باززایی گیاه در معرض انقراض لاله واژگون (Fritillaria raddeana) از طریق ریزنمونه‌های گلبرگ و برگ

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مهندسی علوم باغبانی (گیاهان زینتی)، دانشکده علوم کشاورزی، پردیس دانشگاهی دانشگاه گیلان

2 نویسنده مسئول مکاتبات، استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت. پست الکترونیک:Zakizadeh@guilan.ac.ir

3 استاد، گروه زراعت و اصلاح نباتات، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

4 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت

چکیده

 لاله واژگون (raddeana Fritillaria)، یکی از منحصر به‌فردترین و زیباترین گیاهان خودرو و بومی ایران است. این جنس از خانواده سوسن به­شدت در معرض انقراض قرار دارد. گونه Fritillaria raddeana مقاوم به خشکی، مناطق سنگلاخی و شیب­دار می­باشد و به­دلیل مطالعات محدود در این گونه، انجام هر گونه پژوهش در این گیاه اهمیت به‌سزایی دارد. با وجود احتمال وقوع جهش، باززایی موفقیت­آمیز پیش­نیاز کلیه مطالعاتی است که باید در گونه­های رو به انقراض انجام شود. این پژوهش کالوس­زایی و باززایی غیرمستقیم را از کشت اندام­های گلبرگ و برگ F. raddeana در محیط درون شیشه­ای­ مورد بررسی قرار داد. ریزنمونه­های برگ پیش از گلدهی و ریزنمونه­های گلبرگ در حالت غنچه (سبز تا زرد) برداشت شد و پس از ضدعفونی، در محیط کشت موراشیگ و اسکوگ همراه با غلظت­های مختلف از اکسین و سایتوکینین کشت شدند. ریزنمونه­ها برای القای کالوس ابتدا در تاریکی و دمای C°18 و بعد به روشنایی با شرایط دمایی قبل انتقال یافتند. پس از واکشتِ کالوس­ها در محیط­های باززایی، دما به C°20 افزایش یافت. اگرچه هر دو نوع ریزنمونه به‌دلیل عدم آسیب به گیاهان مادری، درصد نسبتا پایین آلودگی داخلی، تعداد و اندازه مناسب، ریزنمونه­های قابل قبولی بودند، با این­حال ریزنمونه گلبرگ دارای پاسخ­دهی بهتر و سریع­تر به انواع ترکیبات تنظیم­کننده رشد بود. بهترین محیط کشت کالوس­زایی (66/82%) و باززایی غیرمستقیم (66/36%) از ریزنمونه­های گلبرگ، محیط MS حاوی 5/0 میلی­گرم در لیتر ایندول بوتیریک اسید همراه با 2 میلی­گرم در لیتر تیدیازورون تشخیص داده­شد که نشان­دهنده­ برتری این دو نوع تنظیم­کننده در باززایی غیرمستقیم F. raddeana بود.

کلیدواژه‌ها


-  Aggarwal, D. and Barna, K.S., 2004. Tissue culture propagation of elite plant of Aloe vera Linn. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 13(1): 77-79.
-  Appelgren, M. and Heide, O.M., 1972. Regeneration in Streptocarpus leaf discs and its regulation by temperature and growth substances. Plant Physiology, 27: 417-423.
-  Arteca, R.N., 2013. Plant Growth Substances: Principles and Applications. Springer Science & Business Media. 332 p.
-  Badenoch-Jones, J., Parker, C.W., Letham, D.S. and Singh, S., 1996. Effect of cytokinins supplied via the xylem at multiples of endogenous concentrations on transpiration and senescence in derooted seedlings of oat and wheat. Plant, Cell & Environment, 19(5): 504-516.
-  Bonga J.M., 1987. Tree Tissue Culture Applications. Vol. 5: Advances in Cell Culture. 209-239. In: K. Maramorosch (Ed). Academic Press, New York: .297 p.
-  Gharehyazie, B., Ebrahimie, E., Mohammadi Deh-cheshmeh, M., Irannegad, A., Sardari, M. and Salahi Ardacany, A., 2006. Development of commercial protocol for in vitro micropropagation of Fritillaria. International System for Agricultural Science and Technology. Record ID=IR2008000622.
-  Frey, L. and Janick, J., 1991. Organogenesis in carnation. Journal of the American Society for Horticultural Science116(6):1108-1112.
-  Gamborg, O.L., Miller, R. and Ojima, K., 1968. Nutrient requirements of suspension cultures of soybean root cells. Experimental Cell Research, 50(1): 151-158.
-  Gao, S.L., Zhu, D.N., Cai, Z.H., Jiang, Y., and Xu, R., 1999. Organ culture of a precious Chinese medicinal plant – Fritillaria unibracteata, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 59: 197–201.
-  Gholami, M. 2007. Micropropagation of of inverted tulip (Fritillaria imperialis L.). MSc. Thesis, University of Avicenna. Hamedan, Iran (In Persian).
-  Hackett, W.P., 1969. Aseptic multiplication of lily bulblets from bulb scales. The International Plant Propagators' Society, 19: 105-108.
-  Hoseinpanahi, S., Majdi, M. and Mirzaghaderi, Gh., 2016. Effects of growth regulators on in vitro callogenesis and regeneration of black cumin (Nigella sativa), Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 24(2): 232-242.
-  Jevremović, S., Petrić, M., Živković, S., Trifunović, M. and Subotić, A., 2010. Superoxide dismutase activity and isoenzyme profiles in bulbs of snake's head fritillary in response to cold treatment. Archives of Biological Sciences,62(3): 553-558.
-  Kulkhanova, D.S., Erst, A.A. and Novikova, T.I., 2015. In vitro regeneration from bulbous scales of Fritillaria sonnikovae, an endemic species. Russian Journal of Developmental Biology, 46(4): 215-221.
-  Kumar, S. and Kanwar, J.K., 2006. Regeneration ability of petiole, leaf and petal explants in gerbera cut flower cultures in vitro. Folia Horticulture, 18(2): 57-64.
-  Le Nard, M. and De Hertogh. A.A., 1993. The Physiology of Flower Bulbs. Elsevier, Amsterdam, the Netherlands. 812 p.
-  Liao, Z., Chen, M., Tan, F., Sun, X. and Tang, K., 2004. Microprogagation of endangered Chinese aloe. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 76(1), 83-86.
-  Mohammadi Deh-cheshmeh, M., Khalighi, A. and Naderi, R., 2007. Indirect somatic embryogenesis from petal expiant of endangered wild population of Fritillaria imperialis. Pakistan Journal of Biological Sciences, 10(11): 1875-1879.
-  Mohammadi Deh-cheshmeh, M., Khalighi, A., Naderi, R., Sardari, M. and Ebrahimie, E., 2008. Petal: a reliable explant for direct bulblet regeneration of endangered wild populations of Fritillaria imperialis L. Acta Physiologiae Plantarum, 30(3): 395-399.
-  Muraseva, D.S., Novikova, T.I. and Erst, A.A., 2015. In vitro propagation and conservation of rare species Fritillaria meleagris L. from floral explants.Contemporary Problems of Ecology, 8(6): 754-763.
-  Murashige, T. and Skoog, F., 1962. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3): 473-497.
-  Nikolić, M., Radojević, L., Jevremović, S., Trifunović, M. and Subotić, A., 2006. In vitro formation of somatic embryos and bulblets of Fritilllaria meleagris. - In: Plant, Fungal and Habitats Diversity Investigation and Conservation (Book of Abstracts of IV Balkan Botanical Congress). P. 136.
-  Nowruzian, A., Masoumian, M., Ebrahimi, M.A. and Bakhshi Khaniki, G.R., 2016. Micropropagation of Ferula assa-foetida L.. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 24(1): 121-133.
-  Nugent, G., Aerdley-Richardson, T., Lu, C.Y., 1991. Plant regeneration from stem and petal of carnation (Dianthus caryophyllus L.). Plant Cell Reports, 10: 477–480.
-  Palmer, C.D. and Keller, W.A., 2011. Plant regeneration from petal explants of Hypericum perforatum L. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 105(1): 129-134.
-  Pierik, R.L.M. and Steegmans, H.H.M., 1975. Effect of auxins, cytokinins, gibberellins, abscisic acid and ethephon on regeneration and growth of bulblets on excised bulb scale segments of hyacinth. Plant Physiology, 34: 14-17.
-  Pintos, B., Martin, J.P., Centeno, M.L., Villalobos, N., Guerra, H., Martin, L., 2002. Endogenous cytokinin levels in embryogenic and nonembryogenic calli of Medicago arborea L. Plant Science, 163:955– 960.
-  Preece, J. E. and Imel, M. R., 1991. Plant regeneration from leaf explants of Rhododendron 'P. J. M. hybrids. Scientia Horticulturae, 48:159-170.
-  Rachinger, K.H, 1990. Flora Iranica, vol. 165, Liliaceae, 61-76.
-  Safarnejad, A., 2015. Effects of growth regulators on in vitro regeneration of Ziziphus jujube. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research. 23(1): 40-48.
-  Salahi Sadr. S., Zakizadeh, H., Naghavi, M.R., Aryakia, E., 2015. Callus induction from bulb-scales explant of endangered wild species of Fritillaria raddeana. 9th Congress of Iranian Horticultural Science (Book of Abstract of 9th Congress of Iranian Horticultural Science, Shahid Chamran University of Ahwaz). P.389. (In Persian).
-  Subotić, A., Trifunović, M., Jevremović, S. and Petrić, M., 2010. Morpho-histological study of direct somatic embryogenesis in endangered species Frittilaria meleagris. Biologia Plantarum, 54(3): 592-596.
-  Sun, C.S. and Wang D.Y.,. 1991. Fritillaria spp. (Fritillary): In Vitro Culture and the Regeneration of Plants. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Medicinal and Aromatic Plants III, vol 15: 258–269.
-  Liu, Y.J., Yin, H. and Zhu, S.Y., 2002. Thidiazuron induced physiological and biochemical changes in the process of dedifferentiation of Fritillaria ussuriensis. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 23(3): 433-437.
-  Turk, B.A., Swartz, H.J. and Zimmerman, R.H., 1994. Adventitious shoot regeneration from in vitro-cultured leaves of Rubus genotypes. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 38(1): 11-17.
-  Witomska, M. and Lukaszewska. A., 1997. Bulbet regeneration in vitro from different explants of Fritillaria imperialis. Acta Horticulturae,430: 331-338.
-  Wu, X., Li, X. and Zhang, X., 2008. Molecular analysis of hormone regulated petal regeneration in Petunia. Plant Cell Reports, 27: 1169–1176.
-  Yue-hua, W.A.N.G., Kuojun, Z. and Lijun, Z., 2011. Study on the high efficiency callus induction system by Fritillaria cirrhosa D. Don leaves. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 3:47-55.