اثر انواع محیط کشت پایه و تنظیم کننده های رشد بر ریزازدیادی بلوبری رقم بلوگلد (Vaccinium corymbosom L. cv. Bluegold)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی باغبانی، گروه علوم باغبانی، پردیس دانشگاهی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 نویسنده مسئول، استادیار گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

3 استاد گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

4 دانشیار گروه علوم باغبانی، دانشکده علوم کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: گیاه بلوبری متعلق به تیره Ericaceaeو جنس Vacciniumبوده که بومی آمریکای شمالی است. در سال‌های اخیر تقاضا برای مصرف بلوبری به دلیل وجود ترکیبات ارزشمند آنتی‌اکسیدانی مانند فلاونوئید، آنتوسیانین و اسیدهای فنولیکی و تاثیر در سلامتی انسان، افزایش چشم‌گیری داشته است. هدف از انجام این پژوهش استفاده از روش‌های نوین تکثیر گیاهان مانند کشت‌درون شیشه‌ای، تهیه روش بهینه ریزازدیادی و تولید انبوه نهال ارقام بلوبری می‌باشد. با توجه به اینکه نیازهای محیطی برای رشد و تولید تجاری این میوه در برخی از مناطق ایران وجود دارد، تولید نهال برای احداث باغ و در نهایت تولید میوه بلوبری ضروری می باشد.
مواد و روش ها: در این پژوهش ریزنمونه‌ها از شاخه های جانبی با حداقل دو گره از بلوبری رقم بلوگلد تهیه شد و پس از گندزدایی در محیط‌کشت‌های پایه Murashige and Skoog (MS) ،Woody Plant Medium (WPM) و Anderson (AN) حاوی تنظیم‌کننده‌های رشد Zeatin، TDZ، 2iP و BA در چهار سطح (0، 5/0، 1 و 5/1 میلی‌گرم در لیتر) جهت پرآوری کشت شدند. پس از دو ماه، شاخه‌های جدید رشد یافته و پرآوری صورت گرفت و شاخص‌های طول شاخساره، تعداد شاخساره، تعداد برگ و کلروفیل a و کلروفیل b در هر ریزنمونه اندازه‌گیری شد. پتانسیل ریشه‌زایی روی شاخساره های تولید شده در محیط‌کشت-های ذکر شده به همراه تنظیم‌کننده‌های رشد IBA، NAA وIAA در چهار سطح (0، 1، 2 و 3 میلی‌گرم در لیتر) بر پایه‌ی طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار اجرا شد. پس از 8 هفته صفات درصد ریشه‌زایی، طول ریشه و تعداد ریشه مورد ارزیابی قرار گرفتند.
یافته‌ها: در مرحله پرآوری بعد از 10 هفته صفات مورد نظر اندازه‌گیری شدند که بلندترین طول شاخساره (93/4 سانتی‌متر) در تیمار شاهد محیط کشت AN، بیشترین تعداد شاخساره (22/8) در کاربردZeatin به میزان 5/1 میلی‌گرم در لیتر، بیشترین تعداد برگ (75/18) در تیمار شاهد محیط کشت AN، بالاترین مقدار کلروفیل a(71/1 میلی‌گرم بر گرم) در محیط کشت WPM و کلروفیلb (36/0 میلی‌گرم بر گرم) در تیمار شاهد محیط کشتAN مشاهده شد. در مرحله ریشه‌زایی بعد از 8 هفته صفات مورد نظر اندازه‌گیری شدند که بیشترین تعداد ریشه (64/3) در محیط کشت AN، بلندترین طول ریشه (22/8 سانتی‌متر) با کاربرد IBA به مقدار 2 میلی‌گرم در لیتر در محیط ‌کشت WPM و بالاترین درصد ریشه‌زایی (11/67) با کاربرد IBA به میزان 2 میلی‌گرم در لیتر مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: به طورکلی، نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تنظیم‌کننده رشد Zeatin با غلظت 5/1 میلی-گرم در لیتر در محیط‌کشتAN بهترین نتیجه را در پرآوری شاخساره بلوبری رقم بلوگلد دارد. در آزمایش ریشه‌زایی نیز تنظیم‌کننده رشد IBA به مقدار 2 میلی‌گرم در لیتر در محیط‌کشت WPM اثر بهتری بر پارامترهای ریشه‌زایی از خود نشان داد. بنابراین تیمارهای فوق را می‌توان جهت پرآوری و ریشه‌زایی بلوبری رقم بلوگلد پیشنهاد کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effects of different culture media and growth regulators on micropropagation of blueberry (Vaccinium corymbosom L. cv. Bluegold)

نویسندگان [English]

  • Mahdi Bakhshipour 1
  • Hedayat Zakizadeh 2
  • Jamal-Ali Olfati 3
  • Davood Bakhshi 4
1 Ph.D. Student of Dept. of Horticultural Sciences, Dept. of Horticultural Sciences, University Campus 2, University of Guilan, Rasht, Iran
2 Corresponding Author, Assistant Prof., Dept. of Horticultural Sciences, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Prof., Dept. of Horticultural Sciences, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
4 Associate Prof., Dept. of Horticultural Sciences, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]

Background and objectives:
The blueberry plant belongs to the Ericaceae family and the Vaccinium genus, which is native to North America. In recent years, the demand for blueberry consumption has increased significantly due to the presence of valuable antioxidant compounds such as flavonoid, anthocyanin and phenolic acids and the effect on human health. The use of new methods of plant propagation such as tissue culture can be effective in the mass production of blueberry cultivars, garden construction and finally blueberry fruit production. Although blueberry cultivation has not been carried out on a large scale in Iran, there are environmental requirements for its growth and commercial production in some regions of Iran.
Materials and methods:
In this research, lateral shoot explants with two nodes of Bluegold cultivar of blueberry were prepared and after disinfection in Murashige and Skoog (MS), Woody Plant Medium (WPM) and Anderson (AN) basic culture media containing Zeatin growth regulators. , TDZ, 2iP and BA were cultured at three levels (0.5, 1 and 1.5 mg/L) for proliferation. After two months, new branches were grown and fertilized, and the indices of shoot length, number of shoots, number of leaves, and chlorophyll a and chlorophyll b were measured in each explant. Rooting potential on the shoots produced in the mentioned culture medium along with the growth regulators of IBA, NAA and IAA at three levels (1, 2 and 3 mg/L) based on the complete randomly design and in three replicate, was performed. After 8 weeks, the characteristics of rooting percentage, root length and number of roots were evaluated.
Results:
In the processing stage after 10 weeks, the desired traits were measured, the longest shoot length (4.93 cm) and the highest number of leaves (18.75) in the treatment of WPM culture medium with Zeatin hormone, the highest number of shoots (8.22) in the application of Zeatin at the rate of 1.5 mg/l, the highest amount of chlorophyll a (1.71 mg/g) in MS culture medium and chlorophyll b (0.36 mg/g) It was observed in the treatment of WPM culture medium with Zeatin. In the rooting stage after 8 weeks, the desired traits were measured, the highest number of roots (3.64) and the longest root length (8.22 cm) with the application of IBA in the amount of 2 mg/l in the environment. WPM cultivation and the highest percentage of rooting (67.11) was observed with the application of IBA at the rate of 2 mg/l.
Conclusion:
In general, the results of this research showed that in the processing test, the use of 1.5 mg/L of zeatin in the AN culture medium has effective effects on the bluegold blueberry proliferation. In the rooting test, the use of 2 mg/L IBA in WPM culture medium with half the concentration of macro substances showed better results than other growth regulators and other culture mediums. Therefore, the above treatments can be suggested for processing and rooting of Bluegold blueberry.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Culture medium
  • Proliferation
  • Root induction
  • Vaccinium
  • Zeatin
  1. Ratnaparkhe, M. B. )2007(. Blueberry. In Fruits and Nuts. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, Germany, 4: 217-227.
  2. Litwinczuk, W. )2013(. Micropropagation of Vaccinium sp. by in vitro axillary shoot proliferation. Protocols for micropropagation of selected economically-important horticultural plants, (1): 63-76.
  3. Hasanlu, T., Jafarkhani Kermani, M., Dalvand, Y & Rezazadeh, Sh. (2018). A comprehensive review of the plant genus Vaccinum (iranian Qaraqat). Journal of Medicinal Plants, 18 (4): 46-66.
  4. Gao, G., & Draper, E. (2010). Growing blueberries in the home garden. Agriculture and Natural Resources, 1422: 1-8.
  5. Debnath, S. C. (2009). Propagation and cultivation of vaccinium species and less known small fruits. Latvian Journal of Agronomy/Agronomija Vestis, 12. 22-29.
  6. Akimova, S., Radzhabov, A., Esaulko, A., Samoshenkov, E., Nechiporenko, I., Kazakov, P., & Aisanov, T. (2022). Improvement of Ex Vitro Growing Completion of Highbush Blueberry (Vaccinium corymbosum L.) in Containers. Forests, 13(10): 1550.
  7. Cobo, M. M., Gutiérrez, B., & de Lourdes Torres, M. (2018). Regeneration of mortiño (Vaccinium floribundum Kunth) plants through axillary bud culture. In vitro cellular & developmental biology-plant, 54: 112-116.
  8. Yin, L., Chen, Z., Xia, T., Jin, S., Li, Y., Ren, Z & Li, J. (2017). Effect of different culture conditions on blueberry shoot propagation. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 30(7): 1642-1646.
  9. Georgieva, M., & Kondakova, V. (2021). In vitro propagation of Vaccinium corymbosum L. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 27(2): 323-327.
  10. Fira, A., Clapa, D., & Badescu, C. (2008). Aspects regarding the in vitro propagation of highbush blueberry cultivar blue crop. Bulletin UASVM, Horticulture, 65(1): 104-109.
  11. Mohammadnia, K., Parsaian, M., Chokhachizadeh Moghadam, M. & Hosseinpour, b. (2017). The effect of different concentrations of zaatin and Dikegulac on the growth of blueberry plants. 3rd International Congress and 15th National Congress of Agriculture and Plant Breeding of Iran, 5 p (in Persian).
  12. Sedlak, J., & Paprstein, F. (2009). Micropropagation of highbush blueberry cultivars. Latvian Journal of Agronomy/Agronomija Vestis, 12: 108-113.
  13. Cappelletti, R., & Mezzetti, B. (2014). TDZ, 2iP and zeatin in blueberry (Vaccinium corymbosum L.'Duke') in vitro proliferation and organogenesis. In XXIX International Horticultural Congress on Horticulture: Sustaining Lives, Livelihoods and Landscapes (IHC2014), 1117: 321-324).
  14. Mereti, M., Grigoriadou, K., & Nanos, G. D. (2002). Micropropagation of the strawberry tree, Arbutus unedo L. Scientia horticulturae, 93(2): 143-148.
  15. Meszaros, A. (2006). Application of methods suitable for improving the efficiency of Invitro propagation on horticultural plants. PhD Thesis. Corvinus University of Budapest.
  16. Swamy, S. L., Puri, S., & Singh, A. K. (2002). Effect of auxins (IBA and NAA) and season on rooting of juvenile and mature hardwood cuttings of Robinia pseudoacacia and Grewia optiva. New Forests, 23: 143-157.
  17. Makunga, N. P., Jäger, A. K & van Staden, J. (2006). Improved in vitro rooting and hyperhydricity in regenerating tissues of Thapsia garganica L. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 86: 77-86.
  18. Tetsumura, T., Matsumoto, Y., Sato, M., Honsho, C., Yamashita, K., Komatsu, H., ... & Kunitake, H. (2008). Evaluation of basal media for micropropagation of four highbush blueberry cultivars. Scientia Horticulturae, 119(1): 72-74.
  19. Hassandokht, M., & Ebrahimi, R. (2006). Fundamentals of Plant Tissue Culture. Marz-e Danesh Publications, First Edition, 328 pages (in persian).
  20. Taiz, L & Zeiger, E. (2010). Plant physiology 5th ed. Sunderland: Sinauer Associates, 782 p.
  21. Tiwari, V., Tiwari, K.N. & Singh, B.D. (2001). Comparative studies of cytokinins on in vitro propagation of Bacopa monniera. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 66:9-16.

22.Sajc, L., Kovačević, N., Grubišić, D. & Vunjak-Novaković, G. (1999). Frangula species: In vitro culture and the production of anthraquinones. Medicinal and Aromatic Plants, 43:157-176.

  1. Anjarsari, I. R. D., Hamdani, J. S., Suherman, C., & Nurmala, T. (2019). Effect of pruning and cytokinin application on the growth of tea GMB 7 clone. Asian Journal of Plant Sciences, 18(3): 110-116.
  2. Mozafarzadeh, S. F. Hosseinpour, b. Ibrahim, A. Bushehri, M. (2013). The effect of different culture media and benzyl adenine concentration on raspberry (Rubus idaeus) tissue culture. The first international congress and the 10th national congress of genetics, Tehran (in persian).
  3. Mangena, P. (2020). Benzyl adenine in plant tissue culture-succinct analysis of the overall influence in soybean (Glycine max (L.) Merrill.) seed and shoot culture establishment. Journal of Biotech Research, 11: 23-34.
  4. Ostrolucká, M. G., Libiaková, G., Ondrußková, E., & Gajdoßová, A (2004). In vitro propagation of In vitro Vaccinium species Vaccinium. Acta Universitatis Latviensis, 676: 207-676.
  5. Jiang, Y. Q., Hong, Y., De-Qiao, Z., Shan-An, H & Chuanyong, W. (2009). Influences of media and cytokinins on shoot proliferation of ‘Brightwell’and ‘Choice’blueberries in vitro. Acta Horticulturae, 810: 581-586.
  6. Ružić, D., Vujović, T., Libiakova, G., Cerović, R., & Gajdošova, A. (2012). Micropropagation in vitro of highbush blueberry (Vaccinium corymbosum L.). Journal of berry research, 2(2): 97-103.
  7. Sabovljević, A., Sabovljević, M., & Vukojević, V. (2010). Effects of different cytokinins on chlorophyll retention in the moss Bryum argenteum (Bryaceae). Periodicum biologorum, 112(3): 301-305.
  8. Dobránszki, J., & Mendler-Drienyovszki, N. (2014). Cytokinin-induced changes in the chlorophyll content and fluorescence of in vitro apple leaves. Journal of plant physiology, 171(16): 1472-1478.
  9. Cuce, M., & Sokmen, A. (2015). Micropropagation of Vaccinium myrtillus L.(Bilberry) naturally growingin the Turkish flora. Turkish Journal of Biology, 39(2): 233-240.
  10. DelPozo, J. C., Lopez‐Matas, M. A., Ramirez‐Parra, E., & Gutierrez, C. (2005). Hormonal control of the plant cell cycle. Physiologia Plantaru, 123(2): 173-183.
  11. Bakhshipour, M. (2015). Micro-propagation of (Frangula alnus Mill.). MSc thesis, University of guilan, Rasht. Iran.
  12. Hausman, J. F. (1993). Changes in peroxidase activity, auxin level and ethylene production during root formation by poplar shoots raised in vitro. Plant Growth Regulation, 13(3): 263-268.
  13. Nissen, S. J., & Sutter, E. G. (1990). Stability of IAA and IBA in nutrient medium to several tissue culture procedures. HortScience, 25(7): 800-802.
  14. Debnath, S. C. (2006). Influence of propagation method a nd indole-3-butyric acid on growth and development of in vitro-and ex vitro-derived lingonberry plants. Canadian Journal of Plant Science, 86(1): 235-243.
  15. Biswas, M. K., Islam, R., & Hossain, M. (2007). Somatic embryogenesis in strawberry (Fragaria sp.) through callus culture. Plant cell, tissue and organ culture, 90: 49-54.
  16. Fathi, G. H., & Smaeilpour, B. (2000). Materials and plant growth regulators. Mashhad Academic Jihad Publications. 288 pages.
  17. He, S. S., Liu, C. Z., & Saxena, P. K. (2007). Plant regeneration of an endangered medicinal plant Hydrastis canadensis L. Scientia Horticulturae, 113(1): 82-86.
  18. Gaspar, T., Kevers, C., Faivre-Rampant, O., Crevecoeur, M., Penel, C Greppin, H. & Dommes, J. (2003). Changing concepts in plant hormone action. In Vitro Cell. Development Biology Plant, 39: 85–105.