بررسی ریخت شناسی و هیستولوژی کرک در شش گونه از جنس Nepeta با استفاده از میکروسکوپ نوری و الکترونی نگاره

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه اراک، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی، کد پستی8349-8-38156

چکیده

هدف: در این مطالعه ریخت شناسی و هیستولوژی کرک‏های ترشحی و غیر ترشحی در شش گونه از جنس Nepeta در ایران بررسی شد.
مواد و روش‏ها: شش گونه از جنس Nepeta از نقاط مختلف ایران جمع آوری شد. از هر گونه یک جمعیت و از هر جمعیت سه فرد  به‏صورت تصادفی انتخاب شدند. از هر فرد یک برگ بالغ جدا شده و بعد از تثبیت نمونه‏ها، تهیه  برش‏های دستی و رنگ آمیزی مضاعف، انواع کرک‏های برگ با میکروسکوپ نوری مطالعه شدند. در مطالعات میکروسکوپ الکترونی، قطعه‏ای از برگ بعد از طلا پوشی داخل میکروسکوپ الکترونی نگاره قرار گرفته و عکس‏هایی با بزرگ‏نمایی مختلف از آن تهیه شد. از نرم افزار SPSS جهت تجزیه و تحلیل داده‏ها استفاده شد.
نتایج: تعداد سیزده نوع کرک غده‏ای و غیر غده‏ای در سطح برگ گونه‏های مورد مطالعه وجود داشت. شکل و تراکم کرک‏های مشاهده شده در بین گونه‏ها متفاوت بود و آزمون ANOVA تفاوت‏های معنی‏داری را در تعداد  کرک‏ها در بین گونه‏ها نشان داد. مهم‏ترین کرک‏های غده‏ای در گونه‏های مورد مطالعه، انواع صفحه‏ای و سردار بودند. همچنین کرک‏های غیر غده‏ای به‏دو شکل منشعب و غیر منشعب وجود داشتند که نوع منشعب فقط در یک گونه مشاهده شد.
نتیجه گیری: با توجه به تفاوت تعداد کرک‏های غده‏ای در بین گونه‏های مورد بررسی می‏توان چنین پیش بینی نمود که میزان روغن‏های اسانسی موجود در گیاه بین گونه‏های مختلف متفاوت بوده و همچنین توانایی نگه‏داری اسانس در بین گونه‏ها متفاوت است و همچنین می‏توان از کرک‏ها جهت بهبود رده بندی این جنس استفاده نمود. 
 

تازه های تحقیق

-

کلیدواژه‌ها


مقدمه

جنس Nepeta از اعضای خانواده نعنا بوده که تقریبا از 250 گونه تشکیل شده است. بسیاری از گونه‏های این جنس خواص دارویی دارند. این گیاهان معطر به‏صورت طبیعی در ایران می‏رویند و تا کنون حدود 79 گونه از این جنس در ایران گزارش شده است (1).

طیف وسیعی از ترکیبات شیمیایی مهم به‏وسیله سلول‏های تخصص یافته (‏کرک‏ها) ترشح می‏شود که دارای عملکردهای متفاوتی هستند (2). بعضی از ترکیبات ترشح شده به‏وسیله کرک‏های غده‏ای در صنایع دارویی- غذایی، بهداشتی و آرایشی مورد استفاده قرار می‏گیرند (3). کرک‏ها اغلب به‏عنوان ابزاری در شناسایی گیاهان مورد استفاده قرار گرفته و نقشی کلیدی در طبقه بندی گیاهان دارند (4).

کرک‏ها برجستگی‏های تک سلولی یا چند سلولی در سطح خارجی سلول‏های اپیدرمی اندام‏های هوایی می‏باشند (5) و به‏طور قابل توجهی از نظر ریخت شناسی، جایگاه، توانایی و شیوه ترشح مواد متفاوت از یکدیگر می‏باشند. گزارش‏ها نشان داده که نوع و تراکم کرک در بین گونه‏های مختلف و یا حتی بین اندام‏های یک گیاه متفاوت می‏باشد (6). کرک‏ها به‏طور بسیار زیاد در سطح خارجی اندام‏های هوایی رویشی و زایشی گیاهان خانواده نعنا وجود داشته و معمولا به‏دو شکل غده‏ای و غیر غده‏ای مشاهده می‏شوند (7).

به‏طور کلی کرک‏های غده‏ای  به اشکال سردار، بدون پایه، صفحه‏ای، انگشتی و منشعب مشاهده می‏شوند و صفتی شاخص برای این خانواده تلقی می‏شوند (7،8). کرک‏های غده‏ای معمولا از چهار بخش: سلول‏های پایه ای، قاعده ای،  ناحیه گردن و راسی تشکیل شده اند (9).

در خانواده نعنا، کرک‏های غیر غده‏ای رایج تر از انواع غده‏ای بوده و بر اساس شکل و تعداد سلول‏ها  Cantino (10) این کرک‏ها را به چهار گروه اصلی: تک سلولی ساده، چند سلولی ساده، تک سلولی منشعب و چند سلولی منشعب تقسیم کرده است.

با توجه به اهمیت بسیار زیاد کرک‏ها در خانواده نعنا، در این مطالعه ساختار ریخت شناسی و بافت شناسی کرک‫های برگ شش گونه از جنس Nepeta  که یکی از مهم‏ترین جنس‏های این خانواده در ایران است با میکروسکوپ نوری و الکترونی نگاره مورد بررسی قرار می‏گیرد تا شکل و تراکم انواع مختلف کرک در گونه‏های مورد مطالعه مشخص شده و نوع کرک غده‏ای غالب در هر گونه که محل اصلی ذخیره اسانس در گیاه است مشخص شود. اگر چه مقدار، ساختار و ترکیبات شیمیایی روغن‏های اسانسی گونه‏های مورد مطالعه در ایران مورد بررسی قرار گرفته است و مشخص شده نوع و درصد ترکیبات اسانس در بین این گونه‏ها بسیار متفاوت می باشد (11، 12 و 13) ولی تاکنون مطالعه جامع و مقایسه ای در مورد کرک‏ها، به‏ویژه کرک‏های غده‏ای این گونه‏ها صورت نپذیرفته تا مشخص شود آیا تفاوت شاخص و بارزی بین انواع مختلف کرک بین این گونه‏ها وجود دارد یا نه؟   

 

مواد و روش‌ها

در این بررسی ساختار کرک در شش گونه از جنس نپتا مورد مطالعه قرار گرفت. گونه‏های جمع آوری شده همگی از اعضای گروه 4  (Group IV)این جنس بودند و از رویشگاه طبیعی در بهار سال 1395 جمع آوری شده و توسط منابع معتبر نظیر فلور ایران(1) و فلور ایرانیکا (14) شناسایی شدند.

 از هر گونه سه فرد و از هر فرد یک برگ  بالغ از قسمت میانی ساقه انتخاب شد )جدول1).

 

جدول 1: نام و محل جمع آوری گونه‏های مورد مطالعه از جنس نپتا

آدرس رویشگاه

نام گونه

استان مرکزی، غرق آباد، سنگک

N. heliotropifolia Lam.

استان مازندران، جاده هراز، پلور

N. fissa Mey.

استان آذربایجان شرقی، جاده تبریز به زنجان

N. meyeri Benth.

استان زنجان، 20 کیلومتری جاده دندی به زنجان

N. saccharata  Bunge

استان اردبیل، جاده اسالم به خلخال

N. haussknechtii Bornm.

استان آذربایجان غربی، ارومیه، سرو

N. wettsteinii H. Braun

 

 

 

 

 

 

 

 

به‏منظور دستیابی به صفات همسان و دارای شرایط برابر، در تمامی نمونه‏ها برش های عرضی از قسمت  میانی برگ صورت پذیرفت. نمونه‏های گیاهی خشک به‏مدت 5 تا 15 دقیقه ( بسته به‏میزان سختی بافت ) در آب جوشانده و پس از نرم شدن از آب خارج و به محلول تثبیت کننده F.A.A  (5 میلی لیتر فرمالدئید 40 درصد،90 میلی لیتر اتانول 70 درصد و میلی لیتر 5 اسید استیک گلاسیال) به‏مدت 48 ساعت منتقل شدند. سپس نمونه‏ها از محلول  تثبیت کننده F.A.A  خارج و پس از چندین مرتبه شست و شو با آب، به محلول الکل اتیلیک 70 درجه انتقال یافتند.  نمونه‏ها را قبل از برش گیری عرضی از محلول الکل خارج کرده و به‏مدت 10 دقیقه داخل آب مقطر قرار گرفتند‏. برش گیری به‏روش دستی با تیغ انجام شد . برش‏ها به‏مدت حداقل 20 الی 30 دقیقه در محلول هیپوکلریت سدیم 5 درصد قرار گرفتند. بلافاصله پس از مدت زمان لازم نمونه‏ها را از آن خارج و حدود 30 ثانیه با آب تحت شست و شو قرار گرفته و آنگاه به‏مدت 1 الی 2 دقیقه در محلول اسید استیک گلاسیال 1درصد قرار گرفتند. برای رنگ آمیزی از رنگ‏های کارمن زاجی و آبی متیلن استفاده شد. برش‏ها به‏مدت 30 تا 45 دقیقه در رنگ کارمن زاجی و به‏مدت یک دقیقه در رنگ آبی متیلن قرار گرفتند. نمونه‏ها پس از شست و شو با آب  به‏مدت یک دقیقه در محلول الکل اتیلیک 70 درجه قرار گرفتند. نازکترین و سالم ترین نمونه‏ها را برداشته و به روی لام

 

 

 

 

برچسب زده انتقال و لامل گذاری شدند.

نمونه‏ها توسط میکروسکوپ نوری Olympus  با لنزهای x 4وx 10 بررسی شده و از بهترین نمونه‏ها عکس تهیه شد.

 

آنالیز آماری

در بررسی‏های آماری، میانگین و انحراف استاندارد انواع کرک مشاهده شده محاسبه شد و همچنین از آنالیز ANOVA به‏منظور مشخص نمودن معنی دار بودن یا نبودن تفاوت‏های موجود بین تعداد هر نوع کرک در بین گونه‏هایی مورد بررسی  استفاده شد. از نرم افزار SPSS ver. 16 برای بررسی‏های آماری استفاده شد.  برای بررسی‏های میکروسکوپ الکترونی نگاره، قطعه‏ای از بافت برگ هر گونه بروی پایه‏های مخصوص چسبانده شد و بعد از طلا پوشی با دستگاه اسپوتر کوتر با میکروسکوپ الکترونی نگاره تحت اختلاف الکتریکی 5 ولت عکس برداری شد.

 

نتایج

در مجموع سیزده نوع کرک در سطوح پشتی و شکمی برگ مشاهده شد که به دو گروه اصلی غده‏ای و بدون غده (ساده) تعلق داشتند. کرک‏های غده‏ای در سه شکل صفحه ای،  سردار و بدون پایه وجود داشتند. کرک‏های غیر غده‏ای (ساده) به‏دو شکل منشعب و غیر منشعب مشاهده شدند. انواع غیر منشعب به اشکال تک، دو، سه، چهار، پنج، شش و هفت سلولی بوده و کرک‏های منشعب به‏صورت دو شاخی بودند (جدول 2).

 

جدول 2: نوع و تعداد متوسط کرک در گونه‏های مورد مطالعه از جنس Nepeta

تک سلولی ساده

دو سلولی ساده

سه سلولی ساده

چهارسلولی ساده

پنج سلولی ساده

شش سلولی ساده

صفحه ای

سردار پایه کوتاه

سردار پایه بلند

بدون پایه تک سلولی

بدون پایه دو سلولی

منشعب دو شاخه ای

 

نام گونه

2

20.67

76.67

21.67

1

0

4.67

22.33

0.33

0

0

0

میانگین

N. heliotropifolia

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

تعداد

3.46

6.42

26.83

6.65

1

0

1.52

9.45

0.57

0

0

0

انحراف استاندارد

1.33

33.67

70.67

5.67

0.33

0

1.67

10.33

0

1.33

1.67

0

میانگین

N. fissa

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

تعداد

1.52

11.59

16.56

5.68

0.57

0

0.57

8.02

0

0.57

0.57

0

انحراف استاندارد

2

75.33

90

55

8.33

1

4.50

33.33

0

0

0

0

میانگین

N. meyeri

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

تعداد

1

10.97

25.98

3.60

7.02

1

0.70

9.07

0

0

0

0

انحراف استاندارد

2

11.33

12

3.67

4.67

3

6

4

22.67

1.67

0.67

0

میانگین

N. saccharata

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

تعداد

1

1.52

3.21

2.51

4.16

5.19

1.41

3

4.04

2.08

1.15

0

انحراف استاندارد

2

94

130.33

99.33

45.67

2.67

4.67

24

0.67

1

0.33

0.33

میانگین

N. haussknechtii

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

تعداد

1.73

41.72

34.79

34.42

18.58

2.51

2.88

1

1.15

0

0.57

0.57

انحراف استاندارد

8

165.67

97.33

6.67

0

0

4.67

24.67

0

1.67

0.67

0

میانگین

N. wettsteinii

1

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

تعداد

4.58

31.24

10.01

1.15

0

0

4.72

5.68

0

2.08

0.57

0

انحراف استاندارد

 

 

 

 

آنالیز آماری ANOVA تفاوت معنی‏داری( p≤ 0.05) را در تعداد کرک‏های غیر غده‏ای دو، سه، چهار، پنج سلولی و کرک‏های غده‏ای سردار پایه کوتاه و بلند در بین گونه‏های مورد مطالعه نشان داد (جدول 3).

 

 

 

 

 

 

 

جدول 3: نتایج آزمون ANOVA جهت بررسی معنی دار بودن تفاوت بین تعداد کرک‏ها در گونه‏های مورد مطالعه

نوع کرک

 

Sum of Squares

df

Mean Square

F

Sig.

تک سلولی ساده

Between Groups

95.111

5

19.022

2.83

0.06

Within Groups

80.667

12

6.722

Total

175.778

17

 

دو سلولی ساده

Between Groups

50669.78

5

10133.96

20.176

0.00

Within Groups

6027.333

12

502.278

Total

56697.11

17

 

سه سلولی ساده

Between Groups

23234.94

5

4646.989

9.323

0.00

Within Groups

5981.333

12

498.444

Total

29216.28

17

 

چهار سلولی ساده

Between Groups

21922.67

5

4384.533

20.51

0.00

Within Groups

2565.333

12

213.778

Total

24488

17

 

صفجه ای

Between Groups

27.833

5

5.567

0.805

0.57

Within Groups

69.167

10

6.917

Total

97

15

 

سردار پایه کوتاه

Between Groups

1710.444

5

342.089

7.374

0.00

Within Groups

556.667

12

46.389

Total

2267.111

17

 

سردارپایه بلند

Between Groups

1262.944

5

252.589

84.196

0.00

Within Groups

36

12

3

Total

1298.944

17

   

 غده ای بدون پایه تک سلولی

Between Groups

8.944

5

1.789

1.193

0.36

Within Groups

18

12

1.5

Total

26.944

17

 

منشعب دو شاخه

Between Groups

0.278

5

0.056

1

0.458

Within Groups

0.667

12

0.056

Total

0.944

17

 

 

 

 

 

کرک صفحه‏ای شکل

 این کرک‏ها دارای یک سلول قاعده‏ای، یک سلول کوتاه ساقه و راس بزرگ دایره‏ای شکل بوده که دارای چهار سلول ترشحی می‏باشد که در یک صفحه دیسک مانند آرایش یافته‏اند. در میکروگراف الکترونی، سطح بیرونی سلول‏های راسی صاف می‏باشد. اندازه سلول‏های ناحیه گردن و قاعده می‏تواند کوچک یا بلند باشد (شکل‏ 1.1). بیشترین تعداد (6)، این نوع کرک در  گونه N. saccharata و کمترین آن‏ها ( 67/1) در گونه N. fissaوجود داشتند.

کرک‏های سردار

کرک‏های سردار، دارای یک سلول قاعده‏ای، یک تا چند سلول بلند یا کوتاه ساقه ای، راس تک سلولی  یا دو سلول به اشکال متفاوت می‏باشند که بر اساس تعداد و طول سلول‏های ساقه، شکل و تعداد سلول‏های غده‏ای راس به‏دو گروه اصلی تقسیم شدند

کرک‏های سر دار پایه کوتاه

 کرک‏های سردار کوتاه دارای یک سلول قاعده‏ای، یک سلول ساقه کوتاه با دیواره ضخیم و راس تک یا دو سلول تخم مرغی یا دایره‏ای شکل می‏باشند. تعداد این کرک در بین گونه‏های مورد مطالعه متفاوت بوده به‏صورتی که کمترین تعداد آن (4) در گونه N. saccharata و بیشترین تعداد آن، 33، در گونه N. meyeri ثبت شد. کرک سردار پایه کوتاه فراوان‏ترین نوع کرک غده‏ای در همه گونه‏های مورد مطالعه  بودند به‏جزی گونه N. saccharata  که نوع سردار پایه بلند کرک غده‏ای غالب بود (شکل1.2).

 

 

شکل 1: میکروگراف الکترونی از کرک‏های موجود در سطح برگ گونه‏های مطالعه شده.1) کرک صفحه ای،2) کرک سردار پایه کوتاه، 3) کرک غده‏ای بدون پایه تک سلولی، 4) کرک ساده دو سلولی، 5) کرک ساده 3 و 4 سلولی، 6) کرک پنج سلولی. 

 

 

 

 

 

شکل 2: تصویر میکروسکوپ نوری از کرک‏های موجود در سطح برگ گونه‏های مطالعه شده.1) کرک سردار پایه کوتاه، 2) کرک ساده تک سلولی، 3) کرک ساده دو سلولی، 4) کرک ساده 3 و 4 سلولی.

 

 

 

کرک‏های سر دار پایه بلند

 این تیپ از کرک‏ها دارای یک سلول قاعده‏ای، ساقه ای بلند متشکل از دو یا سه سلول با طول متغیر و ناحیه گردن با تک تا دو سلول و راس تک سلولی دایره‏ای شکل می‏باشند. این نوع از کرک در گونه N. saccharata  در بیشترین تعداد (67/22) مشاهده شد ولی در تعداد دیگری از گونه‏ها مانند N. fissa و N. meyeriو N. wettsteinii وجود نداشت( شکل 2.1).

کرک‏های غده‏ای بدون پایه

کرک‏های غده‏ای بدون پایه بر سطح خارجی اپیدرم چسبیده اند و فاقد هر گونه سلول پایه‏ای یا قاعده‏ای می‏باشند و به شکل‏های کروی یا بیضی مشاهده می‏شوند. این نوع از کرک‏ها به‏دو شکل تک سلولی و دو سلولی یافت شدند که تعداد آن‏ها در بین گونه‏های مطالعه شده متفاوت بود. بیشترین تعداد کرک غده‏ای بدون پایه تک سلولی در گونه‏های N. saccharata و N. wettsteinii مشاهده شد در حالی‏که کمترین تعداد آن در گونه‏های N. heliotropifolia و N. meyeriوجود داشتند ( شکل 1.3‏). کمترین تعداد کرک‏های غده‏ای دو سلولی در گونه‏های N. heliotropifolia و  N. meyeri یافت شد و بیشترین تعداد آن متعلق به گونه N. fissa بود.

کرک‏های غیر غده‏ای (ساده)

کرک‏های غیر غده‏ای فاقد هر گونه ساختار ترشحی می‏باشند و به شکل‏های تک سلولی یا چند سلولی، ساده یا منشعب مشاهده می‏شود. چند تیپ از کرک‏های غیر غده‏ای مشاهده شدند که در دو گروه اصلی کرک‏های غیر غده‏ای بدون انشعاب  و کرک‏های غیر غده‏ای منشعب وجود داشتند.

کرک‏های غیر غده‏ای بدون انشعاب

 این نوع کرک فاقد هر گونه انشعاب بوده و دارای تعداد متفاوتی سلول می‏باشد که به‏صورت خطی در طول یکدیگر قرار داشته و به‏صورت صاف یا پیچ خورده هستند. این نوع کرک بر حسب تعداد سلولی به  انواع، تک، دو، سه، چهار، پنج، شش و هفت سلولی تقسیم می‏شوند. انواع یک( شکل 2.2) تا چهار سلولی (شکل های 1.5 و 2.4  )در همه گونه‏ها وجود داشته، و فراوان ترین نوع آنها در همه گونه‏های مورد مطالعه نوع سه سلولی بود( شکل  های 1.5و 2.4 ). به استثنای گونه N. wettsteinii ،که نوع دو سلولی غالب است(شکل های 1.4 و 2.3). کرک پنج سلولی نسبت به انواع 1 تا چهار سلولی فراوانی کمتری داشته ولی به تعداد زیاد در N. haussknechtii مشاهده شد (شکل 1.6).کرک هفت سلولی حضور بسیار محدودی داشته و در بین گونه‏های تحت بررسی تنها در N. haussknechtiiیافت شد.

کرک‏های غیر غده‏ای منشعب

این کرک‏ها در گونه‏های مورد مطالعه دو شاخه ای بوده و دارای دو بازوی برابر می باشند. این نوع کرک در بین گونه‏های مورد بررسی، فقط در  N. haussknechtiiدیده شد.

 

بحث

نتایج بررسی نشان داد که سطح خارجی اندام های هوایی گونه‏های مورد مطالعه از انواع مختلفی از کرک‏های ترشحی و غیر ترشحی پوشیده شده است. هر یک از کرک‏های مشاهده شده دارای نقش خاصی در گیاه می‏باشند. در میان انواع متفاوت کرک‏های غده‏ای موجود، انواع صفحه‏ای و سردار دارای اهمیت بسیار زیادی می‏باشند به‏دلیل اینکه بسیاری از متابولیت‏های گیاهان در این ساختار‏ها نگه‏داری می‏شوند (15، 16 و 17).

کرک‏های غده‏ای در دفاع شیمیایی گیاه در مقابل حشرات گیاه‏خوار، باکتری‏ها و قارچ‏های بیماریزا نقش ایفا می‏کنند. همچنین  این کرک‏ها در جذب گرده افشان‏ها و ترشح نمک  نیز دخالت دارند ( 5 و 18).

بر اساس نظریات Evert (19) کرک‏های صفحه ای دارای یک سلول قاعده‏ای، یک سلول پایه کوتاه و راس بزرگ متشکل از 4 تا 18 سلول می‏باشند. در گونه‏های مطالعه شده از جنس Nepeta کرک‏های صفحه ای دارای چهار سلول راسی با سلول قاعده ای کوتاه می‏باشند.  مطالعات پیشین نشان داده که وجود کرک‏های صفحه‏ای دارای چهار سلول راسی ترشحی در این جنس بسیار رایج است (20). برای مثال، اندام‏های هوایی گیاه N. congesta var. congesta دارای پوشش متشکل از کرک‏های صفحه‏ای بوده که دارای یک سلول قاعده‏ای نهفته در بافت اپیدرم، یک سلول ساقه ای و یک راس ترشحی چهار سلولی می باشند (21).

کرک‏های صفحه ای با چهار سلول راسی منحصر به جنس Nepeta نبوده بلکه در سایر جنس‏ها و گونه‏های این خانواده مشاهده می‏شود. به‏عنوان مثال در گونه‏های این خانواده نظیر  Ocimum basilicum و Ocimum obovatum  کرک‏های صفحه ای با 4 سلول ترشحی در راس مشاهده شده است ( 22 و 23).

البته گونه‏هایی نیر در این خانواده وجود دارند که دارای تعداد بیشتری سلول ترشحی در راس کرک‏ها صفحه ای  هستند. در  گونه‏هایی مانند  Leontis leonurus، Salvia aurea, Mentha piperita,   هشت سلول و در تاکسون‏هایی نظیر Origanum vulgare   و Thymus quinquecostatus   دوازده سلول ترشحی وجود دارد  (16، 24، 25، 26 و 27).

کرک‏های سردار دارای یک سلول قاعده‏ای، یک سلول پایه و راسی متشکل از 1 تا 4 سلول بوده و سلول پایه‏ای در آن‏ها از نظر طول دو برابر بقیه است (19). کرک‏های سردار فراوان‏ترین کرک غده‏ای بوده و به‏دو شکل پایه کوتاه و بلند مشاهده می‏شوند. گرچه نوع پایه بلند فراوانی بسیار کمتری از نوع دیگر داشته و در تعدادی از گونه‏های مطالعه شده مشاهده نشدند ولی در N. saccharataکرک غده‏ای غالب بودند.

وجود کرک‏های سردار در سایر گونه‏های این جنس نیز گزارش شده است.   Kaya  و همکاران (21) در گیاه N. congesta var. congesta کرک‏های سردار دارای راسی تک سلولی و پایه ای تک یا دو سلولی یا راسی دو سلولی  همراه با پایه ای دو سلولی مشاهده نمودند.

نه تنها شکل ظاهری کرک‏های صفحه ای و سردار بسیار متفاوت است، بلکه جنس مواد ترشحی این دو نوع کرک نیز متفاوت می‏باشد. بررسی‏ها نشان داده که مهم‏ترین انواع کرک‏ها در تولید و ذخیره سازی اسانس کرک‏های غده‏ای صفحه ای می‏باشند (28). مطالعات پیشین نشان داده که در خانواده نعنا کرک‏های صفحه‏ای بیشترین میزان روغن‏های اسانس را تولید می‏کنند (29). گرچه، کرک‏های سردار مقدار اندکی ترکیبات چربی دوست می‏سازند (27و30). حضور ترکیبات پلی ساکاریدی در راس کرک‏های سر دار در دو گونه از جنس Lavandulaو Thymusبه‏وسیله نشانگر‏های ویژه( رتینیوم رد) به اثبات رسیده است   (30، 31 و 32).

بنابراین با توجه به تفاوت‏های معنی‏دار انواع مختلف کرک سردار بین گونه‏های مورد مطالعه، می‏توان چنین استنتاج نمود که ترکیبات ثانویه موجود در بین گونه‏ها نیز تفاوت‏هایی با یکدیگر دارند. زیرا ارتباط بین نوع کرک با ترکیبات روغن اسانسی در گیاهان به اثبات رسیده است. برای مثال Yarmoohammadi و همکاران (33) ترکیبات اسانس و نوع کرک‏ها را در دو جمعیت از گونه N. heliotropifolia بررسی کردند. نتایج بررسی آن‏ها نشان داد که نوع ترکیبات موجود در روغن اسانسی در گیاهان با نوع کرک‏ها ارتباط مستقیم دارد.

می‏توان از نتایج حاصله چنین پیش بینی کرد که میزان روغن اسانسی که می‏توان از گیاه استخراج نمود در گونه‏های مورد مطالعه تفاوت چشم گیری داشته باشد به‏دلیل اینکه تعداد کرک‏های سردار و صفحه‏ای و همچنین تناسب بین آن‏ها در گونه‏های بررسی شده تفاوت زیادی دارد. گرچه میزان تولید اسانس در گونه صفتی ژنتیکی می‏باشد که بسیار تحت تاثیر محیط قرار می‏گیرد ولی ساختارهای دخیل در نگه‏داری اسانس‏های تولید شده نیز در این مسئله موثر هستند. بررسی‏های انجام شده ثابت نموده که کرک‏های سردار و صفحه‏ای که محل تجمع روغن‏های اسانسی در گیاهان هستند در حفظ اسانس‏های انباشته شده به یک شکل عمل نمی‏کنند. ترکیبات جمع شده در کرک‏های سردار اغلب از طریق سوراخ‏های موجود در کوتیکول سلول‏های راسی به خارج از گیاه ترشح می‏شوند. در صورتی‏که در کرک‏های صفحه‏ای این ترکیبات در فضای ایجاد شده در حد فاصل کوتیکول و دیواره سلول‏های راسی این کرک‏ها تجمع یافته و فقط زمانی که کوتیکول به‏وسیله عوامل فیزیکی سوراخ شود مواد از آن خارج شوند. بنابراین، کرک‏های صفحه‏ای به‏عنوان ذخیرگاه ترکیبات فیتوشیمیایی گیاه عمل می‏کنند (28).

اشکال متفاوتی از کرک‏های ساده در سطوح خارجی برگ گونه‏های مورد مطالعه دیده شدند. در اکثر گونه‏ها کرک‏های غیر غده‏ای از نوع غیر منشعب بوده و به شکل‏های تک تا هفت سلولی بودند ولی کرک‏های 3 سلولی در پنج گونه، شکل غالب بوده و کرک دو سلولی در یک گونه تیپ غالب کرک غده‏ای تلقی شدند. این نتایج تایید کننده مطالعات قبلی در این جنس بود که نشان می‏داد در جنس Nepeta  کرک‏های غیر غده‏ای به‏صورت چند سلولی بوده و در سطح خارجی همه اندام‏های هوایی وجود دارند. این کرک‏ها اغلب 2 یا 3 سلولی بوده و بسیار فراوان‏تر از اشکال تک سلولی می‏باشند (20).

اگرچه کرک‏های ساده نقشی در ذخیره و ترشح اسانس در گیاه ندارند، اما وجود آن‏ها در حفاظت گیاهان در برابر عوامل محیطی و همچنین گیاه خواران بسیار مفید می‏باشد. به‏دلیل اینکه کرک‏های غیر غده‏ای دمای پیکر گیاه را کاهش داده و دامنه تحمل به سرما و یخ زدگی را افزایش می‏دهند و در پراکنش دانه و نگه‏داری تعادل آب در برگ‏ها، انعکاس اشعه خورشید و دفاع در مقابل حشرات گیاه خوار مفید هستند (5).

 

نتیجه‏گیری

یافته‏های حاصل از این بررسی نشان داد که تفاوت بارزی بین نوع و تراکم کرک‏های غده‏ای و غیر غده‏ای در بین گونه‏های مورد مطالعه وجود دارد. با توجه به اینکه این گونه‏ها متعلق به یک گروه تاکسونومیک این جنس می‏باشند ولی دارای اختلاف قابل توجهی در شکل و تراکم کرک‏ها می‏باشند که علاوه بر کاربرد تاکسونومیک در شناسایی گونه‏ها، نشانگر این نکته هستند که شکل کرک‏ها در نوع ترکیبات روغن اسانسی گیاه بسیار موثر می‏باشند زیرا مطالعات پیشین نشان داده که تنوع زیادی در نوع و درصد ترکیبات شیمیایی روغن های اسانسی این گونه‏ها وجود دارد.

  1. Jamzad Z. Flora of Iran, no. 76, Lamiaceae(first ed). Tehran: Research Institute of Forest and Rangelands; 2012.

2. Fahn A. Structure and function of secretory cells. Adv. Bot. Res. 2000; 31: 37–75.

3.Duke SO. Commentary: glandular trichomes – a focal point of chemical and structural interactions. Int. J. Plant Sci. 1994; 155: 617–620.

4. Giuliani C, Pellegrino R, Tirillini B, Bini LM. Micromorphological and chemical characterisation of Stachys recta subsp. serpentini (Fiori) Arrigoniin comparison to Stachys recta L. subsp. recta (Lamiaceae). Flora 2008; 203:376–385.

5.Werker E. Trichome diversity and development. Adv. Bot. Res. 2000; 31: 1–35.

6. Uphof JCT. Plant hairs. Encyclopedia Plant Anat. 1962; 4 (5): 1–206.

7. Navarro T, El Oualidi J. Trichome morphology in Teucrium L. (Labiatae).A taxonomic review. Ann. Jard. Bot. Madrid. 2000; 57(2): 277–297.

8. Werker E, Putievsky E, Ravid U. The essential oils and glandular hairs in different chemotypes of Origanum vulgare L. Ann. Bot. 1985; 55: 793–801.

9. Abu-Asab MS, Cantino PD. Phylogenetic implications of leaf anatomy in subtribe Melittidinae (Labiatae) and related taxa. J. Arnold Arbor. 1987; 68: 1–34.

10. Cantino PD. The phylogenetic significance of stomata and trichomes in the Labiatae and Verbenaceae. J. Arnold Arbor. 1990; 71: 323–370.

11. Alamshahi A, Dabiri M, Sefidkon F. Analysis of the essential oil of Nepeta fissa

 

C.A. Mey from Iran. Flav Fragr J. 2002; 17: 89-90.

12. Sefidkon F, Shaabani A. Essential oil composition of Nepeta meyeri Benth. from Iran. Flavour Fragrance J. 2004; 19(3): 236-238.

13. Rustaiyan A, Ariaee Fard M, Faridchehr A. Further constituents and biological activities of some Nepeta species from Iran. EJPMR, 2017:4(4), 135-138

14. Rechinger KH, Labiatae in Flora Iranica( first ed). Graz, Akademische Druckund Verlagsanstalt, 1982.

15. Choi JS, Kim ES. Structural features of glandular and non – glandulartrichomes in three species of Mentha. Applied Microscopy. 2013; 43 (2): 47–53.

16. Jia P, Liu H, Gao T, Xin H. Glandular trichomes and essential oil of Thymus quinquecostatus. Sci. World J., 2013. doi.org/10.1155/2013/387952.

17. Konarska A. Comparative micromorphology and anatomy of flowers and floral secretory structures in two Viburnum species. Protoplasma. 2017; 254(1): 523–537.

18. Van Dam NM, Hare JD, Elle E. Inheritance and distribution of trichome phenotypes in Datura wrightii. J. Hered. 1999; 91: 220–227.

19. Evert RF. Esau’s Plant Anatomy ( 3rd edn). New Jersey: Wiley-Interscience; 2006.

20. Metcalfe CR, Chalk L. Anatomy of the Dicotyledons, vol. 2( first ed). London: Oxford University Press; 1950.

21. Kaya A, Demirci B, Baser KH. Micromorphology of glandular trichomes of Nepeta congestaFisch. & Mey. var. congesta (Lamiaceae) and chemical analysis of the essential oils. S. Afr. J. Bot. 2007; 73: 29–34

22. Werker E, Putievsky E, Ravid U, Dudai N, Katzir I. Glandular hairs andessential oil in developing leaves of Ocimum basilicum L. (Lamiaceae). Ann. Bot. 1993; 71: 43–50.

23. Naidoo Y, Kasim N, Heneidak S, Nicholas A, Naidoo G. Foliar secretorytrichomes of Ocimum obovatum (Lamiaceae): micromorphological‏ structureand histochemistry. Plant Syst. Evol. 2013; 299 (5): 873–885.

24. Ascensão L, Marques N, Pais MS. Glandular trichomes on vegetative and reproductive organs of Leonotis leonurus (Lamiaceae). Ann. Bot. 1995; 75: 619–626.

25. Turner GW, Gershenzon J, Croteau RB. Development of peltate glandulartrichomes of peppermint. Plant Physiol. 2000; 124 (2): 665–680.

26. Huang SS, Kirchoff BK, Liao JP. The capitate and peltate glandular trichomes in Lavandula pinnata L. (Lamiaceae): histochemistry, ultra structure and secretion. J. Torrey Bot. Soc. 2008; 135: 155–167.

 

27. Shafiee-Hajiabad M, Hardt M, Honermeier B. Comparative investigationabout the trichome morphology of common oregano (Origanum vulgare L. subsp. vulgare) and Greek oregano (Origanum vulgare L. subsp. hirtum).JARMAP. 2014; 1 (2): 50–58.

 

28. Siebert DJ. Localization of Salvinorin A and related compounds in glandular trichomes of the psychoactive sage, Salvia divinorum. Ann Bot. 2004; 93(6): 763-771.

 

29. Werker E. Function of essential oil-secreting glandular hairs in aromatic plants of the Lamiaceae – a review. Flavour Frag. J. 1993; 8(5): 249–255.

 

30. Jia P, Gao T, Xin H. Changes in structure and histochemistry of glandular trichomes of Thymus quinquecostatus Celak. Sci. World J., 2012; doi.org/10.1100/2012/18726.

 

31. Marin M, Budimir S, Janošević D, Marin PD, Duletić-Laušević SO, Ljaljević-Grbić M. Morphology, distribution, and histochemistry of trichomes of Thymus lykae Degen & Jav. (Lamiaceae). Arch. Biol. Sci. 2008; 60(4): 667–672.

 

32. Teixeira G, Correia AI, Vasconcelos T, Feijão D, Madureira AM. 2013.Lavandula stoechas subsp. luisieri and L. pedunculata—phytochemical study, micromorphology and histochemistry. Revista De Ciências Agrárias. 2013; 36 (2):220–228.

 

33. Yarmoohammadi M, Talebi SM, Nohooji MG. Infraspecific variations in essential oil and glandular trichomes in Nepeta heliotropifolia. Biodiversitas. 2017; 18(3): 964-970.