Study the Possibility of Chromosomal Changes and their Relationship with Secondary Metabolites Production in Some Lily Species

Izadi Jeloudar, Nouraddin (2020) Study the Possibility of Chromosomal Changes and their Relationship with Secondary Metabolites Production in Some Lily Species. Doctoral thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
41.pdf

Download (2MB)

Abstract

Research Aim: Production of inducible mutations is a suitable method for making plant diversity. Therefore, manipulation of ploidy level by mutagens, especially chemical mutagens in somatic cells, has made a possibility to breed new species with superior and desirable traits in many plant species. Accordingly, a study was conducted to induce polyploidy by colchicine and oryzalin under in-vitro condition in three species of lily (Lilium regale, L. dandie and L. ledebourri). Research method: In-vitro originated bulb scales were treated with different concentrations of colchicine (0.01, 0.05 and 0.1%) for 6, 12 and 24 h and oryzalin (0.001, 0.005 and 0.01%) for 2, 4 and 8 h and in MS medium. Ploidy level of regenerated plantlets was determined by direct counting of meristemic chromosomes at the root tips. Some traits such as length, width and density of leaf stomata, and number of chloroplasts in guard cells, and length, width and number of leafs, and length and number of roots, and fresh weight of plantlets as well as the amount of phenol, flavonoid, anthocyanin, chlorophyll, carotenoid and soluble carbohydrate in control (diploid) and polyploidy plantlets were measured and compared in each species. Findings: The results showed that polyploid plantlet was not produced in oryzalin treated plantlets and L. ledebourri. With increasing treatment time and colchicine concentration, the survival rate was decreased. Colchicine was highly effective in the polyploidy induction of lilium. The type of polyploidy was tetraploid in L. regale and the most appropriate treatment was 0.01% colchicine for 24 h. However, the type of polyploidy in L. dandie was triploidy and the most appropriate treatment was 0.01% colchicine treatment for 12 h. Stomatal density was decreased in polyploid plantlet compared to control (diploid). However, stomatal length, width and number of chloroplasts in stomatal guard cells as well as fresh weight of plantlets were positively correlated with increasing ploidy level. Length and leaf width increased with increasing ploidy level in polyploid plantlets. But no difference was found in leaf number. in L. dandie with increasing ploidy level, length and number of roots not changed but in L. regale the number of roots decreased while no difference was found in root length. In tetraploid L. regale phenol, flavonoid, chlorophyll and carotenoid contents decreased compared to diploid. But no difference was found in anthocyanin content. Whereas in triploid L. dandie phenol and flavonoid, chlorophyll and anthocyanin content were increased compared to diploid. But no difference was found in carotenoids contents.

Item Type: Thesis (Doctoral)
Persian Title: مطالعه امکان تغییرات کروموزومی و ارتباط آن با تولید متابولیت¬های ثانویه در برخی گونه¬های گل سوسن
Persian Abstract: هدف: تولید جهش یافته¬های القائی روش مناسب¬تری برای ایجاد تنوع در گیاهان محسوب می¬شود. لذا دست¬ورزی سطح پلوئیدی از طریق موتاژن¬ها بخصوص موتاژنهای شیمیایی در سلول¬های سوماتیکی امکان به¬نژادی به منظور تولید واریته¬های جدید و با صفات برتر و مطلوب در بسیاری از گونه¬های گیاهی را موفقیت آمیزتر نموده است. بر همین اساس پژوهشی به منظور القای پلی¬پلوئیدی از طریق کلشی¬سین و اوریزالین بصورت درون-شیشه¬ای در سه گونه گل¬سوسن (Lilium regale، L. dandie و L. ledebourri¬) انجام گرفت. روش‌شناسی پژوهش: فلسهای سوخک درون¬شیشه¬ای در غلظت¬های مختلف کلشی¬سین ( 01/0، 05/0 و 1/0 درصد) به مدت 6، 12 و 24 ساعت و اوریزالین (001/0، 005/0 و 01/0 درصد) به مدت 2، 4 و 8 ساعت تیمار گردید و جهت باززایی و رشد عادی در محیط کشت MS واکشت گردید. سطح پلوئیدی گیاهچه¬های باززایی شده از طریق شمارش مستقیم تعداد کروموزوم¬های مریستمی نوک ریشه¬ها تعیین گردید. طول، عرض و تراکم روزنه برگ، تعداد کلروپلاست سلول¬های محافظ روزنه برگ و طول، عرض و تعداد برگ، طول و تعداد ریشه و وزن تر گیاهچه¬ها و همچنین مقدار فنل، فلاونوئید، آنتوسیانین، کلروفیل و کاروتنوئید بین گیاهچه¬های شاهد (دیپلوئید) و پلی¬پلوئید در هر یک از گونه¬ها اندازه¬گیری و مورد مقایسه قرار گرفت. یافته‌ها: بررسی نتایج نشان داد که در تیمارهای اوریزالین و سوسن چلچراغ گیاهچه پلی¬پلوئید تولید نشد با افزایش زمان تیمار و غلظت کلشی¬سین میزان زنده¬مانی کاهش یافت. کلشی¬سین در القای پلی¬پلوئیدی گل سوسن کاملاً کارآمد و موثر بود نوع پلی¬پلوئیدی در L. regale تتراپلوئیدی بود که مناسب¬ترین تیمار برای القای آن 01/0 درصد کلشی¬سین در مدت زمان 24 ساعت بود در حالی که نوع پلی¬پلوئیدی L. dandie تری¬پلوئیدی بود که 01/0 درصد کلشی¬سین در مدت زمان 12 ساعت مناسب¬ترین تیمار بود. در گیاهچه¬های پلی¬پلوئید نسبت به شاهد (دیپلوئید) تراکم روزنه کاهش یافت در حالی که طول و عرض روزنه و تعداد کلروپلاست¬های موجود در سلول محافظ روزنه¬ و وزن تر گیاهچه¬ها همبستگی مثبتی با افزایش سطح پلوئیدی نشان داد. طول و عرض برگ در گیاهچه¬های پلی¬پلوئید افزایش یافت ولی تغییری در تعداد برگ وجود نداشت. با افزایش سطح پلوئیدی طول و تعداد ریشه در L. dandieتغییری نکرد ولی در L. regale تعداد ریشه کاهش یافت در حالی که تغییری در طول ریشه وجود نداشت. در L. regale تتراپلوئید میزان فنل و فلاونوئید، کلروفیل و کاروتنوئید نسبت به دیپلوئید کاهش یافت ولی تغییری در مقدار آنتوسیانین مشاهده نگردید در حالی که در L. dandie تری¬پلوئید میزان فنل و فلاونوئید، کلروفیل و آنتوسیانین نسبت به دیپلوئیدها افزایش یافت ولی تغییری در مقدار کاروتنوئید صورت نگرفت. نتیجه‌گیری: گونه¬های گل سوسن از لحاظ تغییرات کروموزومی واکنش متفاوتی نسبت به کلشی¬سین دارند. تراکم، اندازه روزنه و همچنین تعداد کلروپلاست گیاهچه¬های پلی¬پلوئید نسبت به دیپلوئید، شاخص خوبی برای غربال¬گری گیاهچه¬های پلی¬پلوئید می¬باشد. میزان تغییرات متابولیتهای ثانویه در گیاهچه¬های پلی¬پلوئید گونه¬ها کاملاً متفاوت است.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Chamani, EsmaeilUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Shokouhian, Ali-AkbarUNSPECIFIED
Asghari Zakaria, RasoulUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Horticulture
Date Deposited: 28 Apr 2021 08:43
Last Modified: 28 Apr 2021 08:43
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/13161

Actions (login required)

View Item View Item