اثر تنظیم کننده های رشد گیاهی در ریزازدیادی ارس (Juniperus excelsa M.Bieb.) در شرایط درون شیشه-ای

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه ارومیه، ایران

2 دانشگاه ارومیه

3 استاد، گروه جنگلداری، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه ارومیه

چکیده

مقدمه و هدف
ارس (Juniperus excelsa L.) یکی از مهمترین گونه‌های سوزنی‌برگ است که پراکنش وسیعی در ایران دارد. ارس در مناطق وسیعی از کوهستان‌های ایران، از ارتفاع 750 تا 3400 متر انتشار دارد. رویشگاه‌های ارس جهان بیشتر در مناطق نیمه‌خشک با رطوبت محدود، گسترش دارند و این شرایط برای رویشگاه‌های ارس کشور ایران نیز حاکم است. بردباری در سخت‌ترین شرایط اقلیمی، ژئولوژی و هیدرولوژی از ویژگی‌های بارز J. excelsa است ارس خاصیت دارویی، ضد میکروبی، ضد قارچی و ضد باکتریایی بالایی دارد. مطالعات زیست‌محیطی رویشگاه‌های ارس از توقف و یا کافی نبودن تجدید حیات ارس در بسیاری از رویشگاه‌های آن خبر می‌دهد چرخه تولید بذر (دوره بذردهی) ارس طولانی و معمولا بین 4 تا 8 سال است و در نتیجه بذر هر ساله تولید نمی‌شود و به اندازه کافی در دسترس نیست. همچنین عواملی مانند گرده‌افشانی ضعیف، زیاد ‌بودن میزان بذرهای پوک و مرده و درصد کم زنده‌مانی و رشد بذرها، دوره طولانی نهفتگی در بذرها، و عدم استقرار نهال‌های باقیمانده ارس به‌دلیل چرای بیش از حد دام، تجدید حیات این گونه از طریق جنسی را با خطر جدی مواجه کرده است. بنابراین تکثیر رویشی و غیرجنسی آن اهمیت ویژه‌ای دارند و با توجه به مطالعات جهانی به‌نظر می‌رسد این گونه مهم جنگلی در آستانه انقراض قرار دارد. با بررسی متون نیز به نظر می‌رسد کشت بافت گیاهی ابزار کارآمدی برای تولید مستمر گونه‌های با ارزش و در حال انقراض جنگلی باشد. همچنین ممکن است این روش تنها جایگزینی باشد که امکان شبیه‌سازی جمعیت‌های نادر و رو به انقراض گیاهان چوبی از جمله J. excelsa را فراهم ‌کند. استفاده از تکنولوژی‌های جدید برای تکثیر J. excelsa بر اساس ریزازدیادی، امروزه در مواجهه با تغییرات اقلیمی که تهدیدی بزرگ برای اکوسیستم‌های جنگلی طبیعی است، اهمیت ویژه‌ای دارند. بنابراین هدف اصلی این تحقیق بهینه سازی غلظت نمک و تنظیم‌کننده های رشد گیاهی در باززایی و ریشه‌زایی J. excelsa در شرایط آزمایشگاهی و تولید انبوه آن در زمان کوتاه است.
موارد و روش
در این پژوهش اثر تنظیم‌کننده‌های رشد گیاهی BAP، KIN و TDZ در چهار سطح ( صفر، 1، 2 و 5 میلی‌گرم در لیتر) به‌صورت مجزا و در ترکیب با IAA در سه سطح (صفر، 1/0 و 5/0 میلی‌گرم در لیتر) در محیط کشت MS بررسی شد. همچنین برای ریشه‌زایی اثرات 6 محیط کشت پایه مختلف (OM، MS، DKW، WPM، MS2/1، و MS4/1) حاوی IBA (نیم میلی‌گرم در لیتر) بررسی شد.
یافته ها
نتایج نشان داد، حداکثر باززایی برای ارس (43/94 درصد) در محیط کشت MS و در ترکیب KIN (یک میلی‌گرم در لیتر) با IAA (1/0 میلی‌گرم در لیتر) به‌دست آمد. همچنین در محیط کشت MS برای ارس حداکثر میانگین تعداد شاخه در محیط کشت های بدون سیتوکنین مشاهده شد. و حداکثر طول شاخساره در ترکیب KIN (یک میلی‌گرم در لیتر) با IAA (صفر میلی‌گرم در لیتر) ثبت شد. بیشترین درصد ریشه‌زایی (33/33 درصد) در شرایط القای تنظیم‌کننده رشد گیاهی IBA (نیم میلی‌گرم در لیتر) و کشت در محیط کشت OM به مدت یک هفته به‌دست آمد.
نتیجه‌گیری کلی
برخی از گیاهان چوبی، به‌ویژه گونه‌های در حال انقراض با مشکلات زادآوری و تجدید حیات طبیعی در رویشگاه‌های طبیعی خود مواجه‌اند. تکثیر مصنوعی این گونه‌ها از جمله گونه J.excelsa از طرق معمول رویشی و زایشی نیز منجر به تکثیر موفق نمی‌شود. نتایج ما نشان داد محیط کشت DKW تکمیل شده با BAP (یک میلی‌گرم در لیتر) با IAA (1/0 میلی‌گرم در لیتر) بهترین و موثرترین محیط کشت برای تکثیر شاخه J.excelsa است. همچنین بهترین محیط کشت برای ریشه‌زایی ارس مربوط به القای تنظیم‌کننده رشد گیاهی IBA (نیم میلی‌گرم بر لیتر ) در محیط کشت OM به مدت یک هفته است

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effects of different plant growth regulators on micropropagation of Juniperus excelsa L.

نویسندگان [English]

  • ایوب Fathollahi Qarachoboogh 1
  • Ahmad Alijanpour 2
  • Bahman Hosseini
  • Abbas Banj Shafiei 3
1 Assistant of Forestry, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Iran
2
3
چکیده [English]

Background and objectives
Juniperus excelsa L. is one of the most important coniferous species that has wide habitats in Iran. J. excelsa is habitats in large areas of the mountains of Iran at the altitudes 750 to 3400 m. The juniper habitats of the world are mostly spread in semi-arid areas with limited humidity, and this condition also prevails for juniper habitats in Iran. High tolerance in the most difficult climatic, geological and hydrological conditions is one of the distinctive features of J. excelsa and it has high medicinal, antimicrobial, antifungal and antibacterial properties. Environmental studies of juniper habitats report the cessation or insufficient regeneration of juniper in many of its habitats. The seed production cycle (seeding period) of juniper is long and usually between 4 and 8 years, and as a result, seeds are produced every year. It is not produced and is not available in sufficient quantities. Also, factors such as poor pollination, high amount of empty and dead seeds and low percentage of survival and growth of seeds, long period of dormancy in seeds, and non-establishment of remaining juniper seedlings due to excessive livestock grazing, have put the regeneration of this species in jeopardy. As a result, the vegetative reproduction of this organism is crucial, and according to global studies, it seems that this important forest species is on the verge of extinction. By reviewing the literature, it seems that plant tissue culture is an efficient tool for the continuous production of valuable and endangered forest species. Also, this method may be the only alternative that allows the simulation of rare and endangered populations of woody plants, including J. excelsa. The use of new technologies for the reproduction of J. excelsa based on micropropagation is of particular importance today in the face of climate change, which is a great threat to natural forest ecosystems. Therefore, the main goal of this research is to optimize salt concentration and plant growth regulators in the regeneration and rooting of J. excelsa in vitro and its mass production in a short time.
Methodology
In this study, the effect of plant growth regulators BAP, KIN and TDZ at four levels (0, 1, 2 and 5 mg L-1) separately and in combination with IAA at three levels (0, 1/ 0 and 0.5 mg L-1) were investigated in MS culture medium. In addition, for rooting, the effects of 6 different basic media (OM, MS, DKW, WPM, 1/2 MS, and 1/4 MS) containing IBA (0.5 mg L-1) were investigated.
Results
The results showed that the maximum regeneration for J. excelsa area (94.43%) was achieved in the MS culture medium and in the combination of KIN (1 mg L-1) with IAA (0.1 mg L-1). Also, the maximum average number of branches was observed in the culture medium without cytokinin in the MS culture medium for J. excelsa. The maximum shoot length was recorded in the combination of KIN (1 mg L-1) and IAA (0 mg L-1). The highest rooting percentage (33.33%) was obtained under the conditions of induction of plant growth regulator IBA (0.5 mg L-1) and cultivation in OM culture medium for one week.
Conclusion
Some woody plants, especially the endangered species, are facing reproductive and regeneration problems in their natural habitats. Conventional vegetative and reproductive methods do not lead to successful propagation of these species. The results showed that DKW culture medium supplemented with BAP (1 mg L-1) and IAA (0.1 mg L-1) is the best and most effective culture medium for the propagation of J.excelsa branch. In addition, the best culture medium for J.excelsa rooting is related to the induction of plant growth regulator IBA (0.5 mg L-1) in OM culture medium for one week.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Juniperus excelsa
  • Plant Growth Regulators
  • Rooting
  • Micropropagation
  • IN VITRO