مطالعه خصوصیات سیتوژنتیکی جمعیت‌های مختلف از دو تیره Asteraceae و Lamiaceae

سابقه و هدف: تیره گل‌مینا (Asteraceae)، یکی از بزرگترین تیره‌های گیاهی است که دارای جنس‌ها و گونه‌های فراوان است. گیاهان این تیره در سراسر جهان بغیر از مناطق گرمسیری، پراکنده‌اند و اکثراً دارویی بوده و در طب سنتی کاربرد دارند. مطالعات انجام‌شده بر روی این تیره، نشان می‌دهد که این گیاهان با اعداد کروموزومی پایه (x)، 9 و 15، سطوح پلوئیدی متفاوتی را نشان می‌دهند. تیره نعناعیان (Lamiaceae) نیز یکی از بزرگترین تیره‌های گیاهان گلدار است که پراکنش جهانی داشته و اغلب گونه‌های آن دارویی هستند. عدد پایه کروموزومی در اکثریت گونه‌ها، 12=x بوده و عمدتاً دیپلوئید و تتراپلوئید هستند. این مطالعه، به‌منظور مستندسازی تعداد کروموزوم‌های جمعیت‌های مختلف از دو تیره Asteraceae و Lamiaceae برای تکمیل داده‌های حاصل از مطالعات و ارزیابی‌های مورفولوژیکی و زراعی و افزایش دانش در مورد تعداد کروموزوم‌ها و تنوع پلوئیدی در این جمعیت‌ها انجام شد.
مواد و روش‌ها: بذر جمعیت‌های مورد مطالعه، شامل پنج جنس (Achillea، Anthemis، Matricaria، Tanacetum و Tripleurospermum) از تیره گل‌مینا (Asteraceae) و دو جنس (Mentha و Nepeta) از تیره نعناع (Lamiaceae) بودند که از بانک ژن منابع طبیعی ایران تهیه شدند. برای حذف خواب بذرها، از روش‌های مختلف خواب‌شکنی (سرمادهی، حذف پوسته بذر، تیمار با اسیدسولفوریک رقیق‌شده و شستشو در زیر آب جاری) استفاده شد. برای کشت، تعداد 20 عدد بذر از هر جمعیت، جدا کرده و پس از ضدعفونی‌کردن، بر روی کاغذ صافی مرطوب و درون پتری‌دیش کشت شدند و به‌مدت چهار هفته در دمای 4 درجه قرار گرفتند. پس از پایان دوره سرمادهی، به دستگاه ژرمیناتور با دما و رطوبت تنظیم‌شده منتقل شدند. ریشه‌ها را زمانی که طول آنها به 5/1 سانتی‌متر رسید جدا کرده و عملیات پیش‌تیمار، فیکسه‌کردن، نگهداری، هیدرولیز و رنگ‌آمیزی بر روی ریشه‌ها اعمال و نهایتاً نمونه میکروسکوپی به روش اسکواش، تهیه گردید. برای هرجمعیت پنج صفحه متافازی توسط دوربین دیجیتال، ثبت شد. با استفاده از نرم‌افزار فتوشاپ (Photoshop)، کاریوتیپ جمعیت‌ها تهیه و تعداد کروموزوم‌ها و سطح‌ پلوئیدی آن‌ها تعیین گردید و برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف کاریوتیپ از نرم‌افزار Micro measure، استفاده شد. شاخص‌های دیگر از قبیل درصد بازوی بلند کروموزومی (L%)، درصد بازوی کوتاه کروموزومی (S%)، شاخص عدم تقارن درون کروموزومی (A1)، شاخص عدم تقارن بین کروموزومی (A2)، تفاوت طول نسبی کروموزوم‌ها (DRL)، درصد شکل کلی کاریوتیپ TF%))، انحراف معیار(SD)  و خطای استاندارد (SE) با کمک نرم‌افزار Excel و با استفاده از فرمول‌های مربوطه محاسبه شدند.
نتایج: از جنس بومادران (Achillea L.)، جمعیت‌های گونه A. millefolium عدد پایه کروموزومی 9=x و جمعیت‌های گونه
 A. wilhelmsii با عدد پایه کروموزومی 9=x و 15، دو سطح پلوئیدی (دیپلوئید و تتراپلوئید) را نشان دادند. مقادیر طول کل ژنوم (TL)، در جمعیت‌ها، از 12/53 میکرون در جمعیت 14198 از گونه A. millefolium تا 76/85 میکرون در جمعیت 23458 از گونه A. wilhelmsii متغیر بود. در جنس بابونه (Anthemis L.)، از جمعیت‌های گونه A. tinctoria از جنس بابونه ‌آلمانی (Matricaria L.)، از جمعیت‌های گونه M. recutita، با 9=x دیپلوئید (18=x2=n2) بررسی شدند. کروموزوم‌های جمعیت‌های M. recutita در مقایسه با جمعیت‌های A. tinctoria بزرگتر بوده و بلندترین طول ژنوم (40/65=TL) در جمعیت 9389 (M. recutita) ، دیده شد. از جنس بابونه‌گاوی (Tanacetum L.)، جمعیت‌های گونه T. parthenium و از جنس بابونه‌کاذب (Tripleurospermum Schultz-Bip.). جمعیت‌های گونه T. sevasnense، همگی با 9=x دیپلوئید (18=x2=n2) ، بودند. البته بین جمعیت‌های مختلف گونه Tanacetum parthenium از لحاظ طول ژنوم تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. در جمعیت‌های گونه Tripleurospermum sevasnense، جمعیت 1087، بیشترین طول ژنوم (56/73 میکرون) را نشان داد. جمعیت‌های متعلق به جنس‌ نعناع (Mentha L.) از گونه
 M. longifolia،14161، 26436، 29910 و جنس پونه (Nepeta L.) ، از گونه N. catarica، 15062، 21030 و 33531، همگی با 12=x دیپلوئید (24=x2=n2) بودند. طول کل ژنوم در بین جمعیت‌های مختلف گونه M. longifolia، بین 64/17 تا 88/19 میکرون متغیر بود. به‌طوری‌که بیشترین و کمترین مقدار آن، به‌ترتیب در جمعیت 29910 (شهرکرد) و جمعیت 26436 (قزوین) مشاهده شد. در بین جمعیت‌های گونه N. cataria این مقادیر بین 74/13 تا 74/18 میکرون بود که جمعیت 21030 (مهریز) بیشترین و جمعیت 15062 (تفت) کمترین مقدار را نشان داد. در هر دو گونه، غالبیت کروموزوم‌های متاسانتریک و کوچک بودن کروموزوم‌ها دیده می‌شود.
نتیجه‌گیری: جمعیت‌های مختلف از دو تیره Asteraceae و Lamiaceae، از نظر صفات کروموزومی (تعداد و نوع کروموزوم) و صفات کاریوتیپی (طول ژنوم، وضعیت سانترومر و صفات تقارن) مورد مطالعه قرار گرفتند. در جنس‌های متعلق به تیره Asteraceae (Achillea، Anthemis، Matricaria، Tanacetum و Tripleurospermum)، همگی با 9=x، (به‌استثنای جمعیت 14930 از گونه Achillra wilhelmsii با عدد پایه 15)، دیپلوئید و تتراپلوئید بودند. جنس‌های متعلق به تیره Lamiaceae (Mentha و Nepeta) با عدد پایه 12، دیپلوئید بودند.