یکی از مهم¬ترین جنس هالوفیت¬ها سالیکورنیا است که گياهی یکساله و از خانواده اسفناجيان می¬باشد و از متحمل¬ترین گیاهان به شوری محسوب می¬شود. کشت بافت گیاهی یکی از ابزار¬های کلیدی بیوتکنولوژی است. بهینه¬سازی روش¬های کشت بافت برای تولید انبوه و انتقال ژن در سالیکورنیا بسیار حائز اهمیت است. مطالعه حاضر اولین تحقیق در ارتباط با ریز-ازدیادی و باز¬زایی Salicornia iranica Akhani می¬باشد و هدف آن، یافتن شرایط مناسب برای کشت درون شیشه¬ای S. iranica و توسعه کارامد سیستم باز¬زایی است. با توجه به این موضوع که ریز¬ازدیادی گیاه سالیکورنیا نقش شایانی در مدیریت زمین¬های شور و ساحلی دارد، از این¬رو بهینه¬سازی ریز¬ازدیادی آن بررسی گردید. ابتدا بذور جمعیت¬های سالیکورنیا از اطراف دریاچه ارومیه جمع¬آوری و پس از تهیه گیاهچه در گلخانه، برای شاخه¬زایی با سطوح مختلف تنظیم¬کننده¬های رشدی (BAP و NAA) و کلرید¬سدیم و همچنین برای ریشه¬زایی، محیط¬های کشت مختلف به¬صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین سطوح مختلف BAP، NAA، NaCl و جمعیت¬های سالیکورنیا از نظر طول شاخه و تعداد گره اختلاف معنی¬داری وجود دارد. همچنین اثرات متقابل دو جانبه BAP × کلرید سدیم، BAP × جمعیت و کلرید سدیم × جمعیت از نظر طول شاخه و تعداد گره و اثر متقابل BAP × NAA از نظر تعداد گره معنی¬دار بودند. بر¬اساس مقایسات میانگین، جمعیت ایستگاه رادیو در ترکیب با 400 میلی¬مولار کلرید¬سدیم و 3 میلی¬گرم در لیتر BAP و همچنین ترکیب 400 میلی¬مولار کلرید¬سدیم با 3 میلی¬گرم در لیتر BAP بیشترین طول شاخه و تعداد گره را موجب شدند. جمعیت دیزج دول در ترکیب با 3 میلی¬گرم در لیتر BAP و ترکیبات تیماری حاوی 5/0 و 1 میلی¬گرم در لیتر NAA و 3 میلی¬گرم در لیتر BAP بیشترین تعداد گره را داشتند. بین محیط¬های مختلف القا ریشه از نظر درصد ریشه¬زایی اختلاف معنی¬داری وجود داشت، به طوری¬که محیط M5 (NAA 0.5 mg/L+ MgCl2 20 g/L) با بیشترین درصد ریشه¬زایی به-عنوان بهترین محیط معرفی گردید. از نظر تعداد ریشه بین جمعیت¬های مختلف و محیط¬ها اختلاف معنی¬داری وجود داشت. اثر متقابل دو جانبه محیط و جمعیت نیز معنی¬دار بود و جمعیت¬های دیزج دول و ایستگاه رادیو در ترکیب با محیط M5 بیشترین تعداد ریشه را داشتند. به¬عبارتی جمعیت ایستگاه رادیو از نظر صفات مربوط به ریز¬ازدیادی به¬عنوان بهترین جمعیت معرفی شد. به¬ منظور انجام باز¬زایی، پس از ضد¬عفونی کردن بذور و تهیه گیاهچه¬های استریل در محیط کشت MS، کالوس-زایی با استفاده از سه ریز¬نمونه هیپوکوتیل، ریشه و بذور ضد¬عفونی شده در محیط القای کالوس با سطوح مختلف تنظیم¬کننده-های رشدی (TDZ، NAA وBAP) انجام شد. سپس تاثیر سطوح مختلف TDZ و NAA در شاخه¬زایی و محیط¬های رشد مختلف در ریشه¬زایی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی به صورت فاکتوریل با سه تکرار انجام شد. از بین سه ریز¬نمونه مورد آزمون فقط بذور ضد¬عفونی شده و از میان تمامی فاکتور¬ها تنها چهار ترکیب تیماری به کالوس-زایی پاسخ دادند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که از نظر کلیه صفات مربوط به کالوس¬زایی، بین محیط¬های کشت و جمعیت¬ها اختلاف معنی¬داری وجود دارد. همچنین اثر متقابل دو جانبه جمعیت و محیط¬های کشت نیز از نظر وزن تر و قطر کالوس معنی¬دار بودند. بر¬اساس نتایج مقایسات میانگین، محیط CM3 و جمعیت¬های چی¬چست، تالاب سولدوز و دیزج دول بیشترین درصد کالوس¬زایی را داشتند. جمعیت چی¬چست در ترکیب با محیط کشت CM2 از نظر وزن تر و قطر کالوس بهترین ترکیب تیماری شناخته شد. 1 میلی¬گرم در لیتر TDZ و تمامی جمعیت¬ها به¬غیر ازدیزج دول بیشترین تعداد شاخه در هر کالوس را موجب شدند. از نظر درصد کالوس¬های شاخه¬ده، ترکیب TDZ (1/0 میلی¬گرم در لیتر) با تمامی جمعیت¬ها به-غیر از پلیس¬راه ارومیه و پلیس¬راه نرسیده به پل روگذر به¬عنوان بهترین تیمار معرفی شدند. همچنین نتایج نشان داد که محیط کشت حاوی NAA (با غلظت 5/0 میلی¬گرم بر لیتر) و MgCl2 (با غلظت 20 گرم بر لیتر) برای ریشه¬دهی مناسب بود. در مجموع 60 درصد از گیاهان تولید شده از کشت بافت، در محیط بیرون با موفقیت سازگار گردیدند.
Abstract:Salicornia is one of the most important halophytes genus, which is an annual plant from the Chenopodiaceae family and is considered one of the most salt-tolerant plants. Plant tissue culture is one of the key tools of biotechnology. Optimizing tissue culture methods for mass production and gene transfer in Salicornia is very important. The present study is the first research related to the micro-propagation and regeneration of Salicornia iranica Akhani, and its purpose is to find suitable conditions for in vitro cultivation of S. iranica and to develop an efficient regeneration system. Due to the fact that the micropropagation of Salicornia plant has an important role in the management of salty and coastal lands, therefore, the optimization of its micropropagation was investigated. First, the seeds of Salicornia populations were collected from around Lake Urmia, and after preparing the seedlings in the greenhouse, Different culture mediums with different levels of growth regulators (BAP and NAA) and sodium chloride were studied as a factorial experiment in the base of a completely randomized design with three replications for shooting and rooting. The results showed that there is a significant difference between different levels of BAP, NAA, NaCl and Salicornia populations in terms of shoot length and number of nodes. Also, the interaction effects of BAP × sodium chloride, BAP × population and sodium chloride × population in terms of shoot length and number of nodes and the interaction effect of BAP × NAA in terms of the number of nodes are significant. Based on mean comparisons, the Radio Station population in combination with 400 mM sodium chloride and 3 mg/L BAP and also the combination of 400 mM sodium chloride with 3 mg/L BAP caused the highest shoot length and number of nodes. The Dizaj dul population in combination with 3 mg/L BAP and treatment combinations containing 0.5 and 1 mg/L NAA and 3 mg/L BAP had the highest number of nodes. There was a significant difference between different rooting media in terms of rooting percentage, so M5 medium (NAA 0.5 mg/L + MgCl2 20 g/L) with the highest rooting percentage was introduced as the best medium. In terms of the number of roots, there was a significant difference between different populations and mediums. The mutual effect of the environment and the population was also significant, and the populations of Diaz Dole and Radio Station had the highest number of roots in combination with the M5 environment. In other words, the population of the Radio Station was introduced as the best population in terms of traits related to micropropagation. In order to perform regeneration, after decontamination of seeds, and preparing seedlings in the MS culture medium, callogenesis were performed using three hypocotyl, root and sterilized seed explants in the callus induction medium with different levels of growth regulators (TDZ, NAA and BAP). Then, the effect of different levels of TDZ and NAA on shooting and different growth mediums on rooting was investigated. The experiment was conducted in the form of a completely randomized factorial design with three replications. Among the three tested explants, only sterilized seeds and among all the factors, only four treatment combinations responded to callus formation. The results of analysis of variance showed that there is a significant difference between culture mediums and populations in terms of all traits related to callus formation. Also, the interaction effect of population and culture medium was also significant in terms of fresh weight and callus diameter. According to the results of mean comparisons, CM3 and Chi-Chast, Soldoz and Dizj Dol populations had the highest percentage of callus formation. Chi-chest population in combination with CM2 culture medium was recognized as the best treatment combination in terms of fresh weight and callus diameter. 1 mg/L of TDZ and all the populations except Dizj Dole caused the highest number of shoots per callus. In terms of the percentage of shooted calluses, the combination of TDZ (0.1 mg/L) was introduced as the best treatment for all populations, except for Urmia Highway Patrol station and Urmia Flyover Station. Also, the results showed that the culture medium containing NAA (with a concentration of 0.5 mg/L) and MgCl2 (with a concentration of 20 gr/L) was suitable for rooting. In total, 60% of the plants produced from tissue culture were successfully adapted to the outdoor environment.
Regeneration and Micropropagation of Different Salicornia Populations