بررسی صفات ریزریختی برگ و گرده در جنس افرای (.Acer L) ایران

جنس افرا (.L Acer) از خانواده Aceraceae اغلب درختانی خزان کننده اند که تقریبا پراکنش همه آنها در مناطق معتدله نیم کره شمالی است. این جنس دارای 148 تا 150 گونه سراسر جهان است و در فلورهای مختلف ایران به حضور 8 تا 10 گونه بومی از این جنس اشاره شده است. برخی از گونه های افرا در جنگل های هیرکانی دارای ارزش تجاری فراوانی هستند و ارتفاع این درختان به 40 تا 45 متر می رسد. جنس افرا از مهم ترین عناصر رویشی درختی در اغلب رویشگاه های جنگلی ایران است و جنگل های هیرکانی بیشترین تنوع آرایه های این جنس در ایران را در خود جای داده است. علی رغم مطالعات مولکولی و ریختی بر روی اعضای این جنس در دنیا، بررسی های کاملی در زمینه صفات ریزریختی آن ها صورت نگرفته است. بنابراین، تحقیق حاضر به تشریح ارزش رده بندی صفات ریزریختی اپیدرم برگ و گرده اعضای این جنس در ایران می پردازد.

در این پژوهش 11 آرایه افرای موجود در ایران (9 آرایه بومی و 2 آرایه وارداتی) از رویشگاه های هیرکانی و زاگرس جمع آوری و مورد بررسی قرار گرفت. آرایه‎ های مورد بررسی عبارت بودند از: A. monspessulanum subsp. ibericum, A. monspessulanum subsp. turcomanicum, A. monspessulanum subsp. cinerascens, A. palmatum, A. negundo, A. cappadocicum, A. campesstre, A. mazandaranicum, A. platanoides, A. velutinum, A. hyrcanum نمونه های برگ هریک از پایه ‎ها، از شاخه‎ های رشد کرده در آفتاب تهیه و جهت جلوگیری از کپک زدن به‎ روش نمونه‎ های هرباریومی خشک شدند. نمونه‎ های خشک شده برگ جهت تهیه برش به‎مدت 3 دقیقه در آب جوش قرار گرفتند. سپس با استفاده از تیغ جراحی برش های نازکی از اپیدرم فوقانی و تحتانی وسط برگ و از مجاورت رگبرگ مرکزی تهیه شد. جهت رنگبری و شفاف شدن نمونه‎ ها، به‎مدت 5 دقیقه در محلول آب ژاول قرار داده شدند. پس از شستشوی با آب مقطر در زیر میکروسکوپ نوری عکسبرداری و مطالعه شدند. برای مطالعه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، اپیدرم سطح پشتی و رویی برگ و نمونه‎ های گرده گل‎های هریک از آرایه‎ ها بر روی پایه‎ های آلومینیومی چسبانده شد. سپس با استفاده از دستگاه لایه نشان طلا بر سطح کلیه نمونه‎ های گرده و برگ، ورقه‎ های نازک طلا پاشیده شد و با استفاده از Scanning Electron Microscope فلیپس عکس‎برداری شدند. شدت ولتاژ 20 کیلو ولت و بزرگنمایی تصاویر از 2500 تا 5100 برابر بوده است. نوع گرده، صفات ریخت‎ شناسی گرده ‎ها، موم‎های اپی‎کوتیکولی، کرک‎ها، شکل دیواره سلول‎های اپیدرم، تیپ روزنه، تراکم و شاخص روزنه از میکروفوتوگراف‎های تهیه شده، طبقه ‎ربندی و مطالعه شد.

ریخت‎شناسی موم های اپی‎کوتیکولی در آرایه هایی همچون A. velotinum، A. mazandaranicum، A. hyrcanum، A. platanoides و حتی برخی از زیرگونه های A. monspessulanum کاملا منحصربه فرد بوده است. ساختارمندترین نوع موم های اپی‎کوتیکولی در velotinum A. مشاهده شد. به طوری که اطراف برخی از روزنه ها ساختارهای روزت مانند مدوری را تشکیل می دهند که در هیچ آرایه دیگری قابل مشاهده نبود. سطح تحتانی برگ در platanoides A. نیز به‎طور منحصربه فردی با یک لایه کاملا صاف و یکدست از موم پوشیده شده بود. ساختارهای خاصی از موم بر سطح monspessulanum subsp. cinerasens A. و mazandaranicum A. مشاهده می شود که باعث می‎شود سطح سلول های اپیدرمی آرایه اولی برجسته و در دومی فرورفته به‎نظر برسد. بیشترین شاخص روزنه و تعداد روزنه در واحد سطح مربوط به دو گونه غیربومی یعنی  یعنی palmatumA.  و negundoA.  و کمترین آن مربوط به آرایه های A. mazadaranicum ،A. monspessulanum subsp. turcomanicum ،A. velutinum var velutinum ،A. monspessulanum subsp. cinerascens بود که بسیاری از روزنه‎ ها در زیر لایه‎های موم اپی‎کوتیکولی پوشیده و مدفون می‎شوند و در اطراف سایر روزنه‎ها نیز کرک‎ها و کریستال‎های موم جهت کاهش میزان تبخیر و تعرق حضور می‎یابند. بنابراین می توان اذعان نمود آرایه های بومی نام برده مقاومت به خشکی بالاتری نسبت به سایرین دارند. الگوی دیواره سلول های اپیدرم آرایه ها، در سه نوع مختلف طبقه بندی شد؛ متمایزترین آن ها در A. platanoides دیده شد که دیواره کاملا مواج داشت. دیواره نسبتا مواج فقط در A. negundo دیده شد و در سایر آرایه ها دیواره سلولی صاف و مستقیم مشاهده شد. تیپ سلول های همراه روزنه در همه آرایه ها آنموسیتیک بود درحالی که در A. mazandaranicum تیپ پاراسیتیک کاملا متمایز و غالب بوده است. کرک ها در همه آرایه های واجد کرک، ساده و بدون انشعاب بودند که از نظر اندازه به دو گروه دارای کرک های کوتاه و دارای کرک هایی بلند قابل تفکیک هستند. در هیچ‎یک از صفات ریختی گرده نظیر شکل گرده (Isopolar کشیده یا Prolate تا کروی یا spheroidal)، تزیینات اگزینی (شیاردار یا Striate)، فرم شکاف‎های گرده (Colpi) و حتی تعداد شکاف های گرده (سه شکاف-حفره ای Tricolporate) تمایز اختصاصی منحصر به آرایه خاصی مشاهده نشد.

نتیجه گیری کلی: 

نتایج تحقیق حاضر نشان داد، صفات ریزریختی برگ می تواند به حل مشکلات رده‎بندی جنس افرا کمک کند. اما ریخت‎ شناسی و نوع گرده برای این جنس چنین قابلیتی را ارائه نمی دهد. در کل تمایز صفات اپیدرم میان آرایه های جنس افرای مورد مطالعه نشان داد که سطح زیرین برگ، دارای مشخصه های اپیدرمی مفیدی به‎خصوص از نظر موم‎های اپی‎کوتیکولی است که می تواند نقش مهمی در طبقه بندی، توصیف و تعیین حدود آرایه ها ایفا نموده و به عنوان ابزاری مفید در سیستماتیک گیاهی استفاده شود.