معرفی روش ایمن بیولوژیکی جهت استقرار کشت‌های عاری از پاتوژن در کشت درون شیشه‌ای زنبق(Iris hollandica cv. Apollo)

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسنده

گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک

چکیده
پاتوژن­های درون شیشه­ای یکی از مهم­ترین مشکلات در مراحل ریزازدیادی گیاهان می­باشند، بنابراین مهمترین مرحله کشت درون شیشه­ای گیاهان، گندزدایی است. در روش­های متداول گندزدایی محیط کشت و مواد گیاهی از تجهیزاتی مانند اتوکلاو و مواد شیمیایی استفاده می­شود که سبب طولانی شدن زمان این عملیات و افزایش هزینه­ها می­شود. این پژوهش با هدف بهینه کردن گندزدایی ریزنمونه­های فلس پیاز زنبق با استفاده از اسانس­های مختلف گیاهی (آویشن، زیره و مرزه) و روش­های کاربرد اسانس به­عنوان ماده گندزدا، کاربرد اسانس در محیط کشت و کاربرد اسانس به­صورت تدخینی در قالب چهار آزمایش­های مجزا انجام گرفت. کاربرد اسانس­های آویشن، زیره و مرزه به­طور کامل آلودگی­های محیط کشت و همچنین آلودگی­های ریزنمونه را مهار کرد. بهترین روش جهت گندزدایی زمانی بود که اسانس­ها به­صورت ترکیبی در محیط کشت استفاده گردید. در غلظت­های 25/0 و 125/0 درصد اسانس آلودگی باکتری کنترل شد ولی در غلظت 25/0 منجر به کنترل بهتر آلودگی­های قارچی ریزنمونه­های فلسی زنبق شد. میزان قهوه­ای شدن در روش کاربرد غلظت­های 25/0 و 5/0 درصد اسانس در محیط کشت و در غلظت 125/0 درصد در تمام روش­های کاربرد نسبت به شاهد کاهش قابل توجهی داشت. تکنیک معرفی شده در این پژوهش می­تواند به­میزان زیادی هزینه مصرف انرژی الکتریکی و روشنایی و هزینه پرسنلی را کاهش دهد. بنابراین با استفاده از این روش می­توان یک تکنیک کاربردی و اقتصادی برای ریزازدیادی گیاه زنبق معرفی نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Cardoso, J. C., Sheng Gerald, L. T., Teixeira da Silva, J. A. (2018). Micropropagation in the twenty-first century. Plant cell culture protocols, 17-46.
[2] Hakim, L., Dalimunthe, A. (2022). Season, basal media and plant growth regulators effect in wood plant in vitro propagation: a comprehensive review. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP Publishing. 1115(1): 012051.
[3]صادقی، ا.، تقی‌زاده، م. و سلگی، م. (1394). ارزیابی مقاومت و پالایندگی کلم زینتی نسبت به عناصر سنگین در شرایط درون و برون شیشه ای. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه اراک.
[4] Graça Migue, M. (2010). Antioxidant and Anti-Inflammatory Activities of Essential Oils. Molecules, 15: 9252-9287.
[5] Rout, G.R., Mohapatra, A., Jain, S.M. (2006). Tissue culture of ornamental pot plant: A critical review on present scenario and future prospects. Biotechnology Advances, 24(6): 531-560.
[6]ایزدپناه، م. (1380). ازدیاد گیلاس وحشی Prunus avium از طریق کشت درون شیشه ای. پژوهش و سازندگی، 14(3): 68-74.
[7] Masoumi Asl, A., Aryan race, A., Dehdari, M. (2013). Investigation of direct regeneration in German chamomile (Matricaria chamomlla L.) and Shirazi (Matricaria recutita L.) under in vitro conditions. Journal of Horticultural Sciences (Food Industry Sciences), 29(4): 601- 609.
[8] Amiri, A., Taghizadeh, M., Shoor, M., Nemati, S.H., Tehranifar, A. (2014). Investigation in vitro regeneration aspects of African violets. Plant production technolody, 14: 1.
[9] Khan, S., Nassb, S., Ali, K. (2007). Callus induction, plant regeneration and acclimization of AfricanViolet (Saintpaulia ionantha) using leaves as explants. Pakistan. Jornal of Botany, 39(4): 1263-1268.
[10] Orhayati, D., Mat Taha, Z., Azlina, Z. (2008). Studies on plant regeneration and somaclonal variation in Saintpaulia ionantha Wendl. (African violet). Pakistan Journal of Biological Sciences, 11(9): 1240-1245.
[11] Mithila, J., Hall, J.C., Victor, J.M.R., Saxena, P.K. (2003). Thidiazuron induces shoot organogenesis at low concentrations and somatic embryogenesis at high concentrations on leaf and petiole explants of African violet (Saintpaulia ionantha Wendl.). Plant Cell Reports, 21: 408-414.
[12] Issazadeh, K.h., Massiha, A., Khoshkholgh Pahlaviani, M. 2012. Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of Myrtus Communis Extract and Nystatin on Clinical Isolated and Standard Strains of Candida Albicans. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences, 2(9): 466-468.
[13]تقی‌زاده، م.، سلگی، م و شهرجردی، ا. (1393). بررسی اثر برخی اسانس‌های گیاهی بر کشت درون شیشه‌ای توت فرنگی. گزارش پایانی طرح پژوهشی، معاونت پژوهشی و فناوری دانشگاه اراک.
[14] Ciavareli, L.G., Alves, E., Borges Pereira, R., José Perina, F., Magela De Souza, R. (2012). Antibacterial Activity of Essential Oils on Xanthomonas vesicatoria and Control of Bacterial Spot in Tomato. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 351-359.
[15] Cox, S.D., Mann, C.M., Markham, J.L., Bell, H.C., Gustafson, J.E., Warmington, J.R., Wyllie, S.G. (2000). The Mode of Antimicrobial Action of the Essential Oil of Melaleuca Alternifolia (Tea Tree Oil). Journal of Applied Microbiology, 88: 170-175.
[16] Ebadian, B., Confectionery, A.S., Bagheri, K., Mirsifinejad, Naeini, R. (2008). Antifungal and antimicrobial effect of a mixture of tissue improver (Tissue conditioner) with eucalyptus essential oil. Journal of Shahid Beheshti University Dental School 26: 2.
[17] Hedayati, A., Khosropanah, H., Bazargani, A., Abed, M., Emami, A. (2013). Assessing the Antimicrobial Effect of the Essential Oil of Myrtus Communis on the Clinical Isolates of Porphyromonas Gingivalis. Jundishapur J Nat Pharm Prod, 8(4): 165.
[18] Siripornvisal, S. (2010). Antifungal activity of Ajowan oil against Fusarium oxysporum. KMITL Science and Technology Journal, 10(2): 45-51.
[19] Rad, S., Afshari, H., Hokmabadi, H., Tahmasbi, S. (2011). Study of antifungal efects of herbal essenses on Aspergillus parasiticus, a producer of afatoxin in Pistachio. Journal of Medicinal Plant Research, 5(20): 5155-5159.
[20] Bhardwaj, S.K. 2012. Evaluation of plant extracts as antifungal agents against Fusarium solani (Mart.) Sacc. World Journal of Agricultural Sciences, 8(4): 385-388.
[21] Khatib, S., Faraloni, C., Bouissane, L. (2022). Exploring the use of iris species: Antioxidant properties, phytochemistry, medicinal and industrial applications. Antioxidants, 11(3): 526.
[22] Kereša, S., Mihovilović, A., Ćurković-Perica, M., Božena Mitić Barić, M., Vršek. I., Marchetti, S. (2009). In Vitro Regeneration of the Croatian Endemic Species Iris Adriatica Trinajstić Ex Mitić. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 51(2): 7–12.
[23] Gladikostić, N., Ikonić, B., Teslić, N., Zeković, Z., Božović, D., Putnik, P., Bursać Kovačević, D., Pavlić, B. (2023). Essential Oils from Apiaceae, Asteraceae, Cupressaceae and Lamiaceae Families Grown in Serbia: Comparative Chemical Profiling with In Vitro Antioxidant Activity. Plants, 12(4): 745.
[24] Khajenoori, M., Asl, A.H., Bidgoli, H.N. (2013). Subcritical water extration of essential oils from Matricaria chamomilla L. International Journal of Engineering-Transactions B: Applications, 26(5): 489.
[25] Malekpoor, G.F., Pirbalouti, A., Hamedi, B. (2012). Ethnobotany and antimicrobial activity of medicinal plants of Bakhtiari Zagross mountains, Iran. Journal of Medicinal Plants Research, 6(5): 675-679.
[26]تقی زاده، م.، بابالار، م.، زمانی، ذ.، نادری، ر.، و عسکری، م. (1385). باززایی مستقیم و غیرمستقیم شاخساره نابجا در لاله زینتی رقم Tulipa gesneriana L. Apeldoorn به روش کشت درون شیشه ای. فصلنامه علوم کشاورزی ایران، 37(6): 1031-1309.
[27] Rueb, S., Leneman, M., Schilperoort, R.A., Hensgens, L. (1994). Efficient plant regeneration through somatic embryogenesis from callus induced on mature rice embryos (Oryza sativa L.). Plants cell, tissue and organ culture, 36: 259- 264.
[28] Chamandoosti, F., Afshari, A. H. (2012). Somaclonal variation in resistance of canola (Brassica napus L.) to sclerotinai stem root. International journal of Agronomy and Plant Production, 3 (12): 613-617.
[29] Nickell, L.G. (1982). Plant growth regulaors, agricatural uses. Springer –Verlag. Berlin, Heidelber, New York.
[30]گنجی، م.، تقی‌زاده، م.، خدیوی، م. و قربان‌پور، م. (1395). توانایی ماده جهش زای EMS در مقاومت و پالایندگی درختچه زینتی طاووسی نسبت به کادمیوم. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه اراک.
[31]تقی‌زاده، م. (1397). سترون سازی و تولید گیاهان عاری از پاتوژن در کشت درون شیشه‌ای. انتشارات داشگاه اراک. 92 صفحه.
[32] Oyebanji, O.B., Nweke, O., Odebunmi, O., Galadima, N.B., Idris, M.S., Nnodi, M.N., Afolabi, A.S., Ogbadu, G.H. (2009). Simple, effective and economical explant-surface sterilization protocol for cowpea, rice and sorghum seeds. African Journal of Biotechnology, 8(20): 5395-5399.
[33]گوران، ع.، مظفری، ع. ا. و قادری، ن. (1392). بررسی اثر ترکیبات مختلف ضدمیکروبی روی ضدعفونی سطحی ریزنمونه انگورVitis vinifera L. در شرایط درون شیشه ای. ششمین همایش یافته های پژوهشی کشاورزی، دانشگاه کردستان 25 و 26 اردیبهشت.
[34] Tung, H. T., Bao, H. G., Buu, N. Q., Chau, N. H., Nhut, D. T. (2022). The Use of Silver Nanoparticles as a Disinfectant and Media Additive in Plant Micropropagation. In Plant Tissue Culture: New Techniques and Application in Horticultural Species of Tropical Region Singapore: Springer Singapore, 287-302.
[35] Nwite, P. A., Ohanmu, E. O., Aisagbonhi, E. P., Obahiagbon, O., Ikhajiagbe, B. (2022). Sterilization Method for Reducing Microbial Contamination and Phenolic Compounds present in Coconut (Cocos Nucifera L.) Leaf Culture. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 26(2): 227-231.
[37] Souza, V. V. M. A., Almeida, J. M., Barbosa, L. N., Silva, N. C. C. (2022). Citral, carvacrol, eugenol and thymol: Antimicrobial activity and its application in food. Journal of Essential Oil Research, 34(3): 181-194.
[38] Srichana, D., Phumruang, A.A., Chongkid, B. (2009). Inhibition effect of betel leaf extract on the growth of Aspergillus flavus and Fusarium verticillioides. Thammasat International Journal of Science and Technology, 14(3): 74–77.
[39] Hoque, M.M., Rattila, S., Shishir, M.A., Bari, M. L., Inatsu, Y., Kawamoto, S. (2011). Antibacterial activity of ethanol extract of betel leaf (Piper betle L.) against some food borne pathogens. Bangladesh Journal of Microbiology, 28(1) 58–63.
[40] Kamazeri, T.S.A.T., Samah, O.A., Taher, M., Susanti, D., Qaralleh, H. (2012). Antimicrobial activity and essential oils of Curcuma aerugonosa, Curcuma mangga and Zingiber cassumunar from Malaysia. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 5(3): 202–209.
[41] Joshi, B., Sah, G. P., Basnet B. B., Bhatt, M. R., D., Sharma, K., Subedi, J., Pandey., Malla R. (2011). phytochemical extraction and antimicrobial properties of different medicinal plants: Ocimum sanctum. (tulsi). Eugenia caryophyllata (clove), Achyranthes bidentata (datiwan) and Azadirachta indica. (neem). Journal of Microbiology and Antimicrobials, 3(1): 1–7.
[42] Hui, L., He L., Huan L., Xiaolan, L., Aiguo, Z. (2010). Chemical composition of lavender essential oil and its antioxidant activity and inhibition against rhinitis related bacteria. African Journal of Microbiology Research, 4: 309–313.
[43] Kirbaslar, F.G., Tavman, A., Dulger, B., Turker, G. (2009). Antimicrobial activity of Turkish Citrus peel oils. Pakistan Journal of Botany, 41: 3207–3212.
[44] Allawi, S. S., Auda, J. M., Hameed, H. Q., Ali, T. I. (2009). The effect of Curcuma longa (turmeric) rhizomes extracts on pathogenic bacteria in comparison with standard antibiotics. Journal of Biotechnology Research Center, 3: 15–20.
[45] Taghizadeh, M., Solgi, M. (2014). The Application of Essential Oils and Silver Nanoparticles for Sterilization of Bermudagrass Explants in in vitro Culture. International Journal of Horticultural Science and Technology, 1(2): 131-140.
[46] Deein, W., Thepsithar, C., Thongpukdee, A. (2013). In Vitro Culture Medium Sterilization by Chemicals and Essential Oils without Autoclaving and Growth of Chrysanthemum Nodes. World Academy of Science, 7: 1041-1044.
[47] Durofil, A., Maddela, N. R., Naranjo, R. A., Radice, M. (2022). Evidence on antimicrobial activity of essential oils and herbal extracts against Yersinia enterocolitica-A review. Food Bioscience, 101712.
[48]نظامی، ر. و تقی زاده، م. (1392).کاهش هزینه های کشت درون شیشه ای باجایگزینی نمک های نانودرراستای تجاری سازی این تکنیک در ایران. همایش ملی علوم و فنون کشاورزی، دانشگاه ملایر.
[49] Ogero, K.O., Gitonga, N.M. Mwangi, M., Ombori, O., Ngugi, M. (2012). In Vitro Micropropagation of Cassava through Low Cost Tissue Culture. Asian Journal of Agricultural Sciences, 4(3): 205-209.
[50] Leifert, C., Morris, C.E., Waites, W.M. (1994). Ecology of microbial saprophytes and pathogens in tissue culture and field-grown plants: reasons for contamination problems in vitro. Critical reviews in plant sciences, 13(2): 139-183.