بررسی تاثیر تنش صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی بر ساختار تشریحی ساقه گیاهان گل گندم (Centaurea hyalolepis Boiss.) و خار مریم (Silybum marianum L.)

محورهای موضوعی : زیست شناسی سلولی تکوینی گیاهی و جانوری ، تکوین و تمایز ، زیست شناسی میکروارگانیسم

م کلاهی ¹ , مهدی عباسپور ² , غلامحسین فارسیان ³

1 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
2 - گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
3 - اداره کل راه آهن جنوب؛ اهواز، ایران.

تاریخ دریافت : 1396/07/10 تاریخ پذیرش : 1397/02/16 تاریخ انتشار : 1396/12/01

کلید واژه: ساختار تشریحی, ساقه, حمل و نقل ریلی, آلودگی صوتی, خار مریم (Silybum marianum L.), گل گندم (Centaurea hyalolepis Boiss.),

چکیده مقاله :

مطالعات فراوانی روی تنش های حاصل از عوامل محیطی مانند اشعه های مضر، عناصر سنگین، باران های اسیدی، شوری و ... بر روی گیاهان انجام گرفته است. اما تنش های ایجاد شده از امواج صوتی در گیاهان کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. تکنولوژی امواج صوتی شنیدنی اخیراً در مراحل مختلف رشد فیزیولوژیکی گیاهان بر روی جوانه زنی بذر، رشد کالوس ها، هورمون های تحریک کننده، مکانیسم فتوسنتز و رونویسی ژن های خاص به کار گرفته شده است. هدف این تحقیق بررسی تغییرات ساختار تشریحی ساقه گیاه گل گندم (Centaurea hyalolepis Boiss)و خار مریم (Silybum marianum L.) تحت آلودگی صوتی راه آهن بود. بدین منظور برش های نمونه ی شاهد و تیمار از ناحیه ساقه به روش دستی تهیه گردید. برای رنگ آمیزی نمونه ها از روش رنگ آمیزی کارمن زاجی و آبی متیل استفاده شد. مشاهده برش ها با میکروسکوپ تحقیقاتی Olympus انجام گرفت و از نمونه ها عکس تهیه شد. بررسی های انجام شده بیانگر تغییرات قابل توجه آناتومیکی ساختار ساقه گیاه تیمار با شاهد بود. نتایج بدست آمده تغییرات قابل ملاحظه ای را در ساختار تشریحی ساقه دو گیاه در معرض آلودگی صوتی در مقایسه با گیاهان شاهد نشان داد به عنوان مثال، افزایش رنگ پذیری لایه های کامبیوم، افزایش ضخامت بافت اسکلرانشیم در ناحیه بافت چوب و افزایش تعداد لایه های کلانشیم در ناحیه هیپودرم دیده شد. همچنین امواج صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی باعث افزایش ضخامت و تعداد لایه در بافت های استحکامی (اسکلرانشیم، کلانشیم) ساقه گیاه شدند. ساختار تشریحی گیاهان، تحت تاثیر امواج صوتی قرار گرفت و آلودگی صوتی ناشی از حمل و نقل ریلی بعنوان یک تنش محیطی می تواند بافت های گیاهان را متحمل تغییراتی می کند.

چکیده انگلیسی:

Many Studies indicated the effect of environmental factors stress such as heavy elements, harmful radiation, acid rain, salt etc. on the plants, but noise stress in plants has rarely studied. Audible sound wave technology has recently been applied to plants at various physiological growth stages e.g. seed germination, callus growth, endogenous hormones and mechanism of photosynthesis and transcription of certain genes. The aim of this research was survey effects of sound waves caused by railway transport on anatomic structures of Centaurea cyanus (Centaurea hyalolepis Boiss) and Marian thistle (Silybum marianum L.). Free hand sections were taken and stained in carmine and methyl blue. Thin cut sections were observed under the research microscope (Olympus) fitted with digital camera and attached with computer. The evaluation of cross-sectional, anatomy of plant tissue was done through taking micro-photographs. Our results indicated that remarkable changes has been seen in the anatomic structure of stem treatment plant in comparison with control plants such as increasing the chromaticity of cambium layers, enhancing the thickness of the sclerenchyma bundle sheath in the xylem tissues and improving the collenchymas layer of hypodermis. The sound waves of railway transport may increase of diameter and number of cell stability tissues (Sclerenchyma, collenchyma) stem of plant. Anatomical structure of plants, under the influence of the sound waves and noise pollution caused by rail transportation as an environmental stress changes fitted plants tissues.

منابع و مأخذ:

 [1]     Arbabian S., Majd A., Salaripour S. 2010, The effects of electromagnetic field (EMF) on vegetative organs, pollen development, pollen germination and pollen tube growth of glycine max L., Jornal of Cell & Tissue, 1(1): 35-42. 

[2]     Bhattacharya B., Johri B.M., 1998, Flowering Plants. Taxonomy and phylogeny. Edited by Springer Verlage, Berlin.

[3]     Brattstrom B.H. and Bondello M.C. 1983, Effects of off-road vehicle noise on desert vertebrates. Springer-Verlag. New York. USA. Pp: 167-206.

[4]     Celik S., Uysal I., Menemen Y., Karabacak E. 2005, Morfology, Anatomy, Pollen and Aachen structure of Centaurea consanguinea DC. (Sect. Acrolophus) in Turkey. Pakistan Journal of Botany, 1(1): 85-89.

[5]     Celik S., Uysal T., Memenen Y. 2005, Morphology, Anatomy, Ecology and palynology of two Centaurea species from turkey, Bangladesh Journal of Botany, 37(1): 67-74.

[6]     Creath K., Schwartz GE. 2004, Measuring effects of music, noise and heading energy using a seed germination bioassay. The Journal of Alternative and Complementary Medicine, 10(1): 113-122.

[7]     Ekici N., Dane F.L., Madedova I.M., Huseyinov M. 2007, The effects of different musical elements on root growth and mitosis in onion (allium cepta root apical meristem musical and biological experimental study). Asian Journal of Plant Sciences, 6: 369-373.

[8]     Esau K. Anatomy of seed plants. 1997, 2^th Ed. Edited by John Wiley and sons, New York.

[9]     Gagliano M., Stefano M., Daniel R. 2012, Towards understanding plant bioacoustics. Trends plant Science, 17(6): 323-325.

[10] Ghazaie S. 2002, Epidemic of physical agent’s workplace. 2^th Ed. Tehran university publication. 57-82.

[11] Hassanien R.H.E., T.-z. H., Li Y.F., and Li. B.M. 2014, Advances in Effects of Sound Waves on Plants. Journal of Integrative Agriculture 13:335-348.

[12] Hemayatkhah Jahromi V., Fatahi E., Nazari M., Jowhary H., Kargar H., 2010, Study on the effects of mobile phone waves on the number of ovarian follicles and levels of FSH, LH, estrogen and progesterone hormones in adult rats. The Journal of Chemical Thermodynamics, 1(1): 27-34.

[13] Hou T.Z., Li M.D. 1994, Experimental evidence of a plant meridian system: III. The sound characteristics of philodendron (Alocasia) and effects of acupuncture on those properties. The American Journal of Chinese Medicine, 22(3-4): 205-214.

[14] Hou T.Z., Li M.D. 1997, Experimental evidence of a plant meridian system: II. The effects of needle acupuncture on the; temperature changes of soybean (Glycine max).The American Journal of Chinese Medicine, 22(2): 103-110.

[15] Hou T.Z., Li M.D. 1997, Experimental evidence of a plant meridian system: V. Acupuncture effect on circumnutation movements of shoots of phaselus vulgaris L.pole bean. The American Journal of Chinese Medicine, 25(3-4): 253-261.

[16] Hou T.Z., Li M.D. 1997, Experimental evidence of a plant meridian system: IV. The effects of acupuncture on growth and metabolism of Phaseolus vulgaris  L. beans. The American Journal of Chinese Medicine25(2): 135-142.

[17] Jia Y., Wang B.C., Wang X.J., Duan C.R., Toyama Y., Sakanishi A. 2003a, Effects of sound wave on the metabolism of chrysanthemum roots. Colloid Surface, 29(2-3): 115-118.

[18] Kaya Z., Organ N., Binzet R., Genc Y. 2000, The exterior-interior morphological characteristics on endemic of Centaurea zeybekii Wagenitz. Second Balkan BotanicalCongress. Istanbul. 1: 469-474.

[19] Keil D.J. 24. Centaurea. 2006, In: Flora of north American North of Mexico Vol, 19.(Magnoliophyta; Asteridae ,part 6: Asteraceae, Part 1). Edited by Oxford University Press, London.

[20] Metcalfe C.R., Chalk L. Anatomy of Dicotyledons. 1950, 1^th Ed. Oxford: At the Clarendon Press.

[21] Miedema HM., 2007, Annoyance caused by environmental noise: Elements for

 

evidence – based noise policies. Journal of Social Issues. 63(1): 41-57.

[22] Mozafarian V.A., 1999, Khuzestan flora: Agriculture natural resources research. Khuzestan: Publication Center of Khuzestan Province; 88, 110. (Persian)

[23] O^, Brain Jr., W.D. 2007, Ultrasound-biophysical mechanisms. Progress in Biophysics & Molecular Biology, 93(1-3): 212-255.

[24] Rokhina EV., Lens P., Virkutyte J. 2009, Low-frequency ultrasound in biotechnology: State of the art. Trends Biotechnology, 27(5): 298-306.

[25] Schubert S. 2000, The Impacts of Off-Road Vehicle Noise on Wildlife. Road Riporters Handbook. Wildlands CPR.

[26] Uysal I., Celik S., Menemen Y., 2005, Morphology, Anatomy, Pollen and Achene Features of Centaurea polyclada DC. (Sect. Acrolophus)in Turkey, Pakistan Journal of Biology Science, 5(2): 176-180.

[27] Wang B.C., Chen X., Wang Z., Fu Q.Z., Zhou H., Ran L. 2003, Biological effect of sound field stimulation on paddy rice seeds. Colloid surface, 32(1): 29-34.

[28] Wang B.C., Yoshikoshi A., Sakanishi A. 1998, Carrot cell growth response in a stimulate ultrasonic environment. Colloid surface, 12: 89-95.

[29] Wang B.C., Zhao H.C., Duan C.R., Sakanishi A. 2001, The effects of alternative stress on the cell membrane deformability of chrysanthemum callus cells. Colloid surface, 20(4): 321-325.

[30] Wang B.C., Shao J., Li B., Lian J., Duan C.R. 2004, Sound wave stimulation triggers the content change of the endogenous hormone of the Chrysanthemum mayure callus. Colloid surface, 37(3-4): 107-112.

[31] Wang X.J., Wang B.C., Jia Y., Duan C.R., Sakanishi A. 2003a, Effects of sound stimulation on protective enzyme activities and peroxidase of chrysanthemum. Colloid surface, 27(1): 59-63.

[32] Wang XJ., Wang BC., Jia Y., Huo D., Doun CR. 2003b, effects of sound stimulation on cell cycle of chrysanthemum (Gerbera jamesonii). Colloid surface, 29(7): 103-107.

[33] Whittingham T A., 2007, Medical diagnostic applications and sources. Progress in Biophysics & Molecular Biology.93(1-3): 84-110.

[34] Yang X.C., Wang B.C., Duan C.R. 2003, Effects of sound stimulation on energy metabolism of Actinidia Chinese Callus. Colloid surface, 30(1): 67-72.

[35] Yang X.C., Wang B.C., Duan C.R., Dai CY., Jia Y., Wang X.J. 2002, Brief study on physiological effects of sound field on Actinidia Chinese callus.Journal of Chongqing University, 25: 79-84.

[36] Yang X.C., Wang B.C., Ye M. 2004, Effects of different sound intensities on root development of Actinidia Chinese plants, Chinese Journal of Applied & Environmental Biology , 10: 274-276.

[37] Zhang J., 2012, Application progress of plant Audio control technology in agriculture. Ningxia Journal of Agriculture and Forestry Science and Technology, 53(11): 80-81. (In Chinese)

[38] Zhao H.C., Wang B.C., Liu B.A., Cai S.X., Xi B.S. 2002a, The effects of sound stimulation on the permeability of K⁺ channel of Chrysanthemum  Callus plasma. Calloid surface, 26(4): 329-333.

[39] Zhao HC.,  Zheng L., Zhu T., Xi BS., Wang B.C., Cia S.X., Wang Y.N. 2003, Effect of sound stimulation on Dendranthema morifolium callus growth. Colloid surface, 29(1-3):143-147.