بررسی اثر انواع محیط کشت بر ریزازدیادی سرو کهنسال ابرکوه (Cupressus sempervirens L. var. horizontalis )

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اردکان، ایران.

2 استادیار گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه اردکان، یزد، ایران.

3 استادیار گروه علوم خاکشناسی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه یزد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: سرو ابرکوه (Cupressus sempervirens L. var. horizontalis (Mill) Gord) از کهنسال‏ترین درختان دنیا می‌باشد. از آنجا که این گیاه طی زندگی طولانی خود، شرایط محیطی نامساعد زیادی را تحمل نموده است، لذا در صورت ازدیاد این گنجینه ارزشمند، می‌توان جمعیت گیاهی زیادی را با توانایی مقاومت به شرایط نامساعد محیطی تولید نمود. یکی از بهترین روش‌های نگهداری، حفظ و ازدیاد گیاهان در حال انقراض و کمیابی همچون این گیاه، کشت ‌بافت آن است. پژوهش حاضر به ‌منظور تعیین بهترین محیط کشت و غلظت بنزیل آدنین (BA) در تکثیر درون شیشه‌ای سرو ابرکوه انجام شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، هفت محیط کشت‌ها شامل موراشیک و اسکوگ (MS) و انواع محیط کشت MS تغییریافته شامل ½ MS، ¾ MS، MS بدون نیترات آمونیوم (NH4NO3)، MS با نصف مقدار منابع نیتروژن (KNO3, NH4NO3)، MS با ویتامین تغییریافته گروه 1 و 2 همراه با سه غلظت‏ BA (صفر، 1/0 و 1 میلی‏گرم در لیتر) در مرحله استقرار و پنج غلظت (صفر، 1، 5/1، 2 و 5 میلی‌گرم در لیتر) در مرحله پرآوری استفاده گردید. آزمایش‏ها در هر دو مرحله به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی با پنج تکرار مورد بررسی قرار گرفتند.
یافته‌ها: در مرحله استقرار، بیشترین رشد طولی و کمترین درصد قهوه‌ای (53/14 درصد) شدن در محیط کشت ½ MS حاصل شد. همه محیط‌های کشت مورد استفاده در مرحله استقرار به جز MS با نصف مقدار منابع نیتروژنی منجر به حفظ سبزینگی ریزنمونه‌ها شدند. با افزایش غلظت BA، طول شاخساره به‌طور معنی‌داری افزایش یافت. به‌طوری که بیشترین رشد طولی در محیط‌های کشت حاوی 1 میلی-گرم در لیتر BA به‌دست آمد. در تمام محیط‌های کشتی که میزان نیتروژن تغییر یافته یا حذف شده بود، میزان رشد طولی و تولید شاخساره به‌طور معنی‌داری نسبت به سایر محیط‌های کشت کاهش یافت. در مرحله پرآوری، بیشترین تعداد شاخه و رشد طولی در محیط کشت ½ MS حاوی 2 میلی‌گرم در لیتر BA و بیشترین درجه سبزینگی در ریزنمونه‌های کشت شده در محیط‌های کشت MS و ½ MS حاصل شد. بر اساس نتایج مشخص شد که با افزایش غلظت BA در مرحله پرآوری، طول و تعداد شاخساره به‌طور معنی‌داری افزایش یافت، در حالی‌که درجه سبزینگی به‌طور معنی‌داری کاهش یافت.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، میزان پرآوری، طول و تعداد شاخساره به میزان قابل توجهی به مقدار مواد غذایی دریافتی و نوع محیط کشت وابسته است. بنابر نتایج حاصل از این پژوهش، جهت ریزازدیادی سرو ابرکوه محیط کشت ½ MS حاوی 1 میلی‌گرم در لیتر BA در مرحله استقرار و 2 میلی‌گرم در لیتر BA در مرحله پرآوری، توصیه می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigation the effects of different culture media on micropropagation of Abarkooh cypress plant (Cupressus sempervirens L. var. horizontalis)

نویسندگان [English]

  • Elahe Zamani 1
  • Maryam Dehestani-Ardakani 2
  • Kazem Kamali Aliabad 3
1 M.Sc. student, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Horticultural Science, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture & Natural Resources, Yazd University, Yazd, Iran,
چکیده [English]

Background and objectives: Abarkooh cypress (Cupressus sempervirens L. var. horizontalis (Mill) Gord) is one of the oldest trees in the world. Because of its prolonged life, the plant has tolerate many adverse environmental conditions, so if this valuable treasure is propagated, it can produce a large plant population with the ability to withstand extreme environmental conditions. Tissue culture is one of the best methods for protection and propagation of in danger and rare plants such as this plant.
Materials and methods: This study was conducted to determine the best culture media and concentration of BA in micropropagation of Abarkooh cypress plant. In this research, different culture media such as Murashige & Skoog (MS) and modified MS contained ½ MS, ¾ MS, MS without ammonium nitrate, MS with ½ nitrogen, source MS with modified vitamin-1 and 2 group by three concentrations of BA (0, 0.1 and 1 mg/l) in establishment phase and five concentrations (0, 1, 1.5, 2 and 5 mg/l) in proliferation phase were used. Experiments were performed in factorial and completely randomized design with five replications.
Results: In establishment phase the highest length and number of shoots as well as the lowest percentage of browning were obtained in ½ MS culture medium. All culture media except MS with ½ nitrogen source, maintained greening degree. By increasing the BA concentration in establishment stage, length of shoots significantly, increased. However, the highest length of shoots was obtained in culture media supplemented by 1 mg/l BA. In all media with modified nitrogen source or without it, length and number of new shoots significantly decreased in compare other culture media. In proliferation phase, the highest number and length of shoots were obtained in ½ MS culture medium supplemented by 2 mg/l BA and the highest greening degree was recorded in cultured explants ½ MS and ¾ MS culture media. According to the results, by increasing BA concentration in proliferation stage, length and number of shoots significantly increased, but greening degree significantly decreased.
Results: Generally, proliferation rate, length and number of shoots greatly depended on nutrition of explants and kind of culture medium. According to the results of this study, ½ MS culture medium supplemented by 1 mg/l BA in establishment stage and 2 mg/l BA in proliferation stage, is recommended.
Generally, proliferation rate, length and number of shoots greatly depended on nutrition of explants and kind of culture medium. According to the results of this study, ½ MS culture medium supplemented by 1 mg/l BA in establishment stage and 2 mg/l BA in proliferation stage, is recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Benzyl-adenine
  • Shoot
  • Browning
  • in vitro culture
  • Modified MS

مراجع

1. Abbasian, Z., Zamani, S., Movahedi, S., and Sayed Tabatabaei, B.E. 2010. In vitro micropropagation of Yew (Taxus Baccata) and production of plantlets. Biotechnology. 9 (1): 48-54.
2. Aguiar, A.V., de Valderes, A.S., Fritzsons, E., and Junior, J.A.P. 2011. Programa de melhoramento de Pinus da Embrapa Florestas. Embrapa Florestas. 3. Al-Ramamneh, E.A., Daradkeh, N., Rababah, T., Pacurar, D., and Al-Qudah, M. 2017. Effects of explant, media and growth regulators on in vitro regeneration and antioxidant activity of Juniperus phoenicea. Australian Journal of Crop Science. 11(7): 828-837.
4. Alvarez, J.M., Majada, J., and Ordas, R.J. 2009. An improved micropropagation protocol for maritime pine (Pinus pinaster) isolated cotyledons. Forestry. 10: 175-184.
5. Behjat Sasan, B., Omidi, M., Naghavi, M. R., Hariri Akbari, F., Kalate Jari, S., Shafiee, M., and Shafiee, M. 2014. Effect of explants, salts concentration medium and hormone treatments on Taxus baccata in vitro culture. International Journal of Biosciences. 5(6): 1-9.
6. Bhojwani, S.S., and Dantu, P.K. 2013. Plant tissue culture: an introductory text. India: Springer. Pp: 245-274.
7. Bonga, J.M., and aderkas, P.V. 1992. In vitro culture of tree. Kluwer Academic Publishers, Dordereht, 232p.
8. Carrier, D.J., Cosentino, G., Neufeld, R., Rho, D., and Weber, M. 1990.
Nutritional and hormonal requirements of Ginkgo biloba embryo-derived callus and suspension cell culture. Plant Cell Report. 8: 635-638.
9. Chalupa, V. 2002. In vitro propagation of mature trees of Sorbus aucoparia L. and field performance of micropropagated trees. Journal of Forest Science. 48: 529-535.
10. Conde, P., Sousa, A., Costa, A., and Santos, C. 2008. A protocol for Ulmus minor mill. micropropagation and acclimatization. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 92 (1): 113-119.
11. Ghamari Zare, A., Sedaghati, M., Imam, M., Assareh, M., and Kiarostami, Kh. 2013. Eucalyptus micromicropropagation from adult rootstock via in vitro culture. Journal of Forest and Poplar Research. 21 (3): 593-581. (In Persian)
12. Irannejad Parizi, M., Akbari, H., Khoshnevis, M., Shams, J., Abedinin, T., Hadirad, M., Rasouli, A., Taheri, A., and Mahdavi, M. 2016. National Monument of Abarkooh cypress. Yazd university publication. 308p. (In Persian).
13. Khoshnevis, M., Matinizade, M., Shirvani, A., and Taimouri, M. 2017. Iran treasure of ancient trees. Nature of Iran, 2 (3): 42-55. (In Persian).
14. Lapeña, L., Pérez-Bermúdez, P., and Segura, J. 1992. Factors affecting shoot proliferation and vitrification in Digitalis obscura cultures. In Vitro–Plant. 28(3): 121-124.
1991 )
15. Mihaljevic, S., Bjedou, I., Kovac, M., Levanic, D.L., and Jelaska, S. 2002. Effect of explants source and growth regulators on in vitro callus growth of Taxus baccata L. Washingtonii. Food Technology and Biotechnology. 40(4): 299-303.
16. Murashige, T., and Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio-assays with tobacco tissue cultures. Physiology Plant. 15: 473-497.
17. Omidi, M., Behjat Sasan, B., Naghavi, M., Kalate Jari, S., and Etminan, A. 2011. Effect of growth regulators, medium and explant on callus induction in Taxus baccata L. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants. 27 (2): 316-325. doi: 10.22092/ijmapr.2011.6447. (In Persian)
18. Roshan-Zamir, N.A., Shan, S.T., Muhammad, T., and Shan, S.A. 2007. In vitro regeneration of guava (Psidium guajava L.) from shoot tip of mature tree. Pakistanian Journal of Botany. 39: 2395-2398.
19. Rugini, E.,1984. In vitro propagation of some olive (Olea europaea L. var. sativa) cultivars with different root-ability, and medium development using
analytical data from developing shoots and embryos. Sci Hort. 24: 123-134.
20. Selby, C., and Harvey, B.M.R. 1990. The influence of composition of the basal medium on the growth and morphogenesis of cultured sitka spruce (Picea sitchensis) tissues. Annals of Botany. 65(4): 395-407.
21. Shafea, L., Saffari, M., Emam, Y., and Mohammadinejad, G. 2011. Effect of nitrogen and zinc fertilizers on leaf zinc and chlorophyll contents, grain yield and chemical composition of two maize (Zea mays L.) hybrids. Seed and Plant Production Journal. 27 (2): 235-246. (in Persian)
22. Spanos, K.A., Pirrie, A., and Woodward, S. 1997. Micropropagation of Cupressus sempervirens L. and Chamaecyparis lawsoniana (A. MURR.) PAR. Silvae Genetica. 46 (5): 291-295.
23. Zhang, H., Horgan, K.J., Reynolds, P.H., and Jameson, P.E. 2010. 6-Benzyladenine metabolism during reinvigoration of mature Pinus radiata buds in vitro. Tree physiology. 30(4): 514-526.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار