بهينه سازي سيستم جوانه زني آرابيدوپسيس براي مطالعات تغذيه اي در كشت هاي بدون خاك

Optimization of Arabidopsis germination system for nutritional studies under soilless culture

آرابيدوپسيس مهمترين گياه مدل در تحقيقات تغذيه و ژنتيك گياهي است. اين آزمايش براساس اهميت پرورش آرابيدوپسيس در سيستمهاي بدون خاك به منظور آزمايشهاي دقيق تغذيه‌اي و اهميت سيستم جوانه‌زني كارآمد و توليد گياهچه‌هاي سالم، در بسترتركيبي آگار وعناصر معدني اجراگرديد. برهمين اساس ميكروتيوب‌هاي دو ميلي‌ليتري به‌طول 10 ميلي‌متر برش وتوسط نوارچسب عريض به‌شكل وارونه به ميز هود متصل وسپس بامحيط كشت حاوي آگار (55/0%) و عناصر معدني (هوگلند) با نسبت حجمي 1:1 پر شدند. پس از انجماد محيط كشت، ميكروتيوب‌ها به‌شكل معمولي و طبيعي برگردانيده و بذور استريل و استراتيفه شده آرابيدوپسيس در آن‌ها كشت و سپس به اتاقك رشد با شرايط محيطي كنترل شده منتقل گرديدند. درصد جوانه‌زني بذور، وزن تر و خشك برگ، سطح رزت و گياهچه‌هاي سالم و قابل انتقال (210 گياهچه) طي سه هفته اول مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمايش بيانگر كارايي سيستم طراحي شده به‌منظور جوانه‌زني بذور آرابيدوپسيس براي كشت‌هاي بدون خاك بود. درصد جوانه‌زني بذور كشت شده بيش از 5/97% بود.بيش از 85% گياهچه‌هاي توليدي سالم، داراي رشد مناسب و يكنواخت، به‌ويژه داراي ريشه‌هاي سالم و قابل بررسي در مطالعات بيولوژي ريشه و قابل انتقال به محيط كشت اصلي بودند. نشاهاي توليد شده دراين سيستم در هفته سوم و در مرحله 8 برگي پس از كشت آماده انتقال به محيط اصلي كشت بودند. براساس نتايج آزمايش سيستم طراحي شده در اين تحقيق بدليل كارايي بالا، كنترل دقيق محيط كشت جوانه‌زني و رشد ريشه، جهت آزمايش‌هاي مربوط به جوانه-زني و كشت آرابيدوپسيس در سيستم بدون خاك به‌ويژه آزمايشات مرتبط با تغذيه‌ معرفي مي‌گردد.

Introduction:Arabidopsis thaliana is the most important model plant in plant nutrition studies, genetics, and plant biotechnology. Arabidopsis cultivation is mainly done in either soil or soilless systems. But hydroponic systems due to the exact control of plant nutritional needs and the substrate are more compatible for high accuracy experiments such as plant nutrition.Accordingly, this experiment was conducted to provide an optimized Arabidopsis germination system for production of healthy seedlings for soilless systems based on the agar-nutrient media. Materials and Methods: Two milliliters microtubes were cut into 10 mm in length, and connected upsidedown to the table with adhesive tape then were filled with agar (0.55%) and mineral elements (Hoagland) medium (1:1V/V). Sterilized and stratified seeds were sown on filled microtubes and then transferred to the growth chamber. Germination percentage and growth parameters of seedlings were measured. Results and discussion:Results showed the effectiveness of the optimized germination system and also the agar-nutrient medium. Accordingly, seed germination percentage was more than 97.5%. Also, production of healthy seedlings (85%) especially the production of intact roots for various biological root and nutritional studies was another advantage of this experiment. Based on the results three weeks old plants were ready for transplanting to the main cultivation system. Conclusion:The results of the present study led to the conclusion that optimized system and medium due to high efficiency, simple and possible design, precise control of the substrate and root medium, could be recommended for Arabidopsis germination experiments and also arabidopsis cultivation for nutritional purposes.