باززایی مستقیم تمشک فرنگی (Rubus idaeus) تحت تاثیر غلظت‌های مختلف ایندول بوتریک اسید و بنزیل آدنین

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

2 استادیار گروه علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 نویسنده مسئول، استادیار گروه علوم باغبانی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

4 دانشیار گروه علوم باغبانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی- دانشگاه تهران.

چکیده

سابقه و هدف: تمشک فرنگی (Rubus idaeus L.) از مهم‌ترین ریزمیوه‌ها در دنیا بوده که دارای رنگ و طعم مناسبی می‌باشد. امکان تولید مطلوب خارج از فصل آن در شرایط گلخانه‌ایی به ارزش تجاری آن افزوده است. یکی از روش‌های تکثیر در مقیاسی وسیع و یکنواخت تمشک فرنگی، کشت در شرایط درون شیشه‌ای است که در این روش نوع و غلظت تنظیم‌کننده‌های رشد برای تکمیل و تسریع رشد و نمو بسیار مهم می‌باشد. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی اثر غلظت‌های مختلف بنزیل آدنین و ایندول بوتیریک اسید بر باززایی مستقیم حاصل از ریزنمونه جوانه جانبی تمشک فرنگی می‌باشد.
مواد و روش‌ها: برای انجام این آزمایش از بوته‌های تمشک فرنگی قرمز رقم سپتامبر استفاده گردید. این آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در چهار تکرار و هر تکرار با پنج ریزنمونه در دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام گرفت. ریزنمونه‌های یکنواخت جوانه جانبی بعد از ضدعفونی، در محیط کشت محتوی ترکیب‌های هورمونی شامل بنزیل آدنین در سه سطح 0، 4/0و 1 میلی‌گرم در لیتر و ایندول بوتیریک اسید در سه سطح 0، 1/0 و 5/0 میلی‌گرم در لیتر در شرایط محیطی کنترل شده قرار گرفتند و در نهایت صفاتی نظیر تعداد برگ، تعداد گره، تعداد ریشه، طول ریشه و هم‌چنین رنگیزه‌های فتوسنتزی مورد اندازه‌گیری قرار گرفت.
یافته ها: نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده همزمان از غلظت‌های مختلف تنظیم‌کننده‌های رشد بنزیل آدنین و ایندول بوتیریک اسید در محیط کشت ریزنمونه‌های تمشک فرنگی موجب اثرگذاری مثبت بر تعدادی از صفات مورد بررسی شده است. استفاده از غلظت‌های بالای بنزیل آدنین صفاتی نظیر تعداد برگ، تعداد گره، تعداد میانگره، طول برگ و طول پهنک را افزایش داده است. هم‌چنین استفاده از هورمون بنزیل آدنین به همراه غلظت‌های بالای ایندول بوتیریک اسید موجب افزایش اندازه گیاهچه و قطر دمبرگ شده است. بررسی صفات طول و تعداد ریشه گیاهچه‌ها نشان داد که افزایش غلظت بنزیل آدنین موجب کاهش این صفات شده است اما استفاده از ایندول بوتیریک اسید در سطوح بالاتر تعداد و طول ریشه را افزایش داد. بررسی نتایج اثر بنزیل آدنین و ایندول بوتیریک اسید بر رنگیزه‌های فتوسنتزی حاکی از آن بود که افزایش این تنظیم‌کننده‌ها موجب افزایش کلروفیل a، کلروفیل b و کارتنوئید در گیاهچه‌های رشد یافته شده است.
نتیجه‌گیری: به طور کلی استفاده از بنزیل آدنین به همراه ایندول بوتیریک اسید بسته به غلظت مورد استفاده، برای بهبود صفات رویشی گیاهچه‌های حاصل از ریزنمونه‌های جوانه جانبی تمشک فرنگی موثر می‌باشد، اما ایندول بوتیریک اسید به تنهایی و در غلظت‌های بالا فقط بر ریشه‌زایی اثرگذار بود. به طوریکه استفاده از ایندول بوتیریک اسید در سطوح بالاتر تعداد و طول ریشه را افزایش داد که حاکی از تقابل کارکردی این دو تنظیم‌کننده رشد بود. بررسی نتایج اثر بنزیل آدنین و ایندول بوتیریک اسید بر رنگیزه‌های فتوسنتزی این ابهام را که افزایش این تنظیم‌کننده‌ها چگونه موجب هم‌افزایی و بهبود اندازه گیاهچه شده است را حل نمود. بطوریکه مشاهده شد با افزایش غلظت این تنظیم‌کننده‌ها، رنگیزه‌های مهم فتوسنتزی همچون کلروفیل a، کلروفیل b و کارتنوئید افزایش نشان دادند. نکته مهم اینکه تمشک فرنگی از بافت و اندام‌های حساس‌تری نسبت به تمشک سیاه برخوردار است و نسبت به غلظت‌های پایین‌تر این تنظیم‌کننده-های رشد واکنش نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of Different Concentrations of Indole Butyric Acid and Benzyl Adenine on the Regeneration of Raspberry (Rubus idaeus.) in vitro

نویسندگان [English]

  • Akram Yosefi 1
  • Hossein Moradi 2
  • Mehdi Hadadinejad 3
  • Alireza Salami 4
1 . M.Sc. Graduate, Dept. of Horticultural Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran.
2 Assistant Prof., Dept. of Horticultural Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran
3 Corresponding Author, Assistant Prof., Dept. of Horticultural Science, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (SANRU), Sari, Iran
4 Associate Prof., College of Agriculture and Natural Resources - Tehran University, Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Raspberry (Rubus idaeus L.) is most important small fruits in the world with a good color and taste. The potential for optimum off-season production under greenhouse conditions improved its commercial value. In-vitro tissue culture is one of the methods for large-scale and uniform propagation of raspberries, where the type and concentration of employed growth regulators are crucial to complement and accelerate growth. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of different concentrations of benzyladenine and indolebutyric acid on direct regeneration of the raspberry lateral bud.
Material and methods: Red raspberry bushes cv. September were used for this experiment. The experiment was carried out a factorial experiment in a completely randomized design with four replications and each replication with five explants at Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Uniform lateral bud explants after disinfection placed in culture medium containing benzyladenine at three levels of 0, 0.4 and 1 mg L-1 and indolebutyric acid at three levels of 0, 0.1 and 0.5 mg L-1 in controlled environmental conditions and finally traits such as leaf number, node number, root number, root length and ect as well as photosynthetic pigments were measured.
Results: The results of this study showed that simultaneous use of different concentrations of benzyladenine and indolebutyric acid growth regulators in the culture medium of raspberry explants had a positive effect on a number of studied traits. The use of high concentrations of benzyladenine increased traits such as leaf number, number of node, number of internode, leaf length, lamina length. Also, the use of benzyladenine with high concentrations of indolebutyric acid increased explant size and petiole diameter. Examination of explant root length and number showed that increasing benzyl adenine concentration decreased these traits, but the use of indolebutyric acid at higher levels increased root length and number. Evaluation of the effect Results of benzyladenine and indolebutyric acid on photosynthetic pigments indicated that the increase of these regulators increased chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid in traeted explants.
Conclusion: In general, the use of benzyladenine plus indolebutyric acid was effective depending on the concentration used, was effective in improving the vegetative traits of the plantlets of the raspberry lateral bud explants, but indolebutyric acid alone only affected rooting at high concentrations. So that the use of indolebutyric acid increased root number and length at higher levels that suggesting a functional contrast between these two growth regulators. Investigating the effect results of benzyladenine and indolebutyric acid on photosynthetic pigments resolved the ambiguity of how enhancing these regulators led to synergized and improved explant size. It was observed that with increasing concentrations of these regulators, increased in important photosynthetic pigments such as chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid was obvious. Importantly, the tissue and organs of raspberries are more susceptible than black berry and respond to lower concentrations of this growth regulators.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Explant
  • PGRs
  • Photosynthetic Pigment
  • Regeneration
  • Side bud

مراجع

1.Abido, A.S., Aly, M.M., Hassanen, A.S. and Rayan, A.G. 2013. In vitro propagation of grapevine (Vitis vinifera L.) Muscat of Alexandria cv. for conservation of endangerment. Middle East J. Sci. Res. 13: 3. 328-337.
2.Akbaş, F., Işıkalan, Ç., Namlı, S. and Erol Ak, B. 2009. Effect of plant growth regulators on in vitro shoot multiplication of Amygdalus communis L. cv. Yaltsinki. Afr. J. Biotechnol. 8: 22. 6168-6174.
3.Almeyda, C., Talton, L. and Guzman, T. 2019. Production of berry crops nuclear stock at the micropropagation and repository unit. XII rubus and ribes symposium, 25-28 June, Zurikh, Switzerland, P O21. (In Persian)
4.Anjarsari, I.R.D., Hamdani, J.S., Suherman, C. and Nurmala, T. 2019. Effect of pruning and cytokinin application on the growth of tea GMB 7 clone. Asian J. Plant Sci. 18: 3. 110-116.
5.Batlang, U., Emongor, V.E. andPule-Meulenburg, F. 2006. Effect of benzyladenine plus gibberellins and gibberellic acid on yield and yield components of cucumber (Cucumis sativus L. cv. 'Tempo'). J. Agron.5: 3. 418-423.
6.Blakesley, D. and Chaldecott, M.A. 1993. The role of endogenous auxin inroot initiation. Plant Growth Regul.13: 1. 77-84.
7.Dobranszki, J. and Mendler-Drienyovszki, N. 2014. Cytokinin-induced changes in the chlorophyll content and fluorescence of in vitro apple leaves. J. Plant Physiol. 171: 1472-1478.
8.Durgo, K., Belscak-Cvitanovic, A., Stancic, A., Jasna Franekic, J. and Komes, D. 2012. The bioactive potential of red raspberry (Rubus idaeus L.) leaves in exhibiting cytotoxic and cytoprotective activity on human laryngeal carcinoma and colon adenocarcinoma. J. Med. Food. 15: 3. 258-268.
9.Fadel, D., Kintzios, S., Economou, A.S., Moschopoulou, G. and Constantinidou, H.I.A. 2010. Effect of different strength of medium on organogenesis, phenolic accumulation and antioxidant activity of spearmint (Mentha spicata L.). Open Hort. J. 3: 31-35.
10.FAO. 2018. Food and Agriculture Organization of the United Nations Website. in: http://www.faosat.org.
11.George, E.F., Hall, M.A. and Klerk, G.J.D. 2008. The components of plant tissue culture media I: macro-and micro-nutrients. Plant propagation by tissue culture, Springer, pp. 65-113.
12.Georgieva, M., Badjakov, I., Dincheva, I., Yancheva, S. and Kondakova, V. 2016. In vitro propagation of wild Bulgarian small berry fruits (bilberry, lingonberry, raspberry and strawberry). Bulg. J. Agric. Sci. 22: 46-51.
13.Hausman, J.F. 2003. Changes in peroxidase activity, auxin level and ethylene production during root formation by poplar shoots raised in vitro. Plant Growth Regul. 13: 3. 263-268.
14.Hoepfner, A.S. 1989. In vitro propagation of red raspberry. Acta Hort. 262: 285-288.
15.Jafari Najaf-Abadi, A. and Hamidoghli, Y. 2009. Micropropagation of thornless trailing blackberry (Rubus sp.) by axillary bud explants. Aust. J. Crop Sci. 3: 4. 191-194.
16.Jajarmi, V. 2019. The study of effects of cultural media and growth regulators concentration on regeneration and rhizogenesis of Rubus (blackberry). XII rubus and ribes symposium, 25-28 June, Zurikh, Switzerland, 37p. (In Persian)
17.Karatas, I., Ozturk, L., Ersahin, Y. and Okatan, Y. 2010. Effects of auxin on photosynthetic pigments and some enzyme activities during dark-induced senescence of tropaeolum leaves. Pak. J. Bot. 42: 3. 1881-1888.
18.Keller, Ch.P., Grundstad, M.L., Evanoff, M.A., Keith, J.D., Lentz, D.S., Wagner, S.L., Culler, A.H. and Cohen, J.D. 2011. Auxin-induced leaf blade expansion in Arabidopsis requires both woundingand detachment. Plant Signaling Behav.6: 12. 1997-2007.
19.Kieber, J.J. and Schaller, G.E. 2014. Cytokinins. Arabidopsis Book. doi: 10.1199/tab.0168.
20.Knudson, L., Knudson, L. and Knudson, I. 1946. A new nutrient solution for the germination of orchid seed. Amer. Orchid Soc. Bull. 15: 214-217.
21.Krajnc, A.U., Turinek, M. andIvancic, A. 2013. Morphological and physiological changes during adventitious root formation as affected by auxin metabolism: Stimulatory effect of auxin containing seaweed extract treatment. Agricultural. 10: 1-2. 17-27.
22.Kurepa, J., Shull, T.E., Karunadasa, S.S. and Smalle, J.A. 2018. Modulation of auxin and cytokinin responses by early steps of the phenylpropanoid pathway. BMC Plant Biology. 18: 278. 1-15.
23.Lebedev, V., Arkaev, M., Dremova, M., Pozdniakov, I. and Shestibratov, K. 2019. Effects of growth regulators and gelling agents on ex vitro rooting of raspberry. Plants. 8: 1. 1-10.
24.Lichtenthaler, H.K. 1987. Chlorophylls and carotenoids: Pigments of photosynthetic biomembranes. Methods in Enzymol. 148: 350-382.
25.Mangena, Ph. 2020. Benzyl adenine in plant tissue culture- succinct analysis of the overall influence in soybean [Glycine max (L.) Merrill.] seed and shoot culture establishment. J. Biotech Res. 11: 23-34.
26.Meszaros, A. 2006. Application of methods suitable for improving the efficiency of in vitro propagation on horticultural plants. PhD Thesis, Corvinus University of Budapest.
27.Mozaffarzade, S.F., Hoseinpour, B., Ebrahimi, A. and Boshehri, M. 2014. The effect of different media and concentration of benzyl adenineon in vitro cultivation of raspberry (Rubus idaeus). The first International and 13th National Genetics Congress, 24-26 May, Tehran. (In Persian)
28.Mozaffarzadeh, S.F., Hosseinpour, B., Ebrahimi, A., Boushehri, S.M.Sh. and Torabi, S. 2014. The effects of different culture media on in vitro proliferationof Raspberry (Rubus idaeus). 1st International and 13th Iranian Crop Science Congress and 3rd IranianSeed Science and Technology Congress, 24-26 August, Karaj. (In Persian)
29.Muller, D. and Leyser, O. 2011. Review: Part of a special issue on the plant cell cycle auxin, cytokinin and the control
of shoot branching. Annals of Botany. 107: 1203-1212.
30.Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497.
31.Nissen, S.J. and Sutter, E.G. 1990. Stability of IAA and IBA in nutrient medium of several tissue culture procedures. HortScience. 25: 7. 800-802.
32.Oliveira, L.M.D., Paiva, R., Santana, J.R.F.D., Pereira, F.D., Nogueira, R.C. and Silva, L.C. 2010. Effects of cytokinins on in vitro mineral accumulation and bud developmentin Annona glabra L. Cienc. Agrotec.34: 6. 1439-1445.
33.Padasht Dehkaei, M.N., Hassani, D. and Aghaei, M.J. 2019. The first report of blueberry and raspberry varieties imported to Iran. 11th Iranian Horticultural Science Congress, 26-29 August, Urmia University. (In Persian)
34.Reed, B., Poothong, S. and Hall, H. 2017. blackberries and their hybrids, Propagation of blackberries and related Rubus species. Harvey, K. and Hall, M.S. (Ed), New Zealand, 376p.
35.Sabatini, S., Beis, D., Wolkenfelt, H., Murfett, J., Guilfoyle, T., Malamy, J., Benfey, P., Leyser, O., Bechtold, N., Weisbeek, P. and Scheres, B. 1999. An auxin-dependent distal organizer of pattern and polarity in the Arabidopsis root. Cell. 99: 5. 463-472.
36.Sabovljevi, A., Sabovljevi, M. and Vukojevi, V. 2010. Effects of different cytokinins on chlorophyll retention in the moss Bryum argenteum (Bryaceae). Period. Biol. 112: 3. 301-305.
37.San Jose, M.C., Romero, L. and Janeiro, L.V. 2012. Effect of indole-3-butyric acid on root formation in alnusglutinosa microcuttings. Silva Fennica. 46: 5. 643-654.
38.Shomali, A. 2018. Evaluating in vitro rooting of loganberry (Rubus loganobaccu) affected by plant growth regulators. 1th National Congress of Horticulture and Crop Production, 25 January, Gonbad-e Kavus. (In Persian)
39.Taiz, L. and Zeiger, E. 2006. Plant Physiology, 4th edition. Sinauer Associates Inc. Publishers, Massachusetts, USA.
40.Thummanatsakun, V. and Yampracha, S. 2018. Effects of interaction between nitrogen and potassium on the growth and yield of cassava. Int. J. Agric. Technol. 14: 7. 2137-2150.
41.Uyehara, A.N., Valle-Echevarria, A.R.D., Hunter, Ch.T., Nelissen, H., Demuynck, K., Cahill, J.F., Jander, G. and Muszynski, M.G. 2019. Cytokinin promotes jasmonic acid accumulation in the control of maize leaf growth. bioRxiv. doi: https://doi.org/ 10.1101/ 760405.
42.Waheed, A., Hamid, F.S., Ahmad, H., Abbassi, F.M., Aslam, S., Shah, A.H., Ahmad, N., Naheed, Z., Ali, H. and Khan, N. 2015. Effect of indole butyric acid (IBA) on early root formation (tomato “Sahil” hybrid) cuttings. J. Mater. Environ. Sci. 6: 1. 272-279.
43.Weber, C. 2013. Propagation. In raspberries, by R.C. Funt & Hall. H.K. CABI. 83p.
44.Wroblewska, K. 2013. Benzyl adenine effect on rooting and axillary shoot out growth of Gaura lindheimeri Engelm. A. Gray cuttings. Acta Sci. Pol., Hortorum Cultus. 12: 3. 127-136.
45.Wu, J.H., Miller, S.A., Hall, H.K. and Mooney, P.A. 2009. Factors affecting the efficiency of micropropagation from lateral buds and shoot tips of Rubus. Plant Cell, Tissue Organ Cult. 99: 17-25.
46.Wu, Y., Gong W. and Yang, W. 2017. Shade inhibits leaf size by controlling cell proliferation and enlargement in soybean. Sci. Rep. 7: 9259.
پژوهش‌های تولید گیاهی
دوره 28، شماره 4
دی 1400
صفحه 123-140

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار