۱۷۹۷۲پ
per
بررسی ویژگیهای کمی و کیفی اسانسها و تنوع ژنتیکی دو گونه از Dracocephalum در جمعیتهای مختلف و در بافتها و سلولهای جدا کشت
/بهاره الهوردی ممقانی
: علوم طبیعی
، ۱۳۹۶
، راشدی
چاپی
دکتری
فیزیولوژی گیاهی
۱۳۹۶/۰۶/۱۵
تبریز
جنس Dracocephalum متعلق به خانواده نعنا است .در ایران ده گونه یکساله و چند ساله از این گونه وجود دارد که در مناطق مختلف ایران پراکنش دارد .هدف از این تحقیق تعیین ویژگیهای کمی و کیفی اسانس در گیاهان گلخانه و گیاهچه های کشت بافت، القا و رشد کالوس و سنجش انباشتگی فلاونوئید و فعالیت آنتی اکسیدان و تعیین تنوع ژنتیکی و تنوع سوماکلونال در جمعیتهای مختلف گونه های D. kotschyi و D. moldavica بود .بدین منظور سه آزمایش جداگانه انجام گرفت .در آزمایش اول ویژگیهای کمی و کیفی اسانس در بین گیاهان گلخانه و گیاهچه های کشت بافت مقایسه شد .بر طبق نتایج، بازده اسانس D. kotschyi در گیاهان گلخانه بین ۰۲/۰ تا ۰۸/۰ و در گیاهچه های درون شیشه از ۰۲/۰ تا ۰۵/۰ متغیر بود .ترکیبهای اصلی اسانس در گیاهان گلخانه شامل لیمونن، نرال، ژرانیول و در گیاهچه های کشت بافت شامل وربنون، متیل ژرانات و ژرانیل استات بود .بالاترین درصد وربنون ۴۷/۸۲ در گیاهچه های کشت بافت در جمعیت قزوین ۲ مشاهده شد .بیشترین محتوای نرال به میزان ۸/۷۴ در جمعیت قزوین ۲ تحت شرایط گلخانه به دست آمد .بالاترین درصد متیل ژرانات در گیاهچه های کشت بافت ( (۰۶/۷۹ در جمعیت قزوین ۳ بود .بازده اسانس در گیاهان گلخانه گونه D. moldavica بین ۱۳/۰ تا ۲۷/۰ و در گیاهچه های کشت بافت بین ۰۴/۰ تا ۰۹/۰ تغییر نمود .ترکیبهای اصلی شناسایی شده در گیاهچه های کشت بافت شامل ژرانیال، ژرانیول و ژرانیل استات است .و ترکیبهای غالب در گیاهان گلخانه شامل ژرانیال، ژرانیل استات و نرال بود .بالاترین درصد نرال ( (۰۵/۲۷ در جمعیت همدان ۱ و بیشترین درصد ژرانیل استات ( (۷۵/۲۴ در جمعیت کرج ۱ در گیاهان گلخانه بدست آمد .بیشترین درصد ژرانیول ( (۳۲/۳۴ در جمعیت کرج ۳ و بیشترین درصد ژرانیال ( (۱۲/۵۶ در جمعیت کرج ۲ در گیاهچه های کشت بافت مشاهده شد .در آزمایش دوم اثر تنظیم کننده های رشد گیاهی و منبع ریز نمونه بر القا و رشد کالوس، انباشتگی فلاونوئید و فعالیت آنتی اکسیدان در جمعیتهای مختلف گونه های دراکوسفالوم آزمون شد .بهترین نتایج در ارتباط با درصد کالوس زایی و میزان کالوس و بالاترین وزن تر و خشک در محیط کشت محتوی ۲ میلی گرم در لیتر نفتالن استیک اسید (NAA) و ۱ میلی گرم در لیتر بنزیل آمینو پورین (BAP) و از ریز نمونه ساقه مشاهده شد .در میان جمعیتها، بالاترین درصد القا کالوس در جمعیت همدان ۲ از گونهD. moldavica ، بیشترین میزان کالوس در جمعیت چالوس از گونه D. kotschyi و بالاترین وزن تر و خشک در جمعیت اصفهان از گونه D. kotschyi به دست آمد .بالاترین انباشتگی فلاونوئید و فعالیت آنتی اکسیدان در کالوسهای حاصل از ساقه و در محیط کشت محتوی ۱ میلی گرم در لیتر NAA به همراه ۵/۰ میلی گرم در لیتر BAP مشاهده شد .جمعیتهای D. kotschyi فلاونوئید بیشتری را نسبت به جمعیتهای گونه D. moldavica انباشته نمود .متیل جاسمونات به عنوان الیسیتور موجب کاهش انباشتگی فلاونوئید شد .بر طبق نتایج رابطه مثبتی بین فعالیت آنتی اکسیدان و انباشتگی فلاونوئید وجود داشت .در آزمایش سوم از میان ۱۵ پرایمر مورد آزمون، چهار پرایمر شاملu۱۷ (P۳)- H۷۸۶،u۲۳ (P۷) - H۸۰۸،D۰۱ (P۸) - H۸۲۳وA۰۷ (P۹) - H۸۲۰بالاترین میزان باندهای پلی مورف و شاخص مارکر را در همه جمعیتها نشان دادند .شاخص اطلاعات شانون(I) ، شاخص تنوع ژنتیکی(Nei) ، هتروزیگوسیتی کل (h)و جریان ژن در جمعیتهای دو گونه تخمین زده شد .بر طبق نتایج آنالیز واریانس مولکولی تنوع درون جمعیتی بیشتر از تنوع بین جمعیتها است .تعداد باندها، تعداد باندهای اختصاصی برای همه جمعیتهای مورد آزمون محاسبه شد .تجزیه کلاستر بر طبق داده های مربوط به ترکیبهای شیمیایی و داده های مولکولی انجام گرفت .در گونه D. moldavica جمعیتها بر اساس داده های مولکولی و شیمیایی به چهار و پنج گروه تقسیم شدند .بر اساس نتایج تنوع سوماکلونال و فیتوشمیایی در بین جمعیتهای این گونه مشاهده شد .تجزیه کلاستر گونه D. kotschyi بر اساس داده های مولکولی و شیمیایی جمعیتها را به شش و پنج گروه تقسیم کرد . همبستگی بین داده های مولکولی و ترکیبهای شیمیایی با استفاده از آزمون مانتل در گونه D. moldavica ۷۷/۰ و در گونه D. kotschyi ۸۲/۰ بود
The genus Dracocephalum belongs to Lamiaceae family that included ten species of annual and perennial plants which is distributed in different parts of Iran. The aim of this research was to investigate quality and quantity of essential oil, callus induction and proliferation ,examination of flavonoid accumulation , Antioxidant activity ,determination of genetic and somaclonal variations in different populations, cultured tissues and cells of Dracocephalum kotschyi and Dracocephalum moldavica plants. For this purpose, three separate experiments were conducted. In the first experiment, variation of quality and quantity of essential oil was compared between in vitro plantlets and seedlings grown under greenhouse condition. According to our results essential oils percentage of in vitro plantlets of D. kotschyi varied between 0.02 and 0.05 . The main compounds were identified as verbenone, methyl geranate and geranyl acetate. In contrast, essential oils percentage of seedlings of D. kotschyi was varied between 0.02 and 0.08 , the dominated compounds were neral, verbenone, methyl geranate and geraniol. The highest verbenone percentage was seen in in vitro plantlets of Qazvin 2 ( 12938) population. Similarly, the highest neral content (74.8 ) was observed in Qazvin 2 population ( 12938) under greenhouse condition. The highest methyl geranate percentage (79.06) was seen in Qazvin 3 ( 29652) population of in vitro plantlets. Study of quantity and quality of essential oil in D. moldavica showed that essential oils percentage in in vitro plantlets was varied between 0.04 -0.09 . The main identified compound were geranial, geraniol and gernyl acetate. Essential oils percentage in seedling plant of D. moldavica varied between 0.13 -0.27 and main chemical compounds were geranial, geranyl acetate and neral. The amount of neral and geranyl acetate were higher in seedlings. However, geraniol and geranial percentage was high in in vitro plantlets. The highest neral percentage (27.05 ) was seen in hamedan 1 ( 1613) population. The highest geranyl acetate (24.75 ) was observed in Karaj 1 ( 1089) population. The highest geraniol percentage was found in Hamedan 2 ( 14336) population. The highest geranyl percentage (56.12 ) was seen in Karaj 2 ( 3429) population. In the second experiment, effect of plant growth regulators and explant source on callus induction and growth, flavonoid accumulation and antioxidant activity in different populations of two Dracocephalum species were examined. The best result in relation to callogenesis percentage and callus amount was observed in medium containing 2 mgl-1 NAA and 1 mgl-1 BAP originated from shoot explant. Among populations, the highest callogenesis was seen in Hamedan 2 ( 14336) from D. moldavica. The highest callus amount was found in Chalus population ( 180) from D. kotschyi species. The highest flavonoid accumulation and antioxidant activity were seen in callus originated from stem on medium containing 1 mgl-1 NAA and 0.5 mgl-1 BAP. In relation to biomass accumulation, the highest wet and dry weight was found in medium containing 2 mgl-1 and 1 mgl-1 BAP. The lowest wet and dry weight was seen in medium supplemented with 1mgl-1 2,4-D and 0.5 mgl-1 Kin. Among examined explants, the highest wet and dry weight of callus was from shoot explant. The highest wet and dry weight was found in Isfahan population (18173) from D. kotschyi and the lowest wet and dry weight was seen in Karaj 3 ( 909) population from D. moldavica. D. kotschyi populations accumulated more flavonoid than D. moldavica species. Methyl jasmonate as an elicitor decrease flavonoid accumulation and antioxidant activity. There is positive correlation between antioxidant activity and flavonoid accumulation. Among fifteen R-ISSR primers, four primers including (H786-u17, H808-u23, H823-D01 and H820-Ao7) were showed the highest polymorphic bands and marker index in all populations. Variations were seen not only between populations but also between different individuals within the populations. According to molecular variance analysis the highest variation was seen within populations (77 for D. moldavica and 75 for D. kotschyi) and variation among population was (23 for D. moldavica and 25 for D. kotschyi). Number of observed alleles (na), number of effective alleles (ne), Shanon information index (I), Nei genetic variation index (h), total heterozygosity, expected heterozygosity, gene flow were estimated among populations of two species. Number of bands and specific bands were calculated for all examined population. Cluster analysis according to chemical compound data and molecular data were done. In D. moldavica, populations divided into four and five classes, respectively. Somaclonal and phytochemical variations was found among populations. Cluster analysis of D. kotschyi according to molecular and chemical data separated populations into six classes. Genetic and phytochemical variation was seen among Darbandsar population. Correlation between molecular data and chemical compounds were estimated 0.77 for D. moldavica and 0.82 for D. kotschyi using Mantel test
الهوردی ممقانی، بهاره
موافقی، علی، استاد راهنما
حسام زاده حجازی، سیدمحسن، استاد راهنما
میرزا، مهدی، استاد مشاور
نمایه‌سازی قبلی
