اثر میدان مغناطیسی بر اندامزایی مستقیم ریزنمونه بنفشه آفریقایی ionantha) (Saintpaulia در محیط فاقد و داراي تنظیمکنندههاي رشد

Transcript

1 پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی/ سال نهم/ شماره 4/ زمستان اثر میدان مغناطیسی بر اندامزایی مستقیم ریزنمونه بنفشه آفریقایی ionantha) (Saintpaulia در محیط فاقد و داراي تنظیمکنندههاي رشد دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 4 3 معصومه رحمتینیا حسین مرادي ولی االله قاسمی عمران و مهدي حدادي نژاد - دانشآموخته کارشناسی ارشد گروه علوم باغبانی دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري و 4- استادیاران گروه علوم باغبانی دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري (نویسنده مسوول: (moradiho@yahoo.com 3- استادیار پژوهشکده ژنتیک و زیست فناوري کشاورزي طبرستان دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري تاریخ پذیرش: 95//8 تاریخ دریافت: 95/7/5 چکیده بهمنظور مطالعه تناوب زمان قرارگیري در معرض میدان مغناطیسی (9/. میلی تسلا) بر باززایی مستقیم بنفشه آفریقایی از ریز نمونه برگ در محیط MS فاقد و داراي تنظیم کننده رشد دو آزمایش انجام شد. آزمایش اول بصورت طرح کاملا تصادفی با اعمال سه سطح میدان مغناطیسی (5 روز پیوسته 5 روز ناپیوسته و شاهد) در محیط کشتهاي فاقد تنظیمکننده رشد با 6 تکرار انجام شد. آزمایش دوم بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. فاکتورهاي آزمایش شامل دو نوع تنظیمکننده رشد اکسین و سایتوکنین در دو سطح صفر یک و سه میلیگرم و سه سطح میدان مغناطیس (5 روز پیوسته 5 روز ناپیوسته و شاهد) بودند. این آزمایش نیز با 6 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد ریزنمونههاي قرار گرفته در معرض میدان ناپیوسته بیشترین (7/08 ( و در گروه شاهد (/35 ( کمترین تعداد گیاهچه را تولید نمودند. میدان مغناطیسی در نبود تنظیمکنندههاي رشد اثر معنیداري بر طول گیاهچه نداشت اما این اثر در حضور تنظیم کنندهها بر طول ساقهچه معنیدار بود. افزایش تعداد برگ نیز در اثر دریافت میدان مغناطیسی پیوسته (4/4) و ناپیوسته (4/7) در محیط فاقد تنظیم کنندههاي رشد تقریبا دوبرابر شاهد (/77) و معنیدار شد. وزنتر و خشک در شرایط میدان مغناطیسی ناپیوسته (49 03 میلی گرم) بطور معنیداري نتیجه بهتري را نسبت به پیوسته (35 0 میلیگرم) در شرایط بدون تنظیمکنندههاي رشد نشان داد. نتایج نشان داد وقتی که ریزنمونهها در محیط حاوي میلیگرم در لیتر تنظیم کنندههاي رشد به مدت 5 روز به صورت پیوسته در معرض میدان مغناطیسی قرار بگیرند از وزن تر و خشک بیشتري در مقایسه با محیط کشت حاوي 3 میلیگرم در لیتر تنظیم کنندههاي رشد برخوردار خواهند بود. به نظر میرسد در این آزمایش میدان مغناطیسی بهعنوان یک تنش غیرزیستی ملایم موجب تحریک در تقسیم و طویل شدن سلولها و در نتیجه رشد گیاه گردید. واژههاي کلیدي: ریزنمونه تنش وزن تر و خشک بنفشه آفریقایی مقدمه دریافت پرتوهاي الکترومغناطیسی از سرچشمههاي طبیعی زمینی و کیهانی سابقه دیرینه دارد. اما پایهگذاري عصر اطلاعات بر فیزیک امواج الکترومغناطیسی منجر به این شده که افراد و گیاهان در پیرامون خود در معرض حجم گستردهاي از امواج مغناطیسی قرار گیرند. دامنه پراکندگی و اثرگذاري این امواج و میدانهاي مغناطیسی و الکترومغناطیسی آنها میتواند مفید یا تنش زا و فراتر از دانش کنونی بشر باشد (). عوامل تنش زاي محیطی هم بر اکثر مراحل رشد گیاه تاثیر دارد (6) و در این راستا نیازمند پژوهشه يا بیشتر است. آشنایی بشر با ماهیت الکتریسته و مغناطیس قدمتی چند صد ساله دارد و از آن زمان خواص و انرژي آنها در جهت مقاصد مختلف بهکار گرفته و بخشی از تمدن امروزي بر پایه استفاده از همین انرژيها بنا شده است (8). میدانهاي الکترومغناطیسی عامل محیطی اجتنابناپذیري براي جانداران هستند که اخیرا تحقیقات زیادي براي بررسی اثر آن انجام شده است (3). تاثیر میدانهاي مغناطیسی با شدت کم بر فرایندهاي زیستی درون شیشهاي و برون شیشهاي مطالعه شده است. استفاده گسترده و سریع از دستگاههاي متفاوت الکتریکی و الکترونیکی پیدایش و ظهور فرکانسهاي میکروویو و رادیویی میدانهاي مغناطیسی و الکترومغناطیسی را افزایش داده است (). بهطور کلی روشهاي بیوفیزیکی با سطح بالاي انرژي قادر به تاثیرگذاري بر فرایند رشد و نمو گیاهان هستند. این روشها منجر به افزایش پتانسیل الکتریکی غشاء سلول و مقدار انرژي گیاه براي رشد بصورت مستقل از منشاء میگردند. روشهاي فیزیکی تحریککننده سمت و سوي فرآیندهاي فیزیولوژیکی تحت کنترل ژنتیک گیاه را تغییر نمیدهند بهعبارت دیگر آنها بدون دستکاري ژنتیکی رشد و فرایندهاي متابولیکی را تحریک مینمایند (5). بررسیهاي متعدد نشان داده میدان مغناطیسی میتواند بر توسعه کشت بافت سلول اثر گذارد. میزان رشد شاخساره و ریشه گیاه Paulownia در شرایط کشت بافت تحت تاثیر میدان مغناطیسی (/9 و 5/8 میکرو تسلا) به مدت 6/6 / و 9/6 ثانیه نسبت به شاهد بهبود یافته و افزایش داشته است ( 6 7). نتایج بررسی اثر میدان مغناطیسی با شدتهاي /9 و 4/8 میلیتسلا با سرعت جریان یک متر بر ثانیه با دورههاي زمانی صفر 6/6 / و 9/8 ثانیه براي سه پنج هفت و 4 روز روي کشت بافت گیاه Paulownia tomentosa و Paulownia fortune نشان داد تیمار میدان مغناطیسی در افزایش قابلیت و کاهش دوره ریزازدیادي گیاهان موثر است. بیست و هشت روز پس از - In vitro - In Vivo

2 اثر میدان مغناطیسی بر اندامزایی مستقیم ریزنمونه بنفشه آفریقایی شروع کشت بافت اثر مثبت میدان مغناطیسی بر وزن تر تعداد برگ طول و مقدار کلروفیل در ریزنمونههاي حاصل از گره گیاهان مورد نظر مشاهده شد. اثر مدت زمان میدان مغناطیسی با یکدیگر متفاوت و نسبت به شاهد برتري داشت (8). در پژوهشی دیگر تاثیر میدان الکترومغناطیسی با چهار شدت و 5 میکرو تسلا و 4 دوره زمانی را بر سرعت تکثیر جنسی گل زینتی آهار بررسی نمودند و دریافتند میدان مغناطیسی از طریق ایجاد تغییرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی منجر به جذب سریعتر آب و شدت بیشتر تنفس در زمان جوانهزنی بذر میشود (9). در بررسی اثر میدان روي فعالیت آنزیم پراکسیداز در کشت بافت سویا ریزنمونهها در معرض میدان با شدتهاي /9 و 4/6 با دوره زمانی / و 9/8 ثانیه قرار گرفتند. میزان تشکیل ساقچه و ریشه وزن تر مقدار کلروفیل غلظت RNA و فعالیت آنزیم پراکسیداز در ساقههاي باززایی شده مورد بررسی قرار گرفت (4). نتایج بدست آمده از این تحقیق نشان داد میزان رشد و تشکیل ساقه در گروه شاهد 8/57 درصد بوده است که این مقدار در نمونههاي تحت تیمار میدان تا 94/33 درصد و 78/8 درصد به ترتیب در دورههاي زمانی / و 9/8 ثانیه افزایش داشته است. درصد تشکیل ریشه در گروه شاهد 4/765 درصد بوده در حالی که در همان دوره زمانی در گیاهان تحت تیمار میدان مغناطیسی بهترتیب به 47/7 درصد و 54/54 درصد افزایش نشان داده است. وزنتر گیاهچههاي باززایی شده حاصل از تیمار میدان مغناطیسی نیز نسبت به شاهد افزایش داشت. باززاي ی گیاه از طریق کشت بافت در حال حاضر یک فرآیند ضروري و اساسی در بیوتکنولوژي و اصلاح نباتات بهشمار میرود. فصل سن و وضعیت فیزیولوژیکی گیاه والد محیط کشت پایه و ترکیب مناسب هورمونها نیز در موفقیت اندامزاي ی در کشتهاي سلولی اهمیت دارند (5). از عواملی که باعث بالا رفتن هزینههاي ریز ازدیادي گیاهانی همچون بنفشه آفریقایی میشود هزینههاي مربوط به عناصر غذایی و تنظیمکنندههاي رشد در محیط کشت میباشد که جزء مواد شیمیایی هستند و هزینههاي بالایی دارند. در صورتی که بتوان با استفاده از میدان مغناطیسی در زمینه مصرف مواد شیمیایی ضروري صرفه جویی نمود میتوان امیدوار بود که هزینه تمام شده تولید نیز کاهش یابد. با توجه به ارزش تجاري بالاي گیاه زینتی بنفشه آفریقایی و مزایاي گیاه افزایی آن با کشت بافت این پژوهش با هدف ارزیابی امکان استفاده مطلوب از مزایاي میدان مغناطیسی در محیطهاي کشت بافت فاقد و داراي هورمون این گیاه صورت پذیرفت. مواد و روشها تهیه نمونهها براي انجام این پژوهش از گیاهان بنفشه آفریقایی ionantha) ( Saintpaulia یکی از شرکتهاي دانش بنیان پژوهشکده ژنتیک و فناوري دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبیعی ساري استفاده شد. برگها بهمدت 5 دقیقه زیر شیر آب شسته شده و در اتانول 70 درصد براي مدت یک دقیقه استریل گردیدند. سپس بوسیله آب مقطر شستشو شده و جهت تکمیل استریل سطحی به مدت 5 دقیقه در محلول وایتکس 5 درصد غوطهور شدند. بعد از استریل شدن قطعههایی به ابعاد 5 سانتیمتر از برگ جدا و در محیط پایه موراشیگ و اسکوك (MS) حاوي مقدار 30 گرم در لیتر ساکارز و هشت گرم در لیتر آگار کشت شدند. دستگاه اعمال میدان مغناطیسی دستگاه مولد میدان مغناطیسی براي اولین بار در این آزمایش (شکل ) بهکار گرفته شد. در این دستگاه میدان مغناطیسی حول لوله استوانهاي از جنس P.V.C به قطر 0-5cm و طول 30-35cm و از طریق 00 دور سیم مسی به قطر یک میلیمتر در چهار لایه پیچیده شده تولید میگردید. یک خروجی براي سیم لوله در نظر گرفته شده که به انتخابگر هشت حالته متصل میگردد. طراحی مدار به گونهاي بود که میتوانست میدانهاي AC دب( ون استفاده از پل دیود) وDC (با استفاده از پل دیود) ایجاد نماید. شکل - دستگاه تولیدکننده میدان مغناطیسی و چیدمان کشتها براي قرار گرفتن در معرض میدان (شیشههاي زیرین نقش نگهدارنده دارند و جزو آزمایش نمی باشند) Figure. The device of magnetic field production and the arrangement of cultures for the magnetic field exposure (only upper jams used and the under jams was base for upper ones) - Murashige and Skcog - سلکتور هشت حالته ساخت آزمایشگاه گروه مهندسی برق دانشکده فنی ابن حسام پسران بیرجند ایران

3 پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی/ سال نهم/ شماره 4/ زمستان براي ایجاد هشت سطح متفاوت ولتاژ و شدت میدان مغناطیسی متفاوت که در شکل () فقط سطح ولتاژ ولت نمایش داده شده است. شکل ( ( مدار و نحوه تولید میدان مغناطیسی را نشان میدهد. عناصر تشکیل دهنده این مدار شامل یک ترانس اولیه با برق شهري (0 ولت) یک انتخابگر هشت حالته در این پژوهش شدت میدان مغناطیسی توسط دستگاه تسلامتر اندازهگیري شد. همچنین اندازهگیري شدت میدان مغناطیسی میتواند از طریق محاسبات نیز انجام شود که در پژوهش حاضر مقدار بدست آمده شدت میدان از طریق محاسبات با مقدار بدست آمده از طریق اندازهگیري دستگاه مطابقت داشت. رابطه ذیل براي محاسبه جریان سیمها بکار میرود. B=4π 0-7 که در این رابطه B چگالی شار بر حسب تسلا N تعداد دور I شدت جریان بر حسب آمپر L طول سلونوي ید بر حسب متر میباشد. نمونهها بلافاصله پس از کشت شدن در محیط طی پنج روز به صورت پیوسته و ناپیوسته (بهصورت یک روز در میان) خروج ظروف حاوي نمونه از پیرامون میدان و قرار دادن آنها در کنار نمونههاي شاهد) در معرض میدان الکترومغناطیسی 9 میلیتسلا قرار داده شدند بجز شاهد که این مدت را در شرایط آزمایشگاهی مشابه بدون میدان الکترومغناطیسی سپري نمود. آزمایش اول جهت بررسی اثر میدان مغناطیسی بر باززایی در محیط فاقد تنظیمکننده رشد آزمایش اول بصورت طرح کاملا تصادفی با اعمال سه سطح میدان مغناطیسی (پنج روز پیوسته پنج روز ناپیوسته و شاهد) ریزنمونه هاي گرفته شده از برگ بنفشه آفریقایی در محیط کشت فاقد تنظیم کننده رشد با شش تکرار و نه واحد آزمایشی (هر تکرار یک ظرف شیشه اي حاوي نه ریز نمونه) بهمدت پنج روز انجام شد و بعد از گذشت 40 روز بعد از انجام تیمار طول گیاهچههاي باززایی شده تعداد برگ تعداد گیاهچههاي تولید شده وزن تر و خشک گیاهچههاي باززایی شده حاصل از ریزنمونهها اندازهگیري شدند. پل دیو دي پپ شکل - مدار تشکیل میدان مغناطیسی Figure. Circuit formed magnetic field آزمایش دوم جهت بررسی اثر میدان مغناطیسی بر باززایی در محیط داراي تنظیمکننده رشد با مشخص شدن نتایج مرحله باززایی گام دوم پژوهش بصورت آزمایشی مجزا براي بررسی باززایی ریزنمونههاي گرفته شده از برگ بنفشه آفریقایی در حضور تنظیمکنندههاي رشد بصورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با دو محیط (حاوي یک میلیگرم در لیتر اکسین IBA) ( و سایتوکنین (BAP) و سه میلیگرم در لیتر اکسین (IBA) و سایتوکنین (BAP) و سه نوع زمان اعمال میدان مغناطیسی (پنج روز پیوسته پنج روز ناپیوسته و شاهد) با شش تکرار و نه واحد آزمایشی در شرایط کاملا مساوي با آزمایش قبلی از لحاظ شدت جریان و شرایط ریزنمونه انجام شد و بعد از گذشت 40 روز بعد از انجام تیمار طول و تعداد گیاهچههاي تولید شده وزنتر و خشک گیاهچههاي باززایی شده حاصل از ریزنمونهها اندازه گیري شدند. در پایان دو آزمایش تجزیه و تحلیل دادهها انجام شد. دادهها با استفاده از نرمافزار SAS 9. مورد تجزیه قرار گرفت. همچنین مقایسه میانگینها با روش دانکن در سطح احتمال 05 انجام و نمودارها به کمک نرمافزار Excell 00 رسم شد. نحوه اعمال میدان مغناطیسی به گیاهان پس از تامین و استانداردسازي دستگاه مولد میدان مغناطیسی (شکل ) به شدت 9 میلی تسلا براي تکثیر گیاه زینتی و ظرفیت حداکثري دستگاه براي تولید جریان ثابت و استاندارد) ریزنمونههاي برگی بنفشه آفریقایی کشت شده در محیط کشتهاي درون ظروف شیشهاي به تعداد شش ظرف براي هر تیمار که حاوي حداقل 9 ریزنمونه بود بطور کاملا تصادفی در اطراف میدان بصورت مدور و با فاصله - Leybold-Heraeus5350, Germany

4 اثر میدان مغناطیسی بر اندامزایی مستقیم ریزنمونه بنفشه آفریقایی یکسان بر روي یکسري ظروف بهعنوان پایه قرار داده شدند (شکل ). میدان مغناطیسی بصورت مداوم و با شدت 9 میلی تسلا جریان تولید مینمود که این جریان بهمدت 5 روز به صورت پیوسته به ظروف شیشهاي حاوي ریزنمونهها اعمال میگردید براي ایجاد جریان ناپیوسته شش عدد از ظروف شیشهاي (مربوط به تیمار ناپیوسته) یک روز در میان از محل میدان خارج شده و در کنار نمونههاي شاهد که در شرایط آزمایشگاه و بدور از هرگونه میدان مغناطیسی بودند قرار داده می شدند (شکل ). ریزنمونهها طی دوره 40 روزه آزمایش پس از پنج روز تیمار در میدان مغناطیسی در شرایط آزمایشگاه در دماي 3± درجه سانتیگراد و دوره نوري 6 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار گرفتند. اندازهگیري صفات چهل روز پس از اعمال میدان مغناطیسی تعداد و طول گیاهچه تعداد برگ وزن تر و خشک هر گیاهچهها مشخص شد. براي اندازهگیري وزنتر نمونهها با استفاده از ترازوي دیجیتال با دقت یک هزارم گرم وزن شدند و همین گیاهان براي اندازهگیري وزن خشک نمونهها در آون با دماي 60 درجه سانتی گراد به مدت زمان 48 ساعت خشک شدند و سپس وزن آنها بر حسب میلیگرم اندازهگیري شد. نتایج و بحث آزمایش اول: باززایی در محیط فاقد تنظیمکنندههاي رشد حاکی از دادههاي آزمایش اول واریانس نتایج تجزیه اختلاف معنیدار اعمال میدان مغناطیسی پیوسته و ناپیوسته بر همه صفات اندازهگیري شده به جز طول گیاهچه در سطح % بود در محیط فاقد تنظیمکننده رشد و نسبت به شاهد (جدول ). جدول - تجزیه واریانس اثر زمان هاي مختلف (پنج روز پیوسته و پنج روز ناپیوسته) اعمال میدان مغناطیسی (9 میلی تسلا) بر خصوصیات باززایی مستقیم بنفشه آفریقایی در محیط فاقد هورمون Table. Analysis of variance for the effect of different magnetic field ( 9 mt) times (5 continuous days and 5 noncontinuous days) on the features of direct regeneration in African violets in a hormone-free medium میانگین مربعات وزن تر وزن خشک طول گیاه برگ گیاه منابع تغییرات درجه آزادي (سانتیمتر) (تعداد) (میلی گرم) (میلیگرم) (تعداد) ns 0 / / 6 0 / 33 / 6 تیمار 69 5 / خطا 5 /9 3/ 04 3/ 8 4/ 8 6/ 33 ضرب تغییرات - *, : به ترتیب معنیداري در سطوح احتمال 05 و 0 :ns عدم معنیداري تعداد و طول گیاهچه در شکل 3 تعداد گیاهچه در بین تیمارهاي مورد بررسی و همچنین شاهد مقایسه شد. تعداد گیاهچههاي باززایی شده در شرایط اعمال میدان مغناطیسی در زمان پنج روز ناپیوسته (7/08) حدود دو برابر نسبت به تیمار پنج روز پیوسته (4/0) بود که در هر دو زمان اعمال میدان نسبت به شاهد (/35) تعداد گیاهچه بیشتري را تولید نموده بودند (شکل 5). اختلاف طول گیاهچهها در تیمار تناوب زمانی اعمال میدان مغناطیسی نسبت به شاهد (بدون اعمال میدان) معنیدار نشدند. اگرچه میدان در تعداد گیاهچههاي تولید شده اثر میگذارد اما در مرحله افزایش تعداد و طول سلولها در جهت افزایش ارتفاع گیاهچه اثر معنیداري نداشت. بنابراین شاید بهتر باشد ابتدا در مرحله تکثیر گیاه با استفاده از میدان تعداد زیادي گیاهچه بدست آورده شود و در ادامه براي افزایش ارتفاع از تیمارهاي دیگر استفاده گردد. شکل 3 - اثر زمانهاي مختلف (5 روز متوالی و 5 روز غیر متوالی) اعمال میدان مغناطیسی (9 میلی تسلا) بر تعداد برگ و گیاهچه بنفشه آفریقایی در محیط فاقد هورمون Figure 3. The effect of different magnetic field ( 0.9 mt) times (5 continuous days and 5 noncontinuous days) magnetic field (0.9 mt) on the number of leaf and plantlet of African violets in a hormone-free medium

5 پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی/ سال نهم/ شماره 4/ زمستان تعداد برگ نتایج نشان داد میدان مغناطیسی باعث افزایش تعداد برگ ریزنمونههاي تحت تیمار میدان مغناطیسی (4/77 ( نسبت به شرایط رایج در کشت بافت (شاهد ( /77 شد (شکل 3). همچنین در این تیمار بین نوع مدت اعمال میدان مغناطیسی بر تعداد برگ تفاوت معنیداري مشاهده نشد و بهنظر میرسد اختلاف مدت زمان قرار داشتن در معرض میدان بر تعداد ب گر اثري ندارد. وزن تر و خشک گیاهچهها در محیط کشت در بین دو نوع اعمال میدان بر وزنتر گیاهچههاي باززایی شکل 4- اثر تناوب زمانی (5 روز متوالی و 5 شاهد شده نوع ناپیوسته mg) 49) نسبت به پیوسته mg) 35) بیشترین افزایش را نشان داد و هر دو نوع اعمال میدان نسبت به گروه شاهد mg) ( 3 افزایش معنیداري در وزنتر داشتند (شکل 4). اعمال میدان مغناطیسی پیوسته بر ریزنمونههاي بنفشه آفریقایی منجر به افزایش وزن خشک ریزنمونهها (05mg) نسبت به شرایط ناپیوسته mg) 03) شد و این در حالی بود که هر دو حالت اعمال میدان مغناطیسی نیز نسبت به شاهد 0mg) ( افزایش معنیداري نشان دادند (شکل 4). روز غیر متوالی) اعمال میدان مغناطیسی (9 میلی تسلا) بر وزن تر و خشک بنفشه آفریقایی در محیط فاقد هورمون Figure 4. The effect of different magnetic field (0.9 mt) times (5 continuous days and 5 noncontinuous days) magnetic field (0.9 mt) on fresh and dry weight of African violets in a hormone-free medium 5 روز ناپیوسته 5 روز پیوسته شکل 5- اثر میدان مغناطیسی بر ریزنمونه هاي بنفشه آفریقایی در محیط فاقد هورمون Figure 5. The effect of magnetic field on African violets explants in hormone-free medium باززایی در محیط حاوي تنظیمکنندههاي رشد باتوجه به موفقیتآمیز بودن بکارگیري میدان مغناطیسی در محیط بدون هورمون این شرایط براي محیط حاوي هورمون نیز اعمال گردید. نتایج جدول تجزیه واریانس اثر زمانهاي مختلف (پنج روز پیوسته و پنج روز ناپیوسته) اعمال میدان مغناطیسی بر خصوصیات باززایی مستقیم بنفشه آفریقایی در محیط کشت حاوي هورمون IBA و BAP نشان داد اثر ساده و متقابل میدان مغناطیسی و هورمون در تمام صفات مورد بررسی معنیدار گردیده است و تنها اثر ساده میدان بر وزن خشک ریزنمونهها معنیدار نشده بود (جدول ).

6 اثر میدان مغناطیسی بر اندامزایی مستقیم ریزنمونه بنفشه آفریقایی جدول - تجزیه واریانس اثر زمان هاي مختلف (پنج روز پیوسته و پنج روز ناپیوسته) اعمال میدان مغناطیسی (9 میلی تسلا) بر خصوصیات IBA و BAP و 3 میلی گرم در لیتر هورمون باززایی مستقیم بنفشه آفریقایی در محیط کشت حاوي میلی گرم در لیتر هورمون BAP و IBA Table - Analysis of variance for the effect of different magnetic field ( 0.9 mt) times (5 continuous days and 5 noncontinuous days) on the features of direct regeneration in African violets in a medium Containing hormone ( mgl - IBA+ BAP and 3 mgl - IBA+ BAP) میانگین مربعات وزن خشک وزن تر طول ساقه ساقه درجه (میلیگرم) (میلیگرم) (سانتیمتر) ازادي (تعداد) منابع تغییرات 000 * /04 غلظت هورمون ns /008 33/6 زمان /6 8/59 غلظت هورمون زمان / خطا 8/93 / / 06 - ضریب تغییرات (%), *: به ترتیب معنیداري در سطوح احتمال 05 و 0 :ns عدم معنیداري بنابر نتایج وزنتر ریزنمونه هاي باززایی شده شاهد در محیط کشت حاوي میلی گرم در لیتر هورمون IBA و BAP بطور میانگین گرم بوده و زمانیکه مقدار هورمون مصرفی 3 برابر شده وزن تر ریزنمونهها تا 38 گرم افزایش معنیداري یافته است. این در حالی بود که وقتی همین ریزنمونهها (یک میلیگرم در لیتر هورمون ها) بهصورت پیوسته براي مدت پنج روز در معرض میدان مغناطیسی با شدت 9 میلی تسلا قرار گرفتند از وزن تري معادل برابر حالت شاهد برخوردار شدند. اما در محیط کشت حاوي 3 میلیگرم در لیتر هورمون IBA و BAP فقط بکارگیري میدان مغناطیسی ناپیوسته بود که منجر به افزایش معنیدار وزن تر ریزنمونهها گردید (شکل 6) و اثر متقابل بیشترین میزان هورمون (3 میلی گرم هورمون) و بیشترین میزان دریافت میدان مغناطیسی منجر به کاهش معنیدار وزن خشک ریزنمونهها نسبت به شاهد و شرایط ناپیوسته گردید. شکل 6- اثر تناوب زمانی (5 روز متوالی و 5 روز غیرمتوالی) اعمال میدان مغناطیسی (9 میلی تسلا) بر وزن تر و خشک بنفشه آفریقایی در محیطهاي حاوي و 3 میلی گرم در لیتر IBA و BAP Figure 6. The interaction of effect of different magnetic field (0.9 mt) times (5 continuous days and 5 noncontinuous days) magnetic field (0.9 mt) on fresh and dry weight of African violets in a mediums included and 3 mgl - IBA and BAP مکانیسم فیزیکی اثر میدانهاي مغناطیسی در سطوح اتمی و فرا اتمی به رزنانس میدانهاي هستهاي در بافتهاي زنده و اثرات آن بر وضعیت اسپین الکترونیکی و ارتباط آنها با گروههاي ویژهاي از واکنشهاي انتقال الکترونی مربوط میباشد. مطالعات نشان داده است که بین میدانهاي الکترومغناطیسی و بروز آثار بیولوژیکی رابطهاي وجود دارد که البته باید دخالت عوامل دیگر در ظهور این آثار را نیز در نظر داشت چراکه وجود آنها سبب میشود در برخی مطالعات مشابه نتایج متفاوت و یا حتی کاملا متضاد بدست آید (4). گزارشهاي موجود نشان دادهاند که گیاهان نسبت به میدان مغناطیسی حساسیت بالایی دارند و این گونه میدانها در رشد و نمو گیاهان موثر میباشند. تاثیرهاي مختلف ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی بر گیاهان را میتوان در ارتباط با شدت و نوع میدان طول مدت تیماردهی و اندام گیاهی دانست (7 0). بنابراین نتایج متناقض مشاهده شده در مستندات موجود ممکن است به این گونه اختلافات مربوط باشد. بررسیهاي آتاك و همکاران (4) نشان داد در کشت بافت سویا میزان غلظت RNA نمونههاي در معرض میدان مغناطیسی بیش از نمونههاي شاهد بوده است و آنرا مرتبط با سنتز RNA و پروتي ین دانسته اند. ایشان همچنین دریافتند فعالیت آنزیم پراکسیداز کاتیونی همراستا با رشد رویشی گیاهچه هاي در معرض میدان مغناطیسی افزایش مییابد اما میزان فعالیت آنزیم پراکسیداز آنیونی که در پاسخ به تنشهاي زیستی و غیر زیستی نقش دارد کاهش مییابد. برخی از گزارشها سازوکار اثر میدانهاي الکترو مغناطیسی را مربوط به اثر این میدانها روي کانالهاي غشاي ی بویژه کانالهاي انتقال کلسیم میدانند بطوریکه با القاي میدان الکتریکی و - Electron Spin

7 پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی/ سال نهم/ شماره 4/ زمستان مغناطیسی به این کانالها که داراي بار الکتریکی هستند این کانالها باز شده و کلسیم درون سلولی افزایش مییابد. عملکرد کانالهاي یونی مبتنی بر اثر اختلاف غلظت و رانش یونها بر اثر اختلاف پتانسیل است. بنابراین فرآیندي مانند تغییر ولتاژ محرکی براي تغییر در روند عملکرد کانالهاي یونی با تحت تاثیر قرار دادن و باز و بسته شدن آنها میشود (). با توجه به نتایج حاصل از پژوهش حاضر چنین به نظر میرسد که میدان مغناطیسی موجب تغییر در غلظت یون کلسیم شده و باعث افزایش تعداد گیاهچه شده است که با پژوهشهاي بعدي این موضوع میتواند تایید گردد. با توجه به نتایج بدست آمده در این محیط فاقد هورمون تعداد برگ در تیمار تناوب زمانی اعمال میدان مغناطیسی در دو زمان پنج روز پیوسته و ناپیوسته نسبت به شاهد افزایش نشان داد که با نتایج ون و همکاران (7) بر کشت بافت گیاه اسپاتی فیلوم و Alikamanoğlu و همکاران ( ( بر گیاه Paulowinia tomentosa مطابقت داشت. به نظر میرسد تاثیر میدانهاي مغناطیسی خارجی بر بعضی فرایندهاي زیستی در گیاه ازطریق تاثیر آن بر سرعت و جهت جایگزینی ذرات قطبی آلی و معدنی در گیاه انجام میگیرد (9). افزایش وزنتر و خشک را میتوان به نظریه نوسان خودبخودي یون بهعنوان یکی از تي وريهایی که براي توجیه اثرات مثبت میدان مغناطیسی اراي ه شده مربوط دانست. براساس این نظریه شکل مناسبی از یک میدان مغناطیسی ممکن است بتواند با تشدید نوسان خودبخودي برخی یونها یا مولکولهاي زیستی (مثل کانالها پمپها و ترانسپورترها) آنها را به تحرك بیشتر وادار ساخته و از این طریق سبب تحریک رشد گردد (). از جمله مهمترین این یونها یون + + Ca میباشد و نتایج پژوهشها نشان داده کهICR Ca یک ساز و کار بارز در درك میدان مغناطیسی در ترکیب با میدان الکترومغناطیسی میباشد (3). در پژوهشی Alikamanoğlu و همکاران () اثرات میدان مغناطیسی را بر کشت بافت گیاه Paulowinia tomentosa بررسی کردند که نسبت به شاهد افزایش در برخی خصوصیات از جمله وزن خشک و تعداد برگ اختلاف معنی داري داشت که با نتایج پژوهش حاضر مطابقت دارد. وزن تر ریزنمونهه يا محیط حاوي میلیگرم در لیتر هورمون IBA و BAP که بهمدت 5 روز به صورت پیوسته در معرض میدان مغناطیسی 9 میلی تسلا قرار داشتند بهطور معنیداري بیش از ریزنمونههاي محیط حاوي 3 میلیگرم در لیتر هورمون IBA و BAP بود و این موضوع در مورد وزن خشک ریزنمونهها نیز مشابه بود. وزن خشک و تر گیاه میتواند رابطه مستقیم با هم داشته باشد در این آزمایش وزن خشک در محیط 3 میلیگرم از هورمون در هر دو تیمار میدان مغناطیسی نسبت به شاهد کاهش داشته و در محیط میلیگرم نسبت به شاهد افزایش نشان داد. بنظر میرسد میدان مغناطیسی مناسب جذب و آسیمیلاسیون عناصر غذایی را افزایش داده و فعالیتهاي فتوسنتزي گیاه را بهبود بخشیده است (9) و در نتیجه موجب افزایش کارآیی گیاه و افزایش وزن خشک آن در محیط حاوي هورمون کمتر شده است. سازوکار تا ثیر میدانهاي مغناطیسی بر سلولهاي زنده هنوز بطور دقیق مشخص نشده است ولی باید گفت که اثر مهاري یا تحریکی میدان مغناطیسی بر رشد بافتها بهعواملی نظیر گونه و اندام گیاهی فرکانس و نوع میدان مدت زمان تیمار و سایر عوامل تنشزا بستگی دارد (7). در این پژوهش طی دو آزمایش اثر مدت زمان اعمال میدن مغناطیسی در حضور و عدم حضور تنظیم کنندههاي رشد گیاهی سنجیده شد. بهطور کلی زمانهاي مختلف اعمال میدان مغناطیسی بر گیاه بنفشه آفریقایی اثر مختلفی داشت بهطوري که در برخی از تیمارها تناوب زمانی اعمال میدان مغناطیسی نسبت به شاهد اثر مثبت و در برخی از تیمارها بی اثر و حتی منفی بود. تعداد برگ در گیاه زینتی بنفشه آفریقایی در زمان اعمال میدان مغناطیسی پیوسته و ناپیوسته بیشتر از شاهد بود اما اندازهگیري وزن تر و خشک گیاهچهها نشان داد در شرایط ناپیوسته بودن میدان مغناطیسی از بیشترین مقدار برخوردار بودند. این در حالی بود که تعداد گیاهچهها نیز در زمان پنج روز اعمال میدان مغناطیسی ناپیوسته بهترین نتیجه را نسبت به گروه شاهد نشان داد. مدت زمان اعمال میدان مغناطیسی در نبود تنظیمکنندههاي رشد اثري بر طول گیاهچه نداشت که با وجود معنیدار نبودن اثر آن به دلیل معمول بودن رشد رشد رویشی گیاه بنفشه آفریقایی به صورت رزت و زینتی بودن گل بنظر میرسد عدم افزایش ارتفاع با احتمال افزایش جلوه گري گل در بازارپسندي آن موثر باشد. افزایش وزنتر و خشک ریزنمونهها وقتی محیط حاوي میلیگرم در لیتر هورمون IBA و BAP به شدت 5 روز بهصورت پیوسته در معرض میدان مغناطیسی 9 میلی تسلا قرار بگیرد بهطور معنی داري بیش از محیط کشت حاوي 3 میلیگرم در لیتر هورمون IBA و BAP بود. هرچند اعمال میدان مغناطیسی بصورت پیوسته و در حضور مقدار بالاتر هورمون ( 3 میلی گرم در لیتر) اثر منفی و معنیداري روي وزن خشک ریزنمونهها داشت. بنابراین به نظر میرسد استفاده از میدان مغناطیسی میتواند بدون اثر منفی بر باززایی بنفشه آفریقایی منجر به کاهش مصرف تنظیمکنندههاي رشد در محیط کشت شود. بطور کلی میتوان پیشنهاد نمود که در سایر آزمایشگاهها و براي سایر گیاهان در شرایط کشت بافت از میدان مغناطیسی استفاده گردد تا علاوه بر روشن نمودن جنبههاي نامعلوم آن نسبت به بررسی امکان جایگزینی این روش با روشهاي مرسوم کشت بافت به جمعبندي نهایی رسید. تشکر و قدردانی از آقاي مصطفی کرمانی از آزمایشگاه گروه مهندسی برق دانشکده فنی ابن حسام پسران بیرجند به جهت ساخت و در اختیار قرار دادن دستگاه مولد میدان مغناطیسی تقدیر بعمل میآید. - Ion cyclotron resonance

8 اثر میدان مغناطیسی بر اندامزایی مستقیم ریزنمونه بنفشه آفریقایی... 0 منابع. Abaszadeh, R., M. Masumiyan, S.H. Sarami, A. Zenuzi, A. Nouruziyan and F. Sadatmirsafi. 04. Study the effects of electromagnetic fields on phenol the amount Production of Aloe vera. In proceedings of The 3th conference of Electromagnetic engineered (COM) Iran, 3-4 Des., Ministry of Science, Research and Technology scientific and industrial research organization in Iran, pp: -6 (In Persian).. Alikamanoğlu, S., O. Yaycılı, C. Atak and A. Rzakoulieva Effect of magnetic field and gama radiation on Paulowinia tomentosa tissue culture. Biotechnology & Biotechnological Equipment,, 49-53, Retrieved 30 January 06, from 3. Arbabian, S., A. Majd and S. Salaripour.00. The effects of electromagnetic field (EMF) on vegetative organs, pollen development, pollen germination and pollen tube growth of Glycine max L. Cell and Tissue Journal, : 35-4 (In Persian). 4. Atak, C., O. Çelik, S. Alikamanoğlu and A. Rzakoulieva Effect of magnetic field on peroxidase activities of soybean tissue culture. Biotechnology & Biotechnological Equipment, (): Atharinia, M., M. Nori and F. Ghanati Effect of static magnetic field on certain physiological and biochemical features of Cicer arietinum in vegetative growth phase. Pajouhesh & Sazandegi, 80: 6-74 (In Persian). 6. Çelik, Ö., Ç. Atak and A. Rzakulieva Stimulation of rapid regeneration-by a magnetic field in Paulownia node cultures. Journal of Central European Agriculture, 9: Kato, R., H. Kamada and M. Asashma.989. Effect of high and very low magnetic field on the growth of hairy roots of Daucus carotta and Atropa belladonna. Cell Physiology, 30: Khoshsokhan-Mozafar, M., F. Ghanati, H. Zare Maivan, P. Abdolmaleki, K.H. Khorrami Shad and M. Vaeszadeh.006. The effects of static magnetic field on the metabolism of certain phenolic compound in red cabbag (Brassica oleracea L. cv. Staccato). Pajouhesh & Sazandegi, 70: (In Persian). 9. Kordas, L. 00. The effect of magnetic field on growth, development and the yield of spring wheat. Polish Journal of Environmental Studies, : Liboff, A.R., B.R. McLeod and S.D. Smith.989. Rotating magnetic fields and iron cyclotron resonance Journal of Bioelectronics, 8: Paeez, A., F. Ghanati, M. Behmanesh, P. Abdolmaleki and B. Nahidian. 0. Comparative study on the effect of static and electromagnetic fields on the some physiological properties at vegetative stage of wheat. In: Proceedings of th national conference on plant stress (abiotic), Isfahan University, Isfahan, Iran, pp: -3.. Paul, A., F. Robert and M. Meisel High magnetic field induced changes of gene expression in Arabidopsis. Biomagnetic Research and Technology, 4: Pazur, A. and V. Rassadina Transient effect of weak electromagnetic fields on calcium ion concentration in Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biology, Received: 6 November 008, from 4. Rajabbeigi, E., F. Ghanati, F. Sefidkon and P. Abdolmaleki Investigating the changes of essential oil of Ocimum basilicum L. in response to electromagnetic field. Iranian Journal of medicinal and Aromatic Plants, (4): Sadeghian, S., Gh. Ranjbar and K. Kazemitabar. 04. Consideration and selection of suitable Hormonal Composition for in vitro Shoot Regeneration and propagation of Ocimum basilicum L. Journal ofcrop Breeding, 6(3): (In Persian). 6. Tahmasbe, A., M.A. Asghari, O. Sofalian, H.R. Mohammaddoust, C. Abad and A. Rasoulzadeh. 06. Effect of osmotic stress on some physiological characters of wheat cultivars. Journal of Crop Breeding, 8(9): -3 (In Persian). 7. Van, P.H., J. Silva, L. Ham and M. Tanaka. 0. Effects of permanent magnetic fields on in vitro growth of Cymbidium and Spathiphyllum shoots. In Vitro Cellular & Developmental Biology Plant, 48: Yaycili, O. and S. Alikamanoglu The effect of magnetic field on Paulownia tissue cultures. Plant Cell Tissue Organ Culture, 83: Zamiran, A., M.R. Maleki and V.R. Safari. 0. Effect of magnetic field on seed germination rate of Zinnia. In: Proceedings of th national congress of modern science and technology of agriculture, Zanjan University, Zanjan, Iran, pp: -4.

9 Journal of Crop Breeding Vol. 9, No 4, Winter The Effect of Different Magnetic Field Duration on Direct Organogenesis of African Violets (Saintpaulia Ionantha) In Tissue Culture Medium with and Without Pgrs Masumeh Rahmatinia, Hosein Moradi, Vali Allah Ghasemi Omran 3 and Mehdi Hadadinejad 4 - Graduated M.Sc. Student of Department of Horticultural Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University and 4- Assistant Professors of Department of Horticultural Sciences, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University (Corresponding Author: moradiho@yahoo.com) 3- Assistant professor of Genetic and Biotechnology Institute from Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University Received: October 6, 06 Accepted: February 6, 07 Abstract To study intermittence of duration of exposure to magnetic field or MF ( 0.9 mt) on direct organogenesis of African violet explant in medium with and without PGRs these experiments performed. First experiment performed as completely randomized design (CRD) with three level of MF exposure (control, 5 day continuous and 5 day discontinuous) in PGR- free medium included via 6 repeat. The second experiment performed as factorial in CRD. Factors included auxin and cytokenin as two PGRs in mg Lit and 3mg Lit IBA and BAP levels and 3 levels of MF exposure as well as first experiment with 6 repeat. The results showed that explants exposed to a discontinuous MF with and without PGRs produced the highest shoot number ( 7.08) and the lowest number was produced in the control (.35). Plantlets length was not affected by the MF but it was affected inside of PGRs. The leaf number in the continuous ( 4.4) and discontinuous ( 4.7) magnetic field was approximately doubled in comparison with control (.77). The fresh and dry weight revealed better values in the MF discontinuous (0.49 and 0.03 mg) than continuous (0.35 and 0.0 mg) in PGRs-free medium. Results showed the fresh weight of plantlets was significantly higher for mgl- PGRs than 3 mgl- PGRs, when exposed to 0.9 mt MF for 5 days continuously, as well as for dry weight. It seems that the MF as a light abiotic stress can simulate the cell division and elongation and eventually the plant growth. Keywords: Explant, Fresh and dry weight, Stress, Saintpaulia ionantha