بررسی تأثیر محیط کشت و پارامترهای فیزیکی نور و دما بر تکثیر درون شیشه‌ای گیاه استویا (Stevia rebaudiana Bertoni)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، بخش تحقیقات کشت بافت گیاهی، مدیریت بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه مرکزی کشور- اصفهان، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد، بخش تحقیقات کشت بافت گیاهی، مدیریت بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه مرکزی کشور- اصفهان، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 کارشناس ارشد، بخش تحقیقات ژنومیکس، مدیریت بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه مرکزی کشور- اصفهان، پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

به‌منظور دستیابی به روشی اقتصادی برای تکثیر گیاه استویا (Stevia rebaudiana Bertoni) با استفاده از کشت بافت، تأثیر محیط کشت پایه و تنظیم‌کننده‌های رشد بر تکثیر درون شیشه گیاه استویا مطالعه شد. ریزنمونه‌های تک گره بدون برگ در محیط‌های کشت پایه MS، B5 و LS حاوی غلظت‌های مختلف بنزیل آمینو پورین به همراه ایندول استیک اسید و یا ایندول بوتریک اسید کشت شدند. تأثیر تیمارهای فیزیکی دما (22، 25 و 27 درجه سانتی‌گراد) و شدت نور (μmol m-2 s-155 و 110) در این آزمایش ارزیابی شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد که تیمارهای مورد بررسی تفاوت معنی‌داری بر ریزازدیادی گیاه استویا داشته‌اند. سپس در آزمایشی دیگر، تأثیر غلظت‌های مختلف متاتوپولین بر تکثیر استویا، با بهترین ترکیب از تیمارهای آزمایش اول، مقایسه گردید. مقایسه میانگین‌ها در این آزمایش نشان داد که غلظت بهینه متاتوپولین 1 میلی‌گرم بوده‌است. در ارزیابی تنوع ژنتیکی با استفاده از نشانگر مولکولی AFLP، 12 ترکیب پرایمری بر روی دو نمونه از والدین اولیه با 6 نمونه از نتاج بررسی شد. در این مطالعه 231 باند در محدوده 500-50 جفت باز مشاهده گردید که نتایج آنالیز آنها بیانگر شباهت کامل نتاج با والدین اولیه بود.

کلیدواژه‌ها


- Ahmed, M.B., Salahin, M., Karim, R., Razvy, M.A., Hannan, M.M., Sultana, R., Hossain, M. and Islam, R., 2007. An efficient method for in vitro clonal propagation of a newly introduced sweetener plant (Stevia rebaudiana Bertoni.) in Bangladesh. American-Eurasian Journal of Scientific Research, 2: 121-125.

- Akita, M., Shigeoka, T., Koizumi, Y. and Kawamura, M., 1994. Mass propagation of shoots of Stevia rebaudiana using a large scale bioreactor. Plant Cell Reports, 13: 180-183.

- Amoo, S.O., Finnie, J.F. and Van Staden, J., 2011. The role of meta-topolins in alleviating micropropagation problems. Plant Growth Regulation, 63: 197-206.

- Anbazhagan, M., Kalpana, M., Rajendran, R., Natarajan, V. and Dhanave, D., 2010. In vitro production of Stevia rebaudiana Bertoni. Emirates Journal of Food and Agriculture, 22(3): 216-222.

- Bairu, M.W., Stirk, W.A., Dolezˇal, K. and Van Staden, J., 2008. The role of topolins in micropropagation and somaclonal variation of banana cultivars ‘Williams’ and ‘Grand Naine’ (Musa spp. AAA). Plant Cell Tissue and Organ Culture, 95: 373-379.

- Bhojwani, S.S. and Dantu, P.K., 2013. Plant Tissue Culture: An Introductory Text. Springer India, 318p.

- Czechowiak, C., Dubois, J. and Vasseur, J., 1984. Culture in vitro du Stevia rebaudiana Bertoni C.R. Seances. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences-Series III-Sciences de la Vie, 298: 173-176.

- El-Zaidy, M.Z., Zayed, M.E., Alharbi, S., Doaigey, A., Al Sahli, A.A. and Ammar, R.A.A., 2014. Micropropagation of seven Stevia rebaudiana Bert. genotypes via adult leaf explants. Journal of Pure and Applied Microbiology, 8(2): 1289-1298.

- Ferreira, C.M. and Walter, H., 1988. Production, maintenance and plant regeneration from cell suspension culture of Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni. Plant Cell Reports, 7: 123-126.

- Filho, B., João, C. and Kazumi, H., 1997. Embryogenic callus formation and histological studies from Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni floret explant. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 9(3): 185-188.

- Gabryszewska, E. 2016. Efect of diferent sucrose and nitrogen salt levels in the medium and temperature on in vitro propagation of Helleborus niger L. Acta Agrobot, 68(2):161-171.

- Goettemoeller, J. and Ching, A., 1999. Seed germination in Stevia rebaudiana: 510-511. In: Janick, J., (Ed.). Perspectives on New Crops and New Uses. ASHS Press, 528p.

- Hanson, J.R. and De Oliveira, B.H., 1993. Stevioside and related sweet diterpenoid glycosides. Natural Product Reports, 10: 301-309.

- Handro, W., Ferreira, C.M. and Floh, E.I.S., 1993. Chromosomal variability and growth rate in cell suspension cultures of Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni. Plant Science, 93: 169-176.

- Hossain, M.A., Kabir, A.H.M.S., Japhan, T.A. and Hasan, M.N., 2008. Micropropagation of Stevia rebaudiana. International Journal of Sustainable Crop Production, 3: 1-9.

- Ibrahim, A.I., Nasr, M.I., Mohammded, B.R. and El-Zefzafi, M.M., 2008. Plant growth regulators affecting in vitro cultivation of Stevia rebaudiana. Sugar Technology, 10: 254-259.

- Javad, S., Naz, S., Ilyas, S., Ali, A., Aslam, F. and Munir, N., 2012. Study of the effect of physical state of medium and different concentrations of sucrose, ferric ethylenediamine-tetraacetic acid (FeEDTA) and CuSO4 in enhancing the micropropagation system of Stevia rebaudiana. Journal of Medicinal Plant Research, 6: 1800-1805.

- Kőszeghi, S., Bereczki, C., Balog, A. and Benedek, K., 2014. Comparing the effects of benzyladenine and meta-topolin on sweet basil (Ocimum basilicum) micropropagation. Notulae Scientia Biologicae, 6(4): 422-427.

- Kumar, A., Jena, A., Panda, M.K. and Nayak S., 2009. Effect of phytoregulators on in vitro mass propagation of Stevia rebaudiana Bertoni. International Journal of Integrative Biology, 8(1): 56-59.

- Kumar, S. and Singh, N., 2009. In vitro propagation of Stevia rebaudiana Bertoni: An important medicinal sweet herb. Environment Ecology, 27: 459-464.

- Latha, S. and Usha, M., 2003. In vitro culture studies on Stevia rebaudiana. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 39: 520-523.

- Maiti, R.K. and Purohit, S.S., 2008. Stevia: A Miracle Plant for Human Health. Agrobios (India) Jodhpur, India, 190p.

- Mehrizadeh, V. and Baghban, B.K., 2014. Rooting effect of active charcoal for high scale micropropagation of stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). International Journal of Biosciences, 4(11): 234-239.

- Mirniam, A., Roshandel, P., Otroshi, M. and Ebrahimi, M., 2013. A novel protocol for Stevia rebaudiana Bert regeneration. Journal of Advanced Laboratory Research in Biology, 4(1): 15-22.

- Mitra, A. and Pal, A., 2007. In vitro regeneration of Stevia rebaudiana (Bert.) from nodal explants. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 16: 59-62.

- Morini, S., Fiaschi, G., Andolfi, L. and Macchia, M., 2003. In vitro propagation of Stevia rebaudiana Bertoni: results with different genotypes. Agricoltura Mediterranea, 133(2): 117-123.

- Mubarak, M., 2008. Micropropagation of Stevia rebaudiana In vitro. Meeting the Challenges of Sugar Crops & Integrated Industries in Developing Countries, Al Arish, Egypt, 11-14 September: 293-298.

- Nakamura, S. and Tamura, Y., 1985. Variation in the main glycosides of Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Japanese Journal of Tropical Agriculture, 29: 109-116.

- Ramakrishna, A. and Ravishankar, G.A., 2013. Diterpene sweeteners (Steviosides): 3194-3203. In: Ramawat, K.G. and Me´rillon, J.M., (Eds.). Natural Products, Phytochemistry, Botany and Metabolism of Alkaloids, Phenolics and Terpenes, Springer, 4245p.

- Singh, N., Yadav, K., Kumari S. and Renu 2011. Metabolic changes during differentiation in callus cultures of Stevia rebaudiana (Bertoni). Journal of Phytology, 3(3): 63-67.

- Singh, P., Dwivedi, P. and Atri, N., 2014. In vitro shoot multiplication of Stevia and assessment of stevioside content and genetic fidelity of the regenerants. Sugar Tech, 16: 430-439.

- Sivaram, L. and Mukundan, U., 2003. In vitro culture studies on Stevia rebaudiana. In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant, 39: 520-523.

- Sreedhar, R.V., Venkatachalam, L., Thimmaraju, R., Bhagyalakshmi, N., Narayan, M.S. and Ravishankar, G.A., 2008. Direct organogenesis from leaf explants of Stevia rebaudiana and cultivation in bioreactor. Biologia Plantarum, 52(2): 355-360.

- Tamura, Y., Nakamura, S., Fukui, H. and Tabata, M., 1984. Comparison of Stevia plants grown from seeds, cuttings and stem tip cultures for growth and sweet diterpene glycosides. Plant Cell Reports, 3: 180-182.

- Tanaka, O., 1982. Steviol-glycosides: New natural sweeteners. Trends in Analytical Chemistry, 1(11): 246-248.

- Wada, Y., Tamura, T., Kodama, T., Yamaki, T. and Uchida, Y., 1981. Callus culture and morphogenesis of Stevia rebaudiana (Bert.) Bertoni. Yukagawa, 36: 215-219.

- Yadav, A.K., Singh, S., Dhyani, D. and Ahuja, P.S., 2011. A review on the improvement of stevia (Stevia rebaudiana (Bertoni)). Canadian Journal of Plant Science, 91: 1-27.