بررسی اپتیکی تفاوت‌های موجود درگیاهچه‌های درون شیشهای با گیاهان سازگار شده سرخس بوستونی Nephrolepis exaltata Schott cv. Bostoniensis
محورهای موضوعی :
مرضیه شفیعی حاجی‏ آباد
1
(کارشناس ارشد علوم باغبانی، مربی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کاشمر.)
رضا فتوحی قزوینی
2
(دانشیار گروه علوم باغبانی،دانشگاه گیلان.)
کلید واژه: سازگاری, مطالعات اپتیکی, کشت درون شیشهای, سرخس بوستونی, میکروسکوپ AFM,
چکیده مقاله :
گیاهچههای تولید شده در محیط درون شیشهای به علت خصوصیات خاص مورفولوژیکی در هنگام انتقال به محیط خارج با تنش‌های محیطی روبرو می‌شوند. تعیین دقیق تفاوت‌های گیاهان درون‌شیشه‌ای با گیاهان سازگاریافته می‌تواند در سازگار کردن گیاهان با محیط خارج مفید باشد. اخیراً بررسی‌های اپتیکی به عنوان نوعی روش سنجش غیرتخریبی و سریع در تعیین دقیق این تفاوت‌ها مورد استفاده قرار می گیرند. این تحقیق به منظور تعیین تفاوت‌های آناتومیکی و مورفولوژیکی گیاهچههای درون شیشهای با گیاهچههای سازگار شده به روش اپتیکی صورت گرفته است. در این مطالعه از گیاهچههای کشت بافتی و سازگاریافته سرخس بوستونی که در محیط کشت دارای نصف غلظت نمکهای MS، 20 گرم در لیتر ساکارز و 5/0 میلی‌گرم در لیتر تنظیم کننده رشد بنزیل آدنین BA ریشه‌دار شده بود، استفاده شد. در بررسی توپوگرافی سطح برگ‌ها از میکروسکوپ (Atomic force microscope) AFM با مد جریان ثابت استفاده شد. سپس تصاویر سه بعدی برای هر یک از نمونه‌ها تهیه و پردازش کامپیوتری به وسیله نرم‌افزار AFM انجام گرفت. به منظور بررسی و اندازه‌گیری طیف انعکاس و طیف عبور از دستگاه اسپکتروفتومتر مدل Jasco 151 CR استفاده شد. عکس‌های سه‌بعدی نشان داد که سطح برگ سرخس‌های کشت بافتی نسبت به برگ سرخس سازگار شده نزدیک به 6 تا 10 برابر صاف‌تر هستند. در مقایسه طیف انعکاس برگ‌های سرخس سازگار شده و سرخس کشت بافتی حداکثر تفاوت در دامنه طول موج‌های رنگ سبز ( nm 555-545) و نوار مرزی رنگ قرمز( nm 670-685 ) بود.
In vitro formed plantlets perceive environmental stresses in transferring to in vivo condition due to their special morphological characteristics. Precise determination of differences between in vitro and acclimated plants can lead to successful acclimation of plantlets. Recently, optical studies are exploited as nondestructive and fast methods in exact determination of these differences. The current study was conducted to determine anatomical and morphological differences between ex vitro and in vivo plants by optical method. In this study, in vitro and acclimated plantlets of Boston fern, Nephrolepis exaltata Schott cv. Bostoniensis, which were cultured and rooted on 1/2 MS basal medium supplemented with 20 g.l-1 sucrose and 0.5 mg.l-1 benzyl adenine (BA) were used. Tri-dimensional pictures revealed that the surface of acclimated plant’s leaves were about 6-10 times smoother than in vitro ones. The comparison of reflective spectrum of in vitro and acclimated plantlets showed the most differences in the amplitude of the green wavelength (545-555 nm) and the red wavelength (670-685 nm).
1- حمید اوغلی، ی.، شفیعی حاجیآباد، م.، و آذریان، ح. 1384. بررسی اثرات کاربرد سوپرجاذب و بسترهای مختلف گلدانی بر سازگاری گیاهچههای کشت بافتی (سرخس بوستونی). اولین همایش تکنولوژی تولیدات گلخانه ای، رشت.
2- شفیعی حاجی آباد، م. و حمیداوغلی، ی.، و فتوحی قزوینی، ر. 1386. اثر غلظتهای نمکهای معدنی، ساکارز و بنزیل آدنین بر آغازش رشد درون شیشهای رانرهای سرخس بوستونی. مجله علوم و فنون اصفهان، جلد 11، شماره 2، ص. 230-220.
3. Blackburn, G. A. 1998. Spectral indices for estimating photosynthetic pigment concentrations: a test using senescent tree leaves. International Journal of Remote Sensing 19: 657 - 675.
4. Buschman, C., and Nagel, E. 1993. In vivo spectroscopy and internal optics of leaves as a basis for remote sensing vegetation. International Journal of Remote Sensing 14: 711 - 722.
5. Chalker-Scott, L. 1999. Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses. Photochemistry and Photobiology 70: 1 – 9.
6. Cobbin, J., and Miller, M. H. 1987. Purpling in maize hybrids as influenced by temperature and soil phosphorus. Agronomy Journal 79: 123-131.
7. Datt, B. 1998. Remote sensing of chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll a + b, and total carotenoid content in Eucalyptus leaves. Remote Sensing of Environment 66: 111 – 121.
8. Datt, B. 1999. A new reflectance index for remote sensing of chlorophyll content in higher plants: tests using Eucalyptus leaves. Journal of Plant Physiology 154: 30 – 36.
9. Desjardins, Y. 1995. Photosynthesis in vitro on the factors regulating CO2 assimilation in micropropagation systems. Acta Horticulturae 393: 45-61.
10. Gamon, J. A., Pen˜ uelas, J., and Field, C. B. 1992. A narrow-wave band spectral index that tracks diurnal changes in photosynthetic efficiency. Remote Sensing of Environment 41: 35 – 44.
11. Gamon, J. A., and Surfus, J. S. 1999. Assessing leaf pigment content and activity with a reflectometer. New Phytologist 143: 105 – 117.
12. Gilly, C., Rohr, R., and Chamel, A. 1997. Ultrastructure and radiolabelling of leaf cuticles from ivy (Hedera helix L.) plants in vitro and during ex vitro acclimatization. Annual Botany 80: 139-145.
13. Filella, I., Serrano, L., Serra, J., and Penuelas, J. 1995. Evaluating wheat nitrogen status with canopy reflectance indices and discriminant analysis. Crop Science 35:1400-1405.
14. Knipling, E. B. 1970. Physical and physiological basis for the reflectance of visible and near-infrared radiation from vegetation. Remote Sensing of Environment 1: 155 – 159.
15. Kozai, T., and Smith, M. A. L. 1995. Environmental control in plant tissue culture - general introduction and overview. In: Aitken-Christie, J., Kozai, T., Smith, M. L. (eds.): Kluwer Academic Publishers, Dordrecht - Boston - London. pp. 301-318.
16. Kozai, T. 1991. Micropropagation under photoautotrophic conditions.- In: Debergh, P.C., and Zimmerman, R.H. (eds.): Micropropagation. technology and application. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht - Boston – London. pp. 447-469
17. Merzlyak, M. N., Gitelson, A. A., Chivkunova, O. B., and Rakitin, V. Y. 1999. Non-destructive optical detection of pigment changes during leaf senescence and fruit ripening. Physiologia Plantarum 106: 156-162.
18. Murashige, T., and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays Agronomy Journal 15: 473-427.
19. Noé, N., and Bonini, L. 1996. Leaf anatomy of highbush blueberry grown in vitro and during acclimatization to ex vitro conditions. Biology Plant 38: 19-25.
20. Pen˜uelas, J., Baret, F., and Filella, I. 1995. Semi-empirical indices to assess carotenoids/chlorophyll a ratio from leaf spectral reflectance. Photosynthetica 31: 221 – 230.
21. Pietrini, F., and Massacci, A. 1998. Leaf anthocyanin content changes in Zea mays L. grown at low temperature: significance for the relationship between the quantum yield of PSII and the apparent quantum yield of CO2 assimilation. Photosynthesis Research 58: 213 – 219.
22. Pospíšilová, J., Wilhelmová, N., Synková, H., Čatský, J., Krebs, D., Tichá, I., anáčková, B., and Snopek, J. 1998. Acclimation of tobacco plantlets to ex vitro conditions as affected by application of abscisic acid. Journalof Experimental Botany 49: 863-869.
23. Rival, A., Beulé, T., Lavergne, D., Nato, A., Havaux, M., and Puard, M. 1997. Development of photosynthetic characteristics in oil palm during in vitro micropropagation. Journal of Plant Physiology 150: 520-527.
24. Sembiring, H., Raun, W. R., Johnson, G. V., Stone, M. L., Solie, J. B., and Phillips, S. B. 1998. Detection of nitrogen and phosophorus nutrient status in winter wheat using spectral radiance. Journal of Plant Nutrition 21 (6):1207-1233.
25. Synková, H. 1997. Sucrose affects the photosynthetic apparatus and the acclimation of transgenic tobacco to ex vitro culture. Photosynthetica 33: 403-412.
26. Trillas, M. I., Serret, M. D., Jorba, J., and Araus, J. L. 1995. Leaf chlorophyll fluorescence changes during acclimatization of the rootstock GF677 (peach & almond) and propagation of Gardenia jasminoides L. In: Carre, F., and Chagvardieff, P. (eds.): Ecophysiology and photosynthetic in vitro cultures. CEA, Centre d´Études de Cadarache, Saint-Paul-lez-Durance pp. 161-168.
27. Waldenmaier, S., and Schmidt, G. 1990. Histologische Unterschiede zwischen in-vitro- und ex-vitro-Blättern bei der Abhärtung von Rhododendron. Gartenbauwissenschaft 55: 49-54.
28. Wood, C. W., Reeves, D. W., Duffield, R. R., and Edmisten, K. L. 1992. Field chlorophyll measurements for evaluation of corn nitrogen status. Journal of Plant Nutrition 15:487-500.
29. Yoder, B. J., and Waring, R. H. 1994. The normalized difference vegetation index of small Douglasfir canopies with varying chlorophyll concentrations. Remote Sensing of Environment 49: 81 – 91.
_||_