of biological fertilizers in four levels included as mycorrhizal + Azotobacter, mycorrhizal fungi, Azotobacter and control (no biofertilizer) as the second factor. The results revealed that the hydrogen peroxide, malondialdehyde and glycine betaine in mycorrhiza + Azotobacter treatment decreased significantly in different levels of irrigation. The highest content of ascorbic acid (7.23 mgkg-1 fw) and glutathione (36.20 mgkg-1 Fw) were observed in combined mycorrhizal fungi and Azotobacter treatment in optimum irrigation conditions. Water deficit stress reduced significantly soluble sugars, so Mycorrhizal+Azotobacter treatment increased the amount of soluble sugars in Fenugreek. The maximum amount of proline was observed in control (without biofertilizer) and irrigation treatment with 150 mm evaporation from the pan. So that the activity of catalase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase in the inoculated plants with microorganisms under drought stress conditions of 100 and 150 mm evaporation from pan compared to 50 mm evaporation from pan was decreased. On this basis, the increase of enzymatic antioxidants activity and the enhancement of non-enzymatic antioxidants production in combined treatment of mycorrhiza+bacteria, can reduce the activated oxygen vulnerability, and could increase the tolerance to water stress.

    Keywords: Ascorbic acid, Antioxidant, Mycorrhizal symbiosis, Drought stress, Malondialdehyde
  • Narges Noori, Ali Akbar Mozafari, Jalal Khorshidi * Pages 19-38

    Satureja avromanica Maroofi. is an endemic and endangered medicinal plant. In order to in vitro propagation of this plant, an experiment was performed in two phase. The first phase was performed as a factorial based on completely randomized design. The first factor included four concentrations of simvastatin (0, 5, 10 and 20 µmol) and second factor included four concentrations of salicylic acid (0, 0.1, 0.3 and 0.5 mmol). Shoot tips were used as micro explants and MS culture media was used as stock culture media for all treatments. After 45 days from culture of micro explants, viability of micro explants, percentage of dry weight, number and length of stem, leaf area, content of chlorophyll a, b and total chlorophyll, carotenoid, proline, total phenol and total soluble protein were evaluated. In the second phase, the effects of three levels of IBA (0, 0.5 and 1 μmol) on percentage of rooted sample, root length and number of roots were investigated. Results indicated that micro explants that were subjected under interaction of high concentrations of simvastatin and salicylic acid were burned. The most of studied traits were affected significantly by simvastatin and salicylic acid. Maximum mean of dry weight percentage, proline and total phenol were observed in explants treated with 0.3 mmol SA+ 5µmol SS. The highest of stem length was related to 10 µmol SS treatment and the maximum of chlorophyll, carotenoid and total soluble protein were observed in explants treated with 20 µmol SS. Among the applied treatments for stimulation of rooting, 0.5 μmol IBA was the most effective treatment.

    Keywords: Endemic, In-vitro, Medicinal plant, Regeneration, Simvastatin
  • Javad Motamedi *, Mehdi Davarpanah, Asad Sadeghpour Pages 39-52

    Measuring plant characteristics is one of the essential requirements for calculating plant functional diversity. Therefore, in the present study, the plant characteristics of Capparis spinosa L. were measured at the locations of its distribution in Rouhkandi, Ghareh Darreh and Bileshwar rangelands. Vegetation sampling was carried out systematically in 30 two-by-two-meter plots that were 30 m apart along three transects of 300 m. At the same time, the plant characteristics (structural and biomass traits) of 10 C. spinosa rootstocks that were healthy and strong, and well grown in each location were measured. Diameter of crown and collar diameter of each stand, number of dams per stand, height of each ditch, number of branches per dune, length of each branch, number of fruits per dune, fruit health, fruit length and width of each dune, as structural traits and weight of fruit with peduncle, number flower or bud of each duck and fresh weight of each duck were considered as biomass traits. The results of traits comparison showed that the values of structural traits as well as the number of fruits per leaf and average weight of each fruit were not the same in different rangelands. Overall, there was a significant difference between the structural and biomass traits of C. spinosa in the distribution sites. However, structural and biomass traits appear to be correlated with one another and reinforce the other factor. Therefore, it is recommended that if management of C. spinosa species breeding, soil conservation and carbon sequestration is required, it should be developed in locations that increase its structural traits. If management of breeding is to be used as a medicinal plant, it needs to be developed in places where biomass traits are increased.

    Keywords: Structural traits, Biomass traits, Rangeland by-products, Plant functional diversity
  • Arezoo Jondoaghleboob, Azim Ghasemnezhad *, Kamran Rahnama, Mostafa Khoshhal Sarmast Pages 53-66

    Due to the slow growth of the yew tree and importance of its metabolites, today, the paclitaxel producing endophytes have been found to be of great research interest. To that extent, in no presence of endophyte, the production of taxol in plant is not possible. In the present study, it has been tried beside the investigation of the qualitative changes of callus from the point of paclitaxel, the endophytic situation of it also be studied. For this purpose, an experiment was conducted with three levels of 1, 2 and 3 mg/L of 2, 4-D, and two levels of 0.5 and 0.2 mg/L of Kinetin in two species of T.baccata and T.brevifolia. Finally, the amount of paclitaxel and the endophytic status in callus were studied. After 3 months of cultivation, 9 colonies of the endophytic fungi appeared in the callus of both species and leaves of T.baccata. The isolated fungi were identified based on their morphology and reproductive organs, such as the formation of spores. Although molecular and biochemical studies of isolated endophytes did not show the ability to produce taxol in them, endophytic fungi in the yew callus, which was first reported, could be a turning point in a better understanding of host and endophytic fungi in the production of valuable metabolites of paclitaxel, especially in cell and hairy root cultures.

    Keywords: Endophyte, Taxol, Tissue culture, Yew
  • Soroush Kargar Khorrami, Rashid Jamei *, Reza Darvishzadeh, Siavash Hosseini Sarghin Pages 67-82

    Salinity stress is recognized as one of the most important factors limiting plant growth. Auxin and gibberellin are one of the most important plant hormones, with the smallest variation in their levels causing extensive responses throughout the plant. It has been shown that these two hormones are introduced to environmental stresses in tandem with other hormones in order to adapt the plant to new conditions. The aim of this study was to evaluate the changes in auxin and gibberellin hormones and its relationship with changes in the physiology, anatomy and morphology of okra plant under the influence of salt stress. In this study, okra plants were exposed to salinity treatments (0, 50, 100 and 150 mM NaCl) for 7 days. After treatment, root and stem length, fresh and dry weight, auxin and gibberellin levels were measured. The results showed that the levels of auxin and gibberellin hormone decreased significantly under salinity stress. In addition, the activity of the enzyme auxin oxidase increased. In this study, the Na+/K+ ratios and electrical conductivity increased while potassium and relative water content decreased. Structural studies showed that the thickness of different organs (root, stem and leaf) and the stomatal index decreased. The study showed that the length of the spongy and palisade mesophilic cells decreased under salinity stress, and the reduction in leaf thickness is more related to the reduction in palisade mesophilic. This research enhanced our understanding about the commercial use of hormones in oredr to reduce environmental stresses.

    Keywords: auxin, Okra, gibberellin, Anatomical structure, Relative water content, Electrical conductivity
  • Zahra Moradi, Maryam Madadkar Haghjou *, Mahmoud Zarei Pages 83-106

     Removal of undesirable pollutants from aquatic ecosystems, which is caused by discharge of large amounts of industrial and urban pollutants into water resources, requires efficient, cost-effective and environmentally friendly technologies, such as phycoremediation. In this biological process, the physiological ability of some algal and cyanobacterial species in detoxifying pollutants such as textile dyes is used. In the present study, the ability of eukaryotic green alga Chlorella vulgaris and prokaryotic cyanobacter Spirulina platensis for decolorization of Direct Blue 129 (DB129) dye at zero (control), 20 and 60 mg. L-1 was studied during one week. Evaluations of physiological indices were performed on 1, 3 and 7 days of growth. C. vulgaris showed a higher percentage in removal efficiency than S. platensis. Dye treatment increased growth indices; Xm (maximum cell concentration), Px (cell productivity) and µm (maximum specific growth rate) and decreased td (doubling time) in C. vulgaris, compared to the control, but astaxanthin showed a higher increase in S. platensis. Chl a, Chl b and total carotenoid contents were increased in C. vulgaris alga at both concentrations of dye, and at 20 mg. L-1 in S. platensis, compared to control. Phycobilins were also increased in treated S. platensis. The highest concentration of dye (60 mg. L-1) caused the highest soluble carbohydrate production in both microorganisms. Along with an increase in dye concentration (unlike S. platensis) protein content was also increased in C. vulgaris. In general, it seems that C. vulgaris has a higher ability in decolrization and is more tolerant to DB129 dye stress than S. platensis.

    Keywords: Bioremediation, decolorization, Pollution, Textile effluent