بررسی سیتوتاکسونومی جنس Leucopoa Griseb. از خانواده Poaceae در ایران

نویسندگان

گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

در این مطالعه سیتوتاکسونومی جنس Leucopoa Griseb. در ایران مطالعه شده است. این جنس در ایران واجد دو گونه L. sclerophylla و L. psedosclerophylla است. تاکنون گزارش کروموزومی در مورد گونه‌های این جنس ذکر نشده است. در این مطالعه، تعداد 3 جمعیت متعلق به دو گونه فوق بررسی شده‌اند. مطالعات، عدد پایه 7=x و سطح پلوئید 42=x6=n2 و همچنین، کاریوتیپ تقریباً نامتقارن را برای گونه‌های این جنس نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A cytotaxonomic study of Leucopoa Griseb. (Poaceae) in Iran

نویسندگان [English]

  • Annahita Ebrahimpour
  • Mohammadreza Rahiminejad Ranjbar
Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In this study, the cytotaxonomy of the genus Leucopoa Griseb in Iran was investigated. This genus possesses two speices namely L. sclerophylla and L. pseudosclerophylla in Iran. A total of three accessions belonging to L. sclerophylla and L. pseudosclerophylla were examined in this investigation. So far, no chromosome number has been reported in this genus. The diploid numbers counted in this study were 2n=42 and x=7 for three populations belonging to two studied species. The karyotypic observations and chromosomal parameters showed more or less nonsymmetrical profiles in this genus.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cytotaxonomy
  • Leucopoa
  • Iran
  • Poaceae

 مقدمه

Grisebach (1852) نخستین بار جنس Leucopoa را بر اساس گونۀ L. sibirica در فلورا روسیکا معرفی کرد. در سال 1934 Kreczetowiz و Bobrov گونه Poa albida را که در سال 1831 توسط Turczaninow ex. Trinius، معرفی شده بود، به جنس Loucopoa منتقل و گونۀL. sibirica Griseb.را با آنمترادف نمودند که در این صورت جنس باقیماند، اما گونه(تیپ اولیه آن، L. sibirica) به صورت گونۀ جدید (New com.) در آمد. از جمله نقل و انتقالات دیگر، قرار دادن دو گونۀ Poa karavatica (Beguinot.) V.krecz. & Bobrov وFestuca sclerophylla (Boissier. & Hoehen.) V. Kreczetowicz. & Bobrov توسط Bobrov & Krecz در ذیل گونه‌های L. karavatica (Beg) V. krecz. & Bobrov و L. sclerophylla (Boiss. & Hohen.) V. Krecz. & Bobrov است. Bor (1970) در محدودۀ فلورا ایرانیکا سه گونۀ جدید و یک مترادف‌سازی جدید در این جنس انجام داد که به معرفی گونۀ جدید
L. hedgei Bor منجر شد. بدین ترتیب، در محدودۀ فلورا ایرانیکا، مجموعاً 5 گونه Leucopoa معرفی شده است که 4 گونه آن منتقل شده از دو جنس PoaوFestuca (یعنی L. karavatica و L. albida منتقل شده از Poa و L. sclerophylla وL. psudosclerophylla (Krivot.) Bor منتقل شده از Festuca) هستند و یک گونۀ جدید که تیپ آن از افغانستان است (L. hedgei). در فلورا ایرانیکا 5 گونه از جنس Leucopoa Griseb. معرفی گردیده‌اند که دو گونه از آن (L. sclerophylla & L. pseudosclrophylla) در ایران وجود دارند. وضعیت سیتوتاکسونومی این جنس تا کنون گزارش نشده است؛ هرچند دربارة برخی از جنس‌های این طایفه، برای مثال، PoaوFestuca گزارش‌هایی وجود دارد (Goldblatt and Johnson ,1979). بر این پایه، عدد کروموزومی در این طایفه 7=x است. با توجه به فقدان گزارش‌های کروموزومی درباره این جنس، در این بررسی وضعیت کروموزومی گونه‌های جنس Leucopoa در ایران مطالعه می‌شود.

 

مواد و روش‌ها

تهیه پهنه میتوزی

به منظور بررسی سیتوتاکسونومی از جنس Leucopoa، 3 جمعیت با روش Agayev (1996) مورد مطالعه قرار گرفت (جدول 1). از هر جمعیت مورد مطالعه تعدادی بذر به طور تصادفی انتخاب گردید. برای از بین بردن خواب بذر برخی از جمعیت‌ها از دمای 4 درجه سانتیگراد (درون یخچال) به مدت
10-15 روز استفاده شد. پس از تقریباً 8-10 روز بذرهایی که طول ریشه آنها 5/1-2 سانتی‌متر بود، انتخاب شد. در این مطالعه از پیش‌تیمار آلفا-برومونفتالین به مدت 4-6 ساعت استفاده گردید.

نمونه‌ها جهت تثبیت به مدت 24 تا 36 ساعت با محلول Leyitskey در یخچال نگهداری شدند. سپس ریشه‌ها را به مدت 3 ساعت با آب جاری شستشو داده و پس از آن به مدت دلخواه در الکل اتیلیک 70 درصد نگهداری گردید. برای جداسازی سلول‌ها، ریشه‌ها را به مدت 10 دقیقه در دمای 60 درجه سانتیگراد در محلول سود (NaoH) یک نرمال نگهداری شدند. ریشه‌ها به منظور رنگ‌آمیزی در محلول هماتوکسیلین، به مدت 24 ساعت در دمای 30 درجه سانتیگراد نگهداری گردیدند. سپس ریشه‌ها به مدت 20-25 دقیقه در آنزیم سلولاز-پکتیناز قرار داده شدند و با روش له کردن سلول‌ها (squash method) مطالعه میتوز از بافت مریستمی انتهای ریشه صورت گرفت.

 

تحلیل داده‌ها

دسته‌بندی کروموزوم‌ها بر اساس طرح Leavan و همکاران (1965) انجام شد. اندازه‌گیری هر یک از بازوهای کروموزومی، با استفاده از نرم‌افزار Image tool صورت گرفت. بر اساس اندازه به دست آمده از طول بازوهای کوچک و بزرگ با نرم‌افزار Excel آیدوگرام مربوط به هر یک از جمعیت ها به دست آمد. همچنین TF% (ضریب شاخص تقارن) و S% (ضریب استبینز) و میانگین طول کروموزوم±انحراف معیار SE)±(MCL و ضریب تنوع‌پذیری (C.V.) بر اساس روابط زیر نیز برای جمعیت‌های مورد مطالعه محاسبه شد.

 

مشاهدات

بر اساس مشاهدات حاصل از این مطالعه، عدد پایۀ کروموزومی در این جنس 7=x و همچنین شمارش کروموزومی در تمام جمعیت‌ها ثابت است (شکل‌های 1 ،2 و 3). طول کلی کروموزوم (TL, Total haploid chromosome Length)، طول بازوی بلند (L=long arm)، طول بازوی کوتاه (S=short arm)، تعداد ماهواره و همچنین نوع کروموزوم‌ها بر‌ اساس طرح Leavan و همکاران (1965) برای 3 جمعیت مذکور، اندازه‌گیری و تعیین گردید و همچنین، در جمعیت‌های شماره 1 و 3 ماهواره مشاهده گردید (جدول 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1- نمونه‌های جمعیتی جمع‌آوری شده و مطالعه شده از جنس Leucopoa Griseb. از مناطق مختلف در ایران

شماره

جمعیت

گونه

مشخصات گونه

تاریخ جمع‌آوری

محل جمع‌آوری

ارتفاع

از سطح دریا

(متر)

1

L. pseudosclerophylla

خوشه مرکب فشرده، زبانک دو لوبه، پوشه پائینی نیزه ای، دارای ریزوم

23/04/1389

خراسان شمالی- مشهد- روستای زشک- محله کنگ

1670

2

L. sclerophylla

خوشه مرکب گسترده و باز، زبانک شرابه ای، پوشه پایینی تخم مرغی و نوک تیز، ریشه افشان

22/04/1389

خراسان شمالی- اسفراین- روستای اردغان- شیب شرقی

1730

3

L. sclerophylla

خوشه مرکب گسترده و باز، زبانک شرابه ای، پوشه پائینی تخم مرغی و نوک تیز، ریشه افشان

24/04/1389

سمنان- شاهرود- بسطام به سمت مجن- روستای نکارمن

2300-2118

 

جدول 2- جدول بررسی تعداد کروموزوم ها و ماهواره ها مربوط به گونه های جنس .Leucopoa Griseb

ردیف

گونه

شماره جمعیت

تعداد کروموزوم

تعداد ماهواره

1

L. pseudosclerophylla

1

42

3

2

L. sclerophylla

2

42

0

3

L. sclerophylla

3

42

0

 

a1

 

 

a2

 

 

a3

 

 

شکل 1- پهنه میتوزی، کاریوگرام، کاریوتیپ جمعیت 1 (a3, a2, a1)، گونه L. pseudosclerophylla

طول بازوی بلند (Series 1)، طول بازوی کوتاه (Series 2)

 

 

 

 

b1

 

 

b2

 

 

b3

 

 

شکل 2- پهنه میتوزی، کاریوگرام، کاریوتیپ جمعیت 2 (b3, b2, b1)، گونه L. sclerophylla

طول بازوی بلند (Series 1)، طول بازوی کوتاه (Series 2)

 

c3

 

 

c2

 

 

c1

 

 

 
 

شکل 3- پهنه میتوزی، کاریوگرام، کاریوتیپ جمعیت 3 گونه L. sclerophylla (c3, c2, c1)

طول بازوی بلند (Series 1)، طول بازوی کوتاه (Series 2)

 

 

 

 

جدول3- جدول اندازه‌گیری و بررسی کروموزومی جمیعت‌های 1، 2 و 3، نوع کروموزوم: متاسانتریک (m)، ساب‌متاسانتریک (sm).

 

جدول 4- جدول اندازه گیری میانگین طول بازوی بلند، میانگین طول بازوی کوتاه، میانگین طول کل (TL)، ضریب استبینز (S%)،
ضریب شاخص تقارن (TF%)

شماره

جمعیت

میانگین طول

کل

عدد دیپلوئید

2n

ضریب

استبینز (%)

ضریب شاخص

تقارن (%)

فرمول کاریوتیپی

میانگین طول

بازوی بلند

میانگین طول

بازوی کوتاه

1

93/107

42= n 2

43

43

m 6

83/60

86/46

2

13/79

42= n 2

62

42

sm1 + m6

7/47

61/33

3

87/85

42= n 2

51

40

sm2 + m5

74/49

78/33

 


بحث

نتایج حاصل از شمارش کروموزومی 3 جمعیت مورد مطالعه از جنس Leucopoa (جمعیت 1 گونة،
L. pseudosclerophylla و جمعیت‌های 2 و 3 گونة
L. sclerophylla) از نواحی پراکنش این جنس در ایران، عدد پایه 7=x و سطح پلوئید 42=x6=n2 را نشان می‌دهد. مقادیر TF%، میانگین طول بازوهای کوتاه و بلند، میانگین طول کل در بین جمعیت‌های 2 و 3 (متعلق به گونه L. sclerophylla) به یکدیگر نزدیک هستند (جدول 4). اندازه‌ طول بازوهای بلند و کوتاه (جدول 3) که برای به دست آوردن مقدار TF% لازم هستند و همچنین مقادیر به دست آمده از TF% از 3 جمعیت که به 50% نزدیک است، نوع کروموزوم‌ها را متاسانتریک تا ساب‌متاسانتریک نشان می‌دهد (شکل‌های 1، 2 و 3) همچنین با توجه به مقادیر به‌دست‏ آمده از S%، از نظر طول کروموزوم‌ها تنوع در بین جمعیت‌ها مشاهده می‌شود؛ با ذکر این نکته که مقادیر به‌دست‏ آمده به 100% نزدیک نیستند. ضریب تنوع‌پذیری (C.V.) و میانگین طول کروموزوم±انحراف معیار در 3 جمعیت مورد مطالعه به ترتیب 07/0 و 8/6±97/90 است. با توجه به مشاهدات و تحلیل‌های این مطالعه مشخص گردید که این جنس دارای کاریوتیپی تقریباً نامتقارن است. قابل به ذکر است که به علت طویل بودن طول کروموزوم‌ها، تهیه پهنه میتوزی و به تبع آن، تهیه کاریوتیپ و کاریوگرام و همچنین، مشاهده ساتلایت به سختی صورت گرفت که این مطلب می‌تواند دلیل بر ذکر این نکته باشد که چرا تاکنون عدد کروموزومی این جنس تعیین نشده است. با توجه به این موضوع که عدد کروموزومی تاکسون‌های نزدیک به این جنس (مانند F. sclerophylla) نیز تاکنون تعیین و گزارش نشده است.

 

 

منابع

Agayev, M. (1996) Advanced squash method for investigation of plant chromosome. Institute of Genetics and Selection. Baku.

Bor, N. L. (1970) Gramineae. In: Flora Iranica (ed. Rechinger, K. H.). 70: 70-73. Akademische Druck-u. Verlagsantalt Graz-Austria.

Grisebach, A. H. R (1852) Leucopoa. In: Flora Rossica (ed. Ledebour, C. F. V.) 4: 383.

Goldblatt, P. and Johnson, D. E. (1979) Index to Plant Chromosome Number (IPCN) http://www.mobot.org/w3T/search/ipcn.html. on: 20 December 2009.

Kreczetowiz, V. and Bobrov, B. (1934) In: Flora of the U.S.S.R. (English Trans) Bishensingh Mamahendra Pal Singh and Koeltz Scientific Books. (ed. Komarov, V. L.) 2: 2: 495.

Levan, A., Fedge, K. and Sondberg, A. (1965) Nomencalture for centromeric position on chromosomes. Hereditas 52: 201-220.