دانشکـده‌ي علـوم
پايان‌نامـه‌ي کارشـناسي ارشد در رشتـه‌ي
زيستشنـاسي- علوم گياهي
بررسي تشريحي- تکويني ساقه و آناليز ميکرومورفولوژيک چوب افدرا (Ephedra pachyclada Boiss.)

بهکوشش
الهام صادقي
استاد راهنما
دکتر هما رجائي
مهر 1392
اظهارنامــه
اينجانب الهام صادقي دانشجوي رشتهي زيستشناسي گرايش سلولي تکويني گياهي دانشكدهي علوم اظهار ميكنم كه اين پاياننامه حاصل پژوهش خودم بوده و در جاهايي كه از منابع ديگران استفاده كردهام، نشاني دقيق و مشخصات كامل آن را نوشتهام. همچنين اظهارميكنم كه تحقيق و موضوع پاياننامهام تكراري نيست و تعهد مينمايم كه بدون مجوز دانشگاه دستاوردهاي آن را منتشر ننموده و يا در اختيار غير قرار ندهم. كليه حقوق اين اثر مطابق با آييننامه مالكيت فكري و معنوي متعلق به دانشگاه شيراز است.
نام ونام خانوادگي: الهام صادقي
تاريخ و امضا: 10/9/1392
تقديم به
پدر دلسوزم،
مادر صبورم،
همسر عزيزم و يگانه ميوهي باغ زندگيام،دخترم ساناز
و
همه کساني که دوستشان دارم
سپاسگزاري
حمد و سپاس يگانه معلم بيمنت راسزاست که از برکت لطف بيدريغش، ذوق تحقيق را در وجودم به وديعه نهاد.
مراتب سپاس خود را از محضر گرامي استاد راهنماي بزرگوارم سرکار خانم دکتر هما رجايي که در نهايت صبر و شکيبايي، مشوق من در اين پژوهش بودند ابراز ميدارم.
از همکاريهاي صميمانه اساتيد مشاور، سر کار خانم مهندس عفت جعفري و جناب آقاي دکتر محمدجمال سحرخيز و همچنين از حضور افتخاري مهندس احمد حاتمي و حضور دکتر راحله مسعودي به عنوان نماينده تحصيلات تکميلي در جلسه دفاع کمال تشکر را دارم.
از همه دوستانم بهويژه منظر روستايي، سعيده ايراننژاد و بهار بوستاني که در دوران تحصيل زحمات مرا با جان دل تحمل کردهاند صميمانه قدرداني ميکنم.
چکيده
بررسي تشريحي- تکويني ساقه و آناليز ميکرومورفولوژيک چوب افدرا(Ephedra pachyclada Boiss.)
به کوشش
الهام صادقي
هدف از پژوهش حاضر مطالعه تغييرات ساختاري ساقه و برگ در حين تکوين و همچنين آناليز چوب Ephdra pachyclada در استان فارس بوده است. نمونههاي ساقه و برگ به ترتيب در هفت و سه مرحله تکوين در فصل بهار جمعآوري و با ميکروسکوپ نوري مشاهده شدند. اغلب تغييرات تکويني مربوط به سيستمهاي پوششي و زمينهاي ميباشد. تغييرات سيستم پوششي شامل افزايش در تعداد و اندازه شيارها و زوايد اپيدرمي، افزايش ضخامت کوتيکول و تجمع مواد ذخيرهاي در سلولهاي اپيدرمي بود. تعداد کلروپلاستها و حجم فضاي بين سلولي در طول دوره تکوين افزايش يافت. در سيستم زمينهاي فيبرهاي ژلاتيني به صورت دستهاي چسبيده به اپيدرم و در بين پارانشيمها به صورت منفرد و گروهي و به صورت کلاهک روي سر آبکش قرار گرفتهاند. دستجات آوندي از نوع يکطرفه و روي يک حلقه آرايش يافتهاند. در مرکز ساقه نيز در ابتدا سلولهاي نامنظمي شکل گرفته که در مراحل بعدي تکوين کروي شکل شده و فضاي بين سلولي در بين آنها تشکيل و موادي را در خود ذخيره کردند. تغييرات تکويني در برگ، اغلب مرتبط با سيستم پوششي است. سلولهاي اپيدرم بالايي افزايش ارتفاع نشان دادند و از مرحله دوم به بعد حاوي مواد ذخيرهاي شدند. کوتيکول نيز به مرور زمان ضخيمتر شد. مزوفيل برگ افدرا فقط از پارانشيم اسفنجي تشکيل شده و فضاي بين سلولي آنها از ابتدا تا انتهاي تکوين تغيير چنداني نشان نداد. سيستم آوندي از نوع يکطرفه و شامل دو دسته آوندي ميباشد. هيچ ساختار ترشحي در ساقه و برگ افدرا مشاهده نشد. بررسي چوب ساقه بالغ با گذر از برشهاي سه گانه توسط ميکروسکوپ الکتروني نگاره، نشان داد که چوب افدراRing porous است. Thickening Helical و Bordered pits with torus در ديواره جانبي عنصر وسل و تراکييد مشاهده شد. ديواره عرضي عنصر وسل داراي Foraminate perforation plate بود. اشعه چوبي به صورت يک رديفه و چند رديفه مشاهده شد. بررسي چوب نشان داد که افدرا يک تاکسون حد واسط است.
کلمات کليدي: افدرا، تکوين ساقه، آناليز چوب
فهرست مطالب
فصل اول1
مقدمه2
فصل دوم……6
مروري بر پژوهشهاي پيشين7
2-1- مطالعات ساختاري و فراساختاري7
2-1-1- ساختار تشريحي ساقه و برگ7
2-1-2- آناليز چوب8
2-2-آناليز فيتوشيميايي10
2-3- اثرات دارويي و ضد ميکروبي11
اهداف پژوهش13
مواد و روشها15
3-1- انتخاب نمونه15
3-2- آماده سازي نمونهها جهت مطالعات تشريحي- تکويني با ميکروسکوپ نوري(Ruzin, 1999)15
3-2-1- تثبيت Fixation))15
3-2-2- آبگيري(( Dehydration16
3-2-3- نفوذ پذيري (Infiltration)16
3-2-4- قالب گيري Embedding))17
3-2-5- برش گيري (Sectioning)17
3-2-6- رنگ آميزي( (Jensen, 1962)(Staining18
3-2-7- مشاهده و عکسبرداريObservation and Photography))19
3-3- آماده سازي نمونهها جهت مطالعات ميکرومورفولوژيک با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني نگاره(Bozzola & Russel, 1998)19
3- 3- 1- تثبيت (Fixation)19
3- 3- 2- آبگيري (Dehydration)19
3-3-3- چسباندن (Mounting)20
3- 3- 4- پوشش دادن (Coating)20
3- 3- 5- مشاهده و عكسبرداري (Observation and Photography)20
3-4- نرم کردن(Softening)21
فصل چهارم22
نتايج23
4-1- ويژگيهاي ظاهري افدرا23
4- 2- 1- ساختار تشريحي- تکويني ساقه24
4 – 2 – 2- ساختار تشريحي- تکويني برگ28
4-3- آناليز چوب ساقه28
4- 3 – 1- سيستم محوري29
4- 3-2- سيستم شعاعي29
فصل پنجم22
بحث و نتيجه گيري59
پيشنهادات پژوهشي آينده67
منابع68
فهرست تصاوير
عنوان…………………………………………………………………………………………………………………………………..صفحه
شکل 1- افدرا در رويشگاه طبيعي خود(شهرستان داراب)، ساقهها متراکم و جارو مانند هستند. ارديبهشت ماه 1392…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..30
شکل2- شکل ظاهري ساقههاي افدرا که به صورت بندبند هستند(پيکان). ارديبهشت ماه 139230
شکل 3- تصوير ميکروسکوپ تشريحي، مرحله اول و دوم از تکوين ساقه افدرا که ساقه به طور کامل در برگ احاطه است (پيکان)31
شکل4- مراحل تدريجي تکوين ساقه افدرا. مرحله سوم تکوين که ساقه در حال خارج شدن از غلاف است، در مرحله چهارم و پنجم که ساقه به طور کامل از غلاف خارج ميشود شيارهاي ظريفي روي اپيدرم ديده ميشود. برجستگيهاي اپيدرمي به صورت نقاط براق در تصوير مشاهده ميشوند. ميکروسکوپ تشريحي31
شکل5- ساقه افدرا که در مراحل جواني سبز رنگ است. ارديبهشت ماه 139232
شکل6- ساقه مسن افدرا ، خاکستري رنگ، ارديبهشت ماه 139232
شکل7- فيلوتاکسي افدرا. 2تا 3 جفت برگ با آرايش متقابل در يک گره قرار دارند. ميکروسکوپ تشريحي33
شکل8- تغييرات شکل ظاهري برگ افدرا ، به صورت فلس مانند و کاهش يافته. اولين مرحله از تکوين برگ، سبز روشن با حاشيه کرم رنگ (A). مرحله دوم، برگ سبز تيره و رنگ حاشيه متمايل به سبز (B)، مرحله سوم تکوين(برگ بالغ افدرا)، قهوهاي رنگ(C) . ميکروسکوپ تشريحي33
شکل9- برش عرضي ساقه افدرا، مريستم ساقه Sa))، توسط سه جفت برگ احاطه شده است، هيچ سيستم بافتي تشکيل نشده است (100x).34
شکل 10- مرحله دوم تکوين ساقه، سلولهاي اپيدرمي تشکيل شدهاند)(E) 400x)34
شکل 11- مرحله سوم تکوين ساقه. سلولهاي اپيدرمي حاوي مواد ذخيرهاي که با کوتيکول نازکي پوشيده شده اند(CU). اپيدرم(E)، سلولهاي سيستم زمينهاي ((GS از زير اپيدرم شروع ميشوند، دستجات آوندي درحال تمايز( Vb)، سلولهاي نامنظم در مغز ساقه(pith) )400 x)35
شکل12- نماي کلي از برش عرضي ساقه، مرحله 4 تکوين، زماني که از غلاف برگ خارج شده است. نرم شده با اتيلن ديامين(a)، نرم شده با گليسرين(b) (100x)35
شکل 13- مرحله چهارم تکوين ساقه(نرم شده با اتيلن ديامين)، هنگامي که از غلاف خارج شده است. اپيدرم داراي شيارهاي ظريف(علامت پيکان) و پاپيلا (Pa)، کوتيکول(Cu) ، سلولهاي مغز (Pith)با مواد ذخيرهاي ( 200x)36
شکل14- مرحله چهارم تکوين ساقه، پرايمورديوم فيبر در کورتکس (چسبيده به اپيدرم) Fp1) ) و پراکنده در بافت پارانشيمي Fp2))، پارانشيم نردباني(Pp) با فضاي ي بين سلولي و تعداد کلروپلاست کم ( 400 x).36
شکل15-دستجات آوندي در مرحله چهارم تکوين ساقه، سيستم آوندي يکطرفه، عناصر چوب به سمت مغز(X ) ، آّبکش به سمت خارج(Ph)، سلولهاي مغز (Pith) با فضاي بين سلولي(پيکان) و حاوي مواد ذخيرهاي، پريمورديوم فيبر آبکش(*)، فيبر ژلاتيني(Gf) مغز در نزديکي آوند چوبي ( 400 x).37
شکل16- مرحله چهارم تکوين، نزديک آوند چوبي(X) . سلول (A) با فضاي داخلي حفرهدار، سلول (B) با فضاي داخلي تخريب شده،(1000X).37
شکل 17- مرحله پنجم تکوين ساقه، زماني که مقطع آن بيضي شکل است. حجم استوانه آوندي بيشتر از حجم سيستم زمينهاي است، نرم شده با اتيلن ديامين(a)، نرم شده با گليسرين(b)38
شکل 18- مرحله پنجم تکوين(نرم شده با اتيلن ديامين)، سيستم پوششي، کوتيکول ضخيم( CU )، پاپيلا (Pa)شامل 2 تا 3 سلول، فيبرهاي ژلاتيني زير اپيدرم به صورت دستهاي(Gf) دسته آوندي (Vb)، اتصال دستجات آوندي از طريق فيبر تراکييد(Ft) ، مغز Pith)) (200x).38
شکل 19- مرحله پنجم تکوين(نرم شده با گليسرين) (200x)39
شکل 20- جزييات ديوارهاي فيبرهاي ژلاتيني، ديواره اوليه (Pw)آبي تيره، ديواره ثانويه(Sw) هاله آبي روشن به طرف داخل سلول، لايه ژلاتيني(Gw) ديواره داخلي سبز روشن، آوند چوبيX) )، پارانشيم(P)، پيت (Pit)(1000x).39
شکل21- جزييات ديوارهاي فيبر تراکييد، ديواره اوليه (Pw)آبي تيره، ديواره ثانويه(Sw) آبي روشن، پارانشيم P))، (400x).40
شکل 22- مرحله پنجم تکوين ساقه. فيبرهاي ژلاتيني ( ) پراکنده در سيستم زمينهاي به صورت منفرد يا گروههاي کوچک . گسترش فضاي بين سلولي (*) و افزايش تعداد کلروپلاست در پارانشيم نردباني (Pp) (400x).40
شکل 23- مرحله پنجم تکوين ساقه. فيبرهاي ژلاتيني سر آبکش (*) ، افزايش در اندازه و تعداد عناصر آوندي مشاهده ميشود، منطقه چوب اوليه شامل تراکييد( T) با ديواره ضخيم و پارانشيم (P) ، فيبر ژلاتيني(Gf) نزديک آوند چوبي، فيبر تراکييد (Ft) بين دستجات آوندي(400x).41
شکل 24- مرحله پنجم تکوين ساقه، سلولهاي مغز با فضاي بين سلولي مثلث شکل (پيکان) و حاوي مواد ذخيرهاي قهوهاي رنگ بيشکل و کريستال( *)400x).41
شکل 25- مرحله ششم تکوين ساقه، (نرم شده با گليسرين) با مقطع بيضي شکل، فضاي اشغال شده توسط استوانه آوندي بيشتر از سيستم زمينهاي است، فضاي ايجادشده در مغز به خاطر پارگي سلولها است (100x).42
شکل26- مرحله ششم تکوين ساقه. به افزايش ضخامت کوتيکول (Cu)، افزايش اندازه پاپيلا(Pa)، سيستم زمينهاي ، افزايش تعداد و اندازه فيبرهاي ژلاتيني زير اپيدرمي(Gf) ، گستردگي فضاي بين سلولي(*) در بين سلولهاي پارانشيم نردباني Pp)) نسبت به مرحله قبل (تصوير 17) توجه شود(400x)42
شکل 27- مرحله ششم تکوين ساقه. به افزايش فيبرهاي ژلاتيني کورتکس (* )، نسبت به تصوير 21 توجه شود. سيستم آوندي، عناصر آوند چوبي(X) با ديواره ليگنيني، فيبر تراکييد (Ft)با ديواره ليگنيني بين دستجات آوندي، بافت آبکش شامل (Sc)Sieve cell و Albuminous cell (Ac)، (200x).43
شکل 28- مرحله ششم تکوين ساقه. سلولهاي مغز(Pith ) با ديواره ليگنيني و مواد ذخيرهاي ، (200x)43
شکل 29- مرحله هفتم تکوين ساقه(نرم شده با گليسرين)، سيستم پوششي شامل کوتيکول ضخيم (Cu) و سلولهاي اپيدرمي با ديواره ليگنيني(E)، سيستم زمينهاي شامل فيبرهاي ژلاتيني زير اپيدرم (Gf1)، فيبر ژلاتيني پراکنده در پارانشيم نردباني(Gf2) و سلولهاي طويل پارانشيم نردباني شکل)(Pp)100x).44
شکل30- مرحله هفتم تکوين(ساقه بالغ)، فيبر ژلاتيني سر آبکش(Gf). بافت آبکش پسين(SPh)، کامبيوم آوندي(Vc)، چوب پسين) (Sx)200x)44
شکل 31- مرحله هفتم تکوين (ساقه بالغ). ارديبهشت 1392، حلقه رشد(Gr)، چوب پاييزه Lw)) متشکل ازعناصر آوندي با دهانه کوچکتر و چوب بهاره Ew)) متشکل از عناصر آوندي با دهانه گشادتر ، وسلها (V)در شروع هر فصل قرار دارند، شکافهايي که در تصوير ديده ميشوند مربوط به چوب افدرا است(پيکان)(100 x).45
شکل 32- مرحله هفتم تکوين( ساقه بالغ). منطقه چوب اوليه به سمت مغز(Pr x)شامل پروتو زايلم (Px) و متازايلم (Mx) ، چوب ثانويه (Sx) . سيستم محوري شامل عناصر وسل (V)، تراکييد (T) و فيبر تراکيد(Ft) ، سيستم شعاعي (R)، مغز (Pith)، فيبرهاي ژلاتيني مغز )(Gf)400x)45
شکل33- برش عرضي برگ افدرا. اولين مرحله تکوين ، اپيدرم (E)، سيستم زمينهاي ((Gs شامل سلولهايي به شکل چند ضلعي نامنظم بدون فضاي بين سلولي)1000x)46
شکل34- مرحله دوم تکوين برگ، سلولهاي اپيدرم بالايي (Ue) و پاييني (Le) با مواد ذخيرهاي، ضخامت بيشتر کوتيکول(Cu) در اپيدرم بالايي نسبت به اپيدرم پاييني، سلولهاي زمينهاي (Gs)متمايل به کروي با فضاي بين سلولي بسيار اندک، پيدايش دو دسته آوندي ) (Vb)200 x)46
شکل35- مرحله سوم تکوين( برگ بالغ افدرا). سيستم پوششي با کوتيکول ضخيم(Cu) ، پاپيلا(Pa) ، روزنه (S) که فقط در اپيدرم بالا ديده ميشود، سيستم آوندي از نوع يکطرفه، چوب(X)، آبکش ). (ph)400x).47
شکل36- برگ بالغ افدرا، سيستم زمينهاي با پارانشيم اسفنجي (Sp) و فضاي بين سلولي کم (1000 x)47
شکل37- برش عرضي چوب افدرا، آبان ماه 1391 ، 2 حلقه رشد(Gr) ، چوب پاييزه(Lw)، چوب بهاره(Ew)48
شکل38- نماي نزديکي از چوب بهاره وپاييزه، چوب پاييزه با تعداد کم عناصر آوندي و کوچکتر از چوب بهاره، عنصر وسل در چوب بهاره(V1) و پاييزه(V2)49
شکل39- برش طولي شعاعي. ديواره عرضي مورب در عنصر وسل، Foraminate perforation plate يک رديفه با لبه برجسته(پيکان)50
شکل40– برش طولي شعاعي. ديواره عرضي مورب در عنصر وسل. Foraminate perforation plate دو رديفه با لبه برجسته51
شکل41- برش طولي تانژانتي. ديواره جانبي عنصر وسل شامل Bordered pit with torus با شکاف بيضي شکل(پيکان).52
شکل 42- برش طولي تانژانتي . ديواره جانبي تراکييد شامل تعداد زيادwith torus Bordered pit که به صورت منظم روي سر هم قرار گرفتهاند.53
شکل43- برش طولي شعاعي. نماي نزديکي از Bordered pit with torusدر ديواره جانبي عنصر وسل، توروس(Torus) در وسط توسط ساختار رشتهاي (Margo) در اطراف احاطه ميشود.54
شکل44- برش طولي تانژانتي، Helical thickening با رديفهاي پهن و ضخيم در داخل عنصر وسل. Pit در ديواره جانبي(پيکان).55
شکل45- برش طولي شعاعي چوب افدرا، Oblique thickening (Ot) در داخل و پيت(Bordered pit with torus) در ديواره جانبي عنصر وسل56
شکل 46- سيستم شعاعي يک رديفه و چند رديفه در چوب افدرا. 2 حلقه رشد(Gr)، مغز ساقه(pith)57
فهرست نشانههاي اختصاري
Ac Albuminous cell
Cu Cuticle
E Epidermis
Ew Early wood
Fp Fiber primordium
Ft Fiber tracheid
Gf Gelatinous fiber
Gr Growth ring
Gs Ground system
Gw Gelatinous wall
Le Lower epidermis
Lw Late wood
Mx Meta xylem
P Parenchyma
Pa Papillae
Ph Phloem
Pp Palisade parenchyma
Pw Primary wall
Prx Primary xylem
Px Proto xylem
R Ray system
S Stomata
Sa Shoot apex
Sc Sieve cell
Sp Spongy parenchyma
Sph Secondary phloem
Sw Secondary wall
Sx Secondary xylem
T Tracheid
Ue Upper epidermis
V Vessel element
Vb Vascular bundle
Vc Vascular cambium
X Xylem

فصل اول
مقدمه
راسته Gnetales گروه کوچکي از گياهان دانهدار است که شامل سه جنس Gnetum, Welwitschia وEphedra ميباشد. اعضاي اين راسته داراي چندين صفت مشابه نهاندانگان هستند، از جمله: عناصر وسل، رگبندي مشبک برگ و فرايند لقاح مضاعف(Arber & Parkin, 1907).
جنس افدرا ( Ephedra L.) از خانواده افدراسه (( Ephedraceae با نام محلي ريشبزي، ارمک و علي جونک ميباشد (اسدي، 1376).
حدود 50 گونه از اين جنس در مناطق مشابهي از آسيا، اروپا، افريقا و امريکاي شمالي زندگي ميکنند .(Motomura et al., 2007). درمناطق خشک، افدرا معمولا همراه پسته وحشي (بنه) ، درمنه و زيتون ديده ميشود. گونههاي افدرا اغلب گياهان غالب تپههاي شني در ارتفاعات متوسط هستند و نقش مهمي را در همبند سازي شنها ايفا ميکنند. اين گياهان هر ساله گل نميدهند و زمان گلدهي از اواخر فروردين تا خرداد و زمان رسيدن بذرها از اواخر تير تا شهريور مي باشد( Meyer et al., 1988).گياهان اين تيره اختصاصات ريخت شناسي خاص خود را دارا هستند. از آن جمله مي توان به هميشه سبز بودن، شاخه هاي بند بند جارويي شکل متراکم، برگهاي تحليل رفته و فلس مانند و تخمکهاي محصور در براکتههاي گوشتي اشاره کرد. قسمت مورد استفاده اين گياه ساقه آن است. طعم ساقهها تلخ و قابض است (زرگري،1352).
بسياري از گونههاي اوراسيايي (اروپا و آسيا) افدرا که در مناطق گرم زندگي ميکنند داراي مقاديري از آلکالوييدهاي افدرين در قسمتهاي هوايي جوان خود هستند(Hegnaver, 1986., O,Dowd et al., 1998). افدرين معمولا براي درمان بيماريهاي تنفسي، کاهش ميل به سيگار و افزايش انقباضات رحمي (Lee, 2011) . همچنين در مواردي براي رفع رماتيسم استفاده ميشود و محرک حرکات دودي شکل معده و روده، ترشحات معده و آب دهان است (زرگري، 1352).
در ايران 9 گونه افدرا وجود دارد که شامل E.strobilacea ,E.foliata ,E.sarcocarpa E.intermadia ,E.distachya ,E.pachyclada ,E.major ,E.ciliata و E.laristanica ميباشند. به غير از گونه E.distachya، بقيه گونهها در استان فارس وجود دارند و تنها گونه اندميک ايران E.laristanica ميباشد. گونه E.pachyclada گياهي درختچهاي، دوپايه، کرکآلود و زبر است که سرشاخهها ابتدا خاکستري ولي بعدا بنفش ميشوند. برگها به طول 5/2 ميليمتر، غلافي، دو دندانهاي و قاعده غلاف پينهاي قهوهاي است. مخروط نر و ماده 2 تا 6 عدد در هر بند، پرچمها بلندتر از گلپوش و بذر يک عدد تخممرغي شکل ميباشد. پراکندگي جغرافيايي اين گونه در افغانستان، پاکستان، عربستان و جنوب وجنوب شرقي ايران است (اسدي، 1376). اين گياه ارزش دارويي زيادي دارد و براي درمان بيماريهاي سيستم تنفسي و کاهش وزن بدن به کار مي رود ((Lee, 2011.
فعاليت بازدارنگي رشد ناشي از مواد مترشحه ساقهي E.pachyclada، در مقابل باکتريهاي خاکزي تاييد شده است. فعاليت پالايش يا تصفيه کردن که توسط مواد مترشحه از ساقهي همين گونه گزارش شده مربوط بهQuinaldic acid ميباشد Parsaeimehr et al., 2010)).
حضور عناصر وسل باريک و کوچک به تعداد کم، يا عدم حضور وسل، تنوع حلقههاي رشد و وجود Helical thickening در وسلها و تراکئيدها از جمله ويژگيهاي بارز چوب افدرا ميباشند. گونههاي متفاوت افدرا، تنوع در آناتومي چوب را نشان ميدهند که مربوط به زيستگاه و اکولوژي آنهاست(Carlquist, 1992).
آوند چوبي يک بافت پيچيده است که حداقل شامل دو نوع سلول است:
1- Tracheary element(s)
2- Especially supporting cell (Fiber & Parenchyma)
Tracheary element شامل تراکييد و عنصر وسل ميباشد. هر دو نوع عنصر داراي ديوارهي ثانويهي ليگنيني شده هستند و در حالت بالغ مردهاند. از اين لحاظ متفاوت هستند که تراکييدها فاقد حفره بر روي ديواره عرضي هستند و Pit pairها روي همه ديوارهاي آنهاست اما وسلها داراي حفره هستند. Perforation معمولا در ديواره عرضي عناصر وسل اتفاق ميافتد و ميتواند ساده باشد يا مرکب.
Multiple perforation plateشامل انواع زير است:
1- Scalariform perforation plate
2-Reticulate perforation plate
3-Foraminate perforation plate
پيت در ديواره جانبي عناصر آوندي تشکيل ميشود و شامل لان ساده و لان لبهدار ميباشد. لان لبهدار در مخروطيان و گنتومها ساختار ويژهاي دارد. در مرکز پيت ضخامتي به نام توروس Torus)) قرار دارد و توسط قسمت نازکي از پيت که Margo ناميده ميشود احاطه ميگردد. Margo شامل دستههاي ميکروفيبريلي سلولزي است. برجستگيهايي به نام Helical thickening ممکن است در سطح داخلي عناصر وسل تشکيل شودEvert, 2006)).
در چوب ثانويه Helical thickening بيشتر در چوب پاييزه ديده ميشود (Carlquist & Hoekman, 1985). اين پديده همچنين در گونههاي چوبي مناطق گرم و نيمه گرم ديده ميشودCarlquist, 1992) ).
2- Especially supporting cell
فيبرها سلولهاي طويل با ديواره ثانويه ليگنيني شده هستند. ضخامت ديوارهها متنوع است اما معمولا نازکتر از تراکييدها در يک چوب است. دو نوع اصلي فيبر در چوب تشخيص داده شده است:
1-Fiber tracheid در گياهان حدواسط و بعضي بازدانگان
2-Libriform fiber در نهاندانگان
پارانشيم در آوند چوبي اوليه و ثانويه وجود دارد. در آوند چوبي اوليه، ديواره سلولهاي پارانشيمي نازک و در چوب ثانويه معمولا ليگنيني است. پارانشيم در چوب محتويات متنوعي دارد: از قبيل نشاسته، چربي، تانن و کريستال. کريستالهاي موجود در چوب معمولا منشوري شکل هستند. در چوب ثانويه بعضي از گونهها سلولهاي پارانشيمي که در کنار عناصر وسل قرار دارند ممکن است رشد خارجي از طريق حفرههاي پيت انجام دهند که اين پديده تيلوز ناميده ميشود.
از لحاظ تکويني آوند چوبي اوليه شامل پروتو زايلم و متا زايلم است. پروتو زايلم معمولا تعداد کمي تراکييد و يا وسل دارد و توسط سلولهاي پارانشيمي احاطه ميشود.
متا زايلم علاوه بر عناصر آوندي و پارانشيم ممکن است فيبر هم داشته باشد. در گياهاني که رشد قطري ندارند متا زايلم عملکرد اصلي را در اندامهاي بالغ گياه به عهده دارد Evert, 2006)).
رشد ثانويه گياه توسط فعاليت مريستمهاي جانبي صورت ميگيرد. بافت آوندي ثانويه شامل چوب و آّبکش ثانويه است که ناشي از فعاليت کامبيوم آوندي است. کامبيوم آوندي دو نوع سلول بنيادي دارد : Fiusiform initial و .Radial initial بنابراين چوب ثانويه از دو سيستم محوري(Axial sys.) و شعاعي (Radial sys.) تشکيل شده است. به اين ترتيب براي مطالعه چوب از دو نوع برش، طولي و عرضي، استفاده ميشود.
Ray در مخروطيان اغلب يک رديفه است و ممکن است علاوه بر پارانشيم از تراکييد هم تشکيل شده باشد اما در نهاندانگان فقط از پارانشيم تشکيل شده و به دو فرم & Upright Procumbent وجود دارد. Ray اغلب در نهاندانگان چند رديفه است اما ممکن است يک رديفه هم باشد(Fahn, 1990).
فعاليت دوره اي کامبيوم آوندي که متناسب با تغييرات فصلي است منجر به تشکيل حلقه رشد ميشود. تغييرات حلقه رشد به گونه گياهي و به شرايط رشد بستگي دارد . بنابراين دو نوع چوب بهاره و پاييزه تعريف ميشود. در چوب بهاره عناصر با دهانه گشادتر و ديواره نازکتر و در چوب پاييزه عناصر باريکتر با ديواره ضخيمتر ديده ميشود.
تشکيل چوب واکنشي نتيجه تمايل شاخهها به خنثي کردن نيرويي است که آنها را به طرف مقابل تحريک ميکند(Huang et al, 2001). در مخروطيان چوب واکنشي Compression wood ناميده ميشود.
اين چوب در گنتومها و دولپهايها Tension wood نام دارد. هر کدام از اين دو نوع چوب واکنشي، با ويژگيهاي خاص تشريحي شناخته ميشوند Evert, 2006)).
فصل دوم
مروري بر پژوهش هاي پيشين
2-1- مطالعات ساختاري و فراساختاري
2-1-1- ساختار تشريحي ساقه و برگ
مطالعه چند گونهي افدرا در اواخر قرن نوزدهم انجام شده و بعد از آن پژوهشهاي بسيار کمي وجود دارند.
در پژوهشي که Evans در سال 1888 بر روي ساقه 6 گونه E.nevandesis, E.aspesa, E.pedunculuta, E.vulgaris, E.trifurca وE.monostachya انجام داد، گزارش کرده است که اپيدرم ساقه افدرا خشن است و سلولهاي تشکيل دهنده آن، نامنظم هستند. وي عقيده دارد که فيبرهايي شبيه اسکلرانشيم به صورت پراکنده و منفرد و يا مجتمع در گروههايي متشکل از 2 تا 10 سلول در کورتکس و در مغز يافت ميشوند که ديواره ضخيم و براق دارند. تعداد اين فيبرها در کورتکس بيشتر از مغز است. در همين پژوهش، گزارش شده است که دستههاي آوندي از سلولهايي با ديواره بسيار ظريف تشکيل شدهاند که بافت آبکشي هستند و از Sieve cell با سلولهاي همراه تشکيل شدهاند. بعداز آبکش منطقه چوب است که شباهت زيادي به چوب کاج دارد و داراي سلولهاي مستطيل شکل با ديواره ليگنيني زياد است. در مرکز ساقه، مغز داراي سلولهاي بزرگ با شکل نا منظم است و مو اد قهوهاي رنگي را در خود ذخيره ميکنند(Evans, 1888).
مطالعات هيستولوژيک بر روي چندگونهي جهان قديم افدرا، نشان داد که سلولهاي عرضي در شعاع چوبي ((Procumbent ray در ابتدا حضور ندارند اما توسط ساقههايي که ميخواهند افزايش قطر داشته باشند ساخته ميشوند. کريستالهاي کوچک اگزالات کلسيم موجود در سلولهاي بيروني بارک و چوب، نشان دهنده ارتباط بين جنس Welwitschia و شايد مخروطيان است. در اين پژوهش، بارک در گونهي Ephedra pachyclada مطالعه شده است((Carlquist, 1992.
ساقه درگونه E.pachyclada با تعداد زياد دستههاي فيبر زير اپيدرمي و فيبرهاي مغزي شناخته ميشود(Mikage & Kondo, 1996).
در بافتهاي خارج از آوند چوبي ساقه Gnetum gnemuon فيبرهاي ژلاتيني توليد ميشود که ميتواند به عنوان فيبرهاي واکنشي عمل کند. اين فيبرها در تمام طول محور گياه و در کورتکس بيروني بوجود ميآيند و به طرف کورتکس مياني و داخلي پيشروي ميکنند و نهايتا به آبکش ثانويه ميرسند. فيبرهاي ژلاتيني در آبکش ثانويه از برگشت تمايز پارانشيمهاي آبکش تشکيل ميشوند. همه خصوصيات فيبرهاي ژلاتيني شبيه فيبرهاي واکنشي در نهاندانگان است. پريمورديوم اين فيبرها Coenocytic است به اين معنا که شامل هشت هسته هستند که به طور يکنواخت در سراسر سلول توزيع شدهاند. (Tomlinson, 2003).
در برش عرضي چوب واکنشي، هر چه فيبرهاي ژلاتيني در سطح باشند لايه ژلاتيني با ساختار موجدار ظاهر ميشود. همين دليل باعث ميشود تا لومن آن نامنظم به نظر برسد. لايه ژلاتيني ترکيبات سلولزي فراواني دارد و معمولا جايگزين S3و يا قسمتي از S2 ميشود. اين لايه بسيار شفاف و متبلور است. لايه S3 اندازه و شکل لومن سلولهاي ليگنيني را حفظ ميکند، درسلولهاي داراي لايه ژلاتيني، لومن به وسيله لايه S3 محافظت نميشود. لايه ژلاتيني داراي ميکروفيبريلهايي است که در جهت محور سلول ميچرخند. (Clair et al, 2004). اين لايه علاوه بر سلولز داراي پکتين و همي سلولز نيز ميباشد(Bowlng & Vaughn, 2008).
در مورد ساختار تشريحي ساقه جوان و برگ افدرا گزارشي در دست نيست.
2-1-2- آناليز چوب
ساختار چوب افدرا در مقايسه با گياهان آوندي مطالعه شده و نشان داده شد که خصوصيات چوب گنتالها با نهاندانگان متفاوت است(Carlquist, 1992)
Carlquist ويژگي هاي مهم چوب افدرا را اين گونه بيان کرده است: حضور عناصر وسل باريک وکوچک به تعداد کم، يا عدم حضور وسل، تنوع حلقههاي رشد، ذخيره در تراکييدها، حضور کريستالهاي کوچک اگزالات کلسيم در سطح خارجي سلولهاي Bark و چوب، هيستولوژي Ray و وجود Helical thickening در وسلها و تراکئيدها Carlquist, 1992)).
طي پژوهش ديگري ساختار چوب گونهي E.pachycladaمورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان دادند که اين گونه داراي چوب Diffiuse-Porous ميباشد. در ساقه اين گونه سه نوع عنصر آوند چوبي از قبيل وسل، تراکييد و فيبر تراکييد گزارش شده است. از مقايسه انواع عناصر آوند چوبي موجود در اين گونه در کوههاي هيماليا، مشخص شد که طول آنها تقريبا يکسان است و با افزايش ارتفاع، طول آنها کاهش مييابد. به نظر ميرسد وسلها تا جايي که مجاز بود گسترش جانبي داشتند که شايد ناشي از فشار زياد فتوسنتز باشد(Motomura et al., 2007).
کاهش طول درعناصر آوند چوبي E.pachyclada که منجر به ايجاد تراکييدهايي با طول مشابه و وسلهايي با قطر مشابه ميشود براي ايجاد تنوع وکنترل فيزيولوژيکي سلول است(Sperry et al, 2006).
در همين پژوهش عدم وجودAxial parenchyma و حضور Bordered pit pair در عناصر وسل گزارش شده است و نيز مشخص شد که Ray در اين گونه، اساسا هتروسلولار و اغلب چند رديفه و با ليگنين جزيي است. همچنين نشان داده شد که در E.pachyclada عناصر چوبي حدواسط از نظر طول بين وسلهاي مشخص و تراکييدها و يا بين تراکييدهاي مشخص و فيبرتراکييدها وجود دارد (Motomura et al., 2007., Carlquist, 1992).
بسياري از گونههاي افدرا در چوب پاييزه فاقد عنصر وسل هستند Helical thickening . در وسلهاي 3/1 از گونههاي جهان قديم (تمامي قارهها به غير از امريکا) افدرا به وجود مي آيد. اين ويژگي منطبق با ويژگيهاي چوب مناطق گرمسيري است Carlquist, 1992)).
در مورد ساقه Ephedra californica گزارش شده که چوب ثانويهي آن داراي سلولهاي پارانشيمي با Simple pits ، فيبر تراکييد و تراکييد با ويژگيهاي متفاوت در bordered pits و عناصر وسل بلند با Foraminate perforation plate ميباشد (Evert, 2006).
در Ephedra campylopoda با متوقف کردن انتقال مواد فتوسنتزي آوند آبکش، فعاليت کامبيوم آوندي و در نتيجه آن تمايزيابي عناصر وسل متوقف شده و در قسمتي از ساقه که زخم ايجاد شده، عنصر وسل تشکيل نميشود(Lev- Yadun, 1994).
2-2-آناليز فيتوشيميايي
آلکالوئيدهاي افدرين گروهي از فنيلاتيلآمينهاي گياهي هستند که با عمل نوروترانسميترهاي کتهکول آميني در سيستم عصبي سمپاتيک پستانداران قابل مقايسه مي باشند. علاوه برافدرين و پسودوافدرين، ترکيبات وابسته مانند متيل افدرين (White et al., 1997 & Sagara ,et al.,1983) نورمتيل پسودو افدرين (Qazilbach, 1971)، نورافدرين و نور پسودوافدرين (Grue-Sorensen & Spenser, 1989) نيز درساقه افدرا وجود دارد.
آناليز متابوليتهاي گونههاي افدرا با اسپکتروسکوپي H-NMR انجام شده است. بسياري از متابوليتها ميتوانند با اين روش و بدون استفاده از روش کروماتوگرافي جداسازي شوند(Kim et al., 2005).
وليزاده و همکاران (1390 ) با بررسي ترکيبات شيميايي گياه ( Ephedra intermedia) گزارش دادند که اين گياه به ترتيب محتوي 9/91، 2/9، 7/60، 8/30، 1/8، 3/3 و 6/18 درصدمادهي آلي، پروتئين خام، فيبر نامحلول در شويندهي خنثي، فيبر نامحلول در شويندهي اسيدي، خاكستر، چربي خام و كربوهيدراتهاي غيرفيبري است. همچنين مقدار كل تركيبات فنولي و تانن اين گياه را برابر 93/2 و 97% اعلام کردند.
طبق بررسيهاي انجام شده در شاهرود ميزان چربي گياه درهمين گونه برابر45/4 درصد و در گونه E. strobilacea برابر 6/5 درصد و ميزان پروتئين اين دو گونه به ترتيب34/5 و 91/3 درصد گزارش شده است (ارزاني و همکاران، 1389).
گونههاي آسيايي افدرا داراي متابوليتهاي ثانويه نيتروژندار ميباشند که با فعاليت دارويي روي سيستم عصبي شناخته ميشوند. اکثر گونههاي مناطق نيمهخشک و خشک، مقداري مواد فرعي به نام کوئونيلون-2- کربوکسيلسک اسيد يا کينورنات در قسمتهايي از خودشان تجمع ميدهند. بسياري از گونههاي افدرا آنالوگهاي سيکلو پروپيل اسيد يا گلوتامات و پرولين را در ساقه، ريشه و به ويژه در اندوسپرم بذر نشان دادهاند.گونههاي نيمهخشک مقداري مواد3-L-2- (کربوکسي سيکلوپروپيل) گلايسين و متانوپرولينها در ساقههاي جوان، بذرها و ميوههاي گوشتي ميسازند که به نظر ميرسد در طبيعت نادر است. بذرهاي افدرا منبع غني از اين ترکيبات ميباشند(Caveney et al., 2001)
وجود کينورونيک اسيد و مشتقات آن در ساقهي اکثر گونههاي افدرا توسط (Nawwar et al., 1985) نيز گزارش شده است . اين ترکيبات حاصل کاتابوليسم تريپتوفان ميباشند (Caveney et al., 2001).
ترکيب 6- متوکسي کين اورونيک اسيد به ميزان کم در گونه هاي امريکايي و به مقدار زياد در گونه آسيايي E.pachyclada (1% دروزن خشک) وجود دارد (Starrat and Caveney, 1996). اين ترکيب از هيچ گروه گياهي ديگري جدا نشده است ((Wink, 1997
در پژوهشي که روي Ephedra grardiana انجام گرفت مشخص شد که ميزان توليد در افدرا به شرايط اکولوژيک وابستگي شديد دارد. در اين پژوهش گزارش شده است که گياهاني که در صخرهها رشد ميکنند نسبت به گياهاني که در مناطق حاصلخيز هستند ميزان بيشتري آلکالوييد توليد ميکنند(Mikage etal, 1987).
2-3- اثرات دارويي و ضد ميکروبي
افدرا ارزش دارويي زيادي دارد و شامل توليداتي است که ممکن است در معالجه و درمان چندين بيماري انساني از قبيل قلبي- عروقي استفاده شود (White et al., 1997).
قديميترين داروي ساخته شده از افدرا ماهوآنگ مي باشد که در چين بيش از 5000 سال است که براي درمان تب، گرفتگي حفرههاي بيني و آسم استفاده ميشود. ماهوآنگ همچنين يک مسکن موثر تنفسي و درمان کننده سرفه وگلودرد مي باشد ((Zhu, 1998.
بعضي از گونههاي افدرا از طريق افزايش متابوليسم بدن و تجزيه چربيها در رژيم غذايي براي کاهش وزن بدن مورد استفاده قرار مي گيرند (Lee, 2011).
افدرين معمولا براي درمان بيماريهاي تنفسي، کاهش ميل به سيگار و افزايش انقباضات رحمي (Lee, 2011) همچنين در مواردي براي رفع رماتيسم استفاده ميشود و محرک حرکات دودي شکل معده و روده، ترشحات معده و آب دهان است (زرگري، 1352).
همچنين ميتواند باعث بالا رفتن فشار خون و تسريع عملکرد قلب شود که در اين عمل مشابه آدرنالين و تيارامين است. افدرين باعث گشادي مردمک چشم مي شود (Lee, 2011).
از ديگر استفادههاي درماني افدرين، افزودن آن به مرفين و اسکوپولامين، جهت کاهش سميت آنهاست. همچنين در ورم پروستات، باعث افزايش دفع ادرار ميگردد، بدون آن که مقدار آن را افزايش دهد (زرگري، 1352).
افدرا و افدرين امروزه منبع مهمي براي توليد ترکيبات اعتيادآور متامفتامين هستند. بعضي از بيماران به ويژه کودکان که نمي توانند تزريق آدرنالين را تحمل کنند ميتوانند با افدرين درمان شوند. افدرين اگر به مدت طولاني استفاده شود سمي و اعتيادآور است. خطرات استفاده از اين ماده، در دوزهاي بالا زياد و متنوع است و تاثير آن روي سيستم عصبي و قلبي- عروقي يکي از تهديدات زندگي است. سيستم عصبي ميتواند به آن عادت کند و نياز به آلکالوئيد، بيشتر از 1 تا 2 گرم در روز شود ((Lee, 2011.
بررسيهاي انجام شده، ويژگيهاي ضد ميکروبي و آنتي اکسيداني ترکيبات فنولي گونههاي وحشي افدرا را در محيط کشت نشان دادند. ترکيب سيس 3و4 – متانوپرولين، که به مقدار زياد در ساقهها و بذرهاي بسياري از گونههاي افدرا وجود دارد، با فعاليت ضد ميکروبي شناخته شده است. فعاليت بازدارنگي ناشي از مواد مترشحه ساقهي E.pachyclada، در مقابل باکتريهاي خاکزي تاييد شده است. فعاليت پالايش يا تصفيه کردن که توسط مواد مترشحه از ساقهي همين گونه گزارش شده مربوط بهQuinaldic acid ميباشد. فعاليت ضد ميکروبي E.pachyclada عليه باکتري گرم منفي Klebsiella pnemoniae و باکتري گرم مثبت Bacillus subtilis مورد بررسي و تاييد قرار گرفت Parsaeimehr et al., 2010)).
همچنين Quinaldic acid موجود در اين گونه رشد باکتري Colestridium difficle و C.perfringens موجود در روده را مهار ميکند(Lee & Lee, 2009).
اهداف پژوهش
با توجه به تمرکز بررسيها روي خواص دارويي افدرا و يا ترکيبات استخراج شده از اين گياه، در مورد چگونگي تکوين و ساختار ميکروسکوپي اندامهاي رويشي (ساقه، برگ و ريشه) افدرا به خصوص گونههاي موجود در ايران، هيچ پژوهشي تا کنون صورت نگرفته است. در رابطه با ساختار ترشح کننده در ساقهي هيچ يک از گونههاي افدرا گزارشي موجود نيست.
از طرف ديگر، پژوهشهاي قبلي رابطه بين ساختار چوب و شرايط اکولوژيک گياه افدرا را نشان داده اند.
پژوهش حاضر با اهداف زير بر روي Boiss. Ephedra Pachyclada انجام گرفته است:
1. بررسي ساختار تشريحي برگ و ساقه
2. مطالعه تغييرات تکويني در اندامهاي هوايي
3. آناليز چوب
فصل سوم
مواد و روشها
3-1- انتخاب نمونه
به دليل هميشه سبز بودن افدرا، نمونه برداري از تمام مراحل نموي ساقه با توجه به قطر آن، به طور همزمان امکان پذير است. مراحل جوان ساقه افدرا درنيمه اول ارديبهشت ماه سال 1392 و ساقه بالغ آن در آبان ماه 1391از رويشگاه طبيعي در شهرستان داراب نمونه برداري شد. نمونههاي مورد مطالعه به آزمايشگاه انتقال داده شد و با توجه به اهداف مورد نظر با روشهاي مختلف، آماده سازي آنها صورت گرفت. ويژگيهاي ظاهري نمونهها مانند قطر ساقه ابتدا با ميکروسکوپ تشريحي بررسي و بعد از تهيه عکس، براي مطالعات هيستولوژيک به کمک ميکروسکوپ نوري و بررسيهاي ميکرومورفولوژيک با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني نگاره آماده سازي شدند.
از ساقه افدرا، جهت بررسيهاي تشريحي و بافتي، با توجه به ويژگيهاي ظاهري در مراحل مختلف تکويني ميليمتر به ميليمتر نمونه برداري شد. به دليل قرار گرفتن ساقه افدرا در غلاف برگ، نمونه برداري از ساقه و برگ به طور همزمان صورت گرفت.
همچنين براي آناليز چوب، بالغترين ساقه افدرا انتخاب شد.
3-2- آماده سازي نمونهها جهت مطالعات تشريحي- تکويني با ميکروسکوپ نوري(Ruzin, 1999)
3-2-1- تثبيت Fixation))
در اين بررسي از تثبيت‌کننده ( (F.A.A استفاده شد. براي تهيهي( F:A:A:) 90سيسي الکل( 75 درصد)، 5 سيسي استيکاسيد( 5 درصد) و 5 سيسي فرمآلدئيد(5 درصد) باهم مخلوط شدند.
نمونههاي مورد مطالعه با آب شسته شده و به صورت قطعات 1 تا 2 ميليمتر مربعي به دقت برش داده شد. حدود 20 تا 30 عدد نمونه در يک شيشهي مناسب قرار داده و از محلول FAA روي آن ريخته شد. زمان نگهداري در فيکساتور يک ماه بوده است.
3-2-2- آبگيري(( Dehydration
اين مرحله طبق يک برنامه زماني خاص صورت گرفت. براي اطمينان از مورب نبودن نمونهها آنها را در يک پتري ديش انداخته و با ميکروسکوپ نوري مورد بررسي قرار گرفتند، نمونههايي که مورب نبودند و اندازهي آنها مناسب بود انتخاب شدند. مراحل آبگيري طبق جدول زير صورت گرفت:
زمان
(hr)پارافين 3
(mL)پارافين 2
(mL)پارافين 1
(mL)پارافين خالصروغن پارافين
(mL)TBA
(mL)اتانول 96%
(mL)آب مقطر
(mL)شماره مراحل2:30—–2810112—–410622—–710332:30—–119-42—–155-55—–1–612—–1–74—–1–83-2-3- نفوذ پذيري (Infiltration)7—-11–912—111–1024–1—–1148-1——12241——-13قالــــــــــــــــــــــــب گيـــــــــــــــــــــري با پارافــــــــــــــين14
مراحل 1تا 9روىshaker قرار مىگيرد. مرحله 9



قیمت: تومان


پاسخ دهید