بررسي صفات ريزريختي برگ و گرده در جنس افراي (.Acer L) ايران

مقدمه و هدف: جنس افرا (.L Acer) از خانواده Aceraceae اغلب درختاني خزان‌كننده‌اند كه تقريباً پراكنش همه آنها در مناطق معتدله نيم كره شمالي است. اين جنس داراي 148 تا 150 گونه سراسر جهان است و در فلورهاي مختلف ايران به حضور 8 تا 10 گونه بومي از اين جنس اشاره شده است. برخي از گونه ­هاي افرا در جنگل­هاي هيركاني داراي ارزش تجاري فراواني هستند و ارتفاع اين درختان به 40 تا 45 متر مي ­رسد. جنس افرا از مهم‌ترين عناصر رويشي درختي در اغلب رويشگاه‌هاي جنگلي ايران است و جنگل‌هاي هيركاني بيشترين تنوع آرايه‌هاي اين جنس در ايران را در خود جاي داده است. علي‌رغم مطالعات مولكولي و ريختي بر روي اعضاي اين جنس در دنيا، بررسي هاي كاملي در زمينه صفات ريزريختي آن ها صورت نگرفته است. بنابراين، تحقيق حاضر به تشريح ارزش رده­ بندي صفات ريزريختي اپيدرم برگ و گرده اعضاي اين جنس در ايران مي‌پردازد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش 11 آرايه افراي موجود در ايران (9 آرايه بومي و 2 آرايه وارداتي) از رويشگاه‌هاي هيركاني و زاگرس جمع آوري و مورد بررسي قرار گرفت. آرايه‎هاي مورد بررسي عبارت بودند از:  A. monspessulanum subsp. ibericum, A. monspessulanum subsp. turcomanicum, A. monspessulanum subsp. cinerascens, A. palmatum, A. negundo, A. cappadocicum, A. campesstre, A. mazandaranicum, A. platanoides, A. velutinum, A. hyrcanum نمونه‌هاي برگ هريك از پايه‎ها، از شاخه‎هاي رشد كرده در آفتاب تهيه و جهت جلوگيري از كپك زدن به‎روش نمونه‎هاي هرباريومي خشك شدند. نمونه‎هاي خشك شده برگ جهت تهيه برش به‎مدت 3 دقيقه در آب جوش قرار گرفتند. سپس با استفاده از تيغ جراحي برش­ هاي نازكي از اپيدرم فوقاني و تحتاني وسط برگ و از مجاورت رگبرگ مركزي تهيه شد. جهت رنگبري و شفاف شدن نمونه‎ها، به‎مدت 5 دقيقه در محلول آب ژاول قرار داده شدند. پس از شستشوي با آب مقطر در زير ميكروسكوپ نوري عكسبرداري و مطالعه شدند. براي مطالعه با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني، اپيدرم سطح پشتي و رويي برگ و نمونه‎هاي گرده گل‎هاي هريك از آرايه‎ها بر روي پايه‎هاي آلومينيومي چسبانده شد. سپس با استفاده از دستگاه لايه نشان طلا بر سطح كليه نمونه‎هاي گرده و برگ، ورقه‎هاي نازك طلا پاشيده شد و با استفاده از Scanning Electron Microscope فليپس عكس‎برداري شدند. شدت ولتاژ 20 كيلو ولت و بزرگنمايي تصاوير از 2500 تا 5100 برابر بوده است. نوع گرده، صفات ريخت‎شناسي گرده‎ها، موم‎هاي اپي‎كوتيكولي، كرك‎ها، شكل ديواره سلول‎هاي اپيدرم، تيپ روزنه، تراكم و شاخص روزنه از ميكروفوتوگراف‎هاي تهيه شده، طبقه‎بندي و مطالعه شد. يافته‌ها: ريخت‎شناسي موم‌هاي اپي‎كوتيكولي در آرايه‌هايي همچون A. velotinum، A. mazandaranicum، A. hyrcanum، A. platanoides و حتي برخي از زيرگونه‌هاي A. monspessulanum كاملاً منحصربه‌فرد بوده است. ساختارمندترين نوع موم‌هاي اپي‎كوتيكولي در velotinum A. مشاهده شد. به‌طوري‌كه اطراف برخي از روزنه‌ها ساختارهاي روزت مانند مدوري را تشكيل مي‌دهند كه در هيچ آرايه ديگري قابل‌مشاهده نبود. سطح تحتاني برگ در platanoides A. نيز به‎طور منحصربه‌فردي با يك لايه كاملاً صاف و يكدست از موم پوشيده شده بود. ساختارهاي خاصي از موم بر سطح monspessulanum subsp. cinerasens A. و mazandaranicum A. مشاهده مي‌شود كه باعث مي‎شود سطح سلول‌هاي اپيدرمي آرايه اولي برجسته و در دومي فرورفته به‎نظر برسد. بيشترين شاخص روزنه و تعداد روزنه در واحد سطح مربوط به دو گونه غيربومي يعني يعني palmatumA.  و negundoA.  و كمترين آن مربوط به آرايه‌هاي A. mazadaranicum ،A. monspessulanum subsp. turcomanicum ،A. velutinum var velutinum ،A. monspessulanum subsp. cinerascens بود كه بسياري از روزنه‎ها در زير لايه‎هاي موم اپي‎كوتيكولي پوشيده و مدفون مي‎شوند و در اطراف ساير روزنه‎ها نيز كرك‎ها و كريستال‎هاي موم جهت كاهش ميزان تبخير و تعرق حضور مي‎يابند. بنابراين مي‌توان اذعان نمود آرايه‌هاي بومي نام برده مقاومت به خشكي بالاتري نسبت به سايرين دارند. الگوي ديواره سلول‌هاي اپيدرم آرايه‌ها، در سه نوع مختلف طبقه‌بندي شد؛ متمايزترين آن ها در A. platanoides ديده شد كه ديواره كاملاً مواج داشت. ديواره نسبتاً مواج فقط در A. negundo ديده شد و در ساير آرايه‌ها ديواره سلولي صاف و مستقيم مشاهده شد. تيپ سلول‌هاي همراه روزنه در همه آرايه‌ها آنموسيتيك بود درحالي‌كه در A. mazandaranicum تيپ پاراسيتيك كاملاً متمايز و غالب بوده است. كرك‌ها در همه آرايه‌هاي واجد كرك، ساده و بدون انشعاب بودند كه از نظر اندازه به دو گروه داراي كرك هاي كوتاه و داراي كرك‌هايي بلند قابل تفكيك هستند. در هيچ‎يك از صفات ريختي گرده نظير شكل گرده (Isopolar كشيده يا Prolate تا كروي يا spheroidal)، تزيينات اگزيني (شياردار يا Striate)، فرم شكاف‎هاي گرده (Colpi) و حتي تعداد شكاف‌هاي گرده (سه شكاف-حفره‌اي Tricolporate) تمايز اختصاصي منحصر به آرايه خاصي مشاهده نشد. نتيجه‌گيري كلي: نتايج تحقيق حاضر نشان داد، صفات ريزريختي برگ مي‌تواند به حل مشكلات رده‎بندي جنس افرا كمك كند. اما ريخت‎شناسي و نوع گرده براي اين جنس چنين قابليتي را ارائه نمي‌دهد. در كل تمايز صفات اپيدرم ميان آرايه‌هاي جنس افراي مورد مطالعه نشان داد كه سطح زيرين برگ، داراي مشخصه‌هاي اپيدرمي مفيدي به‎خصوص از نظر موم‎هاي اپي‎كوتيكولي است كه مي‌تواند نقش مهمي در طبقه‌بندي، توصيف و تعيين حدود آرايه‌ها ايفا نموده و به‌عنوان ابزاري مفيد در سيستماتيك گياهي استفاده شود.