نوع مقاله : علمی پژوهشی - کشت بافت

نویسندگان

• عاطفه امینی نیسیانی ¹
• عباس سعیدی ²
• مسعود توحیدفر ³

¹ دانشجوی دکتری، گروه سلولی و بیولوژی مولکولی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

² استاد، گروه سلولی و بیولوژی مولکولی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

³ استاد، گروه سلولی و بیولوژی مولکولی، دانشکده علوم و فناوری زیستی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

Stevia rebaudiana Bertoni گیاه دارویی است که به صورت تجاری به عنوان شیرین کننده بدون کالری برای بیماران دیابتی استفاده می‏شود. بذرهای استویا کوچک و نابارور هستند و نرخ جوانه‏زنی نسبتاً پایینی دارند. همچنین گرده افشانی در این گیاه به صورت دگر گرده افشانی است که این امر با توجه به محتوای استویول گلیکوزیدها و ویژگی‏های مورفولوژیکی (شکل و رنگ برگ‏ها) باعث بروز تنوع بالا در جمعیت گیاهان حاصل از بذر می‏شود، به همین دلیل است که تکثیر این گیاه از طریق روش‏های غیر جنسی اهمیت پیدا می‏کند. از آنجا ریزازدیادی، ضمن افزایش سرعت رشد و تکثیر گیاه، سبب حفظ ذخیره ژنتیکی می‏شود و امکان ایجاد یک جمعیت ژنتیکی همگن با بازده بالایی از استویول‏ گلیکوزیدها را فراهم می‏کند، می‏تواند روش مناسبی برای تکثیر این گیاه و حفظ یکنواختی باشد. پژوهش حاضر با هدف دست‏یابی به روشی بهینه برای ریزازدیادی گیاه Stevia rebaudiana و بررسی اثر تنظیم کننده‏های مختلف رشدی بر این گیاه، در سال 1402 در آزمایشگاه تحقیقاتی دانشکده علوم و فناوری زیستی دانشگاه شهید بهشتی انجام شد. در این پژوهش درصد جوانه‏زنی بذرها در چهار و هشت روز پس از کشت در محیط کشت MS محاسبه شد. شاخه‌زایی با سه نوع ترکیب هورمونی KIN، GA3 و BAP ارزیابی شد و پس از شاخه‏زایی، ریشه‏زایی ریزشاخه‌ها، تحت سه نوع ترکیب اکسینی شامل NAA، IAA و IBA مورد مقایسه قرار گرفت. سازگاری نمونه‏ها پس از ریشه‏زایی نیز انجام شد. نتایج نشان داد که میزان جوانه‏زنی بذرها 33/38 درصد بود و بیشترین تعداد برگ و تعداد ریزشاخه مربوط به تیمار 5/0 میلی‏گرم در لیتر BAP و 2 میلی‎گرم در لیتر KIN بود. بیشترین وزن تر (g29/437) و طول ریزنمونه ( cm38/15) در تیمار 5/1 میلی‏گرم در لیتر GA3 و 2 میلی‏گرم در لیتر KIN بدست آمد. بین صفات تعداد برگ و طول ریزنمونه (**61/0-)، تعداد برگ و وزن تر (**46/0-)، تعداد ریزشاخه و طول ریزنمونه (**81/0-) و تعداد ریزشاخه و وزن تر (**69/0-) در سطح احتمال یک درصد ارتباط منفی و معنی‏داری وجود داشت. بین صفات تعداد برگ و تعداد ریزشاخه(**95/0) و طول ریزنمونه و وزن تر (**98/0) ارتباط مثبت و معنی‏داری وجود داشت. بیشترین طول ریشه مربوط به تیمار 5/0 میلی‏گرم در لیتر NAA و بیشترین تعداد ریشه مربوط به تیمار 1 میلی‏گرم در لیتر IBA بود. پروتکل معرفی شده برای ریزازدیادی گیاه استویا در این پژوهش (تیمار 5/0 میلی‏گرم در لیتر BAP و 2 میلی‏گرم در لیتر KIN برای شاخه‏زایی و تیمار 5/0 میلی‏گرم در لیتر NAA برای ریشه‏زایی) در مقایسه با سایر پروتکل‏های ریزازدیادی، در زمان کوتاه‏تر با میزان و تنوع هورمونی کمتر، عملکرد بهتری را به همرا داشت که می‏تواند به عنوان یک پروتکل اقتصادی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

• استویا، تنظیم کننده&rlm
• های رشدی، جیبرلیک اسید، کشت بافت،کینتین

موضوعات

• H: کشت بافت

عنوان مقاله [English]

Investigation of the concentration and composition of various phytohormones in the efficiency of micropropagation of Stevia rebaudiana Bertoni

نویسندگان [English]

• Atefeh Amini Neisiani ¹
• Abbas Saidi ²
• Masoud Tohidfar ³

¹ 1- Ph.D. Student, Department of Cell & Molecular Biology, Faculty of Life Sciences & Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

² Professor, Department of Cell & Molecular Biology, Faculty of Life Sciences & Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

³ 2. Professor, Department of Cell & Molecular Biology, Faculty of Life Sciences & Biotechnology, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran +98 (21) 29905941

چکیده [English]

Introduction

Stevia rebaudiana Bertoni is a medicinal plant commercially used as a non-caloric sweetener for diabetic patients. However, the seeds of Stevia are small, infertile, and exhibit a relatively low germination rate. Cross-pollination in this plant, combined with the variability in steviol glycoside content and morphological characteristics (such as leaf shape and color), leads to high diversity among the plants grown from seeds. Consequently, asexual propagation methods are vital for the effective cultivation of this plant. Micropropagation not only enhances growth and reproduction rates but also preserves genetic resources. It allows for the creation of a genetically homogeneous population with high yields of steviol glycosides, making it a suitable method for the propagation of Stevia. This study aims to optimize a micropropagation method for Stevia rebaudiana and to investigate the effects of various growth regulators on this plant.



Materials and Methods

In this study, the germination rate of Stevia seeds was calculated at four and eight days after sowing in MS culture medium. Shoot induction was assessed using three hormonal combinations: kinetin (KIN), gibberellic acid (GA3), and benzylaminopurine (BAP). Following shoot induction, the samples were evaluated for rooting using three different auxin hormones: naphthaleneacetic acid (NAA), indole-3-acetic acid (IAA), and indole-3-butyric acid (IBA). The acclimatization of the samples was conducted after rooting.



Results and Discussion

The germination rate of Stevia seeds was found to be 33.38%. The highest number of leaves and lateral branches were observed in the treatment with 0.5 mg/L BAP and 2 mg/L KIN. The maximum fresh weight (437.29 g) and shoot length (15.38 cm) were obtained in the treatment with 1.5 mg/L GA3 and 2 mg/L KIN. There were significant negative correlations at the 1% probability level between the number of leaves and shoot length (-0.61**), the number of leaves and fresh weight (-0.46**), the number of lateral branches and shoot length (-0.81**), and the number of lateral branches and fresh weight (-0.69**). Positive significant correlations were found between the number of leaves and the number of lateral branches (0.95**) and between shoot length and fresh weight (0.98**). The longest root was observed in the treatment with 0.5 mg/L NAA, and the highest number of roots was found in the treatment with 1 mg/L IBA. The study highlights the effectiveness of using specific combinations of growth regulators for the micropropagation of Stevia rebaudiana. The findings indicate that the hormonal treatments significantly affect various growth parameters, including leaf number, shoot length, fresh weight, and root development. The negative correlations between some traits suggest that optimizing one growth parameter might compromise. The positive correlations between other traits, such as the number of leaves and lateral branches, suggest that some growth attributes can be simultaneously enhanced.



Conclusion

The protocol developed in this study for the micropropagation of Stevia rebaudiana (0.5 mg/L BAP and 2 mg/L KIN for shoot proliferation, and 0.5 mg/L NAA for root induction) demonstrates superior performance in a shorter time with fewer and less diverse hormones compared to other micropropagation protocols. Therefore, it can be considered an economical and efficient protocol for the propagation of Stevia, potentially benefiting commercial cultivation and research applications.

کلیدواژه‌ها [English]

• Growth regulators
• Gibberellic acid
• Kinetin
• Stevia
• Tissue culture