فهرست مطالب

فصلنامه زیست شناسی گیاهی ایران
سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 47، بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/11/03
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهدی قبولی*، عبدالله حسینی صفحات 1-18

    خشکی یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده رشد و عملکرد گیاهان زراعی می باشد. قارچ اندوفیت Piriformospora indica سبب افزایش رشد و نمو و مقاومت گیاهان به تنش های غیرزیستی می گردد. به منظور بررسی تاثیر قارچ P. indica بر برخی خصوصیات مورفوفیزیولوژیک و همچنین عملکرد گیاه جو تحت تنش خشکی، آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورهای آزمایش شامل دو سطح قارچ (تلقیح و عدم تلقیح) و 3 سطح خشکی (ظرفیت زراعی، 25% ظرفیت زراعی و 50% ظرفیت زراعی) بودند. نتایج نشان داد تلقیح گیاهان جو با قارچ، بر رشد و نمو تاثیر مثبت داشته و زیست توده را در شرایط بهینه (7%) و تنش (43%) افزایش می دهد. بر اساس نتایج، محتوای کربن (4%) و پتاسیم (20%)، اسیدهای آمینه پرولین (03/2 برابر) و گابا (20%) در گیاهان تلقیح شده در مقایسه با گیاهان شاهد تحت تنش خشکی بالاتر بود و قارچ با افزایش نسبت های پتاسیم به سدیم و کربن به نیتروژن ظرفیت فتوسنتزی گیاهان و مقاومت به تنش خشکی را ارتقاء داده است. نتایج همچنین بیانگر تاثیر مثبت تلقیح با قارچ بر عملکرد می باشد، بطوریکه تعداد سنبله (66%) و بذر (86%)، عملکرد بذر (9/1 برابر) و وزن هزار دانه (26%) در گیاهان تلقیح شده در مقایسه با گیاهان شاهد در شرایط بهینه و خصوصا تنش خشکی بالاتر بود. در مجموع، نتایج نشان داد که تیمار با قارچ P. indica می-تواند رشد و عملکرد گیاهان جو را افزایش داده و با توجه به توانایی این قارچ برای تکثیر بر روی محیط کشت مصنوعی، امکان تولید انبوه و کاربرد آن به عنوان یک کود زیستی جایگزین کودهای شیمیایی فراهم خواهد بود.

    کلیدواژگان: جو، خشکی، عملکرد، قارچ اندوفیت، نسبت پتاسیم به سدیم
  • فاطمه نژاد حبیب وش*، بهروز شکری، عبدالباسط محمودی صفحات 19-35

    آزمایش در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در بهار سال 1397 در گلخانه تحقیقاتی واقع در شهر ارومیه انجام گرفت. ابتدا نمونه خاک مورد استفاده تجزیه گردید و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن اندازه گیری شد. نشاءهای تولید شده پس از تلقیح با کود های زیستی ازتوبارور-2 و فسفاته بارور-2 به گلدان انتقال داده شدند. سرشاخه گلدار گیاهان در مرحله گلدهی کامل برداشت گردید و پس از خشک کردن در سایه توسط دستگاه کلونجر و به روش تقطیر با آب اسانس گیری شدند و اجزای اسانس با استفاده از دستگاه های GC و GC-MS آنالیز و شناسایی شدند. شناسایی ترکیات تشکیل دهنده اسانس، به کمک طیف جرمی، شاخص بازداری آن ها و مقایسه با شاخص های بازداری گزارش شده در منابع معتبر صورت گرفت. بازدهی اسانس نمونه های شاهد و تیمار کودهای ازتو بارور-2 و فسفاته بارور-2 به ترتیب 2، 5/2 و 5 درصد به دست آمد. به طور کلی، 29 ترکیب اسانس این گیاه شناسایی گردید که گستره 22/97 و 98/94 درصد را شامل می شدند و ترکیبات اصلی اسانس شامل تیمول (29/65 ، 65/72 و 99/48 درصد)، کاریوفیلن (27/4، 29/4 و 29/11 درصد)، اکالیپتول (59/4 ، 16/3 و 51/8 درصد) و بورنیول (66/3 ، 83/3 و 64/4 درصد) به ترتیب مربوط به نمونه شاهد و تیمار های کودی ازتوبارور-2 و فسفاته بارور-2 بود. با توجه به نتایج این تحقیق، کاربرد کود فسفاته بارور-2 باعث افزایش معنی دار میزان اسانس و ترکیبات اصلی آن در گیاه آویشن دنایی شد. درحالی که افزایش کمی و کیفی اسانس تحت تیمار کودی ازتوبارور-2 نسبت به شاهد معنی دار نبود.

    کلیدواژگان: کود های زیستی، آویشن دنائی، ترکیبات اسانس، GC-MS، کشاورزی پایدار
  • ناصر زارع*، مهران نوروزپور، پریسا شیخ زاده مصدق صفحات 37-54
    پیشرفت در روش های کشت درون شیشه ای سلول و بافت های گیاهی، سودمندی گیاهان به عنوان منابع تجدیدپذیر از ترکیبات با ارزش را افزایش داده است. این تحقیق به منظور بررسی تاثیر عصاره ی مخمر بر رشد ریزنمونه های گره، خصوصیات بیوشیمیایی و مقدار متابولیت های ثانویه در کشت های درون شیشه ای قره قاط (Vaccinium arctostaphylos) انجام گردید. برای این منظور، ریزنمونه های گره ضدعفونی شده روی محیط کشت MS حاوی 2 میلی گرم بر لیتر BAP، 1/0 میلی گرم بر لیتر IBA و غلظت های مختلف عصاره مخمر (غلظت های 0، 500، 1000 و 2000 میلی گرم بر لیتر) کشت شدند. ریزنمونه های کشت شده در محیط کشت MS فاقد تنظیم کننده های رشد گیاهی و عصاره مخمر به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که استفاده از عصاره مخمر در غلظت های 500 تا 2000 میلی گرم بر لیتر تاثیر مثبتی بر تعداد برگ ها در هر ریزنمونه، درصد زنده مانی و برگ دهی ریزنمونه های قره قاط در مقایسه با محیط کشت های فاقد آن نداشته ولی درصد ساقه دهی ریزنمونه ها را به طور معنی داری کاهش داده است. نتایج HPLC نشان داد که عصاره مخمر در غلظت 1000 میلی گرم بر لیتر مقدار روتین نمونه برگ را بطور معنی داری افزایش داد. به طوریکه بیشترین مقدار روتین (59/130 میلی گرم بر میلی لیتر) در محیط کشت حاوی mg/L YE 1000mg/L IBA + 1/0BAP+ mg/L2MS+ مشاهده شد که 7/2 برابر غلظت آن در تیمار شاهد است. عصاره مخمر اثری بر مقدار کویرستین در برگ گیاهچه های حاصل از کشت درون شیشه ای نداشت. براساس نتایج این تحقیق برای افزایش تولید روتین در کشت های درون شیشه ایی قره قاط می توان از محرک عصاره مخمر استفاده کرد.
    کلیدواژگان: روتین، کشت بافت گیاهی، کوئرستین، arctostaphylosVaccinium
  • صدف صیادی، احمدرضا محرابیان*، حسین مصطفوی صفحات 55-83

    خویشاوندان وحشی گونه های زراعی در ایران طیف گسترده ای از گیاهان غذایی، علوفه ای، دارویی، زینتی و صنعتی را دربرمی-‏گیرند. به دلیل ناپایداری اکوسیستمی متاثر از تغییرات اقلیمی، استفاده از توانمندی های زیستی و اکولوژیکی خویشاوندان وحشی جهت ‏ارتقاء سازگاری محصولات کشاورزی از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین تهیه فهرست و بانک اطلاعات اکولوژیکی این منابع ‏ژنتیکی حیاتی، اولین گام در راستای استفاده از توانمندی آن ها برای ارتقاء محصولات کشاورزی محسوب می گردد. تاکنون هیچ منبع ‏مدونی پیرامون فهرست و بانک اطلاعات پایه اکولوژیکی آن ها در ایران وجود دارد، لذا این مطالعه با هدف تهیه بانک اطلاعات پایه ‏اکولوژیکی این ذخایر ژنتیکی با ارزش انجام شده است و گونه های با الویت جهت حفاظت در زیستگاه و نیز گونه های با الویت جهت ‏حفاظت خارج زیستگاه خویشاوندان وحشی محصولات کشاورزی دولپه ای ایران را تعیین نموده است. داده های انتشار گونه ها از منابع ‏هرباریومی و فلورهای داخلی و بین المللی و نیز مطالعات میدانی متعدد تهیه شده است. در مجموع 6274 رکورد متعلق به 410 گونه از 217 ‏جنس متعلق به 67 خانواده گیاهی از خویشاوندان وحشی گیاهان کشاورزی دولپه ای از مناطق متنوع جغرافیایی ایران گزارش شناسایی ‏شد. خانواده های رز - ‏Rosaceae‏ (46 گونه :20 جنس)، نعناعیان-‏Lamiaceae ‎‏ (19:38)، تاج خروس-‏Amaranthaceae ‎‏ ‏‏(15:36)، چتریان-‏Apiaceae‏ (23:30)، پروانه آسا-‏Papilionaceae‏ (5:28)، شب بو-‏Brassicaceae ‎‏ (11:18) و آفتابگردان-‏Asteraceae ‎‏ (9:20) به ترتیب بیشترین تعداد خویشاوندان وحشی محصولات زراعی ایران را در برمی گیرند.‏

    کلیدواژگان: خویشاوندان وحشی، اهلی سازی محصولات کشاورزی، مدیریت حفاظت، پراکنش، ایران
  • محمد زمانیان*، منا پورعیسی، ابوالفضل باغبانی آرانی صفحات 83-106

    بعلت گستردگی کشت شبدر در ایران، امکان مواجه شدن با تنش‌های محیطی مانند تنش سرما برای این گیاه وجود دارد. این تحقیق با هدف بررسی ارتباط بین غلظت کربوهیدرات و خصوصیات مورفولوژیک ریشه با تحمل به تنش سرما در ژنوتیپ‌های شبدر به صورت اسپلیت اسپلیت پلات در زمان اجرا شد. تاریخ کاشت در سه سطح به عنوان عامل اصلی، 10 ژنوتیپ شبدر به عنوان عامل فرعی و چین‌ برداری در سه سطح به عنوان عامل فرعی فرعی در قالب طرح پایه بلوکهای کامل تصادفی با چهار تکرار در دو سال زراعی اجرا شد. با تاخیر در کاشت صفات طول ریشه، وزن ریشه، قطر طوقه، وزن طوقه در ژنوتیپ‌های شبدر کاهش و نسبت ریشه به شاخساره افزایش یافت. شبدر قرمز و شبدر ایرانی (دیررس) از غلظت قند محلول، فروکتوز، گلوکز و نشاسته بیشتری در ریشه برخوردار بودند، درحالی که شبدر ایرانی (یک چین) و شبدر لاکی کمترین غلظت را نشان دادند. تاخیر در کاشت، کاهش 13 درصدی را در غلظت کربوهیدرات محلول کل موجب شد و گلوکز، فروکتوز و نشاسته به ترتیب کاهش 20، 21 و 9 درصدی را نشان دادند. شیب منحنی ذخیره قند بین دو مرحله رکود زمستانه و رشد مجدد بهاره در شبدر قرمز، برسیم، ایرانی (یک چین) و لاکی ملایم تر بود و از ذخیره قند ریشه استفاده کمتری شد. شیب منحنی ذخیره قند از زمان شروع رشد مجدد تا قبل از چین اول در شبدر برسیم و لاکی بیشتر بود و به دلیل این رشد سریع می توان در مناطقی که در این محدوده زمانی دارای دماهای پایین تنش‌زا هستند از این ژنوتیپ‌ها استفاده کرد.

    کلیدواژگان: شبدر ایرانی، کربوهیدرات محلول، گلوکز، فروکتوز، نشاسته، ریشه، تاریخ کاشت تاخیری، زمستان گذرانی
  • مهدی امیریوسفی، محمدرضا تدین*، رحیم ابراهیمی صفحات 107-126

    به‌منظور بررسی تاثیر کودهای زیستی نیتروژنه و فسفره بر جوانه‌زنی، رشد و برخی شاخص‌های بیوشیمیایی گیاهچه دو رقم کینوا (رقم‌های ساجاما و تیتیکاکا) تحت تنش خشکی، آزمایشی به‌صورت فاکتوریل سه‌عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار در سال 1398 انجام شد. بدین منظور ارقام ساجاما و تیتیکاکا به‌عنوان عامل اول، چهار سطح تنش خشکی شامل شاهد، 4/0-، 8/0- و 2/1- مگاپاسکال به‌عنوان عامل دوم و چهار سطح کود زیستی شامل شاهد، نیتروکسین، بیوفسفر و تلفیق نیتروکسین و بیوفسفر به‌عنوان عامل سوم ارزیابی شدند. نتایج آزمایش نشان داد که در شرایط تنش شدید خشکی (سطح خشکی 2/1- مگاپاسکال)، تمامی ویژگی‌های بیوشیمیایی اندازه‌گیری‌شده شامل محتوای پرولین، میزان قند محلول و میزان مالون‌دی‌آلدیید گیاهچه، نسبت به سایر سطوح خشکی به‌طور معنی‌داری در هر دو رقم کینوا مطالعه‌شده افزایش یافت، درحالی‌که صفات درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، طول گیاهچه و وزن خشک گیاهچه تحت تنش خشکی کاهش نشان دادند. در تیمار تنش خشکی شدید، سرعت جوانه‌زنی، طول و وزن خشک گیاهچه در رقم ساجاما نسبت به تیمار شاهد به‌ترتیب حدود 33، 46 و 51 درصد کاهش یافت، درحالی‌که میزان کاهش صفات یادشده در رقم تیتیکاکا تحت شرایط تنش شدید خشکی نسبت به تیمار شاهد به‌ترتیب حدود 16، 42 و39 درصد بود. تیمار تلقیح همزمان بذرها با کودهای زیستی نیتروکسین و بیوفسفر توانست آثار تنش خشکی بر صفات مطالعه‌شده را در هر دو رقم نسبت به تیمار بدون کود زیستی در همین سطح خشکی تعدیل بخشد.

    کلیدواژگان: پرولین، تنش اسمزی، رقم ساجاما، رقم تیتیکاکا، نیتروکسین
|
  • Mehdi Ghabooli *, Abdollah Hosseini Pages 1-18

    Drought is one of the major constraints to crop plant growth and development. The endophytic fungus, Piriformospora indica increases plant growth and development and enhances abiotic stress tolerance. To better understand the effect of P. indica inoculation on some morphophysiological traits and yield of Barley (Hordeum Vulgare L.) under drought stress condition, we designed a factorial experiment in a completely randomized design with three replications. The experimental factors included two fungal levels (inoculated and non-inoculated) and three drought levels (F.C., 50% F.C., 25% F.C.). The results showed that inoculation of barley plants with P. indica enhances dry weight of colonized plants under both well-watered (7%) and water-deficit conditions (43%). Based on experiment data, P. indica increased carbon (4%), potassium (20%), proline (2.03 times) and GABA (20%) content in inoculated plants compared with control plant under drought stress; Besides, endophyte fungus P. indica promoted the photosynthetic capacity of inoculated plants by increasing K/Na and C/N ratios, hence improve drought stress tolerance. The results also showed that P. indica increases the most of the measured yield parameters like as seed (86%) and spike number (66%), TGW (26%) and seed yield (1.9 times) in inoculated plants compared with control plants under ambient and stress condition. As, P. indica can be easily propagated in the absence of a host plant, it can be concluded that treatment with this endophytic fungus as bio-fertilizer can enhance the growth and yield of barley plants, which may act as an alternative to conventional chemical-based strategies.

    Keywords: Barley, Drought, Endophytic fungus, K, Na ratio, Yield
  • Fatemeh Nejadhabibvash *, Behruz Shokri, Abdolbaset Mahmudi Pages 19-35

    This experiment was performed in the form of a randomized complete block design with three replications in the spring of 2018 in a research greenhouse located in the city of Urmia. First, the soil sample was analyzed and its physical and chemical properties were measured. Seedlings were transferred to pots after inoculation with azetobarvar-2 and phosphatebarvar-2 biofertilizers. There were 4 plants in each pot. The flowering branches of the plants were harvested at full flowering stage and after drying in the shade essential oil extracted by distillation with water using a Clevenger-type apparatus. Essential oil components were analyzed and identified using GC and GC-MS devices. The constituents of the essential oils were identified by mass spectrum, their retention index (RI) and compared with the retention indices reported in reliable sources. The essential oi yield related to control samples and treatments of azetobarvar-2 and phosphatebarvar-2 was 2, 2.5 and 5 percent, respectively. In total, 29 compounds from the essential oil of this plant were identified, which included the range of 97.22 and 94.98%, and the main constituents of the essential oil, including thymol (65.29, 72.65 and 48.99%), caryophyllene (4.27, 4.29 and 11.92%), eucalyptol (4.95, 3.16 and 8.51%) and borneol (3.66, 3.83 and 4.64%) respectively were for the control sample, Azetobarvar-2 and Phosphatebarvar-2. According to the results of this study, the fertilizer phosphatebarvar-2 treatment may be effective in increasing the percentage of essential oil and its main compounds in Thymus daenensis Celak., while the quantitative and qualitative increase of essential oil under Azotobaror-2 fertilizer treatment was not significant compared to the control.

    Keywords: Biofertilizers, Thymus daenensis Celak, Essential Oils Compounds, GC-MS, Sustainable Agriculture
  • Nasser Zare *, Mehran Noruzpour, Parisa Sheikhzadeh Pages 37-54
    Vaccinium arctostaphylos L., belonging to the Ericaceae family, is an important medicinal plant, which its leaves and fruits are widely used to treat high blood pressure and diabetes diseases. Advances in plant cell and tissue culture techniques have increased the utility of plants as a renewable resource for valuable compounds. This study was performed to investigate the effect of yeast extract on the growth of nodal explants, biochemical characteristics and the amount of secondary metabolites under in vitro cultures of Whortleberry (Vaccinium arctostaphylos L.). The surface sterilized explants were cultured on MS medium containing different treatments including control (without plant growth regulators), 2 mg/ L BAP, 0.1 mg/ L IBA and yeast extract (concentrations of 500, 1000 and 2000 mg/L). The utilization of yeast extract in concentrations of 500 to 2000 mg/L did not have a positive effect on the number of leaves per explant and survival rate of explants, but, significantly decreased the shoot growth from the explants. HPLC analysis showed that utilization of 1000 mg/L yeast extract significantly increased the amount of rutin in leaves of Vaccinium arctostaphylos in vitro cultures. So, the highest amount of rutin (130.95 mg/L) was obtained in the MS medium containing 2 mg/L BAP+ 0.1 mg/L IBA + 100 mg/L yeast extract, which was 2.7 times higher than that of control. Yeast extract had no significant effect on the amount of quercetin. Therefore, according to the results of this study, yeast extract stimulant can be used to increase the routine production in V. arctostaphylos cultures.
    Keywords: Plant tissue culture, Quercetin, Rutin, Vaccinium arctostaphylos
  • Sadaf Sayadi, Ahmadreza Mehrabian *, Hossein Mostafavi Pages 55-83

    Crop wild relatives cover a wide range of food, forage, medicinal, ornamental and ‎industrial plants. Due to the ecosystem instability caused by climate change, the use of ‎biological and ecological capabilities of crop wild relatives is great importance to promote the ‎adaptation of crops. But, sofar, there are no regular sources on the list, their diffusion zones ‎and their diversity in Iran. So this study aimed to determine their diffusion patterns in order ‎to provide their basic ecological database. In this study, species distribution data were ‎collected from field studies and domestic/international flora and herbarium sources and ‎geographical maps using ArcView version 3.2 software. In addition, the distribution patterns ‎of each species. A total of 6274 records belonging to 410 species of 217 genera belonging to ‎‎67 plant families of Eudicot crop wild relatives were reported. In addition to the Rosaceae ‎family with 46 species of 20 genera, Lamiaceae (38:19), Amaranthaceae (36:15), Apiaceae ‎‎(30:23), Papilionaceae (28:5) and Brassicaceae (18:11) with the largest number of Iranian crop ‎wild relatives comprise. However, providing In-situ and Ex-situ conservation for Iranian ‎eudicot crop wild relatives and the highest species richness of this group is located in central ‎Alborz and central Zagros.‎

    Keywords: Wild relatives, Domestication of agricultural products, Conservation management, Distribution, Iran
  • Mohammad Zamanian *, Mona Poureisa, Abolfazl Baghbani Arani Pages 83-106

    Given prevalence of clover cultivation in Iran, it is likely to face with environmental stresses, such as cold stress for this plant. Therefore, the present study was done to investigate the relationship of carbohydrate concentration and morphological characteristics of roots with cold stress tolerance in clover genotypes using a split-plot design in time. Planting date at three levels as the main factor, 10 clover genotypes as a sub-factor, and also cutting time at three levels as a sub-factor were all considered in a randomized complete block design with four replications in two crop years. With delay in planting, root length, root weight, crown diameter, and crown weight were decreased in clover genotypes and root –to- shoot ratio was increased. Red clover and Persian clover (late maturity) had higher concentrations of soluble carbohydrate, fructose, glucose, and starch in the roots, while Persian clover (one cutting) and crimson clover showed the lowest concentrations. Delay in planting caused a 13% decrease in total soluble carbohydrate concentration and glucose, fructose, and starch concentration was decreased by 20, 21, and 9%, respectively. Slope of the sugar storage curve between the two stages of winter dormancy and spring regrowth was milder in the red, berseem, Persian (one cutting), and crimson clover, respectively and root sugar storage curve was used less. Slope of carbohydrate storage curve was higher in berseem and crimson clover from regrowth until the first cutting, and because of this rapid growth, these genotypes can be used in the areas with low-stress temperatures within this time range.

    Keywords: Persian clover, Water-soluble carbohydrates, Glucose, Fructose, starch, Roots, Relay cropping, Overwintering
  • Mahdi Amiryousefi, MahmodReza Tadayon*, Rahim Ebrahimi Pages 107-126

    The present study was performed to investigate the effects of nitrogen and phosphorus biofertilizers on seed germination, growth, and some biochemical indices of quinoa seedlings (Sajama and Titicaca cultivars) under drought stress. Therefore, a three-factor factorial experiment was conducted in a completely randomized design with three replications in 2019. The experimental treatments were two cultivars of Sajama and Titicaca as the first factor, four levels of drought stress (control, -0.4, -0.8, and -1.2 MPa) as the second factor, and four levels of nitrogen and phosphorus biofertilizers (control, nitroxin, biophosphorus, and a combination of nitroxin and biophosphorus) as the third factor. Experimental results showed that all measured biochemical characteristics, such as proline content, soluble sugar content, and malondialdehyde content, increased significantly in severe drought stress (drought level of -1.2 MPa) compared to other drought levels for both quinoa cultivars. On the other hand, the germination percentage, germination rate, seedling length, and dry weight of seedling indices had decreased under the application of drought stress. The values of germination rate, seedling length, and seedling dry weight indices had decreased equal to 33, 46, and 51% in the application of severe drought stress than the control treatment for Sajama cultivar and equal to 16, 42, and 39% for Titicaca cultivar, respectively. Further, simultaneous inoculation of seeds with nitroxin and biophosphorus fertilizers was reduced the effects of drought stress on the studied traits in both cultivars compared to no application of biofertilizers.

    Keywords: proline, Osmotic stress, Sajama cultivar, Titicaca cultivar, Nitroxin