دوره 18، شماره 2 - ( تابستان 1405 )
جلد 18 شماره 2 صفحات 36-24 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hatami A, Motallebi-Azar A, Zare-Nahandi F, Amani M, Najafi V. (2026). The Effect of pH and Different Concentrations of Agar on the Microtuberization Process in In-vitro Culture of Potato (Solanum tuberosum L.) Variety Agria. J Crop Breed. 18(2), 24-36. doi:10.61882/jcb.2026.1619
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1619-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1619-fa.html
حاتمی اسدالله، مطلبی آذر علیرضا، زارع نهندی فریبرز، امانی مینا، نجفی وحیده.(1405). بررسی تأثیر pH و غلظت های مختلف آگار بر فرایند ریزغده زایی در کشت درون شیشه ای سیب زمینی رقم آگریا پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 18 (2) :36-24 10.61882/jcb.2026.1619
1- گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
چکیده: (554 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: در گیاه سیبزمینی )(Solanum tuberosum L.، آلودگیهای ویروسی میتوانند تأثیرات مخربی بر روی عملکرد و کیفیت محصول داشته باشند. این آلودگیها نه تنها باعث کاهش تولید و کیفیت ریزغدهها میشوند، بلکه میتوانند به انتقال ویروسها به سایر گیاهان نیز منجر شوند. از این رو، تولید ریزغدههای عاری از ویروس در شرایط درون شیشهای به عنوان یک راهکار مؤثر برای مقابله با این مشکل شناخته میشود. بهینهسازی شرایط کشت، از جمله تنظیم دما، نور، رطوبت و ترکیب مواد مغذی، میتواند به حداکثر رساندن سرعت و درصد ریزغدهزایی کمک کند. این فرایند به محققان این امکان را میدهد که به تولید نهالهای سالم و با کیفیت بالاتر دست یابند، که در نهایت میتواند به افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای تولید در مزارع سیبزمینی منجر شود. بنابراین، سرمایهگذاری در تحقیقات و توسعه روشهای نوین در تولید ریزغدههای عاری از ویروس از اهمیت ویژهای برخوردار است و میتواند به بهبود امنیت غذایی و پایداری کشاورزی در این حوزه کمک شایانی نماید.
مواد و روش ها: در این پژوهش اثر مقادیر مختلف pH و غلظت های متفاوت آگار و اثرات متقابل آنها بر مراحل ریزغده زایی مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، ریزنمونه جوانه های جانبی سیب زمینی رقم آگریا عاری از ویروس در محیط کشت پایه MS با 80 گرم در لیتر ساکارز و با غلظت های شش، هشت و 10 گرم در لیتر آگار، در pHهای چهار، پنج، شش، هفت، هشت کشت شد و تحت شرایط تاریکی مداوم و در دمای 17 درجه سانتی گراد قرار گرفت. پس از گذشت دو ماه، درصد زنده مانی ریزنمونه ها، درصد تولید ریزغده، اندازه و وزن ریزغده ها و خواب بذر ریزغده های تولیدی اندازهگیری شدند.
یافته ها: تأثیر pH و غلظت آگار بر زندهمانی و ریزغدهزایی در گیاه سیبزمینی بهطور معنیداری مشخص شد. بالاترین میزان زندهمانی ریزنمونهها در pHهای پنج و شش مشاهده گردید، درحالی که pH برابر هشت منجر به کاهش زندهمانی شد. این یافتهها نشاندهنده اهمیت تنظیم pH در مراحل اولیه کشت هستند، زیرا pH بالاتر از شش ممکن است به تغییرات منفی در فرایندهای متابولیکی و در نتیجه کاهش قابلیت زندهمانی ریزنمونهها منجر شود. علاوه بر این، غلظت 10 گرم بر لیتر آگار بهطور معنیداری زندهمانی ریزنمونهها را کاهش داد. این کاهش ممکن است به دلیل تأثیر منفی این غلظت بر رطوبت و ساختار محیط کشت باشد، که درنهایت میتواند به مشکلاتی در جذب آب و مواد مغذی توسط ریزنمونهها منجر شود. درمقابل، شرایط بهینه برای ریزغدهزایی در pH برابر شش و غلظت هشت گرم بر لیتر آگار مشاهده شد، که نشاندهنده این است که تنظیم دقیق این عوامل میتواند به بهبود تولید ریزغدهها کمک کند. اندازه ریزغدههای تولیدی در pHهای شش و هفت و وزن آنها در pH برابر شش بهطور معنیداری بیشتر از سایر تیمارها بود. این نکته حاکی از آن است که pH برابر شش، نه تنها به افزایش تعداد ریزغدهها کمک میکند، بلکه به کیفیت و اندازه آنها نیز بهطور مثبت تأثیر میگذارد. به عبارت دیگر، شرایط بهینه برای تولید ریزغدههای بزرگتر و با کیفیتتر در pH برابر شش قابل مشاهده است که میتواند به افزایش بهرهوری در تولید سیبزمینیهای عاری از ویروس کمک کند. باتوجه به این یافتهها، میتوان نتیجهگیری کرد که در فرایند تولید ریزغدهها در شرایط درون شیشهای، توجه به pH و غلظت آگار ضروری است. بهینهسازی این شرایط میتواند بهعنوان یک استراتژی مؤثر در افزایش موفقیت در تولید ریزغدههای سالم و باکیفیت در گیاه سیبزمینی مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، این تحقیق میتواند مبنای مناسبی برای تحقیقات آینده در زمینه بهینهسازی کشت درون شیشهای و تولید ریزغدههای عاری از آلودگیهای ویروسی باشد و به کشاورزان در دستیابی به محصولات بهتر و سالمتر کمک کند.
نتیجه گیری: این تحقیق به بررسی تأثیر pH و غلظتهای مختلف آگار بر ریزغدهزایی درون شیشهای سیبزمینی رقم آگریا پرداخته است و نتایج به دست آمده نشاندهنده اهمیت این عوامل در فرایند تولید ریزغدههای با کیفیت هستند. باتوجه به یافتهها، pH بهینه برای ریزغدهزایی در شرایط این مطالعه بین پنج تا شش است و هر گونه تغییر در این محدوده، به ویژه افزایش pH به بالاتر از هشت، منجربه کاهش قابل توجه درصد زندهمانی و تولید ریزغدهها میشود. همچنین، غلظت آگار تأثیر معنی داری بر زندهمانی ریزنمونهها دارد، به طوریکه غلظت 10 گرم بر لیتر آگار، به طور معنی داری زندهمانی را کاهش میدهد. براساس نتایج، تیمار شاهد (pH برابر شش و غلظت هشت گرم بر لیتر آگار) بالاترین درصد ریزغدهزایی را نشان داد و این موضوع تأکیدی بر اهمیت بهینهسازی شرایط محیط کشت برای حداکثرکردن تولید ریزغدهها است. علاوه بر این، شرایط محیطی نامناسب و تغییرات زیاد در pH و غلظت آگار میتوانند منجربه افزایش خواب بذر ریزغدهها گردند. علیرغم پایین بودن درصد خواب بذر در ریزغدههای تولید شده در این مطالعه، این صفت به طور معنی داری تحت تأثیر شرایط محیطی قرار داشت و به نظر میرسد که این خواب بذر بیشتر به دلیل اختلالات غذایی و هورمونی ناشی از شرایط غیر بهینه کشت باشد. در نهایت، این تحقیق نشان میدهد که بهینهسازی شرایط کشت بافت، به ویژه pH و غلظت آگار، میتواند به تولید ریزغدههای عاری از ویروس و با کیفیت بالا کمک کند.
مقدمه و هدف: در گیاه سیبزمینی )(Solanum tuberosum L.، آلودگیهای ویروسی میتوانند تأثیرات مخربی بر روی عملکرد و کیفیت محصول داشته باشند. این آلودگیها نه تنها باعث کاهش تولید و کیفیت ریزغدهها میشوند، بلکه میتوانند به انتقال ویروسها به سایر گیاهان نیز منجر شوند. از این رو، تولید ریزغدههای عاری از ویروس در شرایط درون شیشهای به عنوان یک راهکار مؤثر برای مقابله با این مشکل شناخته میشود. بهینهسازی شرایط کشت، از جمله تنظیم دما، نور، رطوبت و ترکیب مواد مغذی، میتواند به حداکثر رساندن سرعت و درصد ریزغدهزایی کمک کند. این فرایند به محققان این امکان را میدهد که به تولید نهالهای سالم و با کیفیت بالاتر دست یابند، که در نهایت میتواند به افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای تولید در مزارع سیبزمینی منجر شود. بنابراین، سرمایهگذاری در تحقیقات و توسعه روشهای نوین در تولید ریزغدههای عاری از ویروس از اهمیت ویژهای برخوردار است و میتواند به بهبود امنیت غذایی و پایداری کشاورزی در این حوزه کمک شایانی نماید.
مواد و روش ها: در این پژوهش اثر مقادیر مختلف pH و غلظت های متفاوت آگار و اثرات متقابل آنها بر مراحل ریزغده زایی مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور، ریزنمونه جوانه های جانبی سیب زمینی رقم آگریا عاری از ویروس در محیط کشت پایه MS با 80 گرم در لیتر ساکارز و با غلظت های شش، هشت و 10 گرم در لیتر آگار، در pHهای چهار، پنج، شش، هفت، هشت کشت شد و تحت شرایط تاریکی مداوم و در دمای 17 درجه سانتی گراد قرار گرفت. پس از گذشت دو ماه، درصد زنده مانی ریزنمونه ها، درصد تولید ریزغده، اندازه و وزن ریزغده ها و خواب بذر ریزغده های تولیدی اندازهگیری شدند.
یافته ها: تأثیر pH و غلظت آگار بر زندهمانی و ریزغدهزایی در گیاه سیبزمینی بهطور معنیداری مشخص شد. بالاترین میزان زندهمانی ریزنمونهها در pHهای پنج و شش مشاهده گردید، درحالی که pH برابر هشت منجر به کاهش زندهمانی شد. این یافتهها نشاندهنده اهمیت تنظیم pH در مراحل اولیه کشت هستند، زیرا pH بالاتر از شش ممکن است به تغییرات منفی در فرایندهای متابولیکی و در نتیجه کاهش قابلیت زندهمانی ریزنمونهها منجر شود. علاوه بر این، غلظت 10 گرم بر لیتر آگار بهطور معنیداری زندهمانی ریزنمونهها را کاهش داد. این کاهش ممکن است به دلیل تأثیر منفی این غلظت بر رطوبت و ساختار محیط کشت باشد، که درنهایت میتواند به مشکلاتی در جذب آب و مواد مغذی توسط ریزنمونهها منجر شود. درمقابل، شرایط بهینه برای ریزغدهزایی در pH برابر شش و غلظت هشت گرم بر لیتر آگار مشاهده شد، که نشاندهنده این است که تنظیم دقیق این عوامل میتواند به بهبود تولید ریزغدهها کمک کند. اندازه ریزغدههای تولیدی در pHهای شش و هفت و وزن آنها در pH برابر شش بهطور معنیداری بیشتر از سایر تیمارها بود. این نکته حاکی از آن است که pH برابر شش، نه تنها به افزایش تعداد ریزغدهها کمک میکند، بلکه به کیفیت و اندازه آنها نیز بهطور مثبت تأثیر میگذارد. به عبارت دیگر، شرایط بهینه برای تولید ریزغدههای بزرگتر و با کیفیتتر در pH برابر شش قابل مشاهده است که میتواند به افزایش بهرهوری در تولید سیبزمینیهای عاری از ویروس کمک کند. باتوجه به این یافتهها، میتوان نتیجهگیری کرد که در فرایند تولید ریزغدهها در شرایط درون شیشهای، توجه به pH و غلظت آگار ضروری است. بهینهسازی این شرایط میتواند بهعنوان یک استراتژی مؤثر در افزایش موفقیت در تولید ریزغدههای سالم و باکیفیت در گیاه سیبزمینی مورد استفاده قرار گیرد. در نهایت، این تحقیق میتواند مبنای مناسبی برای تحقیقات آینده در زمینه بهینهسازی کشت درون شیشهای و تولید ریزغدههای عاری از آلودگیهای ویروسی باشد و به کشاورزان در دستیابی به محصولات بهتر و سالمتر کمک کند.
نتیجه گیری: این تحقیق به بررسی تأثیر pH و غلظتهای مختلف آگار بر ریزغدهزایی درون شیشهای سیبزمینی رقم آگریا پرداخته است و نتایج به دست آمده نشاندهنده اهمیت این عوامل در فرایند تولید ریزغدههای با کیفیت هستند. باتوجه به یافتهها، pH بهینه برای ریزغدهزایی در شرایط این مطالعه بین پنج تا شش است و هر گونه تغییر در این محدوده، به ویژه افزایش pH به بالاتر از هشت، منجربه کاهش قابل توجه درصد زندهمانی و تولید ریزغدهها میشود. همچنین، غلظت آگار تأثیر معنی داری بر زندهمانی ریزنمونهها دارد، به طوریکه غلظت 10 گرم بر لیتر آگار، به طور معنی داری زندهمانی را کاهش میدهد. براساس نتایج، تیمار شاهد (pH برابر شش و غلظت هشت گرم بر لیتر آگار) بالاترین درصد ریزغدهزایی را نشان داد و این موضوع تأکیدی بر اهمیت بهینهسازی شرایط محیط کشت برای حداکثرکردن تولید ریزغدهها است. علاوه بر این، شرایط محیطی نامناسب و تغییرات زیاد در pH و غلظت آگار میتوانند منجربه افزایش خواب بذر ریزغدهها گردند. علیرغم پایین بودن درصد خواب بذر در ریزغدههای تولید شده در این مطالعه، این صفت به طور معنی داری تحت تأثیر شرایط محیطی قرار داشت و به نظر میرسد که این خواب بذر بیشتر به دلیل اختلالات غذایی و هورمونی ناشی از شرایط غیر بهینه کشت باشد. در نهایت، این تحقیق نشان میدهد که بهینهسازی شرایط کشت بافت، به ویژه pH و غلظت آگار، میتواند به تولید ریزغدههای عاری از ویروس و با کیفیت بالا کمک کند.
فهرست منابع
1. Araujo, M. D. C. D. R., Chagas, E. A., Garcia, M. I. R., Pinto, S. T. S., Chagas, P. C., Vendrame, W., Mota Filho, A. B., & de Souza, O. M. (2016). Micropropagation of caçari under different nutritive culture media, antioxidants, and levels of agar and pH. African Journal of Biotechnology, 15(33), 1771-1780. [DOI:10.5897/AJB2016.15417]
2. Astarini, I. A., Febryanti, N. L. P. K., & Miller Jr, J. C. (2021). Influence of media composition and genotype on potato (Solanum tuberosum L.) microtuberization. Jurnal Hortikultura Indonesia (JHI), 12(1), 51-58. [DOI:10.29244/jhi.12.1.51-58]
3. Bolandi, A. R., Hamidi, H., & Ghavidel, R. A. (2011). The effects of size and microtuber dormancy on production of potato minitubers. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Sciences, 10(2), 69-173.
4. Borna, R. S., Hoque, M., & Sarker, R. (2019). In vitro microtuber induction and regeneration of plantlets from microtuber discs of cultivated potato (Solanum tuberosum L.). Plant Tissue Culture and Biotechnology, 29(1), 63-72. [DOI:10.3329/ptcb.v29i1.41979]
5. Dalleh, M., Borjac, J., Younes, G., Choueiri, E., Chehade, A., & Elbitar, A. (2023). In vitro propagation and microtuberization of potato (Solanum tuberosum L.) Spunta variety in Lebanon. Advances in Horticultural Science, 37(3), 243-253. [DOI:10.36253/ahsc-13895]
6. de Matos, C. K., Pereira, C. E. L., Balena, L., & Kawakami, J. (2020). Effect of agar concentration in culture medium on in vitro development of potato plants. Research, Society and Development, 9(7), e542974571-e542974571. [DOI:10.33448/rsd-v9i7.4571]
7. Dobránszki, J., Magyar-Tábori, K., & Hudák, I. (2008). In vitro tuberization in hormone-free systems on solidified medium and dormancy of potato microtubers. Fruit, Vegetable and Cereal Science and Biotechnology, 2(1), 82-94.
8. El-Sawy, A., Matter, M., & Girgis, N. D. (2015). Effect of Gelling Agent on in vitro tuberization of potato. Am Eur J Agric Environ Sci, 15(10), 1934-1939.
9. Golestan Province, I. (2011). Effects of Nitrogen and Potasium on in vitro Microtuberization of Potato (Solanum tuberosum L. var Agria). Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(12), 443-448.
10. Kaur, A., & Kumar, A. (2020). The effect of gelling agent, medium pH and silver nitrate on adventitious shoot regeneration in Solanum tuberosum. bioRxiv, 2020.2001. 2003.894063. [DOI:10.1101/2020.01.03.894063]
11. Khakpour, S., Motallebi-Azar, A., Hosseini, B., Alizadeh-Salte, S., & Hasani, A. (2015). Optimization of micropropagation by different concentration of vitamins and sucrose in St. John's Wort (Hypericum perforatum). Plant Breeding and Seed Science, 71(1), 67. [DOI:10.1515/plass-2015-0023]
12. Khalil, M. M., Abd El Aal, A. M. H., & Samy, M. M. (2017). Studies on microtuberization of five potato genotypes. Egyptian Journal of Horticulture, 44(1), 91-97. [DOI:10.21608/ejoh.2017.1176.1011]
13. Mishra, S. (2011). Effect of temperature, photoperiod and ph on in vitro shoot multiplication of sugarcane. Vegetos, 24(1), 50-53.
14. Mohamed, A. E.-S., & Girgis, N. D. (2023). Factors affecting in vitro tuberization of potato. Bulletin of the National Research Centre, 47(1), 80. [DOI:10.1186/s42269-023-01056-3]
15. Mohapatra, P. P., & Batra, V. (2017). Tissue culture of potato (Solanum tuberosum L.): A review. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(4), 489-495. [DOI:10.20546/ijcmas.2017.604.058]
16. Mohapatra, P. P., Batra, V., Kajla, S., & Poonia, A. K. (2018). In vitro multiplication and microtuberization of Solanum tuberosum using different Growth Regulators. Vegetos-An International Journal of Plant Research, 31(2), 114-122. [DOI:10.5958/2229-4473.2018.00062.9]
17. Munthali, C., Kinoshita, R., Onishi, K., Rakotondrafara, A., Mikami, K., Koike, M., Tani, M., Palta, J., & Aiuchi, D. (2022). A model nutrition control system in potato tissue culture and its influence on plant elemental composition. Plants, 11(20), 2718. [DOI:10.3390/plants11202718]
18. Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3). [DOI:10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x]
19. Ovono, P. O., Kevers, C., & Dommes, J. (2010). Effects of storage conditions on sprouting of microtubers of yam (Dioscorea cayenensis-D. rotundata complex). Comptes Rendus. Biologies, 333(1), 28-34. [DOI:10.1016/j.crvi.2009.11.001]
20. Ramadhani, W. (2025). Media creation in tissue culture. Journal of Innovation and Scientific Collaboration, 1(1), 31-36.
21. Sharma, M. K., Chaudhary, R., Kureel, R., & Sengar, R. (2018). Effects of culture media pH on In Vitro shoot multiplication in sugarcane. International Journal of Chemical Studies, 6(2), 1308-1310.
22. Shi, X., Yang, L., Yan, G., & Du, G. (2017). Medium pH between 5.5 and 7.5 has minimal effects on tissue culture of apple. Hort Science, 52(3), 475-478. [DOI:10.21273/HORTSCI11443-16]
23. Sorgato, J. C., Soares, J. S., Damiani, C. R., & Ribeiro, L. M. (2020). Effects of light, agar, activated charcoal, and culture medium on the germination and early development of' Dendrobium'seedlings. Australian Journal of Crop Science, 14(4), 557-564. [DOI:10.21475/ajcs.20.14.04.p1528]
24. Uranbey, S., Parmaksız, İ., Sancak, C., Çöçü, S., & Özcan, S. (2004). Temperature and gelling agent effects on in vitro microtuberization of potato (Solanum tuberosum L.). Biotechnology & Biotechnological Equipment, 18(2), 89-94. [DOI:10.1080/13102818.2004.10817092]
25. Yang, E., Fan, L., Yan, J., Jiang, Y., Doucette, C., Fillmore, S., & Walker, B. (2018). Influence of culture media, pH and temperature on growth and bacteriocin production of bacteriocinogenic lactic acid bacteria. AMB express, 8, 1-14. [DOI:10.1186/s13568-018-0536-0]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
