بررسی ساختارتشریحی اندام‌های رویشی ومراحل تکوین اندام‌زایشی ماده درگیاه کوکب کوهی(RudbeckiahirtaL.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

اگرچههمهگیاهانگلداردرمراحلمشابهریختزاییدراندام‌هایرویشیوبرخیمراحلدراندام‌هایزایشیمشترکهستند،امادرمیانگونه‌هاوحتیدرونافرادیکگونههمامکانپاسخهایناهمگنازلحاظشرایطگلوجودداردکه،درنتیجهیفعال‌سازییاسرکوببیانژناست.شناختمراحلنموگلراهیمناسببرایفهمتمایزسلولیومکانیسم‌هایژنتیکیلازمبرایاندامزاییوریختزاییدرگیاهاناست.کوکبکوهیRudbeckiahirtaL.گونه‌ایزینتیوعلفیاستکه،بهخانوادهمرکبانتعلقدارد.هدفازاینپژوهشمطالعهساختارتشریحیوبررسیبرخیازمراحلتکوینگلدراینگیاهاست.بهمنظوربررسیتشریحیازبخش‌هایمشخصیازریشه،ساقه،برگ،دمبرگنمونه‌برداریانجامشدودرفیکساتورالکل-گلیسریننگهداریشدند.پسازبرش‌گیریورنگ‌آمیزیبهروشمضاعفکارمنزاجیوآبیمتیل،نمونه‌هایبامیکروسکوپنوریبررسیشدند.بهمنظوربررسیتکوینگلازغنچه‌هایکوکبکوهیدرمراحلمختلفتکویننمونه‌برداریشدودرFAAتثبیتصورتگرفت.پسازبرش‌گیری،نمونه‌هاباهماتوکسیلین-ائوزینرنگ‌آمیزیشدهوبامیکروسکوپنوریبررسیشدند.
بررسی‌هانشاندادکه،ساختارنخستینوپسینریشه،ساقه،دمبرگ،برگومریستمراسساقه،شباهتکلیباساختارسایراعضایخانوادهمرکباندارد.نتایجنشاندهندهتغییرابعادمریستموافزایشرنگ‌پذیریآندرهنگامتحویلمریستمرویشیساقهبهمریستم‌زایشیاست.شکل‌گیریپریموردیوم‌هایگلچه‌ایازحاشیهبهسویمرکزمی‌باشد.درمراحلتکوینیپیشرفته‌تر،مریستمهرگلچهازحاشیهبهمرکزشروعبهسهمبندیجدیدکردهواجزایهرگلچهرابهوجودمی‌آورد.دربررسیاندام‌زایشیمادهمشخصشدکه،مادگیدارایدوبرچه،تمکنمرکزیویکتخمکواژگونداراییکپوستهمی‌باشد.بررسیتخمکوایجادکیسهرویانیالگوییعمومیومشابهسایرگیاهاننهاندانهدولپهازجملهدیگرگیاهاناینتیرهرانشانداد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Anatomical study of vegetative organs and reproductive development of pistil in Gloriosa daisy (Rudbeckia hirta L.)

چکیده [English]

Although flowering plant species indicate similar developmental and morphogenetic process of pistil formation, heterogeneous structures are usually observed among subfamilies due to activation or repression of gene expression. In order to identify the genetic mechanisms of cell differentiation and organogenesis, study on evolvement stages of flower is required. 
Rudbeckia hirta L. is an ornamental species belong to the Asteraceae family. Investigation on vegetative organs and reproductive development of pistil were the main objectives of this study. Along this line, different vegetative organs such as root, stem, leaf and petiole samples were collected, and were fixed in glycerin and ethanol. After sectioning with microtome and double staining by Methyl Blue-Carmen aluminize, samples were assessed by a light microscope and appropriate samples were photographed.  Moreover, flowers were collected from Rudbeckia hirta L. buds in different steps of reproductive development, and then were fixed in FAA and sliced using a microtome. Staining was carried out with Eosin and Haematoxylin in order to close up by a light microscope.
It was observed that the primary and secondary structures of roots, stems, petioles, leaves and stem apical meristem have general similarity with the structure of other Asteraceae species. Results also revealed the changes in meristem sizes and increment of stain ability in reproductive meristem compared to vegetative meristem. In addition, the formation of floret primordium was indicated from the periphery to the center. During higher developed stages, each floret meristem begin to create new floret components from margin to the center as well. In reproductive development study, postil was demonstrated at located center with 2 carpels and a reversal ovule covered a layer. Ultimately, developmental evaluation of ovule and embryo sac was displayed based on the common pattern of dicotyledonous plants and other species of Asteraceae.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asteraceae
  • Rudbeckia hirta
  • anatomical study
  • reproductive development
  • tubular florets
  • ovule

موضوعتکوینگلهمچونیکرازاست.هرگلباتوده‌یکوچکیازسلولهایتمایزنیافتهآغازشده،اماسرانجامبهساختاریپیچیدهتبدیلمی‌شودکهدرآناندام‌هایمتفاوتدرموقعیت‌هایمشخصودقیقیقرارمی‌گیرند]18[.مطالعه‌یمراحلمختلفتکویناندام‌هایرویشیوزایشیدرسال‌هایاخیربیشترموردتوجهواقعشدهاست،زیراتوسعهدانشزیست‌شناسیتکوینیومطالعهچگونگیومراحلتکویناندام‌هایتولیدمثلی،برایحفظگیاهان،ضروریاست]5[.

کوکبکوهیبانامعلمیRudbeckiahirtaگونه‌ایازخانوادهمرکبان(Asteraceae)است.اینگیاهعلفی،پایا،دوسالهیاچندسالهاست.کوکبکوهیگیاهیبومیایالاتمتحدهشرقیومرکزیاست،کهدرنواحیمختلفایراننیزپراکندگیدارد]11و13[.جنسRudbeckiaدرحدود25گونهداردکهگونهRudbeckiahirtaبهعلتدائمیبودن،دورهگلدهیطولانیوداشتنگل‌هایزیبایکیازجذابترینگونه‌هایگیاهیخانوادهآستراسهاستوازارزشبالاییدرفضایسبزبرخورداراست]6و13[.اینگیاهبین30سانتیمترتاحدودیکمترارتفاعدارد.دارایریشهراست،ساقهراست(سادهیامنشعب)وخاردار،برگ‌هایتخممرغیویابیضیشکلباطول20_8سانتی‌متروخاردار،دمبرگکشیده،براکتههایباریک،تعدادگلبرگ‌هایحدودا14عددبااندازه4-2سانتی‌متر،اندازهسرگل 5/1 سانتی‌متر،نهنجمخروطیشکلوفندقه 8/1 تا2میلی‌متراست.گلآذیناینگیاهکلاپرکاست]13[.چونقسمتمیانیاینگیاهبهرنگقهوه‌ایتیرهمایلبهارغوانیاست،بههمیندلیلبهآنسوسنچشمسیاههمگفتهمی‌شود]2[.بابررسی‌هایانجامشدهبررویاسانسبخش‌هایهواییکوکبکوهیترکیباتمهمیچونGermacreneDباخاصیتدفعحشراتوکاربرددفاعی،CaryophylleneباخاصیتضدالتهابیوCarvacrolباخاصیتبیحسکنندگیبررویگیرنده‌هایدردوضدمیکروبیدراینگیاهیافتشدهاست]11[.همچنینباوجودترکیباتفلاونوئیدی،اسیدهایفنولیکوآنتوسیانین‌هااینگیاهدارایاثراتدرمانیقابلتوجهمی‌باشدوتواناییدرکاهشسرعترشدبرخیسلول‌هایسرطانیوکاربردگستردهدرصنایعداروییوپزشکیدارد]12[.کوکبکوهییکیازمحبوب‌ترینگیاهاندرنزدباغباناننیزمی‌باشدزیرانیازبهنگهداریچندانیندارد.اینگیاهازنظرفیزیولوژیکیبانورکاملآفتاب،رطوبتکمیخشکوآبیاریکمهمراهباخاکحاصلخیزبازهکشیخوبقادربهرشداست.همچنیناینگیاه،تواناییتحملگرماوخشکسالیرادارد]21[.

بهعلتارزشدارویی،ترکیباتشیمیاییباارزشدراسانسواستفادهوسیعزینتیازگیاهکوکبکوهیاینگونهبهمنظورمطالعاتتکوینیدرپژوهشحاضرانتخابشد.باتوجهبهمطالعاتمرجع‌شناسیانجامشده،پژوهشحاضراولینگزارشدرموردساختارتشریحیوبررسیمراحلتکوینیانداممادهگونهRudbeckiahirtaمیباشد.هدفازانجاماینبررسی،مطالعهساختارتشریحیریشه،ساقه،برگ،دمبرگوتجزیهوتحلیلمریستمراسساقهومراحلتکویناندامزایشیمادهاست.

 

مواد و روش‌ها

بهمنظوربررسیتشریحیاندام‌هایگیاه،درآبانماه1393نمونه‌هایگیاهیموردنظرازبخش‌هایریشه(جوانومسن)،ساقه(جوانومسن)،برگ،دمبرگوگلبرگازگلدان‌هایخریداریشدهازشهرداریتهرانکهدرمحلگلخانه‌اینگهداریشدند،جمعآوریشدند.میزاندمادرصبحاینروزC20ومیزانرطوبت34%بود.نمونه‌هابلافاصلهدرفیکساتورمناسب(مخلوطالکلوگلیسیرینبهنسبت1:1)نگهداریشدندوسپسبرش‌هاینازکدستیازآنهاگرفتهشد.برش‌هایتهیهشدهپسازعبورازآبژاول،اسیداستیکوآبمقطربهصورتمضاعفبامتیلنبلو-کارمنزاجیرنگ‌آمیزیشدندو‌ بامیکروسکوپ‌ نوری(مدل(ZEISSبررسیوعکسبرداریازآنهاانجامشد.

بهمنظوربررسیتکوینیگل،نمونه‌هادرمراحلمختلفنموجمع‌آوریشدند.نمونه‌هایجمع‌آوریشدهدرمحلولفیکساتورFAA(شاملاتانول96درصد،فرمالدئیدواسیداستیکبهنسبت17،1،2)قراردادهشدند.بهترینمدتزمانقرارگیرینمونه‌هادرفیکساتورپسازچندینبارآزمونوخطا24ساعتبدستآمد.پسازآنبهمنظورازبینبردناثراتتثبیتکنندهبههمینمدتنمونه‌هادرزیرآبجاریقرارگرفتندوآماده‌سازینمونهشاملآبگیریبادرصدهایروبهافزایشاتانول،شفافسازیوجایگزینیاتانولباتولوئن/گزیلنروبهافزایش،پارافیندهی،قالب‌گیری،آرایشبلوکپارافینیوسوارکردنبلوکانجامشد.سپسبرش‌گیریبامیکروتومدستی،برش‌هاییبهضخامت8_12میکرونباچسبهاپتبررویلامچسباندهشدندوپسازآنباهماتوکسیلین_ائوزینرنگ‌آمیزیصورتگرفت.ازنمونههایتهیهشدهبامیکروسکوپنوری(مدلLABORLUXK)بادرجاتمختلفابژکتیوعکسبرداریانجامشد.

 

نتایج

نتایجبدستآمدهدرزمینهبررسیساختاراندامرویشیبهشرحزیراست:

 

بررسی ساختار تشریحی ریشه

ریشهنخستینوپسیندرگیاهکوکبکوهیدربرشعرضی،مدوربود(تصویرa1وb1).درساختارنخستینریشهدرخارجیترینبخشاپیدرم(E)واقعشدهاستکه،ازیکلایهازسلول‌هاییبادیوارهنازک،فشردهوبدونفضایبینسلولیتشکیلشدهاست.اپیدرممحلتولیدتارهایکشندهدرریشهاست.درزیراپیدرمپارانشیمپوست(Co.p)قرارگرفتهاستکهمتشکلازسلول‌هاییکرویوبیضیشکلبادیوارهنازکوهمگناست.دربینسلول‌هایاینبخشفضایبینسلولیمشاهدهمی‌شود.درونیترینلایه‌یپوستاندودرم(End)نامداردکهردیفیازسلول‌هایمشخص،فشردهوبه‌شکلمکعبمستطیلیتشکیلشدهاست.لایهیآندودرممرزبینپوستواستوانهیآوندیرامشخصمی‌کند.منطقه‌یبعدیدرمشاهداتمیکروسکوپیریشه،دایرهمحیطیه(Pe)استکهخارجیترینلایهاستوانهآوندیاست.دایرهمحیطیهازیکلایهسلولپارانشیمیوتخصصنیافته(دارایتمایزیافتگیاندک)تشکیلشدهاست.دراستوانهآوندیآوندهایچوب(Xy)وآبکش(Ph)بهصوررتمتناوبقابلرویتهستند.درچوب،آوندهایچوبیمتازایلم(M.x)بهسمتمرکزوپروتوزایلم(P.x)بهسویپیرامونقرارگرفتهاند.درنتیجهچوبماهیتبرونگرا(Exarch)داشتهونموچوبمرکزرو(Centripetal)است.درریشه‌هایجواناینگیاهمغز(Pi)درداخلی‌ترینبخشواقعشدهاستوماهیتپکتوسلولزیدارد(تصویرa1).

بارفتنریشهبهساختار‌پسین،لایهکامبیوم(Cam)

کهدرحدفاصلآوندجوبوآبکشواقعشدهاستبهسمتخارجآبکشپسین(S.ph)وبهسمتداخلچوبپسین(S.xy)رامی‌سازد.منطقهچوبپسینتامرکزریشهادامهمی‌یابد.قسمتیازپارانشیممغزدربیندسته‌هایآوندینفوذمی‌کندواشعهآوندی(R)رامی‌سازد.همچنینپریدرم(P)جایگزینبافتمحافظاولیهاپیدرممی‌شود(تصویر‌ b1).

 

 

تصویر1-(a)- ساختار نخستین ریشه، پارانشیم پوست (Co.p)، اندودرم (End)، دایره محیطیه (Pe)، بافت آبکش (Ph)، پروتوزایلم (P.x)، متازیلم (M.x)، مغز (Pi) ابژکتیف 10x. (b)- ساختار پسین ریشه، پریدرم (Pe)، آبکش پسین (S.ph)، کامبیوم (Cam)، چوب پسین (S.x)، اشعه آوندی (R) ابژکتیف 40x.

 


بررسیساختارتشریحیساقه:

ساقه کوکب کوهی در مرحله نخستین و پسین با یکدیگر متفاوت است. در ساختار نخستین، ساقه ستاره‌ای شکل با فرورفتگی و برآمدگی است، در حالیکه ساقه پسین کاملا مدور است (تصویرa2 و b2).

در مشاهدات میکروسکوپی برش عرضی ساقه مشخص شد که، بیرونی‌ترین بخش را سلول‌های مکعبی شکل اپیدرم (E) تشکیل می‌دهد که با لایه‌ای از کوتیکول (Cu) پوشیده شده است. همچنین تعداد زیادی کرک‌های چند سلولی (Tri) در این لایه دیده می‌شود. در زیر اپیدرم یک تا دو لایه بافت کلانشیمی قرار دارد که هیپودرم (Hy) نامیده می‌شود. منطقه‌ی بعدی پارانشیم پوست (Co.p) است که بین اپیدرم و استوانه مرکزی قرار دارد و از چند ردیف سلول‌های کروی شکل تشکیل شده است. از ویژگی‌های این گیاه وجود مجاری ترشحی (R.C) در بین سلول‌های پارانشیم پوست است. همچنین پوست ریشه از پوست ساقه ضخیم‌تر است. درونی‌ترین لایه پوست آندودرم (End) است، اگرچه که در مقایسه با اندودرم ریشه چندان مشخص نیست. استوانه مرکزی شامل بافت‌های آبکش (Ph) دو طرفه و بافت چوبی (Xy) در داخل است که در حد فاصل این دو منطقه، ناحیه مربوط به کامبیوم (Cam) مشاهده می‌شود. بر روی بافت آبکشی کلاهک اسکرانشیمی (Sc) قرار دارد، که نقش آن استحکام بخشیدن به گیاه است. رشدچوبدر ساقهاینگیاهبهصورتگریزازمرکز (Centrifuge) بوده و پروتوزایلم (P.x)با اندازه کوچکتردرنوکدستهآوندیوبهسمتمرکزقراردارد در حالیکه متازایلم (M.x) با اندازه بزرگ‌تر به سمت آبکش قرار دارد. ازاین روتشکیلچوب، ازنوعدرونگرا (Endarch) می‌باشد. در قسمت میانی ساقه نیز مغز (Pi) واقع شده است (تصویرa2).

یکی از تفاوت‌های عمده‌ی ساقه نخستین و پسین کوکب کوهی این است که، در ساقه نخستین استوانه مرکزی حالت یکپارچه ندارد و هر نوار به منزله یک دسته آوندی است اما، در ساختار پسین همه‌ی دستجات آوندی بر روی یک دایره قرار گرفته است. در استوانه آوندی دسته‌های آوندی (Va.b)، اشعه مغزی (Ray) و مغز (Pi) دیده می‌شود. اشعه آوندی از سلول بنیادی کامبیوم به وجود می آید. همچنین بافت چوبی (Xy) در ساقه پسین بزرگ‌تر و کشیده‌تر است (تصویرb2).


 

 

تصویر 2_(a)_ ساختار نخستین ساقه، کرک (Tri)، اپیدرم (E)، کوتیکول (Cu)، هیپودرم (Hy)، پارانشیم پوست (Co.p)، اندودرم (End)، کلاهک اسکلرانشیمی (Sc)، بافت آبکش (Ph)، کامبیوم (Cam)، بافت چوب (Xy)، مغز (Pi). (b)_ ساختار پسین ساقه، کرک (Tri)، اپیدرم (E)، هیپودرم (Hy)، پارانشیم پوست (Co.p)، کلاهک اسکلرانشیمی (Sc)، بافت آبکش (Ph)، بافت چوب (Xy)، اشعه آوندی (R)، مغز (Pi) ابژکتیف 40x.

 


بررسیساختارتشریحیبرگ و دمبرگ

مشاهدات میکروسکوپی ساختار برگ نشان داد که ساختمان برگ از دو بخش پهنک و دمبرگ تشکیل شده است. پهنک بخش فعال برگ است و حاوی کلروپلاست فراوان است. در برش عرضی پهنک سه نوع بافت اصلی مشاهده می‌شود: الف) اپیدرم که معمولا از سلول‌های اپیدرمی، سلول‌های روزنه‌ای و سلول‌های کرکی تشکیل شده است. اپیدرم خود شامل دو بخش زیرین (L.e) و زبرین (U.e) می باشد، که بافت مزوفیل را در برگرفته است. همچنین در سطح اپیدرم کرک‌های بزرگ چند سلولی (Tri) قابل مشاهده‌اند. ب) مزوفیل که در سطح زبرین شامل دو ردیف سلول های کشیده و باریک است که از درازا بر سطح برگ عمودند و پارانشیم نردبانی (P.p) نام دارند و نشان دهنده‌ی سازگاری این گیاه با اقلیم‌های گرم است. این بافت در سطح فوقانی به منظور افزایش کارایی فتوسنتز اختصاص یافته است، چون در محلی قرار دارد که، حداکثر نور را دریافت می‌کند. در زیر پارانشیم نردبانی، پارانشیم حفره‌ای یا اسفنجی (S.p) وجود دارد که، تا اپیدرم زیرین مشاهده می‌شود. سلول‌های پارانشیم اسفنجی نامنظم هستند و اتصال آنها به یکدیگر سست بوده و حفره هایی در بین آنها وجود دارد. در واقع حجم عمده برگ توسط این پارانشیم پر شده است. ج) رگبرگ‌ها یا دسته‌ها آوندی، بخشی دیگر در پهنک هستند، که شامل رگبرگ‌های اصلی و فرعی می‌باشند. رگبرگ اصلی، غالبا در سطح پهنک برجسته است. در رگبرگ های بزرگ آوندهای چوبی (XY)، آوندهای آبکشی (Ph) و سلول های پارانشیمی بی‌رنگ غلاف آوندی (Bs) وجود دارند. دسته‌های آبکشی به سمت خارج و دسته‌های چوبی به سمت داخل قرار گرفته‌اند. در رگبرگ‌های کوچک تعداد آوند‌ها کمتر می‌باشد (a3).

دمبرگ

شکل ظاهری دمبرگ در گیاه کوکب کوهی هلالی شکل است که در قسمت میانی ضخیم و در قسمت‌های انتهایی باریک می‌باشد. در ساختار تشریحی دمبرگ از خارج به داخل ابتدا اپیدرم (E) مشاهده می‌شود (تصویرb3). بر روی سطح اپیدرم تعداد زیادی کرک‌های چند سلولی بزرگ (Tri) وجود دارند (تصویر c3). در ادامه و در زیر اپیدرم چند ردیف سلول‌های کلانشیمی (Col)، بافت زمینه‌ای پارانشیم پوست (Co.p) با چند ردیف سلول، مجاری ترشحی (R.C) در بافت زمینه‌ای و دسته‌های آوندی (Va.b) مشاهده می‌شوند. هر بافت اسکرانشیمی (S) احاطه کننده‌ی بافت آبکشی (Ph) است و بر روی آن قرار دارد. در دمبرگ کوکب کوهی دسته‌های آوندی اصلی در وسط و کناره‌های برگ وجود دارد و دسته‌های فرعی در بین این‌ها قرار گرفته است (b3).

 

 

 

 

تصویر 3_(a)_ برش عرضی از پهنک برگ کوکب کوهی، کرک(Tri)، اپیدرم فوقانی (U.e)، اپیدرم تحتانی (L.e)، پارانشیم حفره ای (S.p)، پارانشیم نردبانی (P.p)، غلاف آوندی (Bs)، آوند چوب (Xy)، آوند آبکش (Ph). (b)_ اپیدرم (E)، سلول های کلانشیمی (Col)، پارانشیم پوست (Co.p)، دسته های آوندی (Va.b)، بافت اسکرانشیمی (S)، بافت آبکش (Ph)، بافت چوب (Xy). (c)_ تعداد زیادی کرک های بزرگ چند سلولی ابژکتیف 10x.

 


مریستمرأسساقه

مریستمنخستینساقهکهدرتشکیلبرگ‌هاوساختمان نخستینساقهنقشدارد در گیاه کوکب کوهی از نوع، محدب یا گنبدی می‌باشد و نواحی زیر در آن قابل تشخیص است:

ناحیه انتهایی که به نام (Apical Zone) معروف است و شامل لایه خارجی تونیکا (T) با سلول‌های مکعبی شکل می‌باشد که، توده سلولی داخلی کورپوس (C) را در بر می‌گیرد. لایه‌ی تونیکا، می‌تواند یک یا دو لایه باشد که در گیاه مورد آزمایش ما یک لایه مشاهده شد. در این قسمت تقسیمات حالت شعاعی (آنتی کلینالی) دارند. دوناحیه در تونیکا مشاهده می‌شود. یکیناحیهانتهاییمرکزیاستکهیکیا چندسلولبنیادیداردکهبزرگتر،هسته درشت‌ترو واکوئلبیشتریازبقیهسلول‌های تونیکادارندرنگ آنهاروشن‌تر استوناحیهدومکهدرجوانب راسقراردارد،سلولهاییکوچکتروتیرهتردارند .

سلول‌های کورپوس درشت‌تر، به شکل تقریبا چندوجهی و با فضای سلولی بیشتر مشخص می‌باشند. تقسیمات در کورپوس مماسی (پری کلینال) می‌باشد.

در زیر منطقه کورپوس سلول‌های مریستم مغز (M.m) که ترتیب منظمی ندارند و دارای تقسیمات افقی و عمودی هستند، مشاهده می‌شوند. این سلول‌ها کم حجم هستند و با تقسیمات خود مغز ساقه را به وجود می‌آورند. رنگ‌پذیری کم این سلول‌ها به علت فعالیت کم میتوزی در آنها می‌باشد.

منطقه بعدی مریستم حاشیه‌ای یا جانبی است که، تقسیمات میتوزی فعالی داشته و در زیر ناحیه انتهایی یک منطقه‌ی فعال به نام حلقه بنیادی (Ir) را ایجاد کرده است. این سلول‌ها ریز با هسته نسبتا درشت هستند و قدرت تقسیم خیلی بالایی دارند. این ناحیه با تقسیمات خود مولد برگ می‌باشد. پس از ایجاد طرح‌های اولیه برگی (E.f)، با طویل شدن بخش قاعده‌ای سهم‌های برگی تشکیل می‌شود (تصویر 4).

 

تصویر 4- برش طولی مریستم راس ساقه، تونیکا (T)، کورپوس (C)، مریستم مغز (M.m)، حلقه بنیادی (Ir)، طرح اولیه برگی (E.f) ابژکتیف 40x.

 

تکوین اندام ماده

به منظور بررسی ساختار زایشی مراحل تکوینی اندام ماده از همه‌ی مراحل رشد گل مورد نظر از کوچک به بزرگ نمونه آماده سازی شد.

در مشاهده برش گل آذین در گل‌های کوکب کوهی دو مدل گلچه‌های زبانه‌ای و لوله‌ای روئیت شدند که گل آذین از نوع کپه بوده و به ترتیب نمای کلی دو مریستم هاگزا (S.p) و نهنجی (R.m) قابل مشاهده می‌شوند. نهنج حالت صفحه‌ای (دیسک مانند) و مسطح است. پریموردیوم‌های گلچه‌ای (F.p) که حاصل تسهیم بخش مریستم هاگزای به سهم گلچه ها است و بخش حجیم میانی مریستم گل آذینی که مریستم نهنجی است دیده می‌شود. مریستم هاگزای و پریموردیوم‌های گلچه‌ای وصل از آن از سایر بخش‌ها رنگ‌پذیری شدید‌تری دارند که این نشان از فعالیت بیوسنتزی و سرعت تقسیمات سلولی از این قسمت است (تصویر 5).

با رشد بیشتر گیاه، شکل‌گیری پریموردیوم‌های گلچه‌ای از حاشیه به سوی مرکز قابل مشاهده است.در

حاشیه کپه، گل‌های زبانه‌ای (Rf) در حال تمایز یافتن از گل‌های لوله‌ای (df) هستند.گلچه‌های زبانه ای از گلچه‌های لوله‌ای بزرگ‌تر هستند. در انتهای کپه پریموردیوم‌های برگی (P.f) وجود دارند. همچنین وجود براکته‌های پوشالی (Ch.b) در بین هر گل

لوله‌ای مشاهده می‌شود(تصویر 6).

در ادامه روند تکوین برای هر گل لوله‌ای بخش‌هایی شامل پریموردیوم‌های پرچمی (St.p)، گلبرگی (Pe.p) و برچه‌ای (C.p) مشاهده می‌شود (تصویر 7).


 

تصویر 5 و 6- (5)- برش طولی از کپه گل جوان، مریستم هاگزا (S.p)، مریستم نهنجی (R.m) و پریموردیوم گلچه‌ای (F.p). (6( شکل‌گیری پریموردیوم‌های گلچه‌ای و تمایز گلچه‌های زبانه‌ای از لوله‌ای، گلچه زبانه‌ای (Rf)، گلچه لوله‌ای (df)، پریموردیوم‌های برگی (P.f) و برکته‌های پوشالی (Ch.b) ابژکتیف 10x.

 


بعدازتشکیلپریموردیوم پرچمی،تودهمریستمیمرکزیبرایتشکیلمادگی اختصاصمی‌یابد. با شکفتگی تدریجی گل، شاهد رشد سریع گلچه‌های زبانه ای و لوله ای بودیم که، این رشد با ایجاد گلبرگ‌ها (Pe)، بساک پرچم ها (An)، تخمدان (Ov) و پریموردیوم تخمکی (Op) درون آن دیده شد. دراینگونه،برچه‌‌ها (Ca)دو عددوپیوستهمی‌باشد.بارشدمادگیقبل ازاتمامتکوینپرچم،پریموردیومتخمکیبهصورت توده‌هایکوچکدیدهمی‌شودکهپریموردیومتخمکیدر فضایبرچهباتوجهبهحضوربرچهقابلرؤیتاست. پریموردیومتخمکیازیکمجموعه‌ایازیاخته‌های کوچکی تشکیلشدهکهبایکلایهاپیدرمیپوشیدهشدهاست. این توده در مراحل اولیه، همه‌ی یاخته‌های آن یکنواخت است و تمایز پیدا نکرده است (تصویر 8).

توده پریموردیوم تخمکی به تدریج رشد کرده و در حفره تخمدان (Ov.p) افزایش حجم پیدا می‌کند (تصویر 9).

پریموردیوم تخمک، خمیدگی خود را به تدریج شروع کرده  و با ادامه ی نمو آن سلول های خورش (Nu) شروع به تکثیر می‌کنند (تصویر 10). بند یا فونیکول(F) به عنوان پایه باریکی که برجستگی تخمک بر روی آن قرار می‌گیرد ایجاد می‌شود (تصویر 11). پوسته تخمک (In) درابتدارشدمحدودیدارد،اماانتهایآزاد پوستههنگام رشد،درقطبسفتیتخمکایجادمجرای باریکمیکروپیلی (سفتی) (Mi) باکمیانحنایداسیشکلرا نشان می‌دهد. از دیواره‌ی تخمدان دسته‌های آوندی وارد بند شده و در نقطه‌ای به نام شالاز یا بُن (Ch) منشعب می‌شوند (تصویر 12).

در ادامه مراحل تکوینی یکی از سلول‌های بافت خورش (Nu) به سلولی به نام آرکئوسپور (Ar) تمایز می‌یابد که این یاخته مستقیما به سلول مادر مگاسپور تمایز می‌یابند (تصویر 13). رشدپوسته تخمکسرعتمی‌گیردوتخمکخمیده‌ترشده و مادر مگاسپور(Mmc) باحجمزیاد،هستهدرشت،متراکمو حجیمازسایریاخته‌هایخورشقابلمتمایز می شود. یاختهمادرمگاسپوررشدکرده وبرای تقسیماتمیوزیآمادهمی‌شود. همچنین محل اتصال بند به دیواره تخمدان برجستگی کوچکی قابل مشاهده است که جفت (P) نام دارد (تصویر 14).

مادر مگاسپور با گذراندن یک تقسیم میوز مگاسپورها را تشکیل می‌دهد که سه عدد از آنها از بین رفته و یک سلول باقی مانده با انجام سه میتوز و رشد، سرانجام گامتوفیت ماده یا کیسه رویانی (E.s) را به وجود می‌آورد (تصویر 15).


 

 

شکل 7 و 8 - ادامه تکوین گل لوله‌ای و ایجاد بخش‌های مختلف. (7) پریموردیوم پرچمی (St.p)، پریموردیوم گلبرگی (Pe.p) و پریموردیوم برچه‌ای (C.p). (8) گلبرگ (Pe)، بساک (An)، برچه (Ca)، تخمدان (Ov) و تخمک (Op) ابژکتیف 40x.

 

تصویر 9 تا 14- (9)- رشد توده تخمکی در حفره تخمدان، پریموردیوم تخمکی ابژکتیف 100x. (10)- آغاز خمیدگی پریموردیوم تخمک ابژکتیف 40x. (11)- توده‌ای از سلول‌های خورش بر روی بند. (12)- ایجاد پوسته تخمک و شگل گیری منفد سفت. (13)- ایجاد سلول آرکئوسپور از تمایز یکی از سلولی بافت خورش. (14)- تمایر سلول مادر مگاسپور از سلول آرکئوسپوری. ابژکتیف 100x.

پریموردیوم تخمکی (Op)، تخمدان (Ov)، حفره تخمدان (Ov.p)، بافت خورش (Nu)، بند یا فولیکول (F)، پوسته تخمک (In)، سفت (Mi)، بن (Ch)، آرکئوسپور (Ar)، مادر مگاسپور (Mmc)، جفت (P).

 

 

شکل 15- شکل گیری کیسه رویانی، کیسه رویانی (E.s) ابژکتیف 100x.

 


بحث

در گیاه کوکب کوهی سیستم ریشه‌ای مانند سایر گیاهان خانواده آستراسه از نوع راست بوده و علاوه بر ریشه اصلی که در امتداد ساقه قرار دارد دارای ریشه‌های فرعی است که از دایره محیطیه منشا می‌گیرد ]10[.

بررسی ساختار ریشه گیاه کوکب کوهی نشان داد که، دسته‌های چوب و بافت آبکش در ساختار اولیه ریشه جدا از هم و به طور متناوب قرار گرفته‌اند. آوندهای چوب ستاره‌ای شکل هستند و قطب مولد چوب در خارج از حاشیه مغز قرار دارد و در نتیجه چوب ماهیت برون‌زا (Exarch) داشته و نمو چوب مرکز رو (Centripetal) است. به طور کلی بخش مهمی از ریشه از بافت‌های چوبی تشکیل شده است. در ساختار پسین ریشه نیز علاوه بر چوب پسین، مغز ریشه نیز به سرعت چوبی می‌شود و با نفوذ در بین دسته‌های آوندی اشعه آوندی را می‌سازد. همچنین در ساختار ریشه سلول‌های فشرده شده چوب پنبه‌ای به رنگ تیره دیده شد که این لایه با آبی متیل رنگ گرفته است. یکیازویژگی‌هایچوبپنبهفراوانی فنل پروپان‌هامی‌باشدواینترکیباتازراهاستریشدنبهتارو پودلیپیدیمی‌پیوندند.این نتیجه مطابق با وضعیت ریشه در سایر دولپه‌ای‌ها است ]16[.

ساقه کوکب کوهی از نوع هوایی است و در امتداد ریشه‌ی گیاه بوده، دارای برگ‌هایی همانند گیاه کنار (Ziziphus spina-christi) به شکل متناوب است ]14[.

در برش عرضی ساقه اپیدرم متشکل از لایه‌ای از سلول‌های مکعب تا مکعب مستطیلی می‌باشد. همچنین سلول‌های پارانشیم پوستی با دیواره‌ی نازک در زیر آن حاکی از وجود ساختاری مشابه دولپه‌ای‌ها است. یکی از ویژگی‌های ساقه کوکب کوهی وجود مجاری ترشحی در پارانشیم پوست آن می‌باشد. همچنین وجود آبکش دو طرفه بهرساندنموادآلی حاصلازفرآیندفتوسنتزبهتمامبخش‌هایگیاهکمک زیادیمی‌کند ]1[.

وجود کامبیوم در بین دسته‌های چوب و آبکش به چشم می‌خورد که به سمت داخل آوندهای چوبی و به سمت بیرون آوندهای آبکشی را می‌سازد. همچنین در ساقه رشد آبکش به سمت مرکز ولی رشد چوب به صورت گریز از مرکز (Centrifuge) می‌باشد در نتیجه تشکیلچوبازنوعدرونگرا (Endarch) می‌باشد. اگرچه کامبیوم در گیاهان دو لپه همیشه به صورت حلقه‌ای از سلول‌های مریستمی است اما همواره در استوانه آوندی حلقه‌ای کامل از چوب و آبکش را به وجود نمی آورد. در کوکب کوهی نیز کامبیوم فقط در ناحیه دسته‌های آوند چوبی و آبکشی ایجاد این دو بافت هادی را می‌کند بنابراین در این گیاه حلقه‌های چوب و آبکش به وسیله پرتوهای مغزی قطع می‌شود ]9[.

با برش عرضی برگ کوکب کوهی در قسمت اپیدرم پهنک در سطح فوقانی و تحتانی تعداد زیادی کرک‌های ساده چند سلولی (غیرغده‌ای) متعددی مشاهده شد که مشابه کرک‌های گیاهMikania lanuginose)) از خانواده Asteraceae بود ]15[.

پارانشیم مزوفیلی از زیر اپیدرم شروع شده و در سطح زبرین شامل شامل دو ردیف از سلول‌های پارانشیم نرده‌ای و در سطح زیرین از نوع پارانشیم اسفنجی است. پارانشیم اسفنجی یا حفره‌ایدرزیر پارانشیمنرده‌ایتابشرهزیرینراپرمی‌کند. پارانشیم نردهایدرسطحزیرینوجودندارد،بدینترتیبنوع ساختار تشریحی برگ از نوع پشتی - شکمی (dorsiventral) می‌باشد که این وضعیت مشابه با وضعیت برگ در دولپه‌ای‌ها است ]3[. درناحیهرگبرگ‌هادستجاتآوندیچوبوآبکشبا سلول‌های پارانشیمقرارگرفتهاستکهتشکیلغلاف استحکامیرامی‌دهند.سهرگبرگاصلینسبتاًموازی درپهنکوجود دارند که مشابه وضعیت رگبرگ‌ها در گیاه (Mikania glomerata) از خانواده Asteraceae است ]19[.

دمبرگ در کوکب کوهی حالت هلالی و محدب داشته و در زیر اپیدرم آن رشته‌ای از سلول‌های کلانشیم وجود دارد. در دستجات آوندی بر روی بخش خارجی آبکش ردیف‌هایی از سلول‌های اسکلرانشیمی مشاهده می‌شود که این ساختارها با گزارشات پیرامون دمبرگ گیاه ((Gymnanthemum amygdalinumاز خانواده Asteraceae هم‌سویی دارد.از ویژگی‌های دمبرگ این گیاه وجود مجاری ترشحی همانند ساقه در بخش پارانشیم پوست آن است ]20[.

رشد طولی ساقه در نهاندانگان توسط مریستم راسی آن‌ها صورت می‌گیرد که دارای بخش‌های متفاوتی می‌باشد. از مجموع فعالیت‌های این بخش، رشد طولی ساقه و پیدایش اندام‌هایی نظیر شاخه‌ها، برگ‌ها و گل‌ها در گیاه ایجاد می‌شوند. تونیکا و کورپوس در تبدیل مریستم رویشی به زایشی نقش دارند و حلقه‌ی بنیادی با سلول‌های ریز و فشرده توانایی تکثیر زیادی در مراکز زایشی برگ‌ها دارد. مغز ساقه نیز از مریستم مغز به وجود می‌آید ]10[.

مریستم راس ساقه کوکب کوهی گنبدی شکل بوده و دارای لایه‌ای از تونیکا، کورپوس، طرح اولیه برگی و حلقه‌ی بنیادی است. در بخش میانی نیز سلول‌های مریستم مغزی مشاهده می‌شوند که مطابق با بررسی‌های انجام شده توسط Harkess در سال 1993 بر روی همین ساختار در همین گونه می‌باشد ]17[.

نتایج مشاهدات بر روی گل آذین کوکب کوهی نشان داد که که گل آذین از نوع کپه‌ای (کلاپرک) ناجور جنس می‌باشد. این نوع گل آذین به میزان بالایی برای گرده افشانی توسط حشرات سازمان یافته است. در گل آذین کلاپرک ناجور جنس جهترشدگلهامرکزرواستوگل‌هایواقعدرخارج کلاپرکمسن‌ترهستند،بنابراینگلچه‌هایزبان‌هایکهدر پیرامونکپهقرار گرفتهاندمسنترازگلچه‌هایلوله‌ای هستند. نتایج در این زمینه با گزارش‌های مجد-شریف در سال 1389 در رابطه با بررسی گل آذین گیاه مارگریت، نتایج بقایی فر و همکاران در سال 1393 گل افتابگردان و تنکابنی و مجد 1391 بر روی گیاه خار مریم مطابقت دارد ]8[.

درمراحلتکوینپیشرفته‌تر مریستمهرگلچهزبانه‌ایدرحاشیهگلآذینشروعبه سهم‌بندیجدیدمی‌کندواجزایهرگلچهراایجاد می‌کند. گلچه‌های لوله‌ای به سه حالت نر- ماده، گل ماده و عقیم دیده شد، در حالیکه گل‌های زبانه‌ای تنها به دو شکل ماده و عقیم مشاهده شدند ]7[.

تخمدان در گل کوکب کوهی از نوع زیرین است که تنها یک تخمک واژگون با تمکن مرکزی در آن وجود دارد. این مدل تخمدان در گزارش‌های اکثر پژوهش‌ها در ارتباط با گیاهان خانواده آستراسه از جمله نتایج مجد-امجد بر روی گل بومادران و مجد-شریف گل مارگریت و مجد-بقایی فر گل آفتابگردان و مجد- چهرگانی گل آهار و مجد و رضانژاد گل جعفری مطابقت دارد. دراین گونه برچه‌ها دو عدد و پیوسته است. تخمدان با رشد و پیشرفت خود توده‌ای از سلول‌ها به نام سلول‌های خورش را تشکیل می‌دهد. بنیان‌گذاری پوششتخمکدرزمانیآغازمی‌شودکهتخمکحدود 90 درجهچرخشحاصلکردهاست. با تمایز یکی از سلول‌های خورش در زیر لایه اپیدرمی تخمک یک سلول آرکئوسپوری به وجود می‌آید که نهایتا با پیشرفت رشد و تکوین تخمک، مستقیما به سلول مادر مگاسپور تمایز پیدا می‌کند.مادر مگاسپور به وچود آورنده گامتوفیت ماده می‌باشد. درآغازتشکیلکیسهرویانی،تخمک کاملاًواژگونشده است که این مشاهدات با نتایج چهرگانی در سال 1389 در رابطه با گیاه  Inula aucherianaیکسان است ]4[.

 

[1]      جعفری، سایه. شریف نیا، فریبا. پیوندی، مریم. نیکنام، فاطمه. 1390. بررسی ساختار تشریحی اندام‌های رویشی گیاه عناب Zizyphusjujuba، فصلنامهعلمیپژوهشی زیست‌شناسیتکوینی، سال سوم، شماره 10.

[2]      جعفریمرندی،سایه. چلبیان، فیروزه. شریف نیا، فریبا. رضوی پور، رویا. 1388. بررسیاثراتضدمیکروبیعصارههایاتانولی،متانولیوآبیدوجنسازخانواده Asteraceae،Aster tartaricus وRudbeckiahirta L. بربرخیازباکتری‌هاوقارچ‌ها، فصلنامه دانش میکروب‌شناسی- سال دوم،شماره 5،ص26_19.

[3]      چلبیان،فیروزه. 1386. ریخت‌شناسیوتشریحگیاهی. انتشارات آییژ.

[4]      چهرگانی‌راد، عبدالکریم. حاجی صادقیان، سمیه و محسن‌زاده، فریبا. 1389. مطالعه مراحل تکوین دانه گرده و تخمک در InulaaucherianaDC.، زیست‌شناسی گیاهی، سال دوم، شماره ششم، ص 15-28.

[5]      چهرگانی، عبدالکریم. محسن‌زاده، فریبا. غفوری، سارا. 1393. مراحل تکوین دانه گرده و تخمک درAnthemisodontostephanaBoiss. Cv. Odontostephana،مجلهپژوهش‌هایگیاهی

(مجلهزیستشناسیایران)،جلد27،شماره4.

[6]      حجتی، مریم. اعتمادی، نعمت الله. بانی نسب، بهرام. 1389. اثرپاکلوبوترازولوسایکوسلبررشدرویشیوگلدهیکوکبکوهی، نشریه علوم باغبانی (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 24، شماره 2، ص 127- 122.

[7]      رضانژاد، فرخنده و مجد، احمد. 1391. تکوین گل‌آذین، گل و گرده در گل جعفری:(Asteraceae)(Tajetespatula)، ویژگی‌های ساختاری گل در ارتباط با گرده افشانی، زیست شناسی گیاهی، سال چهارم، شماره دوازدهم، ص 51-66.

[8]      شریف شوشتری، مریم و مجد، احمد. 1389. بررسی تکوین گل آذین در گیاه زینتی مارگریت(Chrysanthemum maximum Ramond) به عنوان الگویی از گل آذین‌های کپه‌ای در تیره مرکبان، مجله زیست‌شناسی ایران،جلد 23، شماره 1.

[9]      قهرمان، احمد. 1385. گیاه‌شناسی پایه، چاپ یازدهم، انتشارات دانشگاه تهران.

[10]   مجد، احمد و قائمی، مهین. 1384. بررسی ساختار تشریحی و تکوینی گل داوودی (Chrysanthemum morifolium L.) و آلرژی زایی آن. فیزیولوژی محیطی گیاهی (پژوهش‌های اکوفیزیولوژی گیاهی ایران، دوره 7، شماره 28، ص 68-74.

[11]   مظلومی فر، علی . کاشانکی، روح الله. 1387. جداسازی و آنالیز کیفی و کمی ترکیبات موجود در اسانس گیاه Rudbeckiahirtaبه روش کروماتوگرافی گازی، طیف‌سنجی جرمی (GC-GC/MS)، همایش ملی یافته‌های نوین شیمی در صنعت و پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی.

[12]   نوشاونی، ندا.عبادی، مصطفی.سعیدیسار، سکینه.1392. اثر غلظت‌های مختلف کلرید کلسیم و سولفات منیزیم بر جدا کشت‌های کوکب کوهی Rudbeckiahirta L. در شرایط کشت بافت، همایش ملی گیاهان دارویی.

[13]Abrams, L and Ferris, R. (1923), An illustrated flora of the Pacific States: Washington, Oregon, and California.

[14]Amina Sirag, S. Gebauer, J. Hammer, K. Buerkert, A. 2008."Ziziphusspinachristi (L. )Willd. : a multipurpose fruit tree," Genet Resour Crop Evol,

[15]Amorina, M. Josiane, P. De Paulab, Rosi Z. da Silvab, Paulo V. Faragob, Jane M. Budelb, (2014). Pharmacobotanical study of the leaf and stem of Mikanialanuginosa for its quality control, Rev Bras Farmacogn, 531-537.

[16]Fahn, A. 1987,Plant anatomy. 4 th Ed. Pergamon, Oxford Press.

[17]Harkess, R and Lyons, R. E. 1993. Anatomical Changes in Rudbeckiahirta L. during Transition to Flowering, J. AMER. SOC. HORT. SCI. 118(6):835-839.

[18]Meyerowitz, E. T. Smyth, D. R. and Bowman, J. L. 1989. Abnormal flowers and pattern formation in floral development. Development 106: 209-217.

[19]Milan, P. Hissae , A and Appezzato, B. 2006. Comparative Leaf Morphology and Anatomy of Three Asteraceae Species, Vol. 49, n. 1 : pp. 135-144.

[20]Rocio Duarte, M and Gonçalves Silva, A. 2013. Anatomical characters of the medicinal leaf and stem of Gymnanthemumamygdalinum (Delile) Sch.Bip. exWalp. (Asteraceae)

[21]Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 49, n. 4, oct./dec.

[22]Taylor. (1994), Taylor's guide to Shade Gardening, houghyon Mifflin company.