بررسی تأثیر نوع ریزنمونه و تنظیم‌کننده‌های رشد بر کالوس‌زایی، باززایی غیرمستقیم ساقه‌چه و ریشه‌زایی گیاه دارویی سرخارگل (Echinacea angustifolia DC.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر، ایران

چکیده

    سرخارگل، یکی از گیاهان دارویی و با ارزش و از منابع مهم اسید شیکوریک است. در این پژوهش کالوس‌زایی، باززایی غیرمستقیم و ریشه‌زایی ساقه‌چه در گونه Echinacea angustifolia DC. بررسی گردید. در دو آزمایش جداگانه، اثرات نوع ریزنمونه (برگ، دمبرگ و ریشه) و غلظت ماده تنظیم‌کننده رشد NAA (0.5، 1 و 1.5 میلی‌گرم در لیتر) بر میزان کالوس‌زایی و نیز اثرات نوع ریزنمونه (برگ، دمبرگ و ریشه) و غلظت ماده تنظیم‌کننده رشد BAP (3، 4 و 5 میلی‌گرم در لیتر) بر میزان باززایی غیرمستقیم ساقه‌چه بررسی شد. این آزمایش‌ها به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شدند. همچنین در آزمایش دیگری اثر غلظت تنظیم‌کننده رشد IBA (0.5، 1، 1.5 و 2 میلی‌گرم در لیتر) بر ریشه‌زایی ساقه‌چه‌های باززایی شده در قالب طرح کاملاً تصادفی بررسی شد. در بررسی کالوس‌زایی اختلاف آماری معنی‌داری بین عوامل مورد مطالعه مشاهده نشد ولی اثرات مورد مطالعه در بررسی ساقه‌چه‌زایی و ریشه‌زایی در سطح 1% معنی‌دار بودند. بیشترین میزان باززایی غیرمستقیم ساقه‌چه (72%) از ریزنمونه برگ و با استفاده از BAP در غلظت 4 میلی‌گرم در لیتر و بیشترین درصد ساقه‌چه‌های ریشه‌دار شده یا به‌عبارتی بیشترین درصد گیاه کامل (38% و 40%)، به‌ترتیب با استفاده از IBA در غلظت‌های 1 و 1.5 میلی‌گرم در لیتر بدست آمدند. این پژوهش قابلیت خوب این گونه را برای کالوس‌زایی و تولید گیاهچه‌های درون شیشه‌ای به‌منظور استفاده‌های مختلف ازجمله در برنامه‌های تکثیر، انتقال ژن و تولید گیاهان تراریخت نشان داد.

کلیدواژه‌ها


- Abd Elaleem, K.G., Modawi, R.S. and Khalafalla, M.M., 2009. Effect of plant growth regulators on callus induction and plant regeneration in tuber segment culture of potato (Solanum tuberosum L.) cultivar Diamant. African Journal of Biotechnology, 8(11): 2529-2534.

- Abdoli, M., Moieni, A. and Naghdi Badi, H., 2013. Influence of KNO3, CaCl2 and MgSO4 concentrations on growth and cichoric acid accumulation in hairy root culture of purple coneflower (Echinacea purpurea L.). Journal of Medicinal Plants, 12: 75-84.

- Ahmad, N., Fazal, H. and Zamir, R., 2011. Callogenesis and shoot organogenesis from flowers of Stevia rebaudiana (Bert.). Sugar Tech, 13(2): 174-177.

- Akin-Idowu, P.E., Ibitoye, D.O. and Ademoyegun, O.T., 2009. Tissue culture as a plant production technique for horticulture crops. African Journal of Biotechnology, 8(16): 3782-3788.

- Asghari, F., Hosseini, B., Hassani, A. and Shirzad, H., 2012. Effect of explants source and different hormonal combinations on direct regeneration of basil plants (Ocimum basilicum L.). Australian Journal of Agricultural Engineering, 3(1): 12-17.

- Bauer, R. and Wagner, H., 1991. Echinacea species as potential immunostimulatory drugs: 253-321. In: Wagner, H. and Farnsworth, N.R., (Eds.). Economic and Medicinal Plant Research. Academic Press, New York, 1056p.

- Dal Toso, R. and Melandri, F., 2011. Echinacea angustifolia cell culture extract. Nutrafoods, 10(4): 19-25.

- Debnath, M., Malik, C.P. and Bisen, P.S., 2006. Micropropagation: a tool for the production of high quality plant-based medicines. Current Pharmaceutical Biotechnology, 7: 33-49.

- Dessouky, M., Taha, H. and El-Bahr, M., 2001. Enhancement of alkaloids production in suspension cultures of Datura stramonium L. and Datura metel L. Biotechnology, 4: 23-30.

- Gulatia, A., Bharel, S., Abdin, M.Z., Jain, S.K. and Srivastava, P.S., 1996. In vitro micropropagation and flowering in Artemisia annua. Journal of Plant Biochemistry and Biotechnology, 5: 31-37.

- Harborne, J.B. and Williams, C.A., 2004. Phytochemistry of the genus Echinacea: 55-71. In: Miller, S.C., and Yu, H., (Eds.). Echinacea. The genus Echinacea. CRC Press, Boca Raton, 276p.

- Hohtola, A., 1988. Seasonal changes in explant viability and contamination of tissue culture from mature scot pine. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 15: 211-222.

- Ilahi, I.S., Bano. M.J. and F. Rahim., 2005. Micropropagation of rice (Oryza sativa L. cv. SWAT-II) through somatic embryogenesis. Pakistan Journal of Botany, 37(2): 237-242.

- Jones, M.P.A., Yi, Z., Murch, S.J. and Saxena, P.K., 2007. Thidiazuron-induced regeneration of Echinacea purpurea L.: micropropagation in solid and liquid culture systems. Plant Cell Reports, 26: 13-19.

- Kayser, O. and Quax, W.J., 2007. Medicinal Plant Biotechnology from Basic Research to Industrial Applications. Wiley-VCH Verlag GmbH and Co, 571p.

- Kim, J., Baek, K., Son, Y., Son, S. and Shin, H., 2009. Hairy root cultures of Taxus cuspidata for enhanced production of paclitaxel. Journal of Applied Biological Chemistry, 52: 144-150.

- Koroch, A.R., Juliani, H.R., Kapteyn, J. and Simon, J.E., 2002. In vitro regeneration of Echinacea purpurea from leaf explants. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 69: 79-83.

- Koroch, A.R., Kapteyn, J., Juliani, H.R. and Simon, J.E., 2003. In vitro regeneration of Echinacea pallida from leaf explants. In Vitro Cell. Developmental Biology Plant, 39: 415-418.

- Lakshmanan, P., Danesh, M. and Taji, A., 2002. Production of four commercially cultivated Echinacea species by different methods of in vitro regeneration. Journal of Horticultural, Science and Biotechnology, 77: 158-163.

- Magyar-Tabori, K., Dobranszki, J., Teixeira, D.A. and Silva, J.A., 2010. The role of cytokinins in shoot organogenesis in apple. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 101: 251-267.

- Mcgregor, R.L., 1967. A new species and two new varieties of Echinacea (Compositae). Transactions of the Kansas Academy of Science, 70: 366-370.

- Mechanda, S.M., Baum, B.R., Johnson, D.A. and Arnason, J.T., 2003. Direct shoot regeneration from leaf segments of mature plants of Echinacea purpurea (L.) Moench. In Vitro Cell. Developmental Biology Plant, 39: 505-509.

- Meftahizade, H., Moradkhani, H., Naseri, B., Lotfi, M. and Naseri, A., 2010. Improved in vitro culture and micropropagation of different Melissa officinalis L. genotypes. Journal of Medicinal Plants Research, 4: 240-246.

- Miao-Miao, Y., Chan, X., Chun-Hwan, K., Yeong-Cheol, U., Amadou Apho, B. and De-Ping, G., 2009. Effects of explant type, culture media and growth regulators on callus induction and plant regeneration of Chinese jiaotou (Allium chinense). Scientia Horticulturae, 123:124-128.

- Misra, P. and Chaturvedi, H.C., 1984. Micropropagation of Rosmarinus officinalis L. Plant Cell Tissue and Organ Culture, 3: 163-166.

- Murashige, T. and Skoog, F., 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiology Plant, 15: 473-97.

- Nagarathan, K.C., Prakash, H.S. and Shetty, H.S., 1991. Genotypic effects on the callus formation from different explants of pearl millet B lines. Advances in Plant Sciences, 4: 82-86.

- Nilanthi, D., Chen, X., Zhao, F., Yang, Y. and Wu, H., 2009. Induction of tetraploids from petiole explants through colchicine treatments in Echinacea purpurea L. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2009: 1-7.

- Nhut, D.T., Duy, N., Vy, N.N.H., Khue, C.D., Khiem, D.V. and Vinh, D.N., 2006. Impact of Anthurium spp. genotype on callus induction derived from leaf explants, shot and root regeneration capacity from callus. Journal of Applied Horticulture, 8(2): 135-137.

- Perry, B., Burges, E. and Glennie, V., 2001. Echinacea standardization: analytical methods for phenolic compounds and typical levels in medicinal species. Journal of Agriculture Food Chemistry, 49: 1702-1706.

- Raoul, S., Gilbert, C., Hamidou, F.S., Yannick, T., Yao, D., Abdourahmane, S. and Michel, B., 2010. Protocols for callus and somatic embryo initiation for Hibiscus sabdariffa L. Australian Journal of Crop Science, 4: 98-106.

- Rech, E.L. and Pires, J.P., 1986. Tissue culture propagation of Mentha spp. by the use of the axillary buds. Plant Cell Reports, 5: 17-21.

- Romero, F.R., Delate, K., Kraus, G.A., Solco, A.K., Murphy, P.A. and Hannapel, D.J., 2009. Alkamide production from hairy root cultures of Echinacea. In Vitro Cell Development Biology-Plant, 45: 599-609.

- Sari, A.O., Morales, M.R. and Simon, J.E., 1999. Echinacea angustifolia: An Emerging Medicinal: 490-493. Janick, J., (Ed.), Perspectives on New Crops and New Uses. ASHS Press, Alexandria, VA, 528p.

- Shan-shan, H., Chun-zhao, L. and Praveen, S., 2007. Plant regeneration of an endangered medicinal plant Hydrastis canadensis L. Scientia Horticulturae, 113: 82-86.

- Thadavong, S., Sripichitt, P., Wongyai, W. and Jompuk. P., 2002. Callus induction and plant regeneration from mature embryos of glutinous rice (Oryza sativa L.) cultivar TDK1. Kasetsart Journal, 36(4): 334-344.

- Tripathi, L. and Tripathi, J.N., 2003. Role of biotechnology in medicinal plants. Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 2(2): 243-253.

- Valizadeh, M., Safarnejad, A., Nematzadeh, G. and Kazemitabar, S.K. 2008. Regeneration of plantlets from embryo explants of Bunium persicum (Boiss.) B. Fedtsch. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 11(42(A)): 33-39.

- Winthrop, B., Phippen, E. and James, S., 2000. Shoot regeneration of young leaf explants from basil. In Vitro Cellular and Developmental Biology Plant, 36(4): 250-254.