SUPERVISOR
بدرالدین ابراهیم سیدطباطبایی (استاد راهنما) حسین زینلی (استاد مشاور) مجید طالبی (استاد راهنما)
STUDENT
Azra Arab
عذرا عرب
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
TITLE
Micropropagation of Sumac (Rhus coriaria L. ) and Detection of Somaclonal Variation in Regenerated Plants
The medicinal plant, sumac ( Rhus coriaria L., Anacardiaceae), is a native plant in Iran and has a long history in traditional medicine. The antioxidant properties reported in many Rhus species has a role in delaying of lipid peroxidation process in oil and fat foods, therefore is recommended for diabetic patients. The sumac proliferates by graft and cutting, and its proliferation meets to problem through seed, because lack of seeds viability of this species and different treatments is not capable to germination. Plant tissue culture is a powerful tool for prevent of this species extinction and its proliferation. Moreover, investigation of some important compounds and antioxidant activity of sumac seems to be essential. In this study, micropropagation of Iranian sumac performed using the best tissue culture medium and concentration of plant growth regulators. The best growth and branching obtained in MS medium containing 1mg/l BAP, 0.1mg/l NAA and 1g/l GA 3 with 1.5g/l activated charcoal in the period of 25-30 days. The best rooting obtained in MS medium supplemented with 1mg/l BAP, 1mg/l NAA, 1mg/l ascorbic acid and 1.5 g/l activated charcoal in the period of 14-20 days. Application of activated charcoal due to the high amount of phenol in the sumac was necessary in tissue culture at all phases. Because of the importance the maintaining genetic uniformity on regenerated plants compared to maternal plants, somaclonal variation was examined by 10 SRAP primers. The results showed that the somaclonal variation is low and the regenerated plants have not the significant differences to maternal plants. The highest band number and polymorphism (38.4%) observed in M1E6 primer combination. The plants regenerated from node explant, therefore low differences appeared are presumably related to structural differences in gene production and biological activities and it have not the significant phenotypic effect. Evaluation of chlorophylls and carotenoids showed that there is a significant difference among the three growing periods in amounts of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoids. The leaves and fruits are red in the end of sumac growth season; therefore observed carotenoid amount in this season was higher in compared to chlorophyll. The total amount of phenolic compounds obtained 95.04 mg/gDW in the standard curve, which according to conducted studies is representing a large amount of phenol in sumac. Antioxidant activity increased significantly in all four concentrations of 50, 100, 300 and 500 ppm as for BHT standard. This activity was compared to the high amount of phenol in sumac. In amounts of anthocyanins and flavonoids also observed a significant difference among sampling time and different amount of the wavelength (p 0/05). In general, the changes is different significantly in flavonoid compounds amount compared to variations in anthocyanin compounds amount, which anthocyanin amount was more in the end of growth season and it created red color in leaves. In conclusion, biotechnological methods such as micropropagation and genetic potential of medicinal plants in producing of secondary metabolites can be used as efficient and
گیاه دارویی سماق با نام علمی Rhus coriaria L. متعلق به خانواده پسته، یک گیاه بومی ایران میباشد و سابقه طولانی در طب سنتی دارد. خصوصیت آنتی اکسیدانی در بسیاری از گونه های آن گزارش شده که در تعویق فرآیند پراکسیداسیون لیپید در روغن وغذا های چرب نقش دارد و برای بیماران دیابتی توصیه می شود. سماق از طریق پاجوش وقلمه تکثیر می یابد و تکثیر آن از طریق بذر با مشکل مواجه است؛ زیرا بذرهای این گونه فاقد قوه نامیه بوده و با تیمارهای مختلف هم قادر به جوانهزنی نمی باشند. کشت بافت گیاهی ، راه حلی برای جلوگیری از انقراض این گونه وتکثیر آن است. علاوه بر این، با توجه به اهمیت ترکیبات و آنتی اکسیدان ها، بررسی ترکیبات و فعالیت آنتی اکسیدان در این خانواده ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق تکثیر گونه سماق ایرانی با استفاده از بهترین ترکیب و غلظت هورمون های رشد، در محیط کشت بافت انجام شد. نتایج نشان داد که بهترین رشد و شاخهزایی مربوط به تیمار دارای هورمون های BAP mg/l 1 ، NAA mg/l 1/0 و GA 3 mg/l 1 به همراه g/l 5/1 زغال فعال است که در مدت زمان 30- 25 روز انجام گرفت. بهترین غلظت هورمونی برای ریشه دهی، BAP mg/l 1 و NAA mg/l 1 به همراه mg/l 1 اسید آسکوربیک در محیط حاوی g/l 5/1 زغال فعال در مدت زمان 14- 20 به دست آمد. به دلیل فراوانی فنول موجود در سماق، حضور زغال فعال در تمامی مراحل کشت بافت الزامی بود. با توجه به اهمیت حفظ یکپارچگی ژنتیکی گیاهان باززا شده نسبت به گیاهان مادری، تنوع سوماکلونال با نشانگر SRAP با 10 آغازگر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که گیاهان باززا شده تفاوت چندانی با گیاهان مادری ندارند و میزان تنوع سوماکلونال در آن ها کم است. بیشترین تعدا نوار در آغازگر M1E6 و بیشترین مقدار چند شکلی با 4/38% در همین آغازگر مشاهده شد. به نظر می رسد به دلیل اینکه نمونه های باززا شده از ریز نمونه گره بودند میزان شباهت در آن ها بالا بود. مشاهده شدن میزان تنوع سوماکلونال موجود، احتمالاً مربوط به تفاوت ساختاری در محصول ژن و فعالیت ها بیولوژیکی است و تأثیر فنوتیپی چندانی ندارد. بررسی کلروفیل ها و کارتنوئیدها در برگ های سماق نشان داد که اختلاف معنی داری در غلظت کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل و کارتنوئیدها بین دو فصل مورد مطالعه وجود دارد. در انتهای فصل رشد سماق، برگها به همراه میوه ها قرمز می شوند، بنابراین میزان کارتنوئید که در آن مشاهده شد نسبت به کلروفیل بالاتر بود. در گیاه سماق میزان کل ترکیبات فنولی با توجه به منحنی استاندارد mg/gDw 04/ 95 برآورد شدکه با توجه به بررسی های انجام شده، نشان دهنده ی مقدار زیاد فنول در گیاه سماق می باشد. میزان فعالیت آنتی اکسیدانی با توجه به استاندارد BHT در چهار غلظت 50، 100، 300 و 500 قسمت در میلیون به طور معنی داری افزایش یافت. به دلیل میزان آنتیاکسیدان و فنول بالا در سماق این فعالیت نسبت به استاندارد بیشتر بود. در مقدار فلاوونوئیدها و آنتوسیانین ها دارای اختلاف معنی داری بین زمان نمونه برداری و مقدار متفاوت طول موج ها بودند (05/0 p). به طور کلی روند تغییرات در میزان ترکیبات فلاونوئیدی به طور چشمگیری نسبت به روند تغییرات در مقدار ترکیبات آنتوسیانینی متفاوت است که میزان آنتوسیانین در اواخر فصل رشد بیشتر بود و رنگ قرمز را در برگ ها ایجاد نمود. استفاده از روشهای بیوتکنولوژی مبتنی بر کشت بافت به منظور تکثیر و افزایش توان ژنتیکی گیاهان دارویی و همچنین افزایش متابولیت های ثانویه، می تواند بسیار کارآمد و از لحاظ تجاری سودآور باشد. واژه های کلیدی : سماق، کشت بافت، تنوع سوماکلونال، آنتی اکسیدان، رنگدانه.