هر سلول مادر گرده با گذراندن میوز I و تشکیل دیاد (شکل 8)،

شکل 8: سلول‌های مادر گرده در میوز، :M1 سلول مادر گرده‌ای که میوزI را گذرانده، :M2 سلول مادر گرده‌ای که میوزII را گذرانده. Epi: اپیدرم، M.L: لایه مکانیکی، T سلول پرستار (در لایه تاپی)، SW: دیواره ویژه (رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

سپس میوز II (شکل‏های 9 و 10) و تشکیل تتراد (شکل 11)

شکل 9:دو سلول مادر گرده که با پیکان مشخص شده‌اند.  A) مرحله تلوفاز میوز I،  B) مرحله آنافازمیوزII (رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

شکل 10: سلول‌های مادر گرده. A) آنافاز میوزII  و B) تلوفاز میوز.IISW: دیواره ویژه و فلش تقسیم هسته را نشان می‌دهد (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

چهار میکروسپور را به‏وجود می‌آورد. در طول میوز اطراف سلول‌های مادر گرده با دیواره ویژه (S.W، شکل 11، A وB ) پوشیده می‌شود. تفکیک تتراد‏ها از نوع هم‏زمان یا Simultaneous است (شکل10و 11، B) و آرایش تترادها از نوع چهار وجهی (تتراهدرال) است ( شکل 11،B ).

شکل 11: A) برش طولی بخشی از بساک نشان دهنده مرحله تتراد (رنگ آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنماییx 200) و B) یکی از تترادهای حاصل از تقسیم میوز سلول مادر گرده. SW: دیواره ویژه (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

هر میکروسپور به‏سرعت مراحل رشد و نموی را می‌گذراند و با تقسیم میتوزی خود، دو هسته (رویشی و زایشی) را به‏وجود می‌آورد (‏شکل12)

شکل12: دانه‌ی گرده با دو هسته. NG: سلول زایشی، NV: سلول رویشی، V واکوئل و Ex: اگزین (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

و به این‏ترتیب دانه‌های گرده دو هسته‌ای و سپس دو سلولی ایجاد می‌شوند (‏شکل 13).

شکل 13: دانه‌ی گرده بالغ دارای سلول رویشی و زایشی. GC: سلول زایشی، VC: سلول رویشی، Ex: اگزین، In: اگزین  V: واکوئل بزرگو Sc: اثر یکی از سه شیار (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

در مراحل پیشرفته‌تر اسپوردرم ضخیمی که شامل اگزین و انتین است اطراف دانه‌های گرده را می‌پوشاند، دانه‌های گرده در این مرحله تقریبا کروی شکل و سه شیاری هستند، هسته زایشی کوچک‌تر و هسته رویشی حجیم‏تر است (شکل‏های 12و13). در مرحله پایانی تکوین، دانه‌های گرده‌ها بیضی شکل هستند (شکل‫های 14و 16). 

سلول‌های لایه پرستار (Tapetum) تا مرحله نهایی تکوین گرده‌ها در جدار بساک باقی می‌مانند (شکل14) و در مواردی برخی دانه‌های گرده با تماس مستقیم با این سلول‌ها، پیام‌ها و مواد مورد نیاز برای رشد و نمو خود را از آنها دریافت می‌کنند، بنابراین سلول‌های لایه پرستار از نوع ترشحی می‌باشند (شکل 15). در تعدادی از تصاویر به‏هم چسبندگی موقت برخی از دانه‌های گرده را که به احتمال از راه ترکیبات چسبنده سطح گرده (تریفین) است نشان می‌دهند (شکل14).

تمایز و تخصص یافتگی بیشتر یاخته‌های لایه‌های دیواره میکروسپورانژ هم‌زمان با میوز رخ می‌دهد. یاخته‌های لایه پرستار (تاپی) که نقش اصلی آن‌ها رساندن مواد مغذی به میکروسپورهای در حال نمو است در مرحله تتراد به حداکثر اندازه می‌رسند. یاخته‌های تاپی در گونه S.striata یک هسته‌ای و هسته‌ها بزرگ و کاملا مشخصند. همچنین یاخته‌های پرستار به‏علت نقش مغذی، بیشترین رنگ پذیری را نسبت به سایر یاخته‌های دیواره بساک دارند (شکل‏های 14، A و 15).

شکل14: A) برش بساک رسیده (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400). و B) ارتباط دانه گرده در حال نمو با لایه پرستار در مرحله دانه گرده بالغ دو سلولی. E: اپیدرم در حال تخریب و تحلیل رفتن، En: لایه مکانیکی و T: لایه پرستار (تاپی) (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

با اتمام میوز، دیواره کالوزی اطراف این یاخته‌ها به‏صورت هم‏زمان شروع به تجزیه سریع می‌کند و سرانجام میکروسپورهای جوان هر تتراد از یکدیگر جدا می‌شوند. رشد محسوس میکروسپورها بلافاصله پس از رهایی آن‌ها از پوشش کالوزی به‏خوبی قابل مشاهده است (شکل12) که همراه با آبگیری و واکوئلی شدن سیتوپلاسم است. نمو میکروسپور با انجام یک تقسیم میتوز دنبال می‌شود؛ بدین‏ترتیب که تقسیم میتوز نامساوی موجب تشکیل دو هسته متفاوت از نظر عمل‏کردی و ریخت شناختی می‌شود که هسته رویشی و زایشی هستند. اطراف هر میکروسپور رها شده از پوشش کالوزی اگزین اولیه تشکیل می‌شود. دیواره پکتوسلولزی دیگری نیز به‏نام انتین، در مجاورت سیتوپلاسم تشکیل می‌شود که در محل شیارها ضخیم‏تر است (شکل 13). با تشکیل ذخایر گرده‌ای و تشکیل دانه‌های گرده دو سلولی، گرده‌های بالغ تشکیل می‌شوند. در گونه  S.striata، دانه‌های گرده بالغ آزاد شده از بساک، بیضی شکل (شکل 16،  AوB  وC ) بوده و سه شیار هستند (شکل 13).

شکل 15: بخشی از بساک مسن، ارتباط موقت دانه‌های گرده بالغ با یکدیگر. E: بقایای اپیدرم، En: لایه مکانیکی، PO: دانه گرده، T: لایه پرستار (تاپی) و پیکان‌های مضاعف محل پیوستگی موقت دانه‌های گرده (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

شکل 16: دانه‌های گرده بالغ. A) بدون رنگ آمیزی (بزرگنمایی x400) ، B) دانه‌های گرده بالغ بیضوی و دو سلولی (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x200) و C) یک دانه گرده بالغ. NG: هسته سلول زایشی، NV) هسته سلول رویشی، Ex: اگزین و In: انتین (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

تکوین مادگی (برچه)

مادگی در گیاه  S.striata از سه بخش مشخص ریخت شناسی و عمل‏کردی شامل: تخمدان، خامه و کلاله تشکیل شده است. مادگی دارای دو برچه پیوسته به‏هم می‌باشد. در برش طولی کلاله‌ ساده  با سلول‌های رنگ پذیر تر و خامه به شکل خمیده مشاهده می‌شود، تخمدان‌ها دو خانه‌ای هستند (شکل 18). در هر خانه تعداد زیادی تخمک‌ با تمکن محوری وجود دارد (شکل17).

شکل17: برش طولی گل S. striata، :Car در مراحل اولیه تمایز برچه‏ها (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

پس از ایجاد پریموردیوم پرچم‌ها‏، سلول‌های توده مریستمی تشکیل دهنده مادگی با تقسیمات میتوزی خود تکثیر می‌شوند و پریموردیوم‏های دو برچه با حالتی پیوسته به هم رشد می‌کنند و محفظه تخمدان که دو خانه‌ای است شکل می‌گیرد، سلول‌های سازنده پریموردیوم تخمکی در هر خانه تخمدان با تراکم سیتوپلاسمی و رنگ‏پذیری شدید خود از سلول‌های محور میانی که جایگاه اتصال تخمک‌ها است قابل تشخیص هستند (شکل‏های17و 18).

شکل 18: برش طولی گل S. striata در مراحل تشکیل تخمک‌ها.:O  تخمک، OW: دیواره تخمدان، Sti: کلاله، Sty: خامه، Sep: کاسبرگ، Pe: گلبرگ،  F: میله پرچم، An: بساک (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

در مرحله پیشرفته‌تر خامه و سپس کلاله تشکیل می‌شود و در هر خانه تخمدان پریموردیوم‏های تخمکی زیادی چسبیده به محور میانی تشکیل می‌شوند و تمکن محوری شکل می‌گیرد (شکل‏های 19و 20و 21)

شکل19: برش عرضی گل S. striata که در آن علاوه بر اندام‌های پوششی، میله پرچم‌ها ، تخمدان دو خانه‌ای و تمکن محوری نیز دیده می‌شود. Sep: کاسبرگ، Pe: گلبرگ F: میله‌های پرچم ، OW: دیواره تخمدان OV: فضای درون یکی از تخمدان‏ها و SG: غده ترشحی(رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

شکل 20: برش بخش از گل S. striata که تکامل تدریجی تخمدان ، تخمک‌های روی آن، خامه و کلاله مشخص است. Br: براکته Sep: کاسبرگ، Pe: گلبرگ،:O  تخمک، F: میله پرچم، An: بساک، Sti: کلاله، Sty: خامه، OW: دیواره تخمدان، Ov: فضای درون تخمدان و O: یکی از تخمک‌ (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

شکل21: A) برش عرضی بخشی از تخمدان  .S. striataدر برخی پریموردیوم‏های تخمکی سلول مادر مگاسپور متمایز شده است (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400) و B) سلول مادر مگاسپور با هسته حجیم و سیتوپلاسم رنگ پذیر (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000). OP: پریموردیوم تخمکی، MMC: سلول مادر مگاسپور و Nu: بافت خورش

در مراحل تکوینی هر تخمک پس از تشکیل پایه و جسم تخمکی به تدریج آثار پوسته‌های تخمکی و بافت خورش مشخص می‌شوند (شکل‌های22 و 23 و 24).

شکل 22: برش عرضی بخشی از تخمدان  .S. striataسلول مادر مگاسپور MMC با هسته حجیم و سیتوپلاسم رنگ پذیر، Nu: سلول‌های بافت خورش و TG: پوسته‌های تخمک (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

شکل 23: برش عرضی از تخمدان  S. striata: سلول مادر مگاسپور دارای هسته حجیم و سیتوپلاسم رنگ‏پذیر با تقسیم میوزی خود دیاد را به‏وجود آورده است. Nu: بافت خورش، D: دیاد و TG: پوسته‌های تخمک (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x400).

یکی از سلول‌های بافت خورش با افزایش حجم، هسته حجیم و سیتوپلاسم به‏شدت رنگ پذیر خود از بقیه سلول‌ها متمایز می‌شود و سلول مادر مگاسپوری (سلول مگاسپوری) را به‏وجود می‌آورد (شکل های B 21 و 22)؛ این سلول با تقسیم میوزی خود ابتدا دیاد (شکل های23 و 24)

شکل 24: برش تخمک  S. striata و تشکیل دیاد.  Nu:  بافت خورش،  D: دیاد و TG: بخشی از پوسته‌ تخمک (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

سپس تتراد را به‏وجود می‌آورد. تتراد در گونه S.striata از نوع خطی است (شکل25).

شکل25: تتراد درS. striata  F.MMC: مگاسپور عمل‏کردی و :NF.MMC غیرعمل‏کردی را نشان می‌دهد (رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

سه سلول خارجی (مگاسپورهای غیر عمل‏کردی‏) از سلول‌های تتراد تحلیل می‌روند و سلول درونی (به سمت شالاز) با تقسیمات و تحولات خود کیسه رویانی را به‏وجود می‌آورد که احتمالا از نوع پولی گونوم است (شکل 26). در کیسه رویانی گونه S.striata می‌توان دو سلول همتا، سلول تخم‌زا، هسته‌های قطبی (در وسط کیسه رویانی) و سه هسته سلول‌های پابنُی را مشاهده کرد (شکل 26). بررسی مراحل پیشرفته‌تر تکوینی تا تشکیل رویان و تحول تخمک به دانه از اهداف پژوهش‌های آینده و در حال انجام است.

شکل26: برش طولی تخمک واژگون و کیسه جنینی درون در S. striata. A.P : 3متقاطرها، S: سلول‌های همتا، Egg  سلول تخم‌زا، CC: هسته‌های سلول مرکزی، Nu: بافت خورش، Ch: شالاز ، M: سُفت، F: پایه تخمک(رنگ‏آمیزی هماتوکسیلین-ائوزین، بزرگنمایی x1000).

بحث

تکامل گل‌های تیره اسکروفولاریاسه در جهت سهولت گرده افشانی توسط عوامل گرده افشان مانند حشرات، نگه‏داری دانه‌های گرده  و کمک به بقای گونه صورت پذیرفته است که منجر به تشکیل انواع جام گل‌های میمونی، تشکیل رنگیزه‏های آنتوسیانین در جام گل، وجود کرک‌های زیاد در میله پرچم‌ها و ساختار های ترشحی در نافه گل گردیده است (14 و 15). 

گونه Scrophularia striata نیز از نظر تکاملی دارای صفات پیشرفته مانند گل‌های متناوب، گلبرگ‌های پیوسته، تخمک واژگون، گل‌های نامنظم، و تعداد کم اجزای گل می‌باشد (16). به‏نظر می‌رسد که زنبور‏های بزرگ، گرده افشان‌های اصلی گل‌های نامنظم باشند (17) همه این تحولات در جهت حفاظت بیشتر از قسمتی است که بقای نسل آینده را به عهده دارد و تکامل برای حفاظت بهتر از رویان درون تخمدان است و با یافته‌های (18 و 19) همسو است.

بررسـی‏های تصاویـر میکـروسکـوپی نشـان داد که هنگام تحـول

مریستم رویشی به مریستم زایشی، ابعاد مریستم و رنگپذیری آن افزایش یافته و مریستم ضمن مراحل تکوین به گل تغییرات ریختی پیدا می‌کند (شکلA2 ) که با پژوهش‌های مجد و همکاران (20) همخوانی دارد.

بر اساس نتایج این پژوهش در گونه S. striataپرچم‌ها ناجور شکل بودند یعنی میله‌های آن‌ها بلند و کوتاه است که در گیاهان دیگر توسط (21 و 22) گزارش شده است. لایه پرستار بساک در مرحله تتراد با سلول‌های تک هسته‌ای مشخص می‌شود که تا آخرین مراحل تتراد میکروسپور باقی می‌ماند و یک ویژگی کمتر معمول است که در عده خاصی از گیاهان نهان دانه مانند لگوم‏ها دیده می‌شود درحالی‏که در نهان‏دانگان دیگر، مثلا در تیره Cabombaceae لایه پرستار حتی در مرحله سلول‌های مادری میکروسپور تحلیل می‌روند و آرایش تتراد چهار وجهی است که در این مورد با نتایج (2 و 23) مطابقت دارد.

نمو دانه‌های گرده نشان داد که میکروسپورزایی از نوع هم‏زمان یا Simultaneous است (شکل10). بنابراین در جریان میوز I تقسیم سیتوپلاسم انجام نمی‌شود و در پایان میوز II، پس از تشکیل سلول چهار هسته‌ای جدار بندی ایجاد می‌شود که با گزارش‌های مجد و همکاران (20) هم سویی دارد. بررسی‌های میکروسکوپی در گونه S.striata  نشان داد که دانه‌های گرده بالغ سه شیاری است و این صفت از خصوصیات دولپه‌ای‌های پیشرفته است که با مطالعات (24 و 25) در مورد مورفولوژی دانه گرده بعضی از جنس‌های تیره Scrophulariaceae  تطابق دارد.

بررسی نتایج نشان داد که در گونه S. striataمادگی متشکل از برچه­های پیوسته به هم با تخمدان دو خانه‌ای که هر خانه دارای 20 تا 30 تخمک واژگون است و خمیدگی برجستگی بافت خورش که در مرحله تتراد مگاسپور مشاهده می‌گردد، منجر به تولید آرایش تخمک واژگون می‌شود. تکوین کیسه رویانی گیاه S. striataاز تیپ پلی­گونوم پیروی می­کند و هسته ثانویه قبل از لقاح تشکیل می‌شود که با نتایج Yadegari و همکاران (2)، Cabi و همکاران (26) همخوانی دارد.

بررسی میکروسکوپی مگاسپوروژنز گونه S. striataنشان داد که تقسیمات میوزی یاخته مگاگامتوسیت منجر به تشکیل تترادی می‌شود که اغلب خطی است، که با گزارشات Huang و همکاران (27) مطابقت دارد. مگاسپور عمل‏کردی، کیسه رویانی هشت هسته‌ای، هفت سلولی را به‏وجود می‌آورد و سپس به کیسه رویانی بالغ تمایز می‌یابد که با پژوهش‌های Rodriguez-Riano و همکاران (28) و Mohsenzadeh و همکاران (29)  و Haig (30) در مورد گیاهان تیره علف هفت بند هم‏خوانی دارد. با توجه به نتایج حاصل از پژوهش‌های ما گونه تشنه‏داری را می‌توان از نظر تکوین کیسه رویانی احتمالا در گروه علف هفت بند در نظر گرفت.

تیپ پلی گونوم که ابتدا در گونه Polygonum divaricatum  شرح داده شد در ۷۰ درصد گونه‌های مطالعه شده وجود دارد و تصور می‌شود که تیپ اجدادی باشد، زمان ترکیب هسته‏های قطبی با توجه به الگوی کیسه رویانی می‏تواند متفاوت باشد (27 و 31). تصاویر میکروسکوپی ما نشان داد که در گونه S.striata  هسته‌های قطبی، قبل از لقاح جدا از هم هستند.

در کیسه رویانی بالغ سه یاخته در مجاورت مجرای سُفت تمایز می‌یابند که شامل یک تخم‌زا و دو یاخته قرینه است. دو هسته آزاد و قطبی در بخش میانی کیسه رویانی قرار دارند و تلفیق آن‌ها قبل از لقاح صورت می‌گیرد و هسته ثانویه را تشکیل می‌دهند که با گزارش‌های Chehregani rad A و همکاران (32) و Xiao و همکاران (33) در مورد برخی از اعضای تیره گل میمونی هم‏سو است.

بر اساس مطالعات مرجع شناختی ما، اگرچه گونه‌هایی از گیاهان تیره گل میمونی از نظر تکوین تخمک و پرچم مورد مطالعه بوده‌اند. ولی گزارش حاضر اولین گزارش در مورد، توصیف مراحل تکوین پرچم و تخمک در گونه Scrophularia striata می‌باشد.

نتیجه‏گیری

گل‌های گیاه S. striata از نظر ساختار ظاهری دارای پنج کاسبرگ سبز رنگ و 5 گلبرگ پیوسته هستند. گلبرگ‌ها تشکیل جام گل میمونی یا کلاه‌خودی را می‌دهند. گل آذین خوشۀ-گرزن با گل‌های پنج پر است. پرچم‌ها 4 عدد که دوتا بلند و دو تا کوتاه (دیدینام) می‌باشند و مادگی دوبرچـه متصل به هـم و تخمدان دو خانه‌ای است. تمکن محوری و تخمدان زبرین دارد. این گیاه دارای تخمک‌های واژگون فراوان واقع بر جفت‌های رشد یافته و حجیم است. خصوصیات خامه ساده و معمولا متصل به راس میله‌ای بلند و کمی خمیده است. میوه کپسول قهوه‌ای رنگ بدون کرک، نوک دار، 2 تا 3 میلی‌متر و معمولا با شکاف طولی، دو نیمه کپسول از هم باز می‌شود. دانه‌ها به تعداد زیاد حدود 20 تا 30 عدد و حاوی آندسپرم و رویان

است. ویژگی‌های تکوین دانه گرده و مادگی گرچه شباهت‌های زیادی با سایر گیاهان تیره اسکروفولاریاسه دارد اما از نظر نوع سلول‌های لایه پرستار(نوع ترشحی)، شکل دانه‌های گرده (بیضوی) و تترادهای مگاسپوری خطی با تعدادی از گیاهان این تیره متفاوت است

تشکر و قدردانی

بدین وسیله از ریاست محترم دانشکده علوم زیستی دانشگاه  آزاد اسلامی واحد تهران شمال و دانشگاه  آزاد اسلامی واحد ایلام که اینجانب را مورد حمایت­های ارزشمند خود قرار داده‌اند، سپاسگزاری می­شود.