بررسی ویژگی‌های دانه گرده در برخی گونه‌های گروه Grumosae از جنس Ranunculus در ایران

مقدمه

جنس Ranunculus L. با نام فارسی آلاله متعلق به تیره Ranunculaceae (آلاله) است. بر اساس گزارش Tamura (۱۹۹۵) این جنس با داشتن ۶۰۰ گونه به لحاظ تعداد گونه بزرگ‌ترین جنس در تیره است و در سراسر جهان به ویژه مناطق معتدله پراکنش وسیعی دارد (Ghahreman, 1990). در فلورا ایرانیکا ٣۸ گونه از این جنس در گروه Grumosae ذکر شده است که ٢١ گونه از آنها در ایران می‌رویند (Iranshahr et al., 1992). از ویژگی‌های خاص این گروه داشتن ریشه‌های گوشتی و ذخیره‌ای است (Iranshahr et al., 1992). گونه‌های آلاله در بیشتر زیستگاه‌ها، از مناطق معتدل تا مناطق قطبی و نیمه‌قطبی رویش دارند. این گونه‌ها در مناطق گرمسیری نادر هستند و به نواحی کوه‌های بلند محدود می‌شوند. گونه‌های Ranunculus در تنوعی از محیط‌های زیستی نظیر جنگل‌ها، چمنزارهای خشک و نمدار، خاک‌های مرطوب، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و دامنه کوه‌های مرتفع رشد می‌کنند.

به دلیل وجود تنوع ریختی در بین افراد و جمعیت‌های یک گونه مشکلات تاکسونومیکی متعددی در جنس آلاله وجود دارد. وجود پلی‌مورفیسم در ویژگی‌های ریخت‌شناسی از ویژگی‌های بارز گونه‌های این جنس است که شناسایی آنها را دشوار می‌سازد و موجب تلاش برای استفاده و معرفی صفات ثابت درون گونه‌ای در مورد بررسی آنها می‌شود.

بررسی دانه گرده در تیره آلاله توسط پژوهشگران پیشین نظیر: Kumazawa (١۹٣۶)، Wodehouse (١۹٣۶)، Erdtman (١۹۵٢)، Andersen (١۹۶١)، Erdtman و همکاران (١۹۶١)، Tomaszewski (١۹۶۷)، Faegri و Iversen (١۹۷۵)، Santisuk (١۹۷۹)، Petrov و Borrissova-Ivanova (١۹۸٠، ١۹۸١) انجام شده است. جامع ترین بررسی گرده‌شناسی توسط Clarke و همکاران (١۹۹١) انجام شده است. به طوری که طبقه‌بندی آنها در مورد دانه‌های گرده هنوز نیز به طور وسیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد. آنها دانه گرده آلاله‌ها را در سه تیپ مختلف قرار دادند که عبارتند از: الف) تیپ R. acris: دانه گرده شیاردار (zonocolpate)، شامل ۹ گروه؛ ب) تیپ R. arvensis: دانه گرده پُرمنفذ (panoporate) با تزیینات echinate و ج) تیپ
R. parviflorus دانه گرده پُرمنفذ با تزیینات micro-echinate. اخیراً در ایران نیز جنس آلاله و گرده‌های آن در برخی گونه‌ها مورد بررسی و بازبینی قرار گرفته است (Pakravan et al., 2011).

هدف از بررسی حاضر، استفاده از ویژگی‌های دانه‌های گرده برای تفکیک گونه‌ها است.

مواد و روش‌ها.

منابع تاکسونومیکی استفاده شده برای پژوهش حاضر، فلور ترکیه (Davis, 1965)، فلور عراق (Townsend, 1980) و فلورا ایرانیکا (Iranshahr et al., 1992) بود. دانه‌های گرده از گونه‌های آلاله از نمونه‌های هرباریوم دانشگاه الزهراء (ALUH)، هرباریوم مؤسسه گیاهپزشکی کشور (IRAN) و هرباریوم مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور (TARI) به دست آمده و توسط میکروسکوپ دیجیتال Dino-Eye مدل Am423 و الکترونی نگاره مدل مدل KYKY-EM3200 بررسی شد. فهرست اسامی نمونه‌های مطالعه شده در جدول ١ موجود است.

طول محور قطبی (P) و طول محور استوایی (E) دانه‌های گرده با بزرگنمایی ١٠٠ اندازه‌گیری و عکس‌برداری شد. برای هر گونه، مقدار میانگین طول محورهای قطبی و استوایی، نسبت P/E و شکل دانه گرده بر اساس نسبت P/E به پیروی از Erdtman (1943) تعیین شده است. اندازه‌گیری‌ها حداقل در 30 گرده از هر فرد و حداقل در سه فرد انجام شده است.

برای محاسبه درصد باروری دانه‌های گرده پس از رنگ‌آمیزی، تعداد دانه‌های گرده چروکیده در ١٠٠٠ عدد گرده زیر میکروسکوپ شمارش شد. تعداد گرده‌های چروکیده از ١٠٠٠ عدد گرده کسر می‌شود تا درصد باروری به دست آید. دانه‌های گرده بدون پیش‌تیمار (استولیز)، با یک قطره آب مقطر روی پایه‌های آلومینیومی قرار گرفتند. پس از خشک شدن نمونه و پوشش‌دهی با طلا در محفظه خلأ، از نمونه‌ها عکس‌برداری شد. برای واژه‌شناسی از مقالات معتبر و سایت معتبر گرده‌شناسی PalDat استفاده شده است (Punt et al., 2007).

جدول ١- نمونه‌های بررسی شده (TARI= هرباریوم مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور؛ IRAN= هرباریوم مؤسسه گیاهپزشکی کشور؛ ALUH= هرباریوم دانشگاه الزهراء (س))

نتایج

مطالعه دانه گرده با میکروسکوپ الکترونی.

دانه‌های گرده بر اساس شکل کلی و نوع تزیین سطحی بررسی شد. در تمامی گونه‌های بررسی شده دانه گرده کروی‌شکل بود. دانه گرده در گونه‌های:
R. asiaticus L.، R. elymaticus Boiss. & Hausskn.، R. eriorrhizus Boiss. & Buhse. و
R. leptorrhynchus Aitch. & Hemsl دارای منفذ (pore) و در گونه‌های: R. cicutarius Schlecht.،
R. macrorrhynchus Boiss.، R. millefoliu Soland، R. oxyspermus Willd. و R. termei Iranshahr & Rech. f. شیاردار (colpate) بود. دانه گرده درR. eriorrhizus سه منفذی، در
R. asiaticus وR. elymaticus چهار منفذی و در
R. leptorrhynchus شش منفذی بود (شکل ١). دانه‌های گردهدرR. cicutarius، R. oxyspermus Willd. وR. macrorrhynchus سه شیاری، دانه گردهR. millefolius چهار شیاری و دانه گرده
R. termei پنج شیاری بود (شکل ٢). سطح دانه گرده در R. asiaticus، R. elymaticus،
R. eriorrhizus، R. leptorrhynchus وR. termei دارای تزیینات خارچه‌دار و موج‌دار بود؛ در حالی که در R. cicutarius، R. macrorrhynchus،
R. millefolius و R. oxyspermus علاوه بر تزیین خارچه‌دار و موج‌دار تزیین چروک‌دار نیز مشاهده شد (شکل ٣).

در بین دانه‌های گرده شیاردار، درR. cicutarius شیارها در قطب تقریباً به هم پیوسته، درR. termei شیارها کاملاً پیوسته و درR. macrorrhynchus،
R. millefolius و R. oxyspermus شیارها ناپیوسته بودند. همچنین، این گونه‌ها همگی درون شیارهای سطح دانه گرده خود دارای تزیین granulate بودند که تراکم این تزیین درون شیارهای
R. macrorrhynchus اندک بود. شیار در
R. cicutarius عمیق، در R. macrorrhynchus و R. oxyspermus تقریباً عمیق، در R. millefolius نسبتاً عمیق و در R. termei سطحی بود. در همه گونه‌های دارای دانه‌ گرده منفذدار حاشیه منفذ تزیین microechinate داشت. در R. asiaticus،
R. elymaticus و R. eriorrhizus فرورفته و در
R. leptorrhynchus مسطح تا فرورفته بود.
R. asiaticus و R. elymaticus درون منفذ یک برجستگی کروی تقریباً بزرگ با تزیین microechinate پراکنده و R. leptorrhynchus درون منفذ تزیین microechinate متراکم داشتند (شکل 3).

مطالعه دانه‌های گرده با میکروسکوپ نوری.

درصد باروری برای گونه‌های آلاله محاسبه شد (جدول 2). علاوه بر این، طول محور قطبی (P) و محور استوایی (E) اندازه‌گیری و بر اساس نسبت طول محور قطبی به طول محور استوایی شکل دانه گرده در این گونه‌ها تعیین شد (جدول ۴، شکل‌های 4 تا 7)، برخی از گونه‌ها دارای دانه‌های گرده بزرگ‌تر از اندازه معمولی بودند (شکل ۸).

جدول ٢- درصد باروری در گونه‌های آلاله بررسی شده

جدول 3- طول محور قطبی، طول محور استوایی، شکل گرده (کروی= spheroidal، تقریباً کروی= prolate spheroidal، کمی کشیده= subprolate).

شکل ۷- تصاویر میکروسکوپ نوری از نمای استوایی دانه گرده شیاردار در R. cicutarius (A)، R. macrorrhynchus (B)، R. millefolius (C)، R. oxyspermus (D)، R. macropodioidess (E)، R. termei (F) )مقیاس=20 میکرومتر)

شکل ۸- دانه گرده بزرگ‌تر از حالت معمول در R. asaiticus (A)، R. aucheri (B)، R. cicutarius (C)، R. elbursensis (D)،
R. elymaticus (E)، R. eriorrhizus (F)، R. leptorrhynchus (G)، R. millefolius (H)، R. oxyspermus (I) )مقیاس=20 میکرومتر)

بحث

بر اساس طبقه‌بندی Clarke و همکاران (١۹۹١) دانه گرده آلاله‌ها در سه تیپ به نام‌های: R. acris (با ۹ گروه)، R. arvensis و R. parviflorus قرار می‌گیرند که تیپ اول شامل گرده‌های شیاردار و دو تیپ دیگر دارای گرده‌های منفذدار هستند. دانه‌های گرده شیاردار در مطالعه حاضر در تیپ R. acris، گروه R. acris قرار می‌گیرند، اما دانه‌های گرده منفذدار این مطالعه در هیچ کدام از دو تیپ R. arvensis یا R. parviflorus قرار نمی‌گیرند بلکه در تیپ دیگری از طبقه‌بندی Clarke و همکاران (١۹۹١) به نام تیپ Thalictrum flavum قرار می‌گیرند که مربوط به جنس آلاله نیست و تاکنون در گونه‌های آلاله گزارش نشده است. در این تیپ دانه‌های گرده پُرمنفذ (6 نا 9 منفذ) و کروی هستند و دارای تزیین خارچه‌دارو موج‌دار هستند. بر اساس طبقه‌بندی Clarke و همکاران (١۹۹١) در تیره آلاله هر سه تیپ مذکور دارای دانه‌های گرده پُرمنفذ هستند. تیپ‌های R. arvensis و R. parviflorus هر دو تکتوم (جبه) چروک‌دار (verrucate) و ٢٠ منفذ یا بیشتر در هر گرده دارند، اما تیپ Thalictrum flavum تکتوم چروک‌دارندارد و منافذ آن بسیار کمتر است. چون دانه‌های گرده منفذدار مشاهده شده در بررسی حاضر فاقد تزیین چروک‌داربود در نتیجه در تیپ Thalictrum flavum قرار می‌گیرند (Tatlidil et al., 2005).

کلید شناسایی گونه‌های گروه grumosae از جنس Ranunculus

١- a. دانه گرده منفذدار ....................................................................................................................... ٢
b. دانه گرده شیاردار ............................................................................................................................ ۷
۲- a. دانه گرده سه منفذی، حاشیه منفذها فرورفته .................................................... 14. R. eriorrhizus
b. دانه گرده بیش از سه منفذی ............................................................................................................. ۳
۳- a. دانه گرده چهار منفذی، درون منفذ یک برجستگی کروی تقریباً بزرگ ............. 2. R. elymaticus
b. دانه گرده بیش از چهار منفذی ......................................................................................................... ۴
۴- a. دانه گرده پنج منفذی، حاشیه منفذها فرورفته ......................................................... 5. R. asiaticus
b. دانه گرده بیش از پنج منفذی ............................................................................................................ ۵
۵- a. دانه گرده شش منفذی ............................................................................................ 6. R. aucheri
b. دانه گرده بیش از شش منفذی .......................................................................................................... ۶
۶- a. حاشیه منفذ مسطح تا فرورفته ................................................................... 11. R. leptorrhynchus
b. حاشیه منفذ فرورفته ................................................................................................ 7. R. afghanicus
۷- a. دانه گرده پنج شیاری، شیارها کاملاً به هم پیوسته و سطحی ...................................... 13. R. termei
b. دانه گرده سه یا چهار شیاری ............................................................................................................ ۸
8- a. دانه گرده چهار شیاری، شیارها ناپیوسته ............................................................. 9. R. millefolius
b. دانه گرده سه شیاری ........................................................................................................................ ۹
۹- a. شیارها عمیق، در قطب تقریباً پیوسته .......................................................................................... ١٠
b. شیارها تقریباً عمیق، ناپیوسته ........................................................................................................... ١١
١0- a. دانه گرده کمی کشیده ................................................................................... 10. R. cicutarius
b. دانه گرده تقریباً کروی .................................................................................. 3. R. macropodioides
١١- a. دانه گرده تقریباً کروی .................................................................................. R. oxyspermus 1.
b. دانه گرده کروی .......................................................................................... 8. R. macrorrhynchus