Investigate the possibility of using medicinal plant’s seeds substitute for agar gel in plant tissue culture and determine the optimal practical conditions of them

Document Type: Original article

Authors

1 Agriculture Biotechnology Institute (ABRII), Isfahan, Iran;

2 Member of Young Researchers Club, Islamic Azad University, Roudehen Branch, Tehran, Iran;

3 Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran;

Abstract

Background & Aim: Investigating the possibility of using medicinal plant’s seeds substitute for agar gel in plant tissue culture and determining the optimal practical conditions of them is the aim of this study. Experimental: In order to study the new gelling agents for using in plant tissue culture, we designed a tow part experiment by means of the seeds of medicinal plants such as Linum usitatissimum L., Citrus medica L., Lepidium sativum L. and Plantago ovata Forssk. These Experiments were carried out at the Tissue Culture Lab of the Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran, in 2010. Each experiment was conducted as a completely randomized design with three replications. In first experiment, we were cultured explants of Stevia rubiana on prepared MS medium with different concentrations of four kinds of seeds (1, 2, 3, 4 and 5 g) instead of agar and control (use of agar with no seed). Second experiment was carried out to assess the best amount of Planta ovatas seed in prepared standard MS medium. Results & Discussion:  The highest value for all investigated factors was observed with Planta ovata. The results showed that 1 g of Planta ovata’s seed + charcoal is the best treatment for growing all parameters in Stevia explants, and it might be a good advice to use of Planta ovata’s seeds instead of agar in near future. Industrial and practical recommendations: According to the findings of this study, using Planta ovata’s seed can be recommended because of having mucilage as an alternative agar for gelling in plant tissue culture.

Keywords


Article Title [Persian]

امکان استفاده از بذور گیاهان دارویی در محیط کشت بافت و تعیین شرایط بهینه کاربرد آن¬ها به عنوان عامل ژله ایی کننده جایگزین آگار

Authors [Persian]

  • محمود اطرشی 1
  • الهام توکلی دینانی 2
  • امیر معصومی 3
1 پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه مرکزی کشور ( اصفهان) (ABRII)، اصفهان، ایران؛
2 باشگاه پژوهشگران جوان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، تهران، ایران؛
3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
Abstract [Persian]

مقدمه و هدف: آگار، یکی از مشتقات نوعی جلبک دریایی است، که به عنوان ماده ی مولد ژل در اکثر محیط های کشت استفاده می شود. با وجود آن که یک محصول طبیعی و گیاهی است اما فرآوری آن، هزینه بر است. در طبیعت جایگزین های دیگری برای آگار وجود دارد. روش تحقیق: لذا به منظور بررسی امکان جایگزینی آگار با دیگر ترکیبات دارویی ارزان قیمت،  آزمایشی در دو مرحله در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در پژوهشکده بیوتکنولوژی ناحیه مرکز انجام شد. نخست آزمایشی با استفاده از بذور چهار نمونه گیاه دارویی بذرک، بالنگو، اسفرزه و شاهی به عنوان عامل ژله ایی کننده محیط کشت در مقایسه با شاهد آگار ترتیب داده شد. بذور این 4 گیاه با قابلیت تولید موسیلاژ، به جای آگار در مقادیر 1، 2، 3، 4 و 5 گرم بذر در 30 میلی لیتر محیط کشت مایع به محیط کشت بافت اضافه شد و صفاتی نظیر درصد ریزنمونه های رشد یافته، طول گیاهچه، تعداد شاخه های فرعی، تعداد برگ و طول میان­گره ریز نمونه های گیاه استویا در این محیط، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج و بحث: اسفرزه بهتر از سایر بذور توانست شرایط رشد را برای ریزنمونه ها فراهم کند. در مرحله دوم به منظور تعیین مقدار بهینه کاربرد این بذر، مقادیر  1، 2، 3، 4و 5 گرم  بذر اسفرزه با حضور و عدم حضور زغال فعال به محیط کشت اضافه شد، در تیمار شاهد از آگار استفاده شد. نتایج نشان داد که استفاده از یک گرم بذر گیاه اسفرزه با حضور زغال فعال در صفات طول گیاهچه، تعداد برگ، طول میان­گره، طول درازترین ریشه و وزن خشک گیاهچه اختلاف بسیار معنی داری را با سایر تیمارها ایجاد کرد.  توصیه های کاربردی: با توجه به نتایج حاصل از تحقیق حاضر می توان تا حدودی بذر اسفرزه را به دلیل داشتن موسیلاژ به عنوان جایگزین آگار جهت ژله ای شدن محیط کشت پیشنهاد کرد.

Keywords [Persian]

  • کشت بافت گیاهی مواد ژله ایی کننده آگار اسفرزه بذر گیاهان دارویی
پیری، خ. و نظریان فیروز آبادی، ف. 1380. راهنمای کشت بافت گیاهی، انتشارات دانشگاه بوعلی سینا.

خزاعی، ح.، ثابت تیموری، م. و نجفی، ف. 1386. بررسی اثر رژیم­های مختلف آبیاری و میزان کاشت بذر بر عملکرد، اجزای عملکرد و کیفیت گیاه دارویی اسفرزه (Plantago ovata L.).  مجله پژوهش­های زراعی ایران، جلد 5: 77.

فکری، ن.و.، خیامی، م.،  حیدری، ر. و جوادی، م. 1387. جداسازی و شناسایی مونوساکاریدهای موجود در موسیلاژ بالنگوی سیاه به روش کروماتوگرافی لایه نازک. فصل­نامه تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران، 40 : 207-216.

شمس، ع. 1388. تأثیر مقادیر مختلف کود فسفره بر عملکرد کمی و کیفی گیاه آویشن دنایی. پایان نامه کارشناسی ارشد زراعت. پردیش ابوریحان. دانشگاه تهران 

نجفی، ف. و رضوانی مقدم، پ. 1380. اثر دور آبیاری بر عملکرد و اجزای عملکرد اسفرزه. پایان نامه کارشناسی ارشد زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.

گلوی، م.، رمرودی، م. و منصوری، س. 1386. بررسی تأثیر تاریخ کاشت بر عملکرد، اجزای عملکرد و کیفیت گیاه دارویی اسفرزه در منطقه سیستان. پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، 77: 136-140.

Chadho, K. L. and Rajender G. 1995. Advances in horticulture medicinal and aromatic plants. Vol. II. Maldorta. Pub. New Delhi. 69.

Kalayasundram, N. K., Pateb, P. B. and Dalat, K.C. 1982. Nitrogen need of Plantago ovata in reaction to the available nitrogen in soil. Indian journal of Agricultural Science, 52: 240 -242.

McHugh, D. 2001. A guide to the seaweed industry. FAO fisheries technical paper 441, FAO publication.

Montagne, J.F.C., 1837 Centurie de plantes cellulaires exotiques nouvelles. Annales des Sciences Naturelles. (a) Botanique, )(2e Ser.) 8: 345-370.

Scholten, H. Pierik, R. L. M. 1998. Agar as, a gelling agent: differential biological effects in vitro. Scientia Horticulturae, 77, Issues 1-2: 109-116.

Yamasaki, H. and Osuga, G. 1960. Studies on the propagation of Gelidiaceus algae on the ratio of cystocarposporophyte to tetrasporophyte in Gelidium mansii on the artificial, stone bed. Bull. The Japanese Society of Fish, 26: 9-12.