اثر ساکارز بر جنین زایی رویشی مستقیم مارچوبه اکتاپلوئید

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران.

3 دانشیار گروه باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

4 دانشیار گروه باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

10.22067/jhs.2021.70871.1061

چکیده

جنین‌زایی رویشی، روش جدیدی برای ازدیاد گیاهان در شرایط درون شیشه‌ای است. کارآیی روش جنین‌زایی رویشی به‌شدت به ترکیبات محیط کشت بستگی دارد. مانند ساکارز که متداول‌ترین منبع کربوهیدرات است که درکشت بافت گیاهی استفاده می‌شود .ساکارز محصول نهایی فتوسنتز و قند اولیه منتقل‌شده در آوند آبکش اکثر گیاهان است. به‌منظور بررسی تأثیر غلظت‌های مختلف ساکارز بر جنین‌زایی رویشی مارچوبه (Asparagus officinalis L.) اکتاپلوئید، آزمایشی با پنج تیمار ساکارز (3، 6، 9، 12 و 15 درصد) انجام ‌پذیرفت. برای انجام این آزمایش ریزنمونه‌های مارچوبه حاوی یک جوانه در محیط B5 در فاز القایی جنین رویشی دارای هورمون 2, 4-D کشت شدند و بعد از دو هفته به فاز ظهور جنین منتقل گردیدند. در ادامه بعد از چهار هفته در مرحله ظهور جنین‌ها، تعداد جنین‌های رویشی تولیدشده در مراحل کروی شکل و قطبی در دو بزرگنمایی 20 و 40 میکرون، شمارش و عکس برداری شد. و میزان تأثیر غلظت‌های ساکارز بر میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی و خصوصیات فیتوشیمیایی اندازه‌گیری شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین غلظت‌های مختلف ساکارز از لحاظ تشکیل جنین‌های رویشی گیاه مارچوبه وجود دارد. در غلظت 9 و 15 درصد ساکارز به-ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین تعداد جنین کروی و قلبی تشکیل شد. همچنین نتایج به‌دست آمده از تجزیه و تحلیل رگرسیون بیانگر آن بود که در غلظت 9 درصد ساکارز بیش‌ترین میزان رنگیزه‌های فتوسنتزی و نشاسته مشاهده شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین غلظت‌های مختلف ساکارز از لحاظ تشکیل جنین‌های رویشی گیاه مارچوبه وجود دارد. درنهایت در این پژوهش مشخص شد که بهترین غلظت مؤثر بر جنین‌زایی رویشی مارچوبه اکتاپلوئید، غلظت 9 درصد ساکارز می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Sucrose on Direct Somatic Embryogenesis of Octoploid Asparagus

نویسندگان [English]

  • Zeinab Toosi 1
  • Seyyed Javad Mousavizadeh 2
  • K. Mashayekhi 3
  • M. Alizade 4
1 MSc Student, Department of Horticultural Science, Gorgan University of agricultural science and natural resources, Gorgan, Iran.
2 Department of Horticultural Sciences, Gorgan University of agricultural sciences and natural resources, Gorgan, Iran.
3 Associated Prof. Department of Horticultural Science, Gorgan University of agricultural science and natural resources, Gorgan, Iran.
4 Gorgan
چکیده [English]

Introduction Asparagus Asparagus officinalis L. is a perennial plant belonging to the family Asparagaceae. Asparagus is a large genus in this genus that has about 200 species. The most important species for agricultural purposes is A. officinalis. somatic embryogenesis is the formation of an embryo from an asexual cell in vitro that, similar to a seed embryo, is able to develop into a complete seedling. somatic embryogenesis is a complex molecular and biochemical process based on cellular potentiogenicity and a model in the study of plant growth. In this unique process of embryonic formation, the growth cells acquire the capacity for embryogenesis under conditions of cellular stress. Sucrose is the predominant sugar in plants for energy production and facilitates vital functions. Sucrose is converted to glucose and glucose is used in aerobic and anaerobic metabolism. Sucrose is the most common source of carbohydrates used in plant tissue culture. Different concentrations of sugars affect the formation of somatic cells in culture medium.

Materials and Methods The present study was performed in the tissue culture laboratory of the horticulture department of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources in 1399 and 1400. Native Iranian asparagus seeds with octaploid ploidy level were used in this experiment. B5 culture medium containing Tufordi with a concentration of 2 mg / l was used to induce the embryo. Concentrations of 3, 6, 9, 12 and 15% in liquid medium were used to evaluate the effect of sucrose. The pH of the culture media is adjusted to 5.7 using a pH meter using soda or hydrochloric acid. To prepare single-node microsamples, seedling shoots were divided into one-centimeter-long pieces containing one node and transferred to T-shaped containers containing the induction phase liquid culture medium. After the induction phase, the samples entered the realization phase and the microprocesses were cultured in the previous environments but with the aim of emerging the embryos (realization phase) while the hormone was removed from them. After 4 weeks in the embryonic development stage, the number of globular and bipolar embryos was observed using a computer-connected stereoscope at 20 and 40 micron magnifications.

Results and Discussion: The results obtained from this study showed that there is a significant difference at the level of one percent between different concentrations of sucrose in terms of embryo formation at different stages of embryogenesis. According to the presented results, change in sucrose concentration caused a change in the formation of embryos and the highest number of spherical embryos was observed with a significant difference (p <0.001) in 9% sucrose concentration. According to the comparison results, the concentration of 9% sucrose showed the highest amount of bipolar embryo among other different concentrations. Statistical results of photosynthetic pigments and anthocyanins showed that there was a significant difference between different concentrations of sucrose. As shown in Figures 2 and 3, the highest levels of chlorophyll a, b, total and carotenoids were observed at a concentration of 9% sucrose and the lowest amount of chlorophyll a at a concentration of 12% and total chlorophyll and carotenoids at a concentration of 3%. Also, the results obtained from regression analysis showed that the highest amount of photosynthetic pigments and starch was observed in 9% sucrose concentration. Finally, in this study, it was found that the best concentration affecting the vegetative embryogenesis of octaploid asparagus is 9% sucrose.

Conclusions Carbohydrates are the main constituents of the plant and are most used in tissue culture medium, especially sucrose for growth and differentiation. It is noteworthy that high concentrations of sucrose are not only nutritional but also change the osmotic pressure in the culture medium. The relationship between glucose status and embryonic formation has been proven. In the meantime, the capacity of sucrose to support embryonic growth is greater, so that increasing sugars such as sucrose increase the potential for embryogenesis. According to the results of the present study, 9% sucrose in B5 culture medium showed an important role in chlorophyll production and caused photosynthesis and carbohydrate metabolism in this medium to increase, and as a result, the amount of sugar and its accumulation in culture explants. Increased in this medium and eventually caused the emergence of embryos with photosynthetic pigments in the resulting seedlings. Increasing the level of sucrose also prevents rapid germination and helps the development of the root system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • 2
  • 4-D
  • embryogenesis
  • Carbohydrate
  • Photosynthetic pigments

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 02 آبان 1400
  • تاریخ دریافت: 18 خرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 21 مهر 1400
  • تاریخ پذیرش: 02 آبان 1400