بررسی اثر القای پلی‌پلوئیدی بر ظرفیت آنتی‌اکسیدانی و برخی خصوصیات فیتوشیمیایی و مورفولوژیکی خشخاش ایرانی (Papaver bracteatum Lindl.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای گیاهان دارویی، گروه علوم باغبانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 دانشیار، گروه اصلاح و بیوتکنولوژی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 استادیار، گروه زراعت، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

شناسه دیجیتال (DOR):
98.1000/1735-0905.1398.35.170.94.2.1576.41

خشخاش ایرانی (Papaver bracteatum Lindl.) از گیاهان دارویی متعلق به تیره خشخاش بوده که به‌دلیل دارا بودن آلکالوئیدهای بنزیل ایزوکوئینولین در صنایع داروسازی، کاربرد فراوانی دارد. القای پلی‌پلوئیدی از موضوعات جالب توجه در اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهان دارویی می‌باشد. در این تحقیق، از تیمار کلشی‌سین در 5 غلظت (0، 0.05، 0.1، 2/0 و 5/0 درصد) و سه زمان 24، 48 و 72 ساعت، با سه تکرار به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در شرایط گلخانه‌ای با هدف مطالعه تغییرات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی در گیاهان پلی‌پلوئید و مقایسه آن با گیاهان دیپلوئید استفاده گردید. برای تعیین سطح پلوئیدی گیاهان، بررسی‌های میکروسکوپی، مورفولوژیکی و شمارش کروموزومی انجام شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که غلظت 0.2% کلشی‌سین در مدت زمان تیمار 48 ساعت با بازدهی 32% مناسب‌ترین تیمار برای تولید گیاهان پلی‌پلوئید است. القای پلی‌پلوئیدی باعث ایجاد تغییرات معنی‌دار در افزایش ترکیب‌های فیتوشیمیایی مانند فنل، فلاونوئید و آنتی‌اکسیدان کل در گیاهان پلی‌پلوئیدی نسبت به دیپلوئید گردید؛ همچنین شاخص تراکم روزنه در گیاهان پلی‌پلوئید نسبت به دیپلوئید کاهش معنی‌داری را نشان داد. تعداد کروموزوم در گیاهان دیپلوئید و تتراپلوئید به ترتیب برابر با 14 (2n=2x=14) و 28 (2n=4x=28) ثبت گردید. بنابراین می‌توان گفت، افزایش سطح پلوئیدی موجب افزایش ترکیب‌های فیتوشیمیایی و آنتی‌اکسیدانی در گیاه دارویی خشخاش ایرانی می شود.

کلیدواژه‌ها


- Arzani, A., 2001. Breeding Field Crops. (Authored Pullman and Aysplar). Isfahan University Publication Center, 606p.

- Buggs, R.J.A., Doust, A.N., Tate, J.A., Kon, J., Soltis, K., Feltus, F.A., Paterson, A.H., Soltis, P.S. and Soltis, D.E., 2009. Gene loss and silencing in Tragopogon miscellus (Asteraceae): comparison of natural and synthetic allotetraploids. Heredity, 103: 73-81.

- Castro, C.M., Oliveira, A.C. and Carvalho, F.I.F.D., 2003. Changes on allele frequencies in colchicines-Treated ryegrass populations with RAPD markers. Revista Brasileira de Agrociência, 9(2): 107-112.

- Cheng, S., Xu, F. and Wang, Y., 2009. Advances in the study of flavonoids in Ginkgo biloba leaves. Journal of Medicinal Plants Research, 3(13):
1248-1252.

- Coffman, C.B., Bare, C.E. and Gentner, W.A., 1975. Thebaine variations between germplasm sources within one collection of Papaver bracteaturn. Bulletin on Narcotics, 27: 41-46.

- Dijkstra, H. and Speckmann, G.I., 1980. Auto tetrapliody in caraway (Carum carvi L.) for the increase of the aetheric oil content of the seed. Euphytica Journal, 29: 89-96.

- Doležel, J., Greilhuber, J. and Suda, J., 2007. Estimation of nuclear DNA content in plants using flow cytometry. National Protocol, 2: 2233-2244.

- Doležel, J. and Göhde, W., 1995. Sex determination in dioecious plants Melandrium album and M. rubrum using high-resolution flow cytometry. Cytometry, 19: 103-106.

- Ebrahimzadeh, M.A., Hosseinimehr, S.J., Hamidinia, A. and Jafari, M., 2008. Antioxidant and free radical scavenging activity of Feijoa sallowiana fruits peel and leaves. Journal of Pharmacology-online, 1: 7-14.

- Farjaminezhad, R., Asghari, R., Zare, N. and Farjaminezhad, M., 2011. Study of karyological characteristics in several accessions of Papaver bracteatum Lindl. Journal of Agricultural Biotechnology, 3(2): 47-58.

- Griesbach, R. and Kam, K., 1995. The effect of induced polyploidy on the flavonols of Petunia 'Mitchell. Phytochemistry, 42(2): 361-363.

- Hamill, S., Smith, M. and Dodd, W., 1992. In vitro induction of banana autotetraploids by colchicine treatment of micropropagated diploids. Australian Journal of Botany, 40(6): 887-896.

- Jones, J.R., Ranney, T.G. and Eaker, T.A., 2008. A novel method for induction polyploidy in rhododendron seedlings. Journal American Rhododendron Society, 62(3): 130-135.

- Kondorosi, E., Roudier, F. and Gendrau, E., 2000. Plant cell-size: growing by ploidy. Current Opinion in Plant Biology, 3: 488-492.

- Kong, D., Yanqun Li, Y., Bai, M., Deng, Y., Liang, G. and Wu, H., 2017. A comparative study of the dynamic accumulation of polyphenol components and the changes in their antioxidant activities in diploid and tetraploid Lonicera japonica. Plant Physiology and Biochemistry, 112: 87-96.

- Luckett, D., 1989. Colchicine mutagenesis is associated with substantial heritable variation in cotton. Euphytica, 42: 177-182.

- Madani, H., Hosseini, B., Dehghan, E. and Rezaei-chiyaneh, E., 2015. Enhanced production of scopolamine in induced autotetraploid plants of Hyoscyamus reticulatus L. Acta Physiolgica Planatrum, 37: 55-62.

- Mensah, J.K., Obadoni, B.O., Akomeah, P.A., Ikhajiagbe, B. and Ajibolu, J., 2007. The effects of sodium azide and colchicines treatments on morphologicaj and yield traits of sesame seed (Sesame indicum L.). African Journal of Biotechnology, 6: 534-538.

- Milo, J., Levy, A., Palevitch, D. and Ladizinsky, G., 1987. Thebaine content and yield in induced tetraploid and triploid plants of Papaver bracteatum Lindl. Euphytica, 36: 361-367.

- Neubauer, D. and Mothes, K., 1963. Uber Papaver bracteatum I. Mitteilung, ein neuer weg zur gewinnung von morphinanen auf pflanztichef rohstoffbasis. Planta Medica, 11: 387-391.

- Otto, F.J., 1990. DAPI staining of fixed cells for high-resolution flow cytometry of nuclear DNA. Methods in Cell Biology, 33: 105-110.

- Palevitch, D. and Levy, A., 1983. Cultural and genetic factors affecting thebaine yield in Papaver bracteatum Lindl. Acta Horticulture, 132: 189-95.

- Soltis, D.E. and Soltis, P.S., 1999. Polyploidy: recurrent formation and genome evaluation of domesticated plants. American Journal of Botany, 80: 1491-1499.

- Tang, Z.Q., Chen, D.L., Song, Z.J., He, Y.C. and Cai, D.T., 2010. In vitro induction and identification of tetraploid plants of Paulownia tomentosa. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 102: 213-220.

- Zahedi, A.A., Hosseini, B., Fattahi, M., Dehghan, E., Parastar, H. and Madani, H., 2014. Overproduction of valuable methoxylated flavones in induced tetraploid plants of Dracocephalum kotschyi Boiss. Botanical Studies, 55: 22.

- Zhang, J., Zhang, M. and Deng, X., 2007. Obtaining autotetraploids in vitro at a high frequency in Citrus sinensis. Plant Cell, Tissue and Organ culture, 89: 211-216.