بهینه‌سازی روش‌های حفاظت فراسرد برای حفظ بذر گونه انجیلی Parrotia persica

سابقه و هدف
حفاظت فراسرد (cryopreservation)، مؤثرترین روش حفظ بلندمدت منابع ژنتیکی گیاهیست. مهمترین مزایای آن، حفظ تنوع ژنتیکی، حذف ویروس‌ها، نیاز حداقلی به ذخیره‌سازی بدون نیاز به کشت فرعی مستمر، حفظ پایداری فنوتیپ و ژنوتیپ و تسهیل تبادل بین‌المللی ژرم‌پلاسم می‌باشد. مواد شیمیایی حفاظت کننده در فراسرد باعث افزایش پایداری غشای پلاسمایی، کاهش نقطه فراسرد و افزایش ویسکوزیته سیتوزول می‌شوند و در عین حال از سلول‌ها در برابر آسیب در طول سرد شدن محافظت می‌کنند. حفاظت از تنوع زیستی جنگل‌های هیرکانی به عنوان «فسیل زنده» اهمیت ویژه‌ای دارد. هدف این مطالعه ارزیابی امکان نگهداری بذر گونه انجیلی Parrotia persica)) در شرایط فراسرد است که در اتحادیه بین‌المللی حفاظت از طبیعت جزو گروه NC نزدیک به تهدید می‌باشد.
مواد و روش‌ها
بهینه‌سازی هر تیمار فراسرد، با توجه به تحمل ذاتی گیاه در برابر تنش و ظرفیت آن در برابر تحمل تیمارها، تعیین‌کننده میزان تأثیر هر روش می‌باشد. برای نگهداری بذرهای انجیلی در فراسرد، ابتدا با اعمال تیمارهای مختلف، به‌منظور جلوگیری از کریستاله شدن آب آزاد و آسیب به غشای پلاسمایی در دمای فراسرد، آب‌گیری بذرها انجام شد. به‌همین منظور، از ‌تیمارهای گلیسرول 30 درصد، محلول شیشه‌ای شدن و کاهش رطوبت بذر پیش از ورود به نیتروژن مایع و شاهد بدون پیش تیمار استفاده شد، تا تحمل به کم آبی و فرایندهای کرایوژنیک افزایش یابد. هر تیمار شامل سه تکرار و هر تکرار شامل 25 بذر بود. بذرهای تیمارشده و شاهد بدون پیش تیمار پس از 24 ساعت از نیتروژن مایع خارج و بلافاصله در دمای 42 درجه سانتی‌گراد ذوب شدند. سپس به منظور شکستن خواب، بذرهای خارج شده از نیتروژن مایع به همراه بذرهای شاهدی که در فراسرد قرار نگرفته بودند، در ماسه مرطوب کاشته شده و در دمای چهار درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند. بذرها پس از پنج ماه شروع به جوانه‌زدن کردند. سپس پس از اندازه‌گیری میزان زنده‌مانی و درصد جوانه‌زنی، داده‌ها به روش تجزیه واریانس یک‌طرفه در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی و مقایسه میانگین‌ها به‌روش چنددامنه‌ای دانکن بررسی شد.
نتایج
نتایج نشان داد که بین تیمارهای فراسرد بر روی بذرهای انجیلی از نظر درصد جوانه‌زنی و طول ساقه‌چه، تفاوت معنی‌داری در سطح اطمینان  %5 مشاهده شد. مقایسه میانگین داده‌ها با استفاده از روش دانکن نشان داد که تیمار شیشه‌ای شدن بیشترین درصد جوانه‌زنی (71%) را نسبت به تیمارهای دیگر داشت، این موضوع نشان می‌دهد که این روش در حفظ زنده‌مانی و توانایی جوانه‌زنی بذرها بسیار مؤثرتر بوده است. روش شیشه‌ای شدن به دلیل افزایش غلظت محلول خارج سلولی و کاهش آب درون سلولی، باعث ثبات غشاء سلولی در زمان آبگیری و سرمازدگی شده و از آسیب به ساختارهای سلولی جلوگیری کرده، در نتیجه زنده‌مانی و توانایی جوانه‌زنی بذرها را بهبود می‌بخشد. روش گلیسرول 30 درصد کمترین درصد جوانه‌زنی (6/24 درصد) را داشته است که حکایت از آسیب بیشتر به بذرها در این روش دارد. از نظر سایر صفات نیز، بین تیمارهای به‌کار رفته برای نگهداری در فراسرد تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. در گونه انجیلی، تیمار آب‌گیری فیزیکی به کمک دسیکاتور، رطوبت بذر را به 79/1 درصد رساند که موجب کاهش درصد جوانه‌زنی کمتر از نمونه‌ شاهد (بدون قرارگیری در فراسرد، رطوبت بذر 8/3 درصد) شد. در واقع با اعمال این تیمار حدود دو درصد میزان رطوبت بذر کاهش یافت که این موضوع موجب آسیب به جنین بذر گردید.
 نتیجه‌گیری کلی
نتایج این تحقیق نشان داد که بیشترین درصد جوانه‌زنی متعلق به بذرهایی بود که تحت تیمار شیشه‌ای شدن قرار گرفته بودند و در این راستا بذرهای گونه انجیلی جمع‌آوری‌شده از مناطق مختلف استان گلستان، تحت تیمار بهینه شیشه‌ای شدن قرار گرفتند و در تانک ذخیره نیتروژن مایع موجود در بخش تحقیقات زیست‌فناوری منابع طبیعی در مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور ذخیره شدند. به این ترتیب، این فناوری امکان حفاظت این گونه را در شرایط بحرانی فراهم می‌کند.