نویسندگان
1 1 گروه زیستشناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 بخش مهندسی زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
چکیده
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Seed production in some crops like pistachio is limited by some abnormalities in ovule development stages. In this study, the ovule developmental stages as well as abnormalities of these stages were investigated. Pistacia vera ovule is single, fullynucellate, monotegumental and converse (anatrope) and is set in an ovary with basic placement and the Polygonum type embryo sac is organized in it one week after complete dehiscence. After pollination and fertilization of egg cell, after 6 weeks of complete dehiscence, the pericarpe was grown to final size and even the lignifications of endocarpe started but the zygote cell was in a dormant state and in 6-8 weeks after complete dehiscence the zygote cell division along an increase in endosperm division occured so that cotyledonary embryo was formed in 10-12 weeks after complete dehiscence and the cotyledons attained their final size in 3 weesks after that, namely 15 weeks after complete dehiscence and at this time, the seedless and filled fruits were completely distinguished. During the ovule development stages, some abnormalities were observed such as lack of embryo sac formation, embryo sac degeneration, small and abnormal embryo sac formation, vascular band collapse inside the funicule, presence of zygote without endosperm and presence of endosperm without zygote, and these abnormalities caused lack of enough ovule growth and seedless or semiseedless fruit formation in pistachio.
کلیدواژهها [English]
پسته اهلی با نام علمی Pistacia vera از جنس Pistacia، تیره Anacardiaceae و راسته Sapindales است. دانههای این گونه دارای اهمیت اقتصادی ویژهای در تیره Anacardiaceae هستند Al-Saghir, 2010)؛ Zamani Bahramabadi et al., 2012). این در حالی است که دانههای گونههای دیگر این جنس اغلب برای مصارف محلی، تولید روغن و صابون استفاده میشوند (Baninasab and Mobli, 2008). تولید میوههای پوک یکی از مشکلات مهم پستهکاری است که هر ساله سبب کاهش قابل توجهی در عملکرد درختان میشود. پدیده پوکی زمانی رخ میدهد که تخمدان رشد میکند و میوه تشکیل میشود، اما جنین از رشد باز میماند. این پدیده در دو زمان رخ میدهد: الف) تشکیل میوه و ب) پُر شدن میوه (Ferguson et al., 2005). در پوکی از نوع اول،گردهافشانی انجام میشود اما تلقیح به دلایلی از جمله: عدم رشد لوله گرده و رسیدن آن به تخمک و همچنین از بین رفتن تخمک در زمان نزدیک شدن لوله گرده با مشکل روبرو میشود. با این فرضیه، فرآیند گردهافشانی یا رشد لوله گرده در خامه، برای تشکیل میوه کافی است اما عدم انجام لقاح مانع از تشکیل جنین و باعث پُر نشدن میوه و در نتیجه تولید میوه پوک میشود. پدیده تشکیل میوه بدون انجام لقاح، بکرزایی یا پارتنوکارپی نامیده میشود. برخی شواهد نشان داده است که بکرزایی تحریک شده با گردهافشانی، سازوکاری برای پیدایش میوههای پوک در پسته به شمار میآید. اگر چه پدیده بکرزایی در برخی گونههای درختان میوه که تولید میوههای پُر بذر مینمایند غیرمعمول نیست اما در میوههای تک بذر به نسبت نادر است (Ferguson et al., 2005). Crane (1973) نشان داد که پسته رقم «کرمان» میوه پارتنوکارپ تولید میکند و پیشنهاد نمود که بکرزایی ممکن است در پوکی برخی میوهها نقش داشته باشد. او بیان نمود که دلیل اولیه پوکی میوه در پسته بکرزایی نیست بلکه سقط جنین پس از تلقیح است (این پدیده به نام استنوسپرموکارپی مشهور است و بیشتر در انگور سلطانی دیده میشود). بنابراین، در استنواسپرموکارپی تخمکهای حاوی جنین، قادر به رشد و نمو و پُر کردن میوه نبوده، سبب تولید میوههای پوک میشوند. Shuraki و Sedgley )1996) بیان کردند که بکرزایی میتواند به عنوان عاملی مؤثر در پوکی پسته مطرح باشد. Polito (1999) با بهرهگیری از گردههای پرتو تابیده، نشان داد که آنها توانایی جوانهزنی و تحریک کیسه جنینی را دارند اما به لقاح نمیانجامند. افزایش پوکی میوه تا سه برابر در تحقیق وی نشان داد که پدیده بکرزایی در تشکیل میوههای پوک نقش مهمی ایفا میکند. تشخیص این که پوکی میوه پسته، در کدام زمان (زمان تشکیل یا پُر شدن میوه) رخ میدهد، بسیار دشوار است. Grundwag و Fahn (1969) برخی ناهنجاریهای پس از لقاح در پسته را که همراه با نرخ بالای سقط رویان است، از دلایل ایجاد میوههای پوک و نیمهپوک دانستند. Bradley و Crane (1975) بیان کردند که سقط دانه پسته در آغاز مراحل نموی، پس از تجزیه بند در بن رخ میدهد. Thompson و liu (1973)، عامل درجه حرارت، Mehlenbacher و Smith (1991) عامل ژنوتیپ و Stephenson (1981) و Guitian (1993)، تنظیمکنندههای رشد و مواد غذایی را از عوامل ناهنجاری میوه و سقط رویان دانستند. Maggs (1973)، Crane و همکاران (1976)، Grundwag (1976) و Jordano (1989) عامل اصلی سقط رویان در پسته را کمبود گردهافشانی، فقر مواد غذایی، بارش در طول فصل شکوفایی و کاهش آب در طول نمو دانه میدانند. Shuraki و Sedgley (1996) وجود نسبت بالایی از تخمکهای فاقد کیسه رویانی را گزارش کردند و زمان گردهافشانی گلها در پسته را عامل مهم میوهبندی میدانند. با وجود همه بررسیهای انجام شده، یافتههای ما از ناهنجاری میوه و سقط دانه بسیار محدود است و برای مشخص کردن علل پوکی و نیمهپوکی اطلاعات بیشتری نیاز است که مطالعات مروری انجام شده در این زمینه، نتایج بیشتر و جدیدتر منتشر شدهای را نشان نداد. در این راستا، در پژوهش حاضر، مطالعه مراحل نمو تخمک بهدانه در ارتباط با ناهنجاریهای ایجاد شده طی این مسیر نموی که تولید دانه را محدود میکند در رقم کلهقوچی انجام شد. با استفاده از این دادهها میتوان در مطالعات بعدی میزان دخالت هر یک از این ناهنجاریها در پوکی دانه تحت عوامل محیطی مختلف را بررسی نمود.
مواد و روشها
پژوهش در سال 1389 در منطقه نوق رفسنجان
(´16 °55 تا ´2 °56 طول شرقی و ´36 °30 تا ´14 °31 عرض شمالی) انجام شد. برای مطالعه مراحل نموی تخمک، نمونهبرداری از زمان تشکیل گل تا زمان تبدیل گل به میوه و ظهور لپهها (فروردین تا خرداد ماه) انجام شد (ده مرحله که چهار مرحله نخست با فاصله زمانی یک هفته و مراحل بعدی با فاصله دو هفته صورت گرفت). نمونهبرداری برای مطالعه تشریحی میوههای پوک در دو زمان 15 هفته پس از شکوفایی و زمان برداشت محصول انجام شد. رقم مطالعه شده، از درختان 24 ساله کلهقوچی نمونهبرداری شد که همگی روی پایه بادامیریز پیوند شده و با گرده پایه نر Pistacia vera گردهافشانی میشدند. سه درخت انتخاب و از هر درخت حدود 100 غنچه گل برای هر مرحله نموی در مراحل نموی مختلف برداشت شد. نمونههای برداشت شده در محلول FAA تثبیت و در سریهای الکل آبگیری و در محلول پارافین- تولوئن پارافیندهی شدند. 15 قالب پارافینی واجد نمونه با کیفیت بالا برای برشگیری انتخاب شد (Rezanejad and majd, 2012). برشهای 7-10 میکرومتری با میکروتوم چرخشی تهیه و با سافرانین- فاست گرین رنگآمیزی شدند. مطالعه توسط میکروسکوپ نوری Olympus مدل BH-2 انجام شد و با دوربین دیجیتال Canon مدل Ixus 120 IS عکسبرداری شد (Fan et al., 2003).
نتایج
مراحل نمو تخمک و ناهنجاریهای آن در مطالعه تشریحی برشهای طولی گلهای ماده که یک هفته پیش از شکوفایی کامل جمعآوری شده بودند، مشخص گردید. هر گل ماده دارای تخمدان یک خانه، حاوی یک تخمک واژگون به همراه یک بند حجیم است. همچنین، دیده شد که درون بند، یک دسته آوند از جفت تا قسمت بن تخمک امتداد داشته، تخمک از نوع پُرخورش و یک پوسته است (شکل 1-A). ابتدای مراحل نموی، تخمکها دارای یک پوسته بودند (شکل 1-A) اما به تدریج در مجاورت سفت، آثاری از دو پوستهای شدن را نشان دادند (شکل 1-B و C). همچنین، در نزدیکی بن یکی از سلولهای خورش که بزرگتر از سایر سلولها بود، به سلول مادر مگاسپور تمایز یافته و مگاسپورها را تولید میکرد (شکل 1-D).
هنگام شکوفایی کامل گلها و یک هفته پس از آن، کیسه رویانی پدید آمد و لقاح رخ داد. ابتدا در سلول مادر مگاسپور و در نخستین میوز، تقسیم سیتوپلاسم عمود بر محور طولی خورش یا قطب سفتی-بنی انجام شد و سلولهای دیاد در راستای قطب سفتی بنی پدید آمدند (شکل 2-A). دومین میوز، به پیدایش سلولهای تتراد مگاسپور انجامید که مگاسپور عملکردی، سلول مجاور بن و از سلوهای دیگر بزرگتر است و سایر سلول های تتراد تحلیل رفتند (شکل 2-B). مگاسپور عملکردی با نخستین میتوز دوهستهای شد (شکل 2-C و D) و هستههای پدید آمده و جابهجایی آنها به دو قطب سلول رخ داد. این مگاسپور با انجام دو میتوز دیگر چهار هستهای (شکل 3- A و B) و در نهایت 8 هستهای میشود (شکل 3-C و D).
پس از لقاح در کیسه رویانی، در سمت سفتی دو سلول (زیگوت و قرنیه) و سمت بنی متقاطرها حضور دارند که تخم اصلی (زیگوت) پس از انجام لقاح تخم، غیرفعال (خفته) میشود (شکل 4-A). هستههای مرکزی لقاح یافته و هسته اندوسپرم حاصل، کناری میشود که مشاهده نشدن آن در مرکز نیز دلیلی بر انجام لقاح است، در مطالعه حاضر، در برشهایی که دستگاه تخم (تخمزا) و دستگاه بنی دیده میشدند هسته اندوسپرم دیده نشد که احتمالاً به علت کناری و سطحی بودن آن است که با دستگاه تخم در یک راستا نیستند (شکل 4-A). این هسته با میتوزهای متوالی هالهای از هستههای اندوسپرمی پیرامونی را ایجاد میکند (شکل 4-A و B). در این مرحله نموی، ناهنجاریهایی نظیر: تخریب کیسه رویانی (شکل 5-A و B) و کیسه رویانی دارای اندوسپرم ناقص (شکل 5-C) مشاهده شد.
شکل 1- ساختار تشریحی تخمک پسته کلهقوچی (P. vera) یک هفته پیش از شکوفایی کامل گلها در برش طولی. (A تخمک واژگون دارای پوستههای یک لایه، خورش فراوان و بند حجیم همراه با یک دسته آوندی، موقعیت سفت، بن و جفت مشخص شده است، X30؛ (B آغاز دو پوستهای شدن تخمک، X50؛ (C پیشروی دو پوستهای شدن تخمک، X50؛ (D تمایز سلول مادر مگاسپور در خورش، X40. Pl= جفت، Vb= دسته آوندی، Ch= بن، M= سفت، N= خورش، I= پوسته تخمک، F= بند، Mmc= سلول مادر مگاسپور.
شکل 2- ساختار تشریحی تخمک پسته کلهقوچی (P. vera) در برشهای طولی در مرحله شکوفایی کامل. (A دیاد مگاسپور، X40؛ (B تتراد مگاسپور به صورت خطی، مگاسپور عملکردی و مگاسپورهای در حال تجزیه، X50؛ (C کیسه رویانی دو هستهای، X40؛ (D فاصله گرفتن دو هسته از یکدیگر، X20. FM= مگاسپور عملکردی.
شکل 3- ساختار تشریحی تخمک پسته کلهقوچی (P. vera) در برش طولی و تشکیل کیسه رویانی چهار و هشت هستهای و سلولی شدن آن یک هفته پس از شکوفایی کامل. (A کیسه رویانی 4 هستهای، X30؛ (B فاصله گرفتن چهار هسته از یکدیگر، X30؛ (C کیسه رویانی هستهای، X30؛ (D کیسه رویانی سلولی با سلول تخمزا، دو سلول قرینه و متقاطرها، X40. Ap = سلولهای متقاطر، Ov= تخمزا، Sy= سلول قرینه.
شکل 4- ساختار تشریحی تخمک وکیسه رویانی پسته کلهقوچی (P. vera) پس از انجام لقاح یک هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A کیسه رویانی پس از لقاح دارای سلول تخم و سلول قرینه باقیمانده و متقاطرها، X60؛ (B آغاز تشکیل اندوسپرم نزدیک تخم در کیسه رویانی، نوک پیکان به سلول تخم اشاره میکند، X40. Psy= قرینه باقیمانده، Z= تخم، Ap= متقاطرها، Ne= اندوسپرم هستهای.
شکل 5- برخی ناهنجاریهای کیسه رویانی در ساختار تشریحی تخمک پسته کلهقوچی (P. vera) یک هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A کیسه رویانی در حال تجزیه و ناهنجار در مراحل اولیه رویانی، X50؛ (B کیسه رویانی کاملاً تجزیه شده، X40؛ (C سلول تخم به همراه اندوسپرم ناهنجار در کیسه رویانی، X30.
دو هفته پس از شکوفایی کامل، رشد بند در راستای رشد دیواره تخمدان بدون رشد تخمک صورت گرفت و در قسمت قاعده خامه، زایده پانتیکول در حال تحلیل دیده شد (مراحل تشکیل آن احتمالاً به علت فقدان برشهایی که در زمان گردهافشانی باشند دیده نشد) (شکل 6-A). در این زمان حلقهای از سلولهای اندوسپرمی در حاشیه کیسه رویانی مجاور تخم ایجاد شدند (شکل 6-B) و به تدریج این حلقه گستردهتر گردید به نحوی که تشخیص تخم از بقیه سلولهای اندوسپرم مشکل شد. در نهایت، در مرکز کیسه رویانی هالهای از اندوسپرم هستهای تشکیل گردید (شکل 6-C و D). چهار هفته پس از گردهافشانی، رشد بند بدون نشانهای از رشد تخمک ادامه یافت (شکل 7-A). در این مرحله سلول تخم در سمت میکروپیلی، حلقه اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی و اندوسپرم هستهای به صورت هالهای کم رنگ در مرکز کیسه رویانی پدیدار شد (شکل 7-B و C). به تدریج چند لایه سلولهای خورش مجاور کیسه رویانی تغییر رنگ داد و حتی آثاری از تجزیه بافت خورش به ویژه در سمت سفتی کیسه رویانی دیده شد (شکل 7-B و C). تغییر رنگ بافت خورش در نهایت در بخش هیپوستاز و پودیوم رخ داد (شکل 7-D). هیپوستاز و پودیوم ساختارهایی هستند که در قسمت شالازی کیسه رویانی از تمایز سلولهای خورش حاصل میشوند و در انتقال آب و مواد غذایی به کیسه رویانی نقش دارند. هاله هستههای اندوسپرمی در مجاورت تخم وجود دارد و افزایش حجم تخم با فراوانی پایین در برخی میوهها دیده شد (شکل 7-E و F). تغییرات ساختاری سلولهای خورش پیرامون کیسه مرکزی و منطقه هیپوستاز و پودیوم در این مرحله شدت گرفت و گه گاه به تجزیه بافت به ویژه در بخش سفتی کیسه رویانی انجامید (شکل 7-G- I).
شکل 6- ساختار تشریحی تخمک و کیسه رویانی پسته کلهقوچی (P. vera) دو هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A افزایش طول بند به موازات رشد دیواره تخمدان بدون رشد تخمک، باقیمانده پانتیکول (ponticulous) دیده میشود، X4؛ (B ایجاد حلقه اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی، X40؛ (C افزایش گستردگی حلقه اندوسپرم سلولی، نوک پیکان به اندوسپرم هستهای مرکز کیسه رویانی اشاره میکند، X20؛ (D لایههای بیرونی حلقه اندوسپرم سلولی، X20. Pn= پانتیکول، Per= فرابر، Pl= جفت، Ce= اندوسپرم سلولی.
شکل 7- ساختار تشریحی تخمک و کیسه رویانی پسته کلهقوچی (P. vera) چهار هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A رشد بند، بدون اثری از رشد تخمک،X 2؛ (B سلول تخم در سمت میکروپیلی، حلقه اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی و اندوسپرم هستهای به صورت هالهای کم رنگ در مرکز کیسه رویانی، نوک پیکان به تجزیه سلولهای خورش سمت سفتی اشاره میکند، X20؛ (C سلول تخم با اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی، اندوسپرم هستهای در مرکز کیسه رویانی و ایجاد دو پوسته تخمک در سمت سفتی به همراه آغاز تغییر رنگ خورش پیرامون کیسه رویانی، X10؛ (D تغییر رنگ سلولهای ناحیه هیپوستاز و پودیوم، X20؛ (E افزایش اندوسپرم هستهای مجاور سلول تخم، X20؛ (F افزایش حجم سلول تخم در برخی تخمکها، X15؛ G تا (I افزایش وسعت ناحیه تغییر رنگ داده خورش به همراه آثاری از تجزیه خورش، X15، X20، X15. Ne= اندوسپرم هستهای، OI= پوسته خارجی، II= پوسته داخلی، H= هیپوستاز، Pd= پودیوم، Z= تخم.
شش هفته پس از شکوفایی کامل گلها، هنوز رشد تخمک انجام نشده است (شکل 8-A) و در این مرحله برخی از کیسههای رویانی هنوز نشانههای تحلیل رفتگی و تغیر رنگ بافت خورش پیرامون کیسه رویانی را نشان میدهند (شکل 8-B) همچنین در برخی دیگر، آثار تغییر رنگ سلولهای خورش کاملاً محو شده و کیسه رویانی دارای یک سلول تخم در سمت سفتی و هستههای اندوسپرمی مجاور رویان و یک لایه اندوسپرم سلولی در لبه است (شکل 8-C). در این مرحله چندین ناهنجاری از جمله پدیدار شدن تخم و حلقه اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی بدون نشانهای از اندوسپرم هستهای در مرکز کیسه رویانی (شکل 9-A)، کیسه رویانی کوچک با اندوسپرم سلولی شده به صورت زود هنگام به همراه نشانههایی از تحلیل بافت آوندی و هیپوستاز یا تحلیل نایافتگی آنها (شکل 9-B و C)، نشانههای تحلیل کیسه رویانی (شکل 9-D)، تحلیل بافت خورش (شکل 9-E)، وجود اندوسپرم در مرکز کیسه رویانی بدون پیدایش تخم (شکل 9-F) و تخریب دستجات آوندی موجود در بند (شکل 9-G و H) دیده شد.
شکل 8- ساختار تشریحی تخمک و کیسه رویانی پسته کلهقوچی (P. vera) شش هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A افزایش طول و حجم بند بدون نشانهای از رشد تخمک، X2؛ (B پایداری تغییر رنگ پودیوم و هیپوستاز، X 20؛ (C محو شدن تغییر رنگ خورش پیرامون کیسه رویانی، تخم در سمت سفتی و اندوسپرم هستهای در مرکز کیسه رویانی، X20. H= هیپوستاز، Pd= پودیوم، Z= تخم، Ne= اندوسپرم هستهای.
شکل 9- ناهنجاریهای ساختار تشریحی کیسه رویانی و بند پسته کلهقوچی (P. vera) شش هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی.
(A حضور تخم و حلقه اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی بدون آثاری از اندوسپرم هستهای در مرکز کیسه رویانی،X 15؛ (B کیسه رویانی کوچک با اندوسپرم سلولی شده به صورت زود هنگام به همراه آثاری از تخریب بافت آوندی و هیپوستاز، پیکان به تخریب بافت آوندی سمت بنی و نوک پیکان به کیسه رویانی کوچک و ناقص اشاره میکند، X10؛ (C کیسه رویانی کوچک و ناهنجار بدون تخریب بافت آوندی و هیپوستاز، X10؛ (D آثار تخریب کیسه رویانی، X10؛ (E تخریب بافت خورش، X10؛ (F وجود اندوسپرم در مرکز کیسه رویانی بدون حضور تخم، X10؛ G و (H تخریب دستجات آوندی بند، X4 و X10. Z= تخم، Ne= اندوسپرم هستهای.
هشت هفته پس از شکوفایی کامل، تخمک و تخم رشد خود را آغاز کردند، به این صورت که هستههای اندوسپرم در سمت میکروپیلی و مجاور تخم بیشتر دیده میشوند و از بیرون به درون شروع به سلولی شدن میکنند (شکل 10-A) سپس تقسیمات سلول تخم آغاز شد و حلقه اندوسپرم سلولی کمکم به سمت لبههای کیسه رویانی گسترش یافت و نشانههایی از اندوسپرم هستهای میان کیسه رویانی دیده شد. همراه با این رویدادها، حجم کیسه رویانی در حال افزایش بود (شکل 10-B تا E). در نهایت، کیسه رویانی دارای چند لایه اندوسپرم سلولی در حاشیه و اندوسپرم هستهای در تمام محدوده کیسه رویانی شد و رویان بهخ شکل کروی دیده شد (شکل 10-F و G). در این مرحله برخی حالتهای غیرطبیعی از جمله وجود کیسه رویانی بدون اجزا و دارای اندکی اندوسپرم هستهای (شکل 11-A)، کیسه رویانی ناقص (شکل 11-B)، پیدایش تخم بدون نشانهای از اندوسپرم هستهای (شکل 11-C) حضور اندوسپرم بدون اثری از رویان یا تخم (شکل 11-D)، حضور رویان کروی با اندوسپرم کاهش یافته (شکل 11-E و F) دیده شد.
10 تا 12 هفته پس از شکوفایی کامل، مراحل مختلف نمو رویان از جمله مرحله قلبی (شکل 12-A) و لپهای (شکل 12-B تا D) رخ داد و در رویان لپهای بالغ ناحیه مریستم رأس ریشه و ساقه، برگهای رویانی به همراه لپههای بزرگ دیده شد. همزمان با رشد رویان دارای لپههای بزرگ، اندوسپرم تحلیل میرود (شکل 12-D).
15 هفته پس از شکوفایی کامل میوههای پوک و پُر کاملاً بر اساس اندازه تخمک قابل تشخیص هستند، لپهها به طور کامل بزرگ شدهاند و رویان همه اجزای طبیعی خود را دارد ( شکل 13-A تا C).
شکل 10- ساختار تشریحی تخمک پسته کلهقوچی (P. vera) هشت هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A آغاز رشد تخمک و تخم همراه با تقسیمات اندوسپرم در سمت میکروپیلی و مجاور تخم و سلولی شدن هستههای اندوسپرمی از بیرون به سمت درون، X10؛ B تا (E آغاز تقسیم تخم و گسترش اندوسپرم از کنار تخم به سمت حاشیه کیسه رویانی، پیکان به اندوسپرم و نوک پیکان به رویان چند سلولی (پیش رویان) اشاره میکند، X10؛ (F چند لایه اندوسپرم سلولی در حاشیه و اندوسپرم هستهای در مرکز کیسه رویانی همراه با ایجاد رویان کروی، X5؛
(G گسترش اندوسپرم هستهای در تمام محدوده کیسه رویانی، X4. Z= تخم، Ce= اندوسپرم سلولی، Ne اندوسپرم هستهای، G= رویان کروی.
شکل 11- ناهنجاریهای ساختار تشریحی کیسه رویانی پسته کلهقوچی (P. vera) هشت هفته پس از شکوفایی کامل در برش طولی. (A کیسه رویانی بدون اجزا، X15؛ (B کیسه رویانی ناقص،X 20؛ (C حضور زیگوت بدون اثری از اندوسپرم هستهای، X15؛ (D حضور اندوسپرم بدون اثری از رویان یا تخم، X4؛ (E حضور رویان کروی با اندوسپرم کاهش یافته، پیکان به رویان کروی و نوک پیکان به اندوسپرم اشاره میکند، X4؛ (F رویان کروی به همراه سوسپانسور با بزرگنمایی بیشتر، X15. Z= تخم، Ce= اندوسپرم سلولی، Ne= اندوسپرم هستهای، S= سوسپانسور،
G= رویان کروی.
|
شکل 13- ساختار تشریحی رویان دانه پسته کلهقوچی (P. vera) 15 هفته پس از شکوفایی کامل. (A برش طولی رویان با مریستم رأس ریشه و مریستم رأس ساقه، نوک پیکانها به محل اتصال لپهها اشاره میکند، X 10؛ (B مریستم رأس ساقه با برگهای اولیه، X30؛ (C برش عرضی رویان به همراه لپهها، برگهای اولیه و مریستم رأس ساقه، X40. RAM= مریستم رأس ریشه، SAM= مریستم رأس ساقه، PL= برگ اولیه، Co= لپه.
مطالعه تشریحی میوههای پوک
مطالعه تشریحی تخمک میوههای پوک پیش از برداشت (15 هفته پس از شکوفایی کامل) و در زمان برداشت (20 هفته پس از شکوفایی کامل)، دو وضعیت کلی را نشان داد: الف) در بافت خورش اثری از کیسه رویانی دیده نشد و در قسمت مرکزی خورش درجاتی از تجزیه سلولها همراه با پخش رنگ وجود داشت و سلولهای قسمت هیپوستاز از نظر رنگپذیری از سایر قسمتهای خورش متفاوت بودند (شکل 14-A). این تخمکها موقع برداشت، تجزیه قسمت اعظم خورش همراه با تیرگی کامل هیپوستاز را نشان دادند (شکل 14-B). ب) در بافت خورش یک کیسه رویانی دارای رویان یا بدون آن دیده شد، به این ترتیب که کیسههای رویانی بدون رویان تنها اندوسپرم سلولی داشتند (شکل 14-C) و در کیسههای رویانی دارای رویان، مراحل مختلف رویانی یعنی کروی (شکل 14-E)، قلبی (شکل 14-G) و رویان دارای لپه (شکل 14-I) دیده شد. این چهار حالت در تخمک میوههای پوک زمان برداشت با درجه بالایی از تخریب بافتها دیده شد (شکل 14-F، H و J). حالت اولِ پوکی نشان دهنده میوههای تلقیحنیافته (پارتنوکارپ) یا میوههایی است که تنها تخمزا در آنها تلقیح یافته اما اندوسپرم تشکیل نشده است و حالت دوم پوکی نشان دهنده سقط رویان در مراحل مختلف نمو رویان یعنی مراحل کروی، قلبی و رویان لپهای است.
بحث
در مطالعه حاضر مشخص شد که تا یک هفته پیش از شکوفایی، تخمک تک پوسته است اما به تدریج در نزدیک سفت آثاری از دو پوستهای شدن ظاهر میشود که در پایان مراحل نموی دو پوستهای شدن کامل نمیشود. همچنین، در بخش بن، تمایز یکی از سلولهای خورش به مادر مگاسپور صورت میگیرد که به طور معمول، محل مادر مگاسپور در قطب سفتی (میکروپیلی) است (Reiser and Fischer, 1993). در دوره زمانی یک هفته پیش از شکوفایی تا یک هفته پس از شکوفایی، کیسه رویانی تیپ علف هفتبند (polygonum) تشکیل میگردد که در صورت فراهم بودن شرایط، لقاح انجام میشود. الگوی تیپ علف هفتبند، یا پلیگونوم متداولترین الگوی نموی کیسه رویانی است و در 70 درصد گیاهان گلدار وجود دارد (Chehregani rad et al., 2010a). Grundwag (1976) در مطالعه رویانزایی چهار گونه از جنس Pistacia یعنی P. atlantica،P. lenticus،
P. paleestina وP. saportaو نیز Shuraki و Sedgley (1996) در مطالعه روی P. vera رقم کرمان، نیز تیپ علف هفتبند کیسه رویانی را گزارش کردند. در این گیاه، تقسیمات تخم ضمیمه پیش از تخم اصلی آغاز میشود که این حالت توسط Chehregani rad و همکاران (b2010) در Inula aucheianaاز تیره مرکبان (گل ستاره) نیز گزارش شده است. یک تا دو هفته پس از شکوفایی، اندوسپرم سلولی در لبه کیسه رویانی و پانیکول در برخی تخمکها دیده شد. ساختار پانتیکول توسط Martinez-Palle و Herrero (1998) و Shuraki و Sedgley (1996) نیز گزارش شده است. طی بلوغ، تغییراتی در خورش، هیپوستاز و پودیوم دیده شد. مطالعات مروری ما، مورد منتشر شدهای درباره علت این تغییرات طی بلوغ نشان نداد. به نظر میرسد تغییر در محتوای بیوشیمایی و نیز فعالیت این ساختارها ضمن بلوغ سبب این تغییرات شده است به ویژه که در پسته ترکیبات فنلی نسبتاً زیاد هستند و همچنین طی بلوغ و نیز تنش، میزان آنها افزایش مییابد. همچنین، احتمال داده میشود اندوسپرم در مراحل اولیه رشد، با استفاده از مواد تغذیهای بافت خورش و هیپوستاز رشد و گسترش مییابد اما پس از سازمانیابی کامل بند و دسته آوندی آن، این ساختار نقش تغذیهای را به عهده میگیرد و در نتیجه بخشی از خورش و هیپوستاز تغییر رنگ داده، تجزیه میشود. در پسته، رشد تخمدان (فرابر) پیش از رشد بند، اندوسپرم و رویان صورت میگیرد به طوری که رشد آن تا حدود هفته چهارم پس از شکوفایی کامل میشود در حالی که رشد بند، اندوسپرم و رویان در 4 تا 6 هفتگی آغاز میشود. پژوهشگران مختلف، زمان نخستین تقسیم تخم را بین 4 تا 18 هفته (Grundwag, 1976)، 6 هفته (Lin et al., 1984) و 4 تا 8 هفته (Shuraki and Sedgley, 1996) پس از شکوفایی گزارش کردهاند و در مطالعه حاضر، زمان نخستین تقسیم تخم 6 تا 8 هفته پس از شکوفایی کامل بود. به هر حال، تقسیم و رشد رویان تنها هنگامی رخ میدهد که فرابر به اندازه کافی رشد کرده باشد و چوبی شدن درونبر آغاز شده باشد. 8 تا 12 هفته پس از شکوفایی، مراحل مختلف رویانی از جمله: قلبی، لپهای کوچک و لپهای بزرگ سازمان مییابند. 12 تا 15 هفته پس از شکوفایی، بر اساس اندازه تخمک، میوه پُر و پوک قابل تشخیص هستند و رویان با همه اجزا دیده میشود. Durzan (1994) گزارش کرد که در پسته با رشد رویان، سطح آمینواسیدها در تخمک و بند به شدت بالا رفته، با افزایش پروتئینها در طول رشد کلی رویان همراه میگردد. در زمان رشد لپهها و پُر شدن حفره تخمدان، میزان پروتئین کاهش اما سطح لیپیدها و کربوهیدراتها افزایش پیدا میکند. طی مراحل نمو تخمک، ناهنجاریهایی از جمله نبود کیسه رویانی، کیسه رویانی ابتدایی، کیسه رویانی تحلیل رفته، وجود اندوسپرم بدون حضور رویان، وجود رویان بدون حضور اندوسپرم و تخریب بافت آوندی بند مشاهده شد که این ناهنجاریها به تولید میوه پوک یا نیمهپوک منجر میگردند. Dehgani shurakiو Mirzaie Nadooshan (2006) در P. atlantica، Shuraki و Sedgley (1996) درP. vera ارقام Kerman و Sirora این ناهنجاریها را گزارش کردهاند و بر خلاف یافتههای پژوهش حاضر، پوکی میوه را ناشی از تجزیه بند گزارش کردند. آنها به تخریب دستههای آوندی در بند و انجام لقاح یگانه (گاهی تنها یکی از سلولهای زایشی درون کیسه رویانی (تخمزا یا سلول مرکزی) تلقیح میشوند) نپرداختند. اگر چه Dehgani shurakiو Mirzaie Nadooshan (2006) اشارهای جزیی به این پدیده در بنه داشتند. یافتههای پژوهش حاضر در راستای یافتههای Gonzalez و Vesprini (2010) است که تجزیه بافت آوندی را نخستین گام در پوکی میوه دانستند. در مطالعه حاضر نیز ناهنجاری مربوط به تخریب بافت آوندی و لقاح یگانه دیده شد. علاوه بر این، آپوپتوزیز در برگ، تخمک و دستجات آوندی در بسیاری از گیاهان در اثر فعالیت ژنی و عوام محیطی مانند درجه حرارت گزارش شده است (Shuraki and Sedgley, 1996)،تجزیه کیسه رویانی توسط Sedgley (1980)، در پسته، Tomer و همکاران (1980) در Persea، Catlin و Polito (1989) در گردو، Sedgley و Griffin (1989) در اوکالیپتوس و Mogensen (1975) در بلوط گزارش شده است. دو پدیده منجر به پوکی عبارتند از: بکرزایی (تولید میوه پوک در اثر عدم انجام لقاح) و استنواسپرموکارپی یا استنواسپرمی stenospermy) یا (stenospermocarpy (تولید میوه پوک در اثر سقط رویان پس از لقاح). پژوهشگران متعددی گزارش کردهاند که پدیده بکرزایی ویژگی رایج در ارقام مرکبات بدون دانه و استنواسپرموکارپی ویژگی برخی ارقام انگور بدون دانه است که هر دو پدیده در پسته رخ میدهند و سبب پوکی آن میشوند Grundwag and Fahn, 1969)؛ Bradley and Crane, 1975؛ (Crane, 1975, 1978.
در مطالعه تخمک میوههای پوک، دو وضعیت کلی مشاهده شد: الف) فقدان کیسه رویانی به همراه یک ناحیه با پخش شدگی رنگ در مرکز خورش که نشان دهنده میوههای لقاح نبافته (پارتنوکارپ) است،
ب) وجود کیسه رویانی بزرگ با اندوسپرم است که ممکن است فاقد یا دارای رویان در مراحل مختلف رویانی (کروی، قلبی و لپهای) باشد. در کیسههای رویانی اندوسپرمدار و فاقد رویان، ممکن است رویان در مراحل اولیه سقط شده باشد یا تنها سلول مرکزی تلقیح یافته باشد که اگر سقط رویان رخ داده باشد پوکی از نوع استنواسپرموکارپی است. پس از مرور گزارشهای پیشین، تاکنون در هیچ پژوهشی دیده نشده است که فقدان رویان به دلیل عدم تشکیل لقاح اصلی و تشکیل تخم رویانی باشد. به طور معمول، سقط دانه در مراحل مختلف نموی باعث ریزش میوه در پسته نمیشود و این حالت یک وضعیت معمول در خانواده Anacardiaceae است. این ویژگی در انبه (Mangifera indica L.) نشان داده شده است و به میزان زیادی با عوامل محیطی به ویژه دمای بالا به هنگام گردهافشانی یا در اوایل نمو میوه بستگی دارد (Gonzalez and Vesprini, 2010). لقاح یگانه در برخی گیاهان مانند ذرت و گل آهار (Miyajima, 2006) گزارش شده است که ممکن است در مورد پسته هم رخ دهد.
|
به تحلیل رفتگی خورش اشاره میکند، X7؛ (C کیسه رویانی کوچک، فاقد رویان و دارای اندوسپرم پیش از برداشت، X3؛ (D کیسه رویانی فاقد رویان و دارای اندوسپرم زمان برداشت، X3؛ (E کیسه رویانی دارای رویان کروی و اندوسپرم پیش از برداشت، X5؛ (F کیسه رویانی دارای رویان کروی و اندوسپرم زمان برداشت با آثاری از تجزیه سلولهای کیسه رویانی، X7؛ (G کیسه رویانی دارای رویان قلبی و اندوسپرم پیش از برداشت، پیکان به اندوسپرم اشاره میکند، X10؛ (H کیسه رویانی دارای رویان قلبی و اندوسپرم زمان برداشت، پیکان به اندوسپرم و نوک پیکان به رویان اشاره میکنند، X7؛ (I کیسه رویانی دارای رویان لپهای به همراه باقیمانده اندوسپرم پیش از برداشت،X4؛
(J کیسه رویانی دارای رویان لپهای به همراه باقیمانده اندوسپرم زمان برداشت، پیکان به تخریب رویان اشاره میکند، X 3. H= هیپوستاز،
En= اندوسپرم، RAM= مریستم رأس ریشه.
جمعبندی
تخمک Pistacia vera، منفرد، پُرخورش، تک پوسته و به صورت واژگون با تمکن قاعدهای در تخمدان مستقر است که در آن کیسه رویانی نوع پلیگونوم تا یک هفته پس از شکوفایی کامل سازمان مییابد. در مراحل نمو تخمک، برخی ناهنجاریها از جمله: عدم تشکیل کیسه رویانی، تجزیه کیسه رویانی، تشکیل کیسه رویانی کوچک و ناهنجار، قطع دسته آوندی درون بند، حضور تخم بدون اندوسپرم و حضور اندوسپرم بدون تخم مشاهده شد که این ناهنجاریها در نهایت باعث عدم رشد کافی تخمک و تولید میوه پوک یا نیمهپوک در پسته میشوند. میوههای پوک پسته دو نوع کلی پوکی یعنی بکرزایی و استنواسپرموکارپی را نشان میدهند.
سپاسگزاری
نگارندگان از همه عزیزانی که به نحوی در انجام این پژوهش یاری رساندند تشکر و قدردانی مینمایند.
)
