Authors
Department of Biology, Faculty of Science, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
Abstract
Keywords
جنس اسپرس Miller) (Onobrychisیکی از جنسهای بزرگ تیره Fabaceae است که از130 گونه و 9 بخش تشکیل شده است. گیاهان این جنس اساساً در نواحی معتدل شمالی پراکنش دارند، لیکن مرکز اصلی تنوع آنها نواحی شرق مدیترانه و جنوب غربی آسیاست. بسیاری از گونههای این جنس به دلیل ارزش تغذیهای بالا و نیز ارزش زینتی خود بسیار مورد توجه هستند. جنس Onobrychisاز بقولات علوفهای با ارزشی است که قرنهاست در سطوح وسیعی از ممالک مختلف، به ویژه مناطق معتدل آسیا و از جمله ایران کشت میشود؛ اگر چه در رویشگاههای مناطق سرد کوهستانی نیز به طور خودرو دیده میشود. جنس Onobrychisشامل گیاهانی یکساله یا دایمی، اغلب ایستاده و به ندرت به صورت بوتههای تیغدار بوده که اغلب دارای کرکهای ساده و گاهی بدون کرک هستند (Rechinger, 1984; Lock and Simpson, 1991; Mabberley, 1997).
در سالهای اخیر گونههای جدید متعددی از بخشهای مختلف این جنس برای فلور ایران گزارش شده است (Ranjbar et al., 2004, 2007, 2009a, 2009b).
بخشHymenobrychis DC. با حدود 15 گونه در دنیا و تقریباً 12 گونه در ایران، یکی از مهمترین بخشهای این جنس است. گونه O. sintenisii از بخش Hymenobrychis یکی از بقولات مناطق نیمهخشک کشور است که با پراکندگی نسبتاً محدود به عنوان یک گیاه همراه در ترکیب تیپهای مرتعی دیده میشود. گونه O. sintenisii گیاهی دگرگشن است که عامل اصلی باروری و تلقیح گلهای آن زنبورهای Bumbus هستند و در صنعت زنبورداری از اهمیت در خور توجهی برخوردار است. این گیاه بسیار خوشخوراک بوده، با توجه به طولانی بودن دوره رشد و گلدهی، علوفه زیادی تولید میکند که مورد چرای انواع دام قرار میگیرد. همچنین از این گونه برای تقویت خاک و به عنوان کود سبز نیز استفاده میشود. چنین ویژگیهایی، این گونه را به عنوان گیاهی ارزشمند برای اصلاح و توسعه مراتع و نیز تبدیل دیمزارهای کم بازده به مراتع دست کاشت، به ویژه در کشت مخلوط، در اقالیم نیمه خشک و مدیترانهای معتدل و سرد معرفی مینماید (مقیمی، 1384).
سایر گونههای این بخش مانندO. subnitens نیز واجد فرم رویشی بزرگ و قابلتوجه و محتوای پروتئینی بالا هستند. اولین مطالعه کروموزومی از جنس Onobrychis بر روی گونهO. cristagalli انجام گرفت و عدد کروموزومی 14 = x2 = n2 برای این گونه گزارش شد. در تحقیقات بعدی انجام شده بر روی این گونه، اعداد کروموزومی 14 = x2 = n2 و 14 = x2 = n2 گزارش شد (1955; Darlington and Wylie, 1955; Cao, 1984; Goldblatt and Johnson, 1998).
اکثر مطالعات صورت گرفته بر روی این جنس تنها محدود به گزارش عدد کروموزومی است و اعلب به گونههای متعلق به سایر بخشها، به ویژه بخش Onobrychis (گونههای O. viciaefolia و altissimaO. )مربوط میشود. (Ornduff, 1966; Baltisberger, 1991; Karshibaev, 1992; Abou-El-Enain, 2002). نتایج حاصل از این مطالعات اعداد کروموزومی 14 = x2 = n2، 28 = x4 = n2، 56 = x8 = n2، 16 = x2 = n2 و 32 = x4 = n2 را برای گونههای موجود در این جنس نشان میدهد (Fedorov, 1969; Romano et al., 1987; Goldblatt and Johnson, 1991; Diaz-Lifante et al., 1996; Ranjbar et al., 2009b، حسامزاده حجازی و ضیایینسب، 1388).
انجام مطالعات سیتولوژیکی در سطح جمعیتهای گیاهی، به ویژه گیاهان وحشی و بومی، به دلیل فراهم نمودن اطلاعات کمی در مورد تاریخچه تکاملی گیاه، تعیین قرابتهای بینگونهای، تعیین مشخصات کاریولوژیک و غیره از اهمیت بسیاری برخوردار است. عدد کروموزومی، خود ویژگی سیستماتیک مفیدی است. اعداد کروموزومی مشابه میتوانند نشانه خویشاوندی نزدیک باشند و اعداد کروزومی متفاوت اغلب با کاهش زادآوری دورگهها، جدایی تولیدمثلی ایجاد میکنند. برخی ویژگیهای کروموزومی، مانند تعداد کروموزومها، اندازه کروموزومها، ریختشناسی کروموزومها و رفتار آنها در میوز از اهمیت تاکسونومیکی زیادی برخوردارند .(Stebbins, 1971; Sharma, 2004)
مطالعه حاضر به منظور افزایش اطلاعات و دادهها در مورد عدد پایه کروموزومی در برخی گونههای بخش Hymenobrychis از جنس Onobrychis انجام شده است. ارایه این گونه گزارشها برای سایر گونههای جنس Onobrychis و در نهایت، آنالیز فیلوژنتیک بعدی میتواند در تعیین روایط بینگونهای در این جنس بسیار مؤثر باشد.
مواد و روشها
مطالعه میتوزی
مطالعه میتوزی سلولهای مریستمی انتهای ریشه در پنج گونهO. michauxii (13626) ،O. hohenackeriana (13630)، O. chorassanica (13639)، O. subnitens (13631) وO. sintenisii (13638) انجام گرفت. بذور نمونههای مورد مطالعه پس از تیمار کوتاه 1 دقیقهای با اسیدسولفوریک و شستشو با آب مقطر (5-3 بار)، در محیطکشت آب- آگار کشت و در انکوباتور در دمای 25-20 درجه سانتیگراد نگهداری شدند. پس از جوانهزنی و رشد ریشه به طول 2-1 سانتیمتر، قسمت انتهایی ریشهها در ساعات مختلف روز (9 صبح تا 2 بعد از ظهر) قطع و در محلول 8- هیدروکسی کینولین 002/0 مولار به مدت 3 ساعت پیشتیمار شدند. سپس ریشهها به مدت 30-20 دقیقه در آب مقطر قرار گرفته، آن گاه به مدت 24 ساعت در محلول تثبیتکننده فارمر (3 حجم اتانول و 1 حجم اسیداستیک گلاسیال) تثبیت شدند(Fukui and (Nakayama, 1996.
ریشهها پس از خارج شدن از محلول تثبیتکننده در اتانول 70% در یخچال نگهداری شدند .(Wilson, 1945) هنگام مطالعه ریشهها پس از هیدرولیز اسیدی با رنگ استواورسئین 2% رنگ آمیزی شدند. در نهایت، سلولهای متافازی توسط میکروسکوپ نوریOlympus BX-41 و لنز X100 بررسی گردیدند. عکسبرداری توسط دوربین دیجیتال Olympus انجام شد. اطلاعات مربوط به گونههای مورد مطالعه در جدول 1 ارائه و نمونههای آنها در هرباریوم دانشگاه بوعلی سینا نگهداری شده است.
جدول 1- مشخصات تاکسونهای مورد مطالعه از بخشHymenobrychis.
|
گونه مورد مطالعه |
محل جمعآوری |
جمعآوری کننده |
تاریخجمعآوری |
ارتفاع (متر) |
شماره هرباریومی |
|
|
O. michauxii |
اردبیل: سراب به اردبیل، بعد از گردنه صائین |
رنجبر و حاجمرادی |
19/4/1386 |
1770 |
BASU13626 |
|
|
O. hohenackeriana |
اردبیل: مشکینشهر به اهر، 20 کیلومتر به اهر |
رنجبر و حاجمرادی |
20/3/1386 |
1280 |
BASU13630 |
|
|
O. chorassanica |
خراسان: مشهد به چناران، روستای فریزی بعد ازآب قد |
رنجبر و حاجمرادی |
22/3/1386 |
1540 |
BASU13639 |
|
|
O. subnitens |
زنجان: قیدار به ابهر، 5 کیلومتر به ابهر |
رنجبر و حاجمرادی |
18/3/1386 |
1717 |
BASU13631 |
|
|
O. sintenisii |
سمنان: شاهرود به بجنورد، 85 کیلومتری آشخانه، بعد از پارک جنگلی |
رنجبر و حاجمرادی |
21/3/1386 |
925 |
BASU13638 |
|
نتایج و بحث
مطالعه میتوزی سلولهای مریستمی انتهای ریشه در پنج گونهO. michauxii (13626) ،O. hohenackeriana (13630)، O. chorassanica (13639)، O. subnitens (13631) وO. sintenisii (13638) انجام گرفت. نقشه پراکنش گونههای مورد مطالعه در ایران در شکل 1 ارائه شده است.
شکل 1- نقشه پراکنش گونههای مورد مطالعه از بخشHymenobrychis در ایران
گونه O. chorassanica (13639)
این گونه اندمیک شرق و شمال شرق ایران است. ویژگیهای ریختشناختی این گونه عبارتند از:
گیاهی چندساله، علفی اغلب در قاعده چوبی. برگچهها 4 تا 5 جفت، بیضوی تا سر نیزهای به ندرت دایرهای تا تخممرغی، سطح فوقانی فاقد کرک تا پوشیده از کرکهای بسیار پراکنده و سطح تحتانی پوشیده از کرکهای کمابیش متراکم. گلها کرمرنگ با رگههای ارغوانی (بنفش). نیام واژگون و پوشیده از کرکهای سفیدرنگ، دارای تزیینات و تا حدودی دایرهای، حاشیه دیسکی با حجرههای چهارگوش و دارای خارچه.
نتایج حاصل از مطالعه کروموزومی در سلولهای مریستمی انتهای ریشه یک جمعیت از این گونه نشان داد که مجموعه کروموزومی در این گونه 14 = n2 است(شکل C-A2).
گونه O. subnitens (13631)
این گونه اندمیک غرب و شمال ایران است. ویژگیهای ریختشناختی این گونه عبارتند از:
گیاهی چندساله. برگچهها 5 تا 8 جفت، سطح فوقانی و تحتانی برگ فاقد کرک. گلها کرم رنگ با خطوط مشخص، نیام واژگون، فاقد خارچه و پوشیده از کرکهای سفیدرنگ.
نتایج حاصل از مطالعه کروموزومی در سلولهای مریستمی انتهای ریشه یک جمعیت از این گونه نشان داد که مجموعه کروموزومی در این گونه 14 = n2 است (شکل F-D2).
گونه O. sintenisii (13638)
این گونه اندمیک شرق و شمال ایران است. ویژگیهای ریختشناختی این گونه عبارتند از:
گیاهی چندساله، علفی با ساقه راست. برگچهها 9 تا 11 جفت، بیضوی تا سر نیزهای، سطح فوقانی برگ پوشیده از کرکهای بسیار پراکنده و سطح تحتانی برگ پوشیده از کرکهای تقریباً متراکم و بلند. گلها کرمرنگ با رگههای ارغوانی (بنفش)، نیام واژگون، پوشیده از کرک، دارای خارچههای بسیار کوچک.
نتایج حاصل از مطالعه کروموزومی در سلولهای مریستمی انتهای ریشه یک جمعیت از این گونه نشان داد که مجموعه کروموزومی در این گونه 14 = n2 است (شکل I-G2).
گونه O. michauxii (13626)
این گونه اندمیک شمال و شمال غرب ایران است. ویژگیهای ریختشناختی این گونه عبارتند از:
گیاهی چندساله، علفی. برگچهها 6 تا 7 جفت، بیضوی، تخممرغی تا سرنیزهای، سطح فوقانی برگچهها فاقد کرک و سطح تحتانی پوشیده از کرکهای کمابیش متراکم، گلها کرمرنگ با رگههای ارغوانی (بنفش)، نیام واژگون و پوشیده از کرکهای سفید رنگ و دارای خارچه.
مطالعه میتوزی روی یک جمعیت از این گونه نشان داد که مجموعه کروموزومی در این گونه 14 = n2 است (شکل K-J2).
گونه O. hohenackeriana (13630)
این گونه اندمیک شمال و شمال غرب ایران است. ویژگیهای ریختشناختی این گونه عبارتند از:
گیاهی چندساله، علفی، برگچهها 6 تا 7 جفت، بیضوی به ندرت گرد، سطح فوقانی برگ فاقد کرک و دور تا دور برگ دارای کرک، سطح تحتانی برگ پوشیده از کرک، گلها کرمرنگ، نیام دارای کرکهای سفیدرنگ و خارچه.
نتایج حاصل از مطالعه کروموزومی در سلولهای مریستمی انتهای ریشه یک جمعیت از این گونه نشان داد که مجموعه کروموزومی در این گونه 14 = n2 است (شکل L2).
در مجموع، نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که گونههای مورد مطالعه از نظر سطح پلوئیدی، دیپلوئید بوده، تعداد کروموزومها در آنها 14 = n2 و عدد پایه کروموزومی 7 = x است. اغلب مطالعات انجام شده در این جنس تنها محدود به گزارش عدد کروموزومی است و اعلب به گونه های متعلق به سایر بخشها، به ویژه بخش Onobrychis مربوط میشود (Baltisberger, 1991; Karshibaev, 1992; Abou-El-Enain, 2002).
مطالعه حاضر و سایر مطالعات انجام شده، اعداد پایه کروموزومی (8 = x و 7 = x) و سطوح پلوئیدی (14 = x2 = n2، 28 = x4 = n2، 56 = x8 = n2، 16 = x2 = n2 و
32 = x4 = n2) را برای گونههای موجود در این جنس نشان میدهد (Fedorov, 1969; Romano et al., 1987; Goldblatt and Johnson, 1991; Diaz-Lifante et al., 1996; Ranjbar et al., 2009b، حسامزاده حجازی و ضیایینسب، 1388).
مطالعات تکاملی محدودی بر مبنای عدد کروموزومی در جنس Onobrychis وجود دارد. Goldblatt (1981) عدد پایه کروموزومی 8 = x را در این جنس اجدادی دانسته، معتقد است که گونههای دارای عدد پایه کروموزومی 7 = x، در اثر کاهش آنیوپلوئیدها به وجود آمدهاند. در حالی کهFalistocco (1991( و Gomurgen (1996) معتقدند که تکامل در این جنس، با افزایش عدد پایه کروموزومی از 7 = x به 8 = x صورت پذیرفته است.
نتایج حاصل از این مطالعه و نیز دادههای موجود در مورد عدد کروموزومی در این جنس نشان میدهد که از میان 50 گونه مورد مطالعه، تقریبا 40 درصد دیپلوئید و 60 درصد بقیه پلیپلوئید هستند. حالت پلیپلوئیدی در بخش Hymenobrychis بر خلاف Onobrychis مشاهده نمیشود. اعضای پلیپلوئید جنس Onobrychis اساساً در جنوب غربی آسیا، به ویژه آناتولی، ایران، ترکیه، ترکمنستان و ازبکستان و گونههای دیپلوئید در سرتاسر مناطق معتدل آسیا و مدیترانه پراکنش دارند.
بر اساس دادههای حاصل از مطالعات فیلوژنتیک به نظر میرسد، مرکز تنوع ژنتیکی Onobrychis، ناحیه مدیترانه بوده، تفکیک اکولوژیک این ناحیه به بخشهای غربی و شرقی، مهمترین عامل در روتد تکامل این جنس است (Ashurmetov and Normatov, 1998).
شکل 1- مراحل میتوز در گونههای مورد مطالعه از بخشHymenobrychis.C-A:O. chorassanica (13639)،F-D: O. subnitens (13631)،I–G: O. sintenisii (13638)،K-J: O. michauxii (13626) و L: O. hohenackeriana(13630)(مقیاس = 3 میکرومتر).
)
