بررسی ساختار تشریحی اندام‌های رویشی و مراحل تکوین اندام‌های زایشی در گیاه مارچوبه (Asparagus officinalis L.)

زیست شناسی تکوینی

مقاله 3، دوره 10، شماره 4 - شماره پیاپی 40، آذر 1397، صفحه 23-34   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فرشته عباسی¹؛ احمد مجد^{* 2}؛ فرهاد فرح وش³؛ طاهر نژاد ستاری⁴؛ علیرضا تاری نژاد⁵

¹گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²گروه زیست شناسی،دانشکده علوم زیستی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³گروه کشاورزی، دانشکده کشاورزی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

⁴گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، واحد علوم تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران،

⁵گروه بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

چکیده

گیاه مارچوبه با نام علمی Asparagus officinalis L. از تیره Asparagaceae گیاهی تک لپه است. گونه­های مختلف این گیاه، دارای خاصیت ضد سرطانی، ضد قارچی و ضد التهابی بوده و برای مصارف دارویی، تزئینی و­ خوراکی کشت
می­شوند. هدف از این پژوهش مطالعه ساختار تشریحی اندام­های رویشی و بررسی بعضی از مراحل تکوین گل در گیاهان مارچوبه جمع آوری شده از شهرستان دزفول است. به منظور بررسی اندامهای رویشی شامل ریشه، ساقه و برگ و اندامهای زایشی، نمونه اندام­های رویشی و زایشی در مراحل متفاوتی از تکوین انتخاب و با استفاده از روش­های متداول سلول- بافت شناسی و با به کار گیری میکروسکوپ نوری در آزمایشگاه زیست گیاهی دانشگاه علوم تحقیقات، در سال 1395 بررسی شدند. مشاهده ساختار اندام­های رویشی نشان داد که استوانه مرکزی ریشه شامل دایره محیطیه،
دسته­های آوندی (چوب، آبکش) و مغز است، استوانه مرکزی ساقه یک نوع اتکتواستل است که در آن دسته­های آوندی به طور نامرتب پراکنده شده­اند و از نوع یک سویه می­باشند. تخمک­ها در این گیاه از نوع، واژگون بوده و کیسه رویانی آنها از نوع پلی­گونوم است. دانه­ی گرده در این گیاه تک شیاری است و تزئینات اگزین آن از نوع مشبک منفذدار می­باشد. بر اساس این یافته ها ساختار تشریحی اندام­های رویشی و مراحل تکوین دانه­ی گرده و مادگی این گیاه با ساختار عمومی تشریحی و تکوینی گیاهان تک لپه مشابه است.

کلیدواژه‌ها

استوانه مرکزی؛ تخمک؛ تک لپه؛ دانه گرده

سایر فایل های مرتبط با مقاله

Abstract-maghaleh-3.pdf

اصل مقاله

گیاه مارچوبه با نام علمی Asparagus officinalis L. گیاهی است تک لپه، که متعلق به سرده Asparagusاز تیره Asparagaceae و راسته­ی Asparagales می­باشد ]3[. مارچوبه بومی اروپا، آفریقای شمالی و آسیای غربی می­باشد و در نواحی معتدل و نیمه گرمسیری کشت می­شود. سرده Asparagus تقریبا شامل ۲۰۰ گونه است ]14-5[. گونه­های مختلف این گیاه برای مصارف دارویی وتزئینی و­خوراکی کشت می­شوند. این گونه مهمترین گونه مارچوبه از نظر تجاری، اقتصادی، دارویی و خوراکی است و یک گیاه گران­قیمت و بسیار ارزشمند می­باشد ]21-14[. از نظر طب قدیم ایران، مارچوبه دارای طبع گرم و خشک است و به ‌عنوان یک سبزی خوراکی به صورت خام یا پخته استفاده می‌شود. محققان در یک پژوهش جدید دریافته­اند که عصاره­ی مارچوبه حاوی اسیدهای آمینه و مواد معدنی است که می ‌تواند حالت خواب آلودگی و کسالت را برطرف کند و از سلول­های کبدی در برابر مواد سمّی محافظت نماید ]13[. از دیگر خواص این گیاه دارویی این است که به عنوان آنتی­اکسیدان برای درمان سرطان، آب مروارید و ناراحتی چشمی موثر است و دارای ماده­ای به نام شاتاوارین است که در از بین بردن سلول­های سرطانی تاثیر دارد ]22[.

مارچوبه گیاهی علفی و پایا است که تا ارتفاع ۱۵٠-۱٠٠ سانتی­متر رشد می­کند. ساقه­های جوان این گیاه همیشه بدون انشعاب و دارای جوانه­های جانبی هستند درحالی­که ساقه­های مسن­تر منشعب شده
می­توانند تا ارتفاع یک و دو متری رشد نمایند. برگ­ها در این گیاه سوزنی شکل هستند که در گروه­های ۴ تا ۱۵ تایی قرار می­گیرند ]9-6[. مارچوبه دارای گل‌های بسیار کوچک زنگوله­ای شکل است، گل­ها دارای ۶ کاسبرگ، ۶ گلبرگ، ۶ پرچم و یک مادگی هستند. این گیاه عموما دو پایه است و گل­های نر و ماده­ی آن روی پایه­های جداگانه قرار دارند، اما گاهی گل­های هرمافرودیت نیز در آنها دیده می­شود ]15-6[.

زیست­شناسی تکوینی گل که بررسی مراحل

مختلف تکوین اندام­های رویشی و زایشی گل­ها را شامل می­شود، در سال­های اخیر بیشتر مورد توجه قرارگرفته است. توسعه دانش زیست شناسی تکوینی و بررسی چگونگی انجام مراحل تکوین اندام­های تولید مثلی، برای حفظ گیاهان، به ویژه گیاهان نادر و در حال انقراض و گیاهان مهم در بخش دارویی و کشاورزی ضروری است ]4[. توجه به دانش زیست­شناسی تکوینی و مطالعه مر احل نموی اندام­های تولید مثلی برای حفظ گیاهان، به ویژه گیاهانی که از نظر اقتصادی از ارزش بالایی بر خوردارند، اهمیت به سزایی دارد ]1[.

مطالعه تکوین دانه های گرده و گرده شناسی انسان را قادر ساخته تا با توجه به ویژگی­های تکوینی و ریخت­شناسی آن بتواند نوع گیاه مولد و حتی جایگاه و اهمیت گیاهان را در رده­بندی و تقسیمات گیاه شناسی را مشخص نماید و خویشاوندی جنس­ها و حتی گونه­ها را مورد بررسی دقیق قرار دهد. علاوه بر این، گرده شناسی در مواردی چون دیرین­شناسی، شناخت نوع و علل آلرژی­زایی دانه­های گرده در انسان و حیوان؛ تشکیل بانک حفظ گرده­های گونه­های کمیاب و ... کاربرد دارند ]12[. به­عنوان مثال مارچوبه گیاهی تک لپه است که سابقا مانند سیر و پیاز در تیره Liliaceae رده­بندی شده بود، اما خانواده Liliaceae از هم جدا شدند و در حال حاضر گیاهان پیاز مانند در تیره Amaryllidaceae و مارچوبه در تیره­ی Asparagaceae قرار دارند ]8[.

در پژوهش حاضر ساختارهای تشریحی اندام­های رویشی از جمله: ریشه، ساقه و برگ با هدف دستیابی به اطلاعات تکمیلی جهت شناسایی دقیق­تر این گیاه مورد بررسی قرار گرفته­اند. هدف از این پژوهش، کسب آگاهی­های علمی در زمینه ویژگی­های تشریحی- تکوینی، میکروسپورزایی و مگاسپورزایی گیاه مارچوبه­ی کشت شده در منطقه دزفول در مقایسه با اطلاعاتی که در این زمینه­ها برای گیاهان تک لپه به وسیله­ی محققان گزارش شده است، می­باشد. گیاه مارچوبه، گیاه بسیار مفیدی بوده و دارای خواص دارویی بسیار زیادی است، اما متاسفانه به دلیل عدم اطلاعات کافی در مورد این گیاه، کشت و استفاده از این گیاه در ایران نادیده گرفته شده و گیاهان خودرو نیز به دلیل عدم توجه و چرای بی­رویه دام­ها یا تخریب محیط­زیست در حال انقراض و نابودی هستند، هدف از این پژوهش شناخت، بررسی و مقایسه ویژگی­های تشریحی  - تکوینی مارچوبه رشد کرده در مناطق جنوبی کشور با ویژگی­های گیاه مارچوبه رشد کرده در مناطق دیگر جهان بود.

 

مواد و روش­ها

گل­ها، ریشه، ساقه، برگ و گرده گیاه در اوایل فروردین ماه سال 1395 از منطقه صفی آباد شهرستان دزفول جمع­آوری شدند. به منظور بررسی ساختار بافتی ابتدا از بخش­های ریشه، ساقه و برگ این گیاهان پس از شستشوی اولیه قطعاتی در اندازه 2-1
سانتی­متری جدا شده و به مدت حداقل دو هفته در مخلوط اتانول - گلیسیرین (به نسبت 1:1) قرار گرفتند، سپس در آزمایشگاه زیست گیاهی دانشگاه علوم تحقیقات، با استفاده از تیغ تیز برش­های عرضی نیمه نازک از نمونه­ها تهیه شد. برش­های تهیه شده پس از شست و شو با آب مقطر به مدت 15-10 دقیقه در محلول آب ژاول 5 درصد و پس از دوبار شست و شو با آب مقطر، به مدت 10-5 دقیقه در اسیداستیک 5 درصد قرار داده شدند تا محتویات سیتوپلاسمی تخلیه شده و شفاف سازی نمونه­ها صورت گیرد. در انتها شستشو با آب مقطر تکرار شد. سپس برش­های دستی تهیه شده، در معرف رنگی (کارمن زاجی ٩ قطره و سبز متیل ١ قطره) به مدت ١٠-٧ دقیقه قرار گرفته و رنگ آمیزی شدند، سپس نمونه­ها با مقطر شسته شدند. بافت­های نرم و سلولزی با کارمن زاجی صورتی تا قرمر و بافت­های سخت و چوبی با سبز متیل به رنگ سبز در آمدند. نمونه­های تهیه شده در زیر میکروسکوپ نوری مورد مطالعه قرار گرفتند و عکسبرداری از آن­ها با استفاده از میکروسکوپ نوری مدل Nikon YS100 انجام شد.

برای بررسی مراحل تکوینی گل، غنچه­های گل در مراحل مختلف نمو جمع­آوری شده و در محلول تثبیت کننده F.A.A (5 میلی لیتر فرمالدئید ۳٧ درصد، 5 میلی لیتر اسید استیک خالص، 90 میلی لیتر اتانول ٩٦ درصد) به مدت بیست و چهار ساعت قرار داده شدند. هدف از تثبیت نمونه حفظ و نگهداری سلول و اجزای بافت پس از مرگ به صورتی است که کمترین آسیب به آنها وارد شود و شبیه زمان حیات آنها باشد. به همین جهت با استفاده از F.A.A از فساد و اتولیز سلول­ها جلوگیری شد. پس از تثبیت باید تثبیت کننده­های اضافی از نمونه­ها خارج گردد، بنابراین نمونه­ها تقریبا برابر با مدت زمان تثبیت، در آب جاری شستشو داده شدند. پس از شستشوی نمونه­ها با آب جاری، آبگیری نمونه­ها با درصدهای افزایشی اتانول ٣٠، ٥٠، ٧0 انجام گرفت و نمونه­ها حدود دو هفته، تا زمان انجام بقیه مراحل در اتانول 70 درصد نگهداری شدند. زمان انجام آزمایش نمونه­ها برای ادامه مراحل آبگیری در اتانول ٨٠، ٩٦ هر کدام به مدت ١٥دقیقه قرار داده شدند و بعد از آن به اتانول مطلق (دو بار) و هرکدام دقیقه منتقل گردید. سپس شفاف سازی نمونه­ها با استفاده از قرار دادن نمونه­ها در مخلوط تولوئن و الکل مطلق طی 4 مرحله و با نسبت­های1:3، 1:1، 3:1 و در انتها با تولوئن خالص، هر مرحله 20 دقیقه، اجرا شد. سپس نمونه­ها برای انجام مرحله پارافین دهی طی 4 مرحله به مخلوط تولوئن-پارافین (مذاب) به ترتیب با نسبت­های 3:1، 1:1، 1:3 هرمرحله 20 دقیقه و در انتها به پارافین خالص ذوب شده به مدت 45 دقیقه انتقال داده شدند. سپس برای قالب­گیری، در داخل قالب تا نصف پارافین مذاب ریخته و توسط پنس نمونه را در جهت مناسب داخل پارافین قرار داده و سپس بقیه قالب را از پارافین مذاب پر شده و در دمای آزمایشگاه قرار گرفت تا پارافین دارای نمونه سفت شد. سپس از نمونه­های تهیه شده، در آزمایشگاه زیست جانوری دانشگاه علوم تحقبقات، با دستگاه میکروتوم ROTO-CUT400 برش­هایی به ضخامت 8 میکرون تهیه شد. برش­های تهیه شده داخل آب ٦٠ درجه قرار گرفت تا چین خوردگی­های آن­ها از بین برود و سپس لام را در داخل آب قرار داده و نمونه­های مناسب روی لام جمع آوری شد، سپس لام­ها به مدت ٢٤ ساعت در محیط آزمایشگاه قرار داده شد تا نمونه­ها کاملا به لام بچسبند. لام­های تهیه شده درون ظروف مخصوص چیده شد و درون دستگاه مخصوص رنگ آمیزی قرار گرفت. تمام مراحل پارافین­زدایی، آبدهی و رنگ آمیزی توسط دستگاه و در زمان مشخص انجام شد. لام­ها درون دستگاه به ترتیب در محلول­های زیر جهت رنگ آمیزی قرار داده شدند: هماتوکسیلین ١٠-٨ دقیقه، آب جاری ١٠ دقیقه، آب مقطر ٥ دقیقه، اتانول (۵٠%)  ٥ دقیقه، اتانول (٧٠%) ٥ دقیقه، ائوزین ١٠-٥ دقیقه. پس از آن نمونه­ها به مدت ٣٠ ثانیه در اتانول ٩٠ درصد و ٣٠ ثانیه در اتانول خالص قرار داده شدند و بعد از آن جهت شفاف­سازی به مدت 5 دقیقه به تولوئن خالص انتقال یافتند. در انتها به کمک چسب انتالن مونتاژ نمونه­ها انجام گرفت و لام­ها توسط میکروسکوپ نوری مدل Nikon YS100 مورد مطالعه قرار گرفتند.

برای بررسی دانه­های گرده توسط میکروسکوپ نگاره (SEM)،گل­های نر رسیده قبل از گرده افشانی جمع­آوری شده و بساک آنها جدا گردید و به مدت یک هفته در مکانی خشک و تاریک قرار گرفت تا خشک شوند، پس از خشک شدن کاملا پودر شده و از مش 40 عبور داده شدند و پس از چسبانیدن بر روی پایه­های آلومینیومی به وسیله واحد پوشش دهنده طلا پوشش دهی شدند تا پوششی به ضخامت ۲۵ میکرون طلا روی دانه­های گرده قرار ­گیرد، سپس با میکروسکوپ الکترونی نگاره مدل KYKY-EM3200 متصل به کامپیوتر مورد مطالعه و عکس­برداری قرار گرفتند.

 

نتایج

بررسی ساختار تشریحی ریشه

مقطع برش عرضی، ریشه­ی گیاه Asparagus officinalis L. مدوّر است. بیرونی­ترین لایه اپیدرم است، بعضی از این سلول­ها طویل شده و تارهای کشنده را تولید می­کنند. لایه­ی بعدی کورتکس یا پوست می­باشد که از سه بخش، اگزودرم، پارانشیم پوستی و اندودرم تشکیل شده است. استوانه مرکزی شامل دایره محیطیه، دسته­های آوندی (چوب، آبکش) و مغز است (شکل a,b,c,d 1).

 

بررسی ساختار تشریحی ساقه

در برش عرضی، ساقه­ی Asparagus officinalis L. مقطعی مدوّر تا بیضی شکل دارد. اپیدرم از لایه­ی سلولی تشکیل شده است که هیچ فضای بین سلولی ندارد و دارای روزنه می­باشد و سطح اپیدرم با یک لایه­ی کوتیکولی پوشانده است. لایه بعدی کلرانشیم است که حاوی کلروپلاست می­باشد و سپس اسکلرانشیم قرار دارد. استوانه مرکزی یک نوع اتکتواستل (atactostel) است که در آن دسته­های آوندی به طور نامرتب پراکنده شده­اند و از نوع یک سویه می­باشند، دسته­های پیرامونی نسبتا کوچک­تر بوده و مجموعه­ی متراکم­تری را تشکیل می­دهند، اما دسته­های آوندی ناحیه مرکزی، اندازه بزرگتری دارند و ساختار آنها نسبتاً مشابه است (شکل   a,b,c,d 2).

 

 

 

شکل1: a- برش عرضی ریشه (بزرگنمایی ۴0×)، b - برش عرضی ریشه (بزرگنمایی ۱0۰×)، c- برش عرضی ریشه (بزرگنمایی ۴0۰×)

(VC: استوانه مرکزی، Pi: مغز، PX: پروتوگزیلم، MX: متاگزیلم، PPh: پروتوفلوئم، MPh: متافلوئم، Pe: دایره محیطیه، En: آندودرم، PC: پارانشیم پوست، Ex: اگزودرم، Ep: اپیدرم، RH: تار کشنده، X: آوند چوب (گزیلم)، Ph: آوند آبکش (فلوئم))

 

 

 

شکل 2: a- برش عرضی ساقه (بزرگنمایی ۴0×)، b,c - برش عرضی ساقه (بزرگنمایی 100×)، e- برش عرضی از دسته­ی آوندی (بزرگنمایی ۴0۰×). (Cu: کوتیکول، Ep: اپیدرم، Ch: کلرانشیم، Sc: اسکلرانشیم، St: روزنه، P: پارانشیم، VB: دسته­ی آوندی، PX: پروتوگزیلم، MX: متاگزیلم، Ph: آوند آبکش).

 

بررسی ساختار تشریحی برگ

در برش عرضی تهیه شده از برگ، دیواره­ی
سلول­های اپیدرم ضخیم بوده و کوتیکول نازک
می­باشد. پارانشیم نردبانی و پارانشیم اسفنجی، ۳-۲ لایه می­باشند و اغلب دارای ۲ یا ۴ دسته­ی آوندی می­باشند و بافت مغز از نوع اسکلرانشیمی است (شکل a, b 3).

 

بررسی ساختارهای تشریحی و تکوینی تخمک

شکل ۴-a,b نشان دهنده­ی برش طولی و عرضی تخمدان، از گل­های ماده گیاه Asparagusofficinalis L می­باشد. بر اساس نتایج حاصل از برش عرضی، تخمدان­های این گیاه سه خانه­ای بوده و تمکن محوری دارد. در بعضی از خانه­های تخمدان در سطح برش دو تخمک وجود دارد که به جفت متصل می­باشند. براساس برش طولی تخمدان، تخمک­ها بر روی دو ردیف قرار گرفته­اند و میان آنها محوری وجود دارد که تخمک­ها به آن متصل می­باشند. تخمک، ساختار کوچک و بیضی شکل دارد که بوسیله­ی بند به جفت پیوسته است. تخمک، شامل توده مرکزی از بافت خورش (نوسل) است که به وسیله­ی یک لایه از سلول­های محافظ به نام پوسته (integument) احاطه شده است. تخمک ها در این گیاه از نوع تخمک واژگون می­باشند (شکل c 4).

 سلول مادر مگاسپور تقسیم میوز انجام داده و چهار سلول هاپلوئید مگاسپور را تشکیل می­دهد. ۳ تا از سلول­های مگاسپور تجزیه می­شوند و یک سلول مگاسپور باقی می­ماند. سلول مگاسپور، ۳ تا تقسیم میتوز انجام می­دهد و هشت سلول تشکیل می­دهد و کیسه رویانی در این گیاه از نوع Polygonum می­باشد (شکلd-i  4).

بافت خورش در تخمک این گیاه از نوع crassinucellate می­باشد. در اینگونه تخمک­ها، سلول آرکوسپوری به صورت پری­کلینال تقسیم می­شود و سلول حاشیه­ای، اولیه­ی بیرونی و سلول اسپورزای اولیه درونی را تشکیل می­دهد و سلول هاگزا ماهیت زیر اپیدرمی دارد

 

 

 

شکل3 : a,b برش عرضی برگ (بزرگنمایی ۴0۰×).

(Cu: کوتیکول، Ep: اپیدرم، St: روزنه، Pp: پارانشیم نردبانی، Sp: پارانشیم اسفنجی، VB: دسته­ی آوندی، Xy: آوند چوب ، Ph: آوند آبکش، Sc: اسکلرانشیم)

 

 

 

شکل 4: a- برش عرضی تخمدان، از گل­های ماده گیاه Asparagus officinalis L. (بزرگنمایی ۱0۰×).b- برش طولی تخمدان، از گل­های ماده گیاه Asparagus officinalis L. (بزرگنمایی ۱0۰×).c - برش عرضی از تخمک­ها (بزرگنمایی ۴0۰×).d- تخمک حاوی سلول مادر مگاسپور، e- اثری از دیاد در تخمک، f- تخمک حاوی سلول­های تترادی، g- اوایل تشکیل کیسه رویانی در تخمک، h- تخمک حاوی کیسه­ی رویانی در حال تکوین و هسته­ی مرکزی، (i)- قرار گیری هسته­ها در دو قطب کیسه­ی رویانی (f)- با بزرگنمایی ۱0۰۰×، بقیه با بزرگنمایی ۴0۰×)، (M: سفت، N: بافت خورش، Ch: بن یا شالاز، In: پوسته، Mmc: سلول مادر مگاسپور، es: کیسه رویانی، d: دیاد، T: تتراد، CN: هسته مرکزی، F: بند، OW: دیواره تخمدان، Pl: جفت)

 

بررسی ساختارهای تشریحی و تکوینی گرده­ها

گل­های گیاه مارچوبه تک جنسی می­باشند، هر یک از گل­های نر این گیاه دارای شش بساک می­باشند، در شکل a5 برش عرضی گل نر و برش عرضی بساک نشان داده شده است. در برش عرضی، بساک به صورت چهارلبی است که در بساک­های نیمه­رس دارای چهار کیسه گرده است. دیواره بساک از لایه­های مختلف مانند، لایه مکانیکی، لایه میانی و لایه مغذی تشکیل شده است (شکل b 5). در ابتدا سلول­های مادر میکروسپور (PMC) به شکل چند گوشه­ای و نزدیک به هم قرار گرفته­اند (شکلc 5). این سلول­ها با افزایش اندازه­ی بساک مدور می­شوند. هر PMC (2n) برای تشکیل یک گروه از چهارمیکروسپور (n)، متحمل تقسیم میوز شده و تتراد را ایجاد می­کند (شکلd,e 5). پس از تقسیم میوزی، میکروسپورها به صورت دانه­ی گرده مستقل از یکدیگر جدا می­شوند. هسته­ی دانه­ی گرده یک تقسیم میتوزی نامتقارن انجام داده و دو سلول نابرابر، سلول رویشی بزرگتر و سلول زایشی کوچکتر، را تشکیل می­دهند، که باعث ایجاد دانه­ی گرده بالغ می­شود (شکلf 5).

به کمک میکروسکوپ الکترونی نگاره، فراساختار دانه گرده گیاه Asparagus officinalis L. مورد بررسی قرار گرفت. دانه­ی گرده گیاه مارچوبه تک شیاری است و شیار در قسمت­های میانی دانه گرده عریض­تر می­باشد و در قسمت­های قطبی نازکتر می­شود. طول دانه­ی گرده این گیاه، 06/39 میکرومتر و عرض آن 47/15 میکرومتر می­باشد بنابراین دانه­ی گرده­ی این گیاه از نظر اندازه، جز دانه­های گرده با اندازه متوسط است (شکلa,b 6). تزئینات اگزین دانه­ی گرده در آن مشبک می­باشد، که می­توان آن را مشبک منفذدار هم در نظر گرفت (شکلc,d 6).

 

 

 

 

شکل5: a- برش عرضی گل نر (بزرگنمایی ۴0×). b- ساختار بساک (بزرگنمایی ۱0۰×). c- بساک حاوی سلول­های مادر گرده (بزرگنمایی ۱0۰×).d,e- بساک حاوی سلول­ها در مراحل دیاد و تتراد(بزرگنمایی ۴0۰×)، f - بساک حاوی میکروسپورها و
دانه­های گرده بالغ (بزرگنمایی ۱0۰۰×). (Pe: گلبرگ، An: بساک، T: لایه مغذی یا تاپی(Tapetum)، ML: لایه میانی، En: لایه مکانیکی(Endothecium)، VB: دسته آوندی، P: پارانشیم زمینه، PMC: سلول مادر گرده ، d: دیاد، t: تتراد (Isobilateral  tetrad)، Dt: Decussate tetrad، Mm: میکروسپور بالغ، VG: سلول رویشی، GC: سلول زایشی، MPG: دانه گرده بالغ (Mature pollen grain))

 

 

 

شکل 6: تصاویر میکروسکوپ الکترونی نگاره (SEM) از دانه گرده گیاه Asparagus officinalis L.، (a, b)- تصاویر دانه گرده از نمای جانبی. c- تصویر دانه گرده از نمای پروکسیمال. d- تصاویر میکروسکوپ الکترونی نگاره (SEM) از تزئینات دانه­ی گرده گیاه مارچوبه.

 

 

بحث و نتیجه­گیری

ریشه در گیاهان تک لپه­ای دارای سه منطقه­ی مشخص می­باشد، که عبارتند از: اپیدرم، پوست (شامل پارانشیم پوست و آندودرم) و استوانه مرکزی (شامل: دایره محیطیه، دسته­های آوندی و مغز). دایره محیطیه معمولا دو یا سه لایه می­باشد و تعداد دسته­های آبکش و چوب معمولا بیشتر از هشت دسته است. آوند­های چوبی چند گوشه هستند. مغز، مشخص، بزرگ و توسعه یافته باقی می­ماند ]18-7[. براساس برش­های تهیه شده از ریشه مارچوبه، ساختار تشریحی ریشه این گیاه، مشابه گیاهان تک لپه­ی دیگر می­باشد. براساس نتایج حاصل از تحقیقات Nawaz و همکاران (۲۰۱۲) و Hurgoiu و Sipos (۲۰۰۵) اگزودرم ریشه، در این گیاه از چندین لایه سلول­های کوچک و متراکم تشکیل شده، پارانشیم پوستی نیز از حدود 15-20 ردیف سلول بیضی شکل دارای فضای بین سلولی تشکیل شده و اندورم آخرین لایه­ی پوست، از
سلول­هایی با دیواره جانبی که Casper’s gangs نامیده می­شوند، تشکیل شده است. که این نتایج با نتایج حاصل از این پژوهش همخوانی دارد.

طرح کلی سازمان­یابی ساختاری ساقه­های
تک لپه­ای­ها، اساسا با طرح ساقه دولپه مشابه است، اما، بر خلاف دولپه­ای­ها در ساقه­های تک لپه­ای­ها، زوائد اپیدرمی یافت نمی­شود، هیپودرم اسکلرانشیمی می­باشد، آندودرم و دایره محیطیه وجود ندارد،
دسته­های آوندی در سراسر بافت زمینه قرار گرفته­اند، پارانشیم آبکشی وجود ندارد، مغز و اشعه­ی مغزی وجود ندارد و رشد پسین هم وجود ندارد ]16-7[.

استوانه مرکزی، ساقه­های گیاهان تک لپه­ای­ از نوع اتکتواستل با دسته­های آوندی نامنظم و پراکنده است و دسته­های آوندی یک جانبه هستند و کامبیوم وجود ندارد و غلاف اسکلرانشیمی آن را احاطه کرده است. دسته­های آوندی در اغلب گیاهان تک لپه دارای آرایش پراکنده می­باشد. براساس برش­های تهیه شده از ساقه مارچوبه، ساختار تشریحی ریشه این گیاه، مشابه گیاهان تک لپه­ی دیگر می­باشد. در گونه مورد مطالعه اپیدرم یک لایه و دارای لایه ضخیم کوتیکولی است. زیر اپیدرم 3-4 لایه کلرانشیمی و سپس 2-3 ردیف سلولی اسکلرانشیمی قرار دارد، این نتایج با نتایج تحقیقات Raycheva و Stojanov (۲۰۱۳) مطابقت دارد. در این گیاه استوانه مرکزی از نوع اتکتواستل است، چوب V شکل بوده و از متاگزیلم و پروتوگزیلم تشکیل شده، آوند آبکش در قسمت بالای V مشاهده می­شود که متافلوئم در داخل و پروتوفلوئم در خارج قرار گرفته­اند. این نتایج مشابه نتایج بدست آمده توسط Nawaz و همکاران (۲۰۱۲) و Hurgoiu و Sipos (۲۰۰۵) می­باشد.

مطالعات زیادی در زمینه تنوع ریخت­شناسی
برگ­ها از نظر اندازه، شکل و فرم، انجام گرفته است. علاوه بر برگ­ها ساقه­ها نیز به طور چشمگیری با تولید پیچک، خار، ساقه­های پهن و مسطح و ساقه­های برگ- مانند، دارای تنوع ریخت شناسی زیادی هستند. در جنس Asparagus اندازه­ی برگ­های حقیقی کاهش می­یابد به طوری که دیگر نمی­توانند نقش عمده­ی فتوسنتز را انجام دهند. در عوض همه­ی گونه­های Asparagus دارای کلادود، که اندام­های فتوسنتز کننده برگ-مانند هستند، می­باشند. کلادودها به عنوان
ساقه­ی تغییر شکل یافته، برگ نابجا و یا اندام
de novo، در نظر گرفته می­شود ]17[.

در برگ این گیاه سلول­های اپیدرمی توسط کوتیکول پوشیده شده­اند، زیر اپیدرم 2-3 لایه
سلول­های پارانشیم نردبانی و زیر آن چند لایه سلول کروی شکل پارانشیم اسفنجی قرار دارد، این گونه دارای دو دسته­ آوندی با موقعیت مرکزی است و مغز در برگ این گیاه از سلول­های اسکلرانشیمی ساخته شده است. بر اساس تحقیقات Nakayama و همکاران (۲۰۱۲) و Guvenc و Koyuncu (۲۰۰۲) بر روی برگ گیاه A.officinalis، اپیدرم برگ دارای سلول­های 5-6 گوشه­ی هم اندازه بوده و دیواره­های داخلی و خارجی در آن­ها ضخیم می­باشد، پارانشیم نردبانی دارای 2-3 لایه سلول­های بزرگ و طویل است. همچنین پارانشیم پوستی دارای 2-3 لایه سلول­های کروی می­باشد. برگ­ها دارای دو دسته آوندی بزرگ و دو دسنه­ آوندی کوچک هستند که مغز اسکلرانشیمی را احاطه کرده­اند. بر این اساس نتایج حاصل از پژوهش حاضر، با نتایج حاصل از تحقیقات Nakayama و همکاران (۲۰۱۲) وGuvenc و Koyuncu (۲۰۰۲) همسو می­باشد،

بر اساس نتایج تحقیقات Lazarte و همکاران (۱۹۷۹) سلول آرکسپوریوم در گیاه .Asparagus officinalis L از یک سلول تنهای هیپودرمی در نوک بافت خورش، تشکیل شده است. سلول مادر مگاسپور در مارجوبه به طور نرمال میوز انجام داده و بعد از هر تقسیم سیتوکینز انجام می­گیرد. تتراد معمولا T شکل می­باشد، اما گاهی تتراد خطی نیز دیده می­شود. مگاسپوروژنز و مگاگامتوژنز در این گیاه مطابق با نوع پلی­گونوم می­باشد. نتایج حاصل از پژوهش حاضر، با این نتایج همسو می­باشد.

گل­های مارچوبه تک جنسی بوده و گل­های نر آن دارای شش بساک هستند. بساک جوان در حال نمو از سلول­های مریستمی یکنواخت تشکیل شده که لایه اپیدرم آنها را احاطه کرده است. هم­زمان با نمو بساک، این ساختار چهار لب به نظر می­رسد و هر لب یک میکروسپورانژیوم را بوجود می­آورد. دانه­ی گرده رسیده با دیواره پکتوسلولزی نازک به نام انتین (Intine) احاطه می­شود، بیرون انتین لایه دیگری به نام اگزین (Exine) وجود دارد، جدار بساک در موقع رسیدن دانه گرده معمولا از یک لایه اپیدرمی و یک لایه مکانیکی در زیر آن تشکیل شده است ]19-7[. براساس نتایج به دست آمده، میکروسپورزایی در مارچوبه مشابه گیاهان تک لپه­ی دیگر می­باشد.

براساس مطالعات Camadro (۱۹۹۲) بر روی تشکیل میکروسپور در گیاه مارچوبه، سیتوکینز به طور موفقیت­آمیز در مراحل تلوفاز یک و دو ، مانند گیاهان تک لپه­ی دیگر انجام می­گیرد و باعث تولید تتراد میکروسپور­های هاپلوئید می­شود. بر اساس مشاهدات حاصل از پژوهش حاضر نیز تریاد، در گیاهان مورد بررسی مشاهده شده است.

نشان ویژگی سطح خارجی اگزین انواع مختلفی از تزئینات می­باشد که در بیشتر موارد معرف خوبی برای شناسایی گونه­ها است. هرگونه نازک شدگی اگزین یا از بین رفتن بخشی از آن که مستقل از الگوی تکوین اگزین باشد یک روزن یا شیار را تشکیل می­دهد. شیارها و روزن­ها نقش­های گوناگونی دارند، از جمله اینکه هنگام رویش لوله گرده جایگاه مناسبی برای خروج لوله گرده می­باشند، همچنین در شرایط تغییر رطوبت باعث تغییر حجم دانه می­گردند. بر اساس مطالعات انجام گرفته توسط Ozler و Pehlivan (۲۰۰۷)، تزئینات گرده درAsparagus officinalis مشبک و از نوع  Rugulate بوده و تزئینات غشاء شیار از نوع Rugulate می­باشد، بنابراین نتایج حاصل از تحقیقات حاضر با تحقیقات Ozler و Pehlivan (2007) همسو می­باشد. بر اساس این پژوهش ویژگی­های تشریحی ریشه، ساقه و برگ و میکروسپورزایی و مگاسپورزایی گیاه مارچوبه­ی
جمع­آوری شده از منطقه دزفول، مشابه اطلاعاتی است که در این زمینه­ها برای گیاهان تک­لپه و گیاه مارچوبه موجود در سایر نقاط جهان به وسیله­ی محققان گزارش شده است. همچنین اطلاعات حاصل به شناسایی ویژگی­هایی منجر می­گردد که می­توان از آن­ها در مطالعات پایه­ای دیگر همچون رده­بندی دقیق­تر گیاه و پی بردن به روابط تکاملی در تیره Asparagaceae دست یافت.

مراجع

[1]     مجد، ا.، 1391. زیست­شناسی تکوینی در گیاهان. انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال.

[2]     Camadro E. 1992, Cytological Mechanism of 2n Microspore Formation in Garden Asparagus. Hort Science, 27(7): 831-832.

[3]     Chase M., Reveal J., Fay M. 2009. A subfamilial classification for the expanded asparagalean families Amaryllidaceae, Asparagaceae and Xanthorrhoeaceae. Botanical Journal of the Linnean Society, 161: 132–136.

[4]     Chehregani rad A., Hajisadeghian S., Mohsenzadeh f. 2010. Study on the developmental stages of ovule and pollen grains of Inula aucheriana DC. Journal of Plant Biology, 2nd Year, 33(6): 859-873. Persian.

[5]     Dahlgren RMT C.H. 1985. The families of the monocotyledons. Springer, Heidelberg .

[6]     Diderot D. 2015. The Encyclopedia of Diderot & d'Alembert Collaborative Translation Project. USA: Michigan Publishing.

[7]     Fahn A. 1990. Plant anatomy. Pergamon Press.

[8]     Flora Europaea. Royal Botanic Garden Edinburgh. (Retrieved 19 May 2010). Asparagus officinalis.

[9]    Grubben G., Denton O. 2004. Plant Resources of Tropical Africa. Nordic Journal of Botany, 23: 298.

[10] Guvenc A., Koyuncu M. 2002. Studies on the anatomical structure of cladodes of Asparagus L. species (Liliaceae) in Turkey. Israel Journal of Plant Sciences, 50: 51-65.

[11] Hurgoiu F., Sipos M. 2005. A comparative study on the root and stem anatomy of Asparagus (Asparagus officinalis L.) exvitro plantlets and vitro plantlets. Analele Univ. Oradea, Fasc. Biologie, Tom, 181-184.

[12] Jafari E., Karimi A.H. 1996. Polynological study of visited medicinal plants by hony bee in fars province. Research Center for Agricultural & Natural Resources of Fars p.o.Box 71555-617.

[13] Kim By C.Z. 2009. Effects of Asparagus officinalis extracts on liver cell toxicity and ethanol metabolism. Food Science.

[14] Kubota S,K.I. 2012. Molecular phylogeny of the genus Asparagus (Asparagaceae) explains interspecific crossability between the garden asparagus (Asparagus officinalis) and other Asparagus species. Theor Appl Genet, 124: 345-354.

[15] Lazarte J., Palser B. 1979. Morphology, vascular anatomy and embryology of pistillate and staminate flowers of Asparagus officinalis L. Am J Bot, 753-764.

[16] Mohamad S.F. 2016. Botanical Investigation On Asparagus officinalis L. (Asparagaceae). Egypt: Department of Agricultural Botany Faculty of Agriculture Cairo University Egypt.

[17]  Nakayama H., Yamaguchi T., Tsukaya H. 2012. Acquisition and Diversification of Cladodes: Leaf-Like Organs in the Genus Asparagus. The Plant Cel, 24: 929–940.

[18] Nawaz T., Hameed M., Waqar-u-nisa Ahmad, M.A., Younis A., Kanwal H. 2012. Comparative anatomy of root and stem of some native and exotic Asparagus L. Species. Pak. J. Bot, 44: 153-158.

[19] Ozler H., Pehlivan S. 2007. Comparison of  pollen morphological structures of some taxa belonging to Asparagus L. and  FritillariaL. (Liliaceae) from Turkey. Bangladesh J. Bot, 36(2): 111-120.

[20] Raycheva T., Stojanov K. 2013. Comparative anatomical study of five species of genus Asparagus in Bulgaria. Trakia Journal of Sciences, 2: 104-109.

[21] Štajner N., Bohanec B., Jakše M. 2002. In vitro propagation of Asparagus maritimus- A rare Mediterranean salt-resistant species. Plant Cell Tissue Org. Cult, 70: 269 - 274.

[22]Zell H. 2010. Asparagus officinalis, Asparagaceae, Asparagus, sprouts; Karlsruhe, Germany. The fresh young subterranean sprouts are used in homeopathy as remedy. GNU Free Documentation License.