بهينه‌سازي توليد پينه و تأثير تنش اسمزي بر پينه هاي گل قرنفل (Dianthus barbatus L) در محيط درون شيشه‌اي

Callogenesis optimization and the effect of in vitro osmotic stress on Dianthus barbatus (L.) calli

گل قرنفل يكي از گياهان زينتي فصلي فضاي سبز در مناطق معتدل مي­باشد كه علاوه بر كاربردهاي زينتي فراوان، در طب سنتي نيز كاربردهايي دارد. كمبود آب و درمعرض تنش كم آبي قرار گرفتن مهمترين مشكل پيش­روي توسعه فضاي سبز و توليد گياهان دارويي است. استقرار پينه كليدي­ترين مرحله جهت بهره ­مندي از تكنيك­هاي مدرن اصلاح و همچنين از سوي ديگر مطالعه تنش كم آبي در محيط درون شيشه ­اي درك مكانيزم و پاسخ گياهان به تنش را فراهم مي نمايد. لذا اين پژوهش در دو بخش اقدام به بررسي الف) استقرار پينه با استفاده از ريزنمونه­ هاي برگ، ساقه و ريشه و تنظيم كننده­ هاي رشد BAP، NAA و 2,4-D، و ب) تأثير سطوح مختلف تنش اسمزي (0، 1-، 3-، 6-، 9- و 12- بار) بر پينه ­هاي گل قرنفل توسط پلي اتيلن گليكول نمود. در بخش اول شاخص­هاي مختلف پينه ­زايي همچون درصد پينه­زايي، رنگ، نوع بافت، رشد پينه­ ها و كلرزه و نكروزه شدن آنها مورد ارزيابي قرار گرفت. در بخش دوم نيز علاوه بر شاخص­هاي بخش اول، ميزان تغييرات پروتئين، اسموليت گلاسين-بتائين، ميزان فعاليت برخي آنزيم­ هاي شكاركننده راديكال آزاد (همچون سوپراكسيددسموتاز، كاتالاز و پراكسيداز) در طي تنش و سطوح مختلف آن مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بخش اول حاكي از مناسب­تر بودن ريزنمونه برگ و تركيب­هاي هورموني 2 ميكرومول BAP + 6 ميكرومول NAA و همچنين 4 ميكرومول BAP + 4 ميكرومول 2,4-D بود. با افزايش ميزان تنش اسمزي، رشد و وزن پينه ­هاي تحت تنش كاهش يافت. از سوي ديگر با كاهش فشار اسمزي (افزايش تنش) ميزان پروتئين كل در پينه ­هاي تحت تنش كاهش و ميزان اسموليت گلايسن-بتائين افزايش يافت. همچنين ميزان فعاليت آنزيم­ هاي شكاركننده راديكال آزاد همچون سوپراكسيددسموتاز، كاتالاز و پراكسيداز نيز با افزايش سطح تنش، افزايش يافت.

Dianthus barbatus is an important ornamental bedding plant in temperate regions with traditional medicinal applications. Water shortage and drought stress are major limitations for landscape development and plant medicine production. Callogenesis is the key step for modern plant breeding techniques and in vitro drought stress study defines the mechanisms of plant response to stress. Therefore this research focused on a) callogenesis optimization by different explants (leaf, stem and root) and plant growth regulators (BAP, NAA and 2,4-D) and b) effect of osmotic stress (-1, -3, -6, -9 and -12 bar) induced by polyethylene glycol on D. barbatus calli. For callogenesis optimization, various criteria such as callogenesis percentage, calli colour, tissue type and growth besides chlorosis and necrosis were observed. In the second part, total protein and glycine-betaine content besides the activity of some free radical scavenger enzymes such as superoxide dismutase, catalase, peroxidase were also measured during stress at various levels. Results indicate leaf as the most suitable explant and both 2µM BAP + 4µM NAA and 2µM BAP + 6µM NAA as the most suitable media supplements for callogenesis. As calli were subjected to osmotic stress, growth and weight of stressed calli decreased by osmotic stress increment. As osmotic pressure decreased (osmotic stress increased), total protein content decreased while glycine-betaine osmolyte increased. The activity of some free radical scavenger enzymes such as superoxide dismutase, catalase, peroxidase also increased by osmotic stress increment.