بررسی گرده‌شناسی و ریزریخت‌شناسی سطح اندوکارپ دانۀ دو گونه تنگرس Rhamnus cathartica L. و Rhamnus pallasii Fisch. & C. A. Mey. از تیرۀ Rhamnaceae در شمال ایران

نویسندگان

1 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی‌مهندسی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد زیست گیاهی، دانشکده علوم پایه و فنی‌مهندسی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

3 کارشناس ارشد زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی‌مهندسی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

چکیده

در پژوهش حاضر، دوگونۀ Rhamnus pallasiiو catharticaRhamnus از تیرۀ  Rhamnaceaeدر شمال ایران ازنظر ریزریخت‌شناسی سطح دانه و گرده‌شناسی بررسی شدند. ویژگی‌هایی ازجمله محور قطبی (P)، محور استوایی (E) و نسبت طول محور قطبی به طول محور استوایی (P/E) گرده با میکروسکوپ نوری، شکل کلی دانۀ گرده در نمای قطبی و استوایی، تزئینات سطح اگزین و سطح اندوکارپ (درون‌بر میوه) دانه با عکس‌برداری میکروسکوپ الکترونی (SEM) بررسی شدند. نتایج نشان دادند شکل عمومی دانۀ گردۀ گونۀ Rh. pallasii از دید قطبی کروی Spheroidal تا سه‌گوش Subtriangular و از دید استوایی subprolate، سه‌شیاره (tricolporate) و دارای پل‌های عرضی استوایی در محل شیارهاست. تزئینات خارجی در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisiiمشبک توخالی با ابعاد متفاوت، در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. iranicaمشبک پر با سطح صاف و در Rh. × spathulifolia مشبک و میزان تراکم شبکه‌ها کم است. در تمام تاکسون‌های فروگونه‌ای، میوه شفت شامل 2 تا 3 دانه، دانه تخم‌مرغی‌شکل به رنگ قهوه‌ای روشن و تیره، دارای یک شیار در سطح شکمی و تزئینات سطح آن Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم) است. بزرگ‌ترین دانه درگونۀ Rh. pallasii، طولانی‌ترین‌ترین شیار در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. pallasii، کوچک‌ترین دانه در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisii، کوتاه‌ترین‌ترین شیار در Rh. × spathulifolia و گونۀ Rh. cathartica و بزرگ‌ترین دانه در واریتۀ Rh. cathartica var. cathartica مشاهده شد. نتایج پژوهش حاضر نشان می‌دهند تزئینات سطحی دانۀ گرده برای جداسازی زیرگونه‌ها و واریته‌ها مفید است و طبقه‌بندی کلاسیک در مورد زیرگونه یا بخش را تأیید می‌کند؛ ازسویی، اندوکارپ دانه صفت تاکسونومیک مناسبی برای تقسیم‌بندی زیرگونه‌ها نیست و صفت‌های بررسی‌شده بین تاکسون‌ها بسیار مشابه هستند.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Pollen Morphology & Endocarp Studies of Rhamnus cathartica L., and Rhamnus pallasii Fisch. & C. A. Mey (Rhamnaceae) in North of Iran

نویسندگان [English]

  • Ali Sattarian 1
  • Somaneh Mahdiyani 2
  • Meisam Habibi 3
1 Associate Professor Department of Biology, Faculty of Science, University of Gonbad-e- Kavous, Gonbad-e- Kavous, Iran
2 M. S. Graduate of Biology, Faculty of Science, University of Gonbad-e- Kavous, Gonbad-e- Kavous, Iran
3 3 M. S. Department of Biology, Faculty of Science, University of Gonbad-e- Kavous, Gonbad-e- Kavous, Iran
چکیده [English]

Pollen morphology of Rhamnus pallasii and Rhamnus cathartica from the family of Rhamnaceae in North of Iran was examined under LM and SEM. Polar axis (P). Equatorial axis (E) and P/E were measured under LM. Exile ornamentation and endocarps of seeds were observed by scanning electron microscope. Based on pollen data, Rh.pallasii the shape is spheroidal and subtriangular in polar view; moreover, subprolate and tricolprate shapes were observed in equatorial view. Ornamentation of exine was obscure or indistinctly reticulate in Rh. pallasii subsp. iranica and Rh. X spathulifolia. Fruit of examined species was dropped with 2-3 seeds. All seeds were presented in ovate shape with light-brown color. Ornamentation of endocarp was foveolate and promaninted spotty. The biggest seed was presented in Rh. Pallasii and the smallest was observed in Rh. Pallasii subsp .Pallasii. The results of current research showed that ornamentation of exine is a valuable taxonomic character in the examined species; in addition, endocarp of seeds was to a great extent similar.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rhamnaceae
  • Rh. cathartica
  • Rh.pallasii
  • Iran
  • Endocarp
  • Palynology

مقدمه

تنگرس با نام علمی Rhamnus L. یکی از بزرگ‌ترین و اصلی‌ترین سرده‌های خانوادۀ Rhamnaceae است (Mabberley, 1987) که حدود 100 تا 125 گونه با پراکنش در مناطق گرمسیری تا معتدل جهان و نیمه‌حاره‌ای نیمکرۀ شمالی دارد (Kurylo et al., 2007). این گیاه به‌طور عمده بومی شرق آسیا و شمال آمریکاست و به‌شکل محلی در نیمه‌گرمسیری نیمکرۀ جنوبی، در بخش‌هایی از آفریقا و جنوب آمریکا دیده می‌شود. بر اساس فلور ایران،
8 گونه از این سرده در مناطق زاگرسی ایران و تورانی و خزری انتشار دارند (Soufiyan and dinarvand, 2007) که ازنظر شکل رویشی درختان کوتاه، درختچه، اغلب خاردار و به‌ندرت علفی هستند. بررسی منابع، فلورهای ایران و کشورهای هم‌جوار اختلاف‌نظر گیاه‌شناسان در تعیین روابط بین‌گونه‌ای و تعداد گونه‌های این تاکسون را نشان می‌دهد؛ به‌طوری‌که Boissier (1872) در فلورا اورینتالیس (فلور شرق)
25 گونه (6 گونه برای ایران)، Shishkin و Bobrov (1974) در فلور روسیه U.S.S.R (شوروی سابق)
19 گونه (5 گونه در ایران)، Browicz و Zielinski (1977) در فلورا ایرانیکا 6 گونه و 1 هیبرید در ایران و Mobayen (1995) در رستنی‌های ایران 6 گونه برای این سرده معفی کرده‌اند. در مطالعه‌های اخیر، Soufiyan و Dinarvand (2007) این سرده را به
8 گونه و 1 هیبرید در ایران رده‌بندی کرده‌اند؛

1. Rh. cornifolia Boiss. & Hohen.

2. Rh. cathartica L.

3. Rh. pallasii Fisch. & C. A. Mey.

4. Rh. kurdica Boiss. & Hohen.

5. Rh. persica Boiss.

6. Rh. prostrata Jacquem.

7. Rh. oleoides L.

8. Rh. minuta Grub.

Rh. × spathulifolia Fisch. & C. A. Mey., Ind. Sem. Hort. Petrop.

تا‌به‌حال بررسی علمی جامعی دربارۀ جمعیت‌های گونه‌های این سرده انجام نشده است. نگاهی دقیق به مجموعه منابع یادشده نشان می‌دهد از بین گونه‌های سردۀ Rhamnus، دو گونۀ Rh. cathartica L. و
Rh. pallasii Fisch. & C. A. Mey. پراکنش جغرافیایی وسیع و تنوع درون‌گونه‌ای پیچیده‌ای در ایران دارند (Soufiyan and dinarvand, 2007). گسترش این دو گونه عمدتاً در مناطق دامنه استپی - خشک، پوشیده از بوته، جنگل‌های خشک پهن‌برگ، رودخانه‌های شیب‌دار، دامنه‌های صخره‌ای، تپه‌ها و کوهپایه‌ها، شکاف سنگ‌ و دیوارۀ دره از ارتفاع 1000 تا 1700 متر است (Shishkin and Bobrov, 1974). در مجموعه فلورهای ایران، دو واریتۀ Rh. cathartica var. cathartica و Rh. cathartica var. caucasica Kusn., Bull بر اساس وضعیت کرک در شاخه‌ها، دمبرگ‌ها و برگ‌ها برای گونۀRh. Cathartica و سه زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. pallasii،Rh. pallasii subsp. sintenisii (Rech. f.) Browicz &. J. Zielinski. و (Hausskn, in Bornm.) Browicz &. J. Zielinski. Rh. pallasii subsp. iranica باتوجه‌به تنوع شکل و اندازۀ برگ‌ها و رنگ شاخه‌های مسن برای Rh. pallasiiتشخیص داده شده‌اند و به Rh. × spathulifolia اشاره شده که هیبریدی از دو گونۀ یادشده است (Browicz and Zielinski, 1977; (Soufiyan and Dinarvand, 2007. مطالعه‌های بسیاری نشان داده‌اند صفت‌های ریزریخت‌شناسی سطح دانه و گرده‌شناسی کارایی بسیاری در تاکسونومی دارند. علم گرده‌شناسی ابزار مناسبی در پژوهش‌های تاکسونومی گیاهی برای تعیین روابط خویشاوندی گیاهان است و برای تشخیص و تعیین تمایز خانواده‌ها، تاکسون‌ها، گونه‌ها و حتی زیرگونه‌ها استفاده می‌شود (Erdtman, 1952). برخی گونه‌های تیرۀ Rhamnaceae و جنس Rhamnusاز دیدگاه گرده‌شناسی مطالعه شده‌اند. نخستین‌بار Erdtman (1952) الگوی ریخت‌شناسی دانۀ گرده را به‌طور علمی بررسی کرد. Papagiannes (1974) گردۀ بسیاری از جنس‌های خانوادۀ Rhamnaceae را با میکروسکوپ الکترونی بررسی کرد. El-Ghazaly (1991) ریخت‌شناسی دانۀ گردۀ خانوادۀ Rhamnaceae را در کشور قطر مطالعه کرد. مطالعۀ ریخت‌شناسی گردۀ
25 گونه از این تیره در چین با میکروسکوپ نوریLM و میکروسکوپ الکترونی SEM انجام شد و بررسی‌ها نشان دادند شکل عمومی دانۀ گرده نیم‌بیضوی، سه‌ضلعی یا مثلثی‌شکل در منظر محور قطبی و سه‌شیاره با تزئینات اگزین مشبک است (Zhang Yu-Long, 1992. (Naimat و همکاران (2012) ریخت‌شناسی دانۀ گردۀ برخی گونه‌های جنس‌های منتخب خانوادۀ Rhamnaceae را مطالعه و شکل سطح اگزین، ریخت‌شناسی دانۀ گرده و نسبت طول محور قطبی به طول محور استوایی (P/E) را به‌عنوان صفت‌های مهم و ابزاری برای رده‌بندی بین‌گونه‌ای استفاده کردند؛ آنها نتیجه گرفتند اندازه، شکل و ریخت‌شناسی دانۀ گردۀ جنس و گونه‌های مختلف این خانواده به‌طور درخور توجهی متفاوت است. تاکنون هیچ گزارشی مبنی بر پژوهش دربارۀ ریخت‌شناسی دانۀ گرده و سطح اندوکارپ (درون‌بر میوه) دانۀ دو گونۀ موردمطالعه منتشر نشده است. سردۀ Rhamnus ازنظر ریخت‌شناسی دارای میوۀ شفت کروی تا بیضوی‌شکل، در حالت رسیده قرمز تا سیاه رنگ، دانه‌ها 2 تا 4 عدد، به قطر 2 تا 4 میلی‌متر و دارای شیار پشتی و به رنگ زرد استخوانی است (Soufiyan and dinarvand, 2007). جوانه‌زدن دانه بیرون خاک (Mozaffarian, 2004) و رویش دانه Epige است (Mobayen, 1995). هدف پژوهش حاضر، بررسی ریزریخت‌شناسی زیرگونه‌های مختلف دو گونۀ موردمطالعه و دستیابی به تفاوت‌های ریخت‌شناسی برای تفکیک زیرگونه‌ها باتوجه‌به دانۀ گرده و سطح اندوکارپ دانه و مطالعۀ روابط بین‌گونه‌ای است.

 

روش کار

به‌منظور انجام بررسی‌های ریزریخت‌شناسی دربارۀ جمعیت‌های گوناگون دو گونۀ‌ Rh. pallasii و
Rh. cathartica متعلق به جنس Rhamnus L. در ایران (شمال، شمال‌غرب، غرب، مرکز و شرق) با‌توجه‌به بیشترین پراکنش، نمونه‌ها از عرصه‌های انتشار طبیعی در نقاط مختلف شمال کشور (از محدودۀ گردنۀ حیران تا پارک ملی گلستان) طی سال 94-1393 جمع‌آوری شدند. نمونه‌های جمع‌آوری‌شده در هرباریوم دانشکدۀ علوم پایۀ دانشگاه گنبد کاووس (GKUH) نگهداری می‌شوند. برای تکمیل بررسی به‌ویژه در شرایط فقدان برخی نمونه‌ها یا کمبود آنها در رویشگاه‌های مختلف، از نمونه‌های هرباریوم ایستگاه پژوهش‌های اکولوژیک نوشهر استفاده شد (جدول‌های 1و 2). شناسایی نمونه‌ها بامراجعه‌به فلور شرق (Boissier, 1872)، فلور روسیه (شوروی سابق) (Shishkin and Bobrov, 1974)، فلورا ایرانیکا (Browicz and Zielinski, 1977)، فلور ایران (Soufiyan and dinarvand, 2007) و کتاب رستنی‌های ایران (Mobayen,1995) انجام شد. در بررسی حاضر، روش Erdtman (1943) برای استولیز دانه‌های گرده استفاده شد.

به‌منظور تهیۀ دانۀ گرده، یک گل سالم و مناسب از هر بوته انتخاب و زیر استریومیکروسکوپ، پرچم‌ها از سایر قسمت‌های گل جدا شدند. برای جلوگیری از آلودگی به گرده‌های سایر گیاهان سعی شد بساک‌هایی انتخاب شوند که شکوفا نشده باشند. سپس بساک‌ها داخل آب مقطر و با نوک سوزن شکافته شدند تا گرده‌ها در آب پخش شوند و درمرحلۀ بعد، از صافی عبور داده شدند. دانه‌های گرده به میکروتیوب‌های
5/0 میلی‌لیتری منتقل و به‌ترتیب با آب مقطر و استیک‌اسید گلاسیال طی سه مرحله و هر مرحله به مدت 10 دقیقه با دور 1000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شدند. پس‌ازآن، محلول استولیز (9 قسمت انیدریک‌اسید: 1 قسمت سولفوریک‌اسید) به هر لوله اضافه و لوله تا زمان قهوه‌ای‌شدن محلول در دستگاه بنماری قرارداده شد؛ سپس به‌ترتیب دو مرحله با استیک‌اسید و الکل، یک مرتبه با آب مقطر و درنهایت با محلول (نسبت 1 به 1 گلیسرین با آب مقطر) سانتریفیوژ شد. پس‌ازآن، مواد داخل لوله دور ریخته شد و قطعۀ کوچکی از گلیسرین ژلی به رسوبات ته لولۀ سانتریوفیوژ آغشته شد، روی لام گذاشته و حرارت داده شد و سپس با عدسی شیئی 100 میکروسکوپ نوری بررسی شد. درنهایت، از دید قطبی و استوایی به‌طور میانگین 20 عدد دانۀ گرده از هر زیرگونه با دوربین دیجیتال عکس تهیه شد. اندازه‌گیری با نرم‌افزار Image Tools ver 3.0 انجام شد.

میکروسکوپ SEM امکان تهیۀ تصویر سه‌بعدی را فراهم می‌کند؛این امر برای تشخیص شکل دانۀ گرده بسیار باارزش است. وضوح بسیارخوب میکروسکوپ الکترونی ممکن است امکان مشاهدۀ اشکالی را فراهم کند که با میکروسکوپ نوری دیده نمی‌شوند (Major, (1986. برای مطالعۀ تزئینات سطح دانۀ گرده با میکروسکوپ الکترونی، گل‌های سالم و رسیدۀ گونه‌های موردمطالعه‌ جمع‌آوری و بساک‌ها با سوزن و پنس زیر لوپ باز شدند و دانه‌های گرده به سوزن چسبیدند. استاپ‌ها به اندکی چسب آغشته شدند و سپس مقدار زیادی گرده روی استاپ‌ها قرار گرفتند. پس‌از‌آن، استاپ‌ها در دستگاه لایه‌نشان گذاشته و پس‌از 15 دقیقه از دستگاه خارج شدند و داخل دستگاه SEM، مدل VEGA// TESCAN-LMU با ولتاژ 15 و 22 کیلوولت در مرکز پژوهش متالورژی رازی تهران بررسی شدند. تصویربرداری از دانه‌های گرده با بزرگ‌نمایی‌های متفاوت انجام شد. پس‌از اندازه‌گیری صفت‌های یادشده، تعیین طبقه، اندازه و شکل دانۀ گرده بر اساس طبقه‌بندی Erdtman (1943) انجام شد.

 

جدول 1- لیست گونه‌ها و جمعیت‌های مطالعه‌شده در مطالعه‌های گرده‌شناسی

ردیف

نام گونه

محل جمع‌آوری

مشخصات هرباریومی

1

Rh. pallasii subsp. sintenisii

گلستان، محور آزادشهر به شاهرود، 35 کیلومتری خوش‌ییلاق، 681 متر، مهدی‌ یانی، کسلخه

802521-GKUH

2

Rh. pallasii subsp. iranica

گلستان، 90 کیلومتری گنبد کاووس، اطراف زیارتگاه خالدنبی، 568 متر، مهدی ‌‌یانی، کسلخه

GKUH-802538

3

Rh.× spathulifolia

مازندران، بابلسر، روستای میررود، 6 متر، حبیبی

GKUH-802618

 

برای مطالعۀ سطح اندوکارپ، ابتدا میوه‌ها در آب قرار داده شدند و دانه‌ها جدا و شسته شدند و پس‌از خشک‌شدن به روش مرسوم آبگیری، روی صفحه‌های مخصوص (stage) چسبانده شدند. بذرها پس‌از ثابت‌شدن روی پایه به‌منظور طلااندودشدن به دستگاه ION COATER منتقل شدند. نمونه‌ها با میکروسکوپ الکترونی SEM مدل PEMTRON با ولتاژ 15 و 22 کیلوولت تصویربرداری شدند. سپس طول و عرض بذر و طول شیار با نرم‌افزارImage tools ver 3.0  اندازه‌گیری شد.

 

جدول 2- لیست گونه‌ها و جمعیت‌های بررسی‌شده ازنظر ریخت‌شناسی اندوکارپ میوه

ردیف

نام گونه

محل جمع‌آوری

ویژگی‌های هرباریومی

1

Rh. pallasii subsp. pallasii

گیلان، لوشان به جیرنده، روستای بیورزین، نزدیک امامزاده حنفیه، 1020-1005 متر، مهدی یانی، حبیبی

802592-GKUH

2

Rh. pallasii subsp. sintenisii

گلستان، محور آزادشهر به شاهرود، 35 کیلومتری خوش‌ییلاق، 1 کیلومتری روستای نرگس چال، 571 متر، مهدی یانی، حبیبی، کسلخه

GKUH-802628

3

Rh. pallasii subsp. iranica

مازندران، رویان، 20 کیلومتری گلندرود، 528 متر، مهدی یانی، حبیبی

GKUH-802613

4

Rh. × spathulifolia

مازندران، بابلسر، روستای میررود، 6- متر، مهدی یانی، حبیبی، کسلخه

GKUH-802618

5

Rh. cathartica var. cathartica

مازندران، نوشهر، منطقۀ کجور بعداز کندلوس-نیچکوه، 2200 متر، امینی، زارع

3639-HNBG

6

Rh. cathartica var. caucasica

مازندران، رامسر، اشکوارات، پوده، 1900-1700 متر، امینی، زارع

3641-HBNG

 


نتایج.

نتایج مطالعه‌های گرده‌شناسی.

در مطالعۀ حاضر، صفت‌هایی مانند طول محور قطبی (P)، قطر استوایی (E)، نسبت P/E، طول شیار، عرض شیار و ضخامت اگزین اندازه‌گیری شدند. نتایج اندازه‌گیری‌ها در جدول (3) ارائه شده است.

Rh. pallasii subsp. sintenisii: دانه‌های گرده از دید استوایی بیضوی‌شکل تا حدودی کروی و از دید قطبی کروی و سه‌لوبی هستند. نسبت P/E بر اساس روش استولیز 17/1 میکرومتر، subprolate و بر اساس میکروسکوپ الکترونی SEM 76/1 میکرومتر، prolate است. تیپ گرده‌ای سه‌شیاره (tricolporate)، جورقطب (isopolar) با تقارن شعاعی (radiosymmetric) است. شیارها در محور استوایی کشیده و 72 درصد محور قطبی را تشکیل داده‌اند. عرض شیارها به‌طور متوسط 83/3 میکرومتر است. شیار طویل و در انتها تیز و دارای عمق زیاد است. در میانۀ گرده، پل‌های عرضی استوایی در شیارها تشکیل شده‌اند که کاملاً مشخص هستند. کل ضخامت اگزین 30/1 تا 80/1 میکرومتر است و دارای تزئینات خارجی مشبک توخالی با ابعاد متفاوت و فرورفتگی و برآمدگی است؛ به‌طوری‌که برجستگی‌هایی توسط شبکه در قسمت اگزین دیده می‌شوند (شکل 1، A1 و A2 و شکل 2، A1-A4)

Rh. pallasii subsp. iranica: دانه‌های گرده از دید استوایی بیضوی‌شکل و از دید قطبی سه‌گوش و سه‌لوبی، سه‌شیاره، جورقطب با تقارن شعاعی هستند. نسبت P/E بر اساس روش استولیز 16/1 میکرومتر، subprolate و بر اساس میکروسکوپ الکترونی SEM 78/1 میکرومتر، prolate است. شیارها در محور استوایی کشیده و
79 درصد محور قطبی را دربرگرفته‌اند. عرض شیارها به‌طور متوسط 43/6 میکرومتر است. شیار طویل و در انتها تیز و دارای عمق زیاد است. پل‌های عرضی استوایی به‌طور مشخص تشکیل شده‌اند. کل ضخامت اگزین 43/1 تا 22/2 میکرومتر و دارای تزئینات خارجی مشبک پر با سطح صاف است؛ به‌طوری‌که بافت میان شبکه‌ها پر شده است (شکل 1، B1 و B2 و شکل 2، B1-B4)

Rh. × spathulifolia:دانه‌های گرده از دید استوایی بیضوی و از دید قطبی سه‌گوش تا حدودی کروی و سه‌لوبی، سه‌شیاره، جور‌قطب با تقارن شعاعی هستند. نسبت P/E بر اساس روش استولیز 18/1 میکرومتر، subprolate و بر اساس میکروسکوپ الکترونی SEM 71/1 میکرومتر، prolate است. شیارها در محور استوایی کشیده و 74 درصد محور قطبی را تشکیل داده‌اند. عرض شیارها به‌طور متوسط 05/4 میکرومتر است. شیار طویل و در انتها تیز و عمق شیارها زیاد است. پل‌های عرضی استوایی به‌طور مشخص تشکیل شده‌اند. کل ضخامت اگزین 12/1 تا 00/2 میکرومتر است. تزئینات خارجی مشبک و میزان تراکم شبکه‌ها کم و داخل شبکه با بافت خارجی گرده پر شده است (شکل 1، C1 و C2 و شکل 2، C1-C4).

بساک زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. pallasiiو گونۀ Rh. catharticaبرای مطالعۀ دانۀ گرده در دسترس نبود.

 

جدول 3- صفت‌های اندازه‌گیری‌شده در دانۀ گردۀ گونۀ Rh. pallasii بر اساس میکروسکوپ نوری

ضخامت اگزین

عرض شیار

طول شیار

نسبت P/E

قطر محور استوایی

طول محور قطبی

گونه

میانگین±
انحراف معیار

میانگین±
انحراف معیار

بیشینه-کمینه

میانگین±
انحراف معیار

بیشینه-کمینه

میانگین±
انحراف معیار

80/1-30/1

22/1±83/3

31/2±6/29

17/1

29-39

28/3±63/34

36-45

91/2±69/40

Rh. pallasii subsp. sintenisii

22/2-43/1

84/2±43/6

49/3-07/35

16/1

28-43

37/4±62/37

37-47

32/3±97/43

Rh. pallasii subsp. iranica

00/2-12/1

13/2±05/4

38/3±47/31

18/1

31-41

96/1±40/35

35-46

42/3±02/42

Rh.× spathulifolia

 

الف

 

 

 

ب

 

 

   
   

شکل 1- الف- دانۀ گرده Rh. × spathulifolia

(A. Polar view, B. Equatorial view, P. Length of polar axis, E. Length of equatorial axis, Ap. aperture, Br: bridge)

ب. تصاویر میکروسکوپ نوری (100×) دانۀ گردۀ گونۀ Rhamnus pallasii. A1. دید استوایی، A2. دید قطبیRh. pallasii subsp. sintenisii؛ B1. دید استوایی، B2. دید قطبی Rh. pallasii subsp. iranica؛ C1دید استوایی، C2. دید قطبی Rh. × spathulifolia

 

   
   
   
   
   
   

شکل 2- تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) دانۀ گرده. A1-A2. دید استوایی، A3. دید قطبی، A4. تزئینات سطح دانۀ گردۀ Rh. pallasii subsp. sintenisii؛ B1-B2. دید استوایی، B3. دید قطبی، B4. تزئینات سطح دانۀ گردۀ Rh. pallasii subsp. iranica؛ C1-C2. دید استوایی C3، دید قطبی، C4. تزئینات سطح دانۀ گردۀ Rh. × spathulifolia


مشاهده‌ها و نتایج مطالعه‌های ریخت‌شناسی اندوکارپ

دانۀ تخم‌مرغی‌شکل به رنگ قهوه‌ای روشن در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. pallasiiو قهوه‌ای تیره در دو زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisiiو
Rh. pallasii subsp. iranicaمشاهده می‌شود که طول آن حدود 3 تا 5 میلی‌متر است. زیرگونۀ
Rh. pallasii subsp. pallasii با میانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 01/5 و 74/2 میلی‌متر بزرگ‌ترین دانه را دارد (شکل 3، A و شکل 4، A1-A4)، Rh. pallasii subsp. sintenisiiبا میانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 04/4 و 85/2 میلی‌متر کوچک‌ترین دانه را دارد (شکل 3، B و شکل 4، B1-B4) و Rh. pallasii subsp. iranicaدارایمیانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 32/4 و 92/2 میلی‌متــر است (شکل 3، C، شکـل 4، C1-C4)؛ یک شیار در سطح شکمی دانه وجود دارد. طولانی‌ترین شیار با طول 11/4 میلی‌متر به زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. pallasii مربوط است. طول شیار در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisii63/3 میلی‌متر و در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. iranica91/3 میلی‌متر است. شکل بذر از قاعده به‌سمت ناف باریک می‌شود. تزئینات سطح اندوکارپ میوه Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم) است.

دانه در Rh. × spathulifolia تخم‌مرغی‌شکل و رنگ آن قهوه‌ای تیره است. یک شیار در سطح شکمی به طول 33/3 میلی‌متر وجود دارد. میانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 83/3 و 38/2 میلی‌متر است. فرم بذر از قاعده به‌سمت ناف باریک می‌شود. تزئینات سطح اندوکارپ دانه Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم) است (شکل 3، D و شکل 4، D1-D4).

دانه در گونۀ Rh. catharticaتخم‌مرغی‌شکل و قهوه‌ای تیره است. میانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 44/5 و 22/3 میلی‌متر است. واریتۀ Rh. cathartica var. cathartica دارای میانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 44/5 و 22/3 میلی‌متر و واریتۀ
Rh. cathartica var. caucasica دارای میانگین طول و عرض دانه به‌ترتیب 42/5 و 57/3 میلی‌متر است. ناف مشخص و تزئینات سطح اندوکارپ دانه در واریتۀ
Rh. cathartica var. cathartica به‌شکل چروک‌های ریز است و در واریتۀ Rh. cathartica var. caucasica به‌علت استفاده از نمونۀ هربایومی و قدیمی‌بودن بذر نامشخص است و به‌وضوح دیده نمی‌شود (شکل 4، F1-F2 و E1-E4).

صفت‌های بررسی‌شده در جدول (4) ارائه شده‌اند.

 

 

 

 

 

 

 

جدول 4- لیست صفت‌های بررسی‌شده ازنظر ریخت‌شناسی اندوکارپ میوه در دو گونۀRh. pallasii و Rh. cathartica(اعداد میانگین داده‌ها هستند)

تزئینات سطح دانه

رنگ دانه

شکل دانه

تعداد شیار

طول شیار(L)

(mm)

نسبت L/W

عرض دانه

(mm)

طول دانه (L)

(mm)

گونه

ردیف

Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم)

قهوه‌ای روشن

تخم‌مرغی

1

03/0±11/4

82/1

00/0±74/2

02/0±01/5

Rh. pallasii subsp. pallasii

1

Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم)

قهوه‌ای تیره

تخم‌مرغی

1

00/0±63/3

41/1

00/0±85/2

02/0±04/4

Rh. pallasii subsp. sintenisii

2

Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم)

قهوه‌ای تیره

تخم‌مرغی

1

01/0±91/3

47/1

02/0±92/2

01/0±32/4

Rh. pallasii subsp. iranica

3

Foveolate (دارای چال‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم)

قهوه‌ای تیره

تخم‌مرغی

1

01/0±33/3

60/1

02/0±38/2

02/0±83/3

Rh. × spathulifolia

4

دارای چروک‌های ریز

قهوه‌ای تیره

تخم‌مرغی

1

01/0±07/5

68/1

03/0±22/3

01/0±44/5

Rh. cathartica var. cathartica

5

-

قهوه‌ای تیره

تخم‌مرغی

1

-

51/1

01/0±57/3

01/0±42/5

Rh. cathartica var. caucasica

6

 

   
   

شکل 3- تصاویر بذر گونۀ Rh. pallasii subsp. pallasii. A. Rh. pallasii subsp. pallasii، B. Rh. pallasii subsp. sintenisii، C.
Rh. pallasii subsp. iranica، D. Rh. × spathulifolia

   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

شکل 4- تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) اندوکارپ (درون‌بر میوه). A1-A4. Rh. pallasii subsp. Pallasii؛ B1-B4. Rh. pallasii subsp. sintenisii؛ C1-C4. Rh.pallasii subsp. iranica؛ D1-D4. Rh. × spathulifolia؛ E1-E4. Rh.cathartica var. cathartica؛ F1-F2: Rh. cathartica var. caucasica

 

 

بحث و نتیجه‌گیری

نتایج بررسی دانۀ گرده با میکروسکوپ نوری و الکترونی نشان می‌دهند شکل کلی بیشتر دانه‌های گردۀ مطالعه‌شده از دید قطبی کروی (Spheroidal) تا سه‌گوش (Subtriangular) و از دید استوایی بیضو‌ی‌شکل است. نسبت طول محور قطبی به طول محور استوایی (P/E) بر اساس روش استولیز در محدودۀ 16/1 تا 18/1 میکرومتر و ازنظر میکروسکوپ الکترونیSEM  در محدودۀ 71/1 تا 78/1 میکرومتر است و شکل گرده‌ها طبق طبقه‌بندی Erdtman (1943) از subprolate تا prolate متفاوت است. کوچک‌ترین دانۀ گرده در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisii (طول محور قطبی و محور استوایی به‌ترتیب برابر 69/40 و 63/34 میکرومتر) و بزرگ‌ترین دانۀ گرده در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. iranica (طول محور قطبی و محور استوایی به‌ترتیب برابر 97/43 و 62/37 میکرومتر) مشاهده می‌شود که اختلاف چندانی نشان نمی‌دهند. طولانی‌ترین شیار 07/35 میکرومتر طول و به گونۀ Rh. pallasii subsp. iranica تعلق دارد. میزان ضخامت اگزین در زیرگونه‌های مختلف بین 12/1 تا 22/2 میکرومتر متغیر است. دانه‌های گرده در تاکسون‌های مطالعه‌شده سه‌شیاره (tricolporate) و دارای پل‌های عرضی استوایی در محل شیارها هستند. تزئینات خارجی در زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisiiمشبک توخالی با ابعاد متفاوت است؛ به‌طوری‌که برجستگی‌هایی توسط شبکه در قسمت اگزین دیده می‌شوند. زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. iranicaدارای تزئینات خارجی مشبک پر با سطح صاف است؛ به‌طوری‌که بافت میان شبکه‌ها پر شده است. در Rh. × spathulifolia تزئینات خارجی مشبک، میزان تراکم شبکه‌ها کمتر و داخل شبکه با بافت خارجی گرده پر شده است. این یافته‌ها با مطالعه‌های Zhang Yu-Long (1992) که تزئینات خارجی جنس Rhamnusرا مشبک و شبکه‌ایگزارش کرده‌اند هم‌خوانی دارد.

یافته‌های پژوهش حاضر با نتایج مطالعه‌های Perveen و Qaiser (2005) روی 11 گونه از 5 جنس تیرۀ Rhamnaceae مطابقت دارند؛ آنها بیان کرده‌اند دانۀ گردۀ این خانواده صفتی تشخیصی و ثابت است که عموماً منفرد، دارای تقارن شعاعی، جورقطب و به‌شکل subprolate و شیاردار است. Punt و Marks (1995) در مطالعۀ دانۀ گردۀ این جنس در شمال‌غرب اروپا، تیپRhamnus catharticus L. را به‌واسطۀ شکل سه‌ضلعی مشخص آن در منظر قطبی، شکل بیضی خوابیده در منظر استوایی و تزئینات ناپیدای ریز مشبک تا مشبک مشخص معرفی کرده‌اند که با مطالعه‌های انجام‌شده در پژوهش حاضر مشابهت دارد. دانۀ گردۀ این تیره stenopalynous است (Erdtman, 1952). بررسی دانۀ گرده مانند سایر رشته‌ها بخش مهمی در مسائل مدرن طبقه‌بندی گیاهی است (Bashir and Khan, 2003). بر اساس مطالعه‌های انجام‌شده، زیرگونه‌های موردمطالعه‌ ازنظر تزئینات خارجی از هم تفکیک می‌شوند.

بر اساس نتایج پژوهش حاضر، دانه در تاکسون‌های فروگونه‌ای تخم‌مرغی‌شکل و به رنگ قهوه‌ای روشن و تیره دیده می‌شود و یک شیار در سطح شکمی مشاهده می‌شود. تزئینات سطح اندوکارپ دانه Foveolate دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم) است که در تمام آرایه‌های درون‌گونه‌ای یکسان است. در گونۀ Rh. pallasii، زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. pallasiiبا میانگین نسبت طول به عرض 82/1 میلی‌متر بزرگ‌ترین دانه را دارد و زیرگونۀ Rh. pallasii subsp. sintenisiiبا میانگین نسبت طول به عرض 41/1 میلی‌متر دارای کوچک‌ترین دانه است. طولانی‌ترین شیار به طول 11/4 میلی‌متر در زیرگونۀ
Rh. pallasii subsp. pallasii و کوتاه‌ترین شیار به طول 33/3 میلی‌متر در Rh. × spathulifoliaمشاهده می‌شود. در گونۀ Rh. cathartica، تزئینات سطح اندوکارپ دانۀ واریتۀ Rh. cathartica var. cathartica به‌شکل چروک‌های ریز است و بزرگ‌ترین دانه را با نسبت طول به عرض 68/1 میلی‌متر را دارد. دانه‌ها در بیشتر موارد مشابه هستند و در نتیجه، صفت‌های بررسی‌شده در دانه شاخص مناسبی برای شناسایی زیرگونه‌های مختلف این دو گونه نیستند.

نتایج مطالعه‌های گرده‌شناسی وجود تنوع درون‌گونه‌ای در گونۀ Rh. pallasiiرا تأیید می‌کنند و با طبقه‌بندی Soufiyan و Dinarvand (2007) بر اساس ویژگی‌های ریخت‌شناختی مطابقت دارند. گفتنی است در کنار بررسی گرده‌شناسی و سطح اندوکارپ دانه در این پژوهش، مطالعه‌های جامع بیوسیستماتیکی با‌توجه‌به ویژگی‌های ریخت‌شناسی، تشریحی، سلول شناسی و ... انجام شده‌اند و با درنظرگرفتن نتایج آنها، باید ویژگی‌های گرده‌شناسی و اندوکارپ دانه همراه با سایر ویژگی‌ها برای دستیابی به گروه‌بندی مناسب در این پژوهش به‌کار برده شوند.

کلید شناسایی گونه‌های Rh. pallasii،
Rh. cathartica و Rh. × spathulifoliaبر اساس ریخت‌شناسی دانۀ گرده و دانه

  1. 1.  رنگ دانه قهوه‌ای تیره، تزئینات سطح اندوکارپ دانه به‌شکل چروک‌های ریز.....Rhamnus cathartica

- رنگ دانه قهوه‌ای روشن و تیره، تزئینات سطح اندوکارپ دانه Foveolate (دارای چاله‌های آبله‌گون و برجستگی‌های نامنظم.................................................2

  1. 2.  دانۀ گرده؛ Spheroidal- Subtriangular، P/E: subprolate- prolate، tricolporate، isopolar، radiosymmetric.......................Rhamnus pallasii

- تزئینات سطح خارجی مشبک توخالی با ابعاد متفاوت، دارای برجستگی....................Rhamnus pallasii subsp. Sintenisii

- تزئینات سطح خارجی مشبک پر با سطح صاف.................Rhamnus pallasii subsp. Iranica

- تزئینات سطح خارجی با تراکم کم شبکه‌ها، داخل شبکه‌ها پرشده توسط بافت خارجی گرده.........................................Rh. × spathulifolia

 

Bashir, S. and Khan, M. A. (2003) Pollen morphology as an aid to the identification of medicinal plants: Trianthema portulacastrum L., Boerhaavia procumbens Banks ex Roxb. and Alternanthera pungens Kunth. Hamdard Medicus, 46(1): 7-9.

Boissier, E. (1872) Flora Orientalis, vol 2, Reimpreesion fac similee A. Asher & Co, 11-22. Georg, Geneva and Basel.

Browicz, K. and Zielinski, J. (1977) Flora Iranica, Akademische Druck-U Verlagsanstalt, Graz.

El-Ghazaly, G. (1991) Pollen flora of Qatar. Aio Print Ltd, Odense.

Erdtman, G. (1943) An introduction to pollen analysis. Chronica Botanica Co., Waltham.

Erdtman, G. (1952) Pollen morphology and plant taxonomy: Angiosperms. Chronica Botanica Co., Waltham.

Kurylo, J. S., Knight, K. S., Stewart, J. R. and Endress, A. G. (2007) Rhmnus cathartica: Native and naturalized distribution and habitat preferences. The Journal of the Torrey Botanical Society 134(3): 420-430.

Mabberley, D. I. (1987) The Plant Book. Cambridge University Press, New York.

Major, C. J. (1986) Seed size variation in Rhamnus cathartica L. Unpublished BSc. thesis, University of Western Ontario, London.

Mobayen, S. (1995) Flora of vascular plants, vol. 4. Tehran University Press, Tehran (in persian). Mozaffarian, V. (2004) Trees and shrubs Iran. Farhange Moaser Publication, Tehran (in persian).

Naimat, R., Khan, M. A., Khan, K. Y., Ali, B. and Zahidullah Mazari, P. (2012) Palynomorphological characterization of some species of selected genera of family Rhamnaceae. Research in Plant Biology 2(3): 04-09. ISSN: 2231-5101.

Papagiannes, E. (1974) Genera of Rhamnaceae. MSc thesis, University of Illinois, Chicago.

Perveen, A. and Qaiser, M. (2005) Pollen flora of Pakistan-XLIV. Rhamnaceae. Pakistan Journal of Botany 37(2): 195-202.

Punt, W. and Marks, A. (1995) Rhamnaceae. In: The Northwest European Pollen Flora-VIII (Eds. Punt, W., Blackmore, S., Hoen, P. P. and Stafford, P.J.) 123: 57-66. Elsevier, Amsterdam.

Shishkin, B. K. and Bobrov, E. G. (1974) Flora of the U.S.S.R. vol. 14. Russian Academy of Sciences, 494-516.

Soufiyan, K. H. and Dinarvand, M. (2007) Flora of Iran. No. 55: Rhamnaceae. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran (in persian).

Zhang Y. L. (1992) A study on pollen morphology of Tribe Rhamnaceae in China. Acta Phytotaxonomica Sinica 30(1): 73-81.