Ecology of Iranian Forests

fa کنترل آلودگی ریزنمونه‌های برگ و دمبرگ افرای قرمز (Acer rubrum L.) در شرایط درون‌شیشه‌ای Contamination Control of Leaf and Petiole Explants of Red Maple (Acer rubrum L.) in Vitro تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: افرای قرمز ایستاده (Acer rubrum) بومی شمال شرق ایالات متحده آمریکا به دلایل مختلفی از جمله زیبایی برگ‌های رنگی، مناسب و پرکاربرد بودن برای استفاده در طراحی فضای سبز شهری، مقاومت در برابر سرما، رطوبت و تحمل خشکی و ویژگی‌های اکولوژیکی و توانایی گسترده برای سازگاری با انواع مختلف خاک، یکی از گونه&lrm; های وارداتی جنس افرا در ایران است. تکثیر این گونه از طریق بذر و قلمه در تولیدات با تعداد بالا دشوار است و به &lrm;دلیل محدودیت ایجاد&lrm;شده از نظر فصل و تعداد قلمه، نتایج مطلوبی در مقیاس بالا به &lrm;همراه ندارد. متاسفانه، موفقیت روش&lrm; های کشت آزمایشگاهی همیشه به &lrm;دلیل آلودگی میکروبی مختل می&lrm; شود، در حالی&lrm; که کشت بدون آلودگی یک پیش‌نیاز برای موفقیت بیوتکنولوژی گیاهی مبتنی &lrm;بر آزمایشگاه است. از این‌رو، ضدعفونی سطحی گامی حیاتی در تهیه ریزنمونه &lrm;های سالم و زنده در کشت بافت است. اکثر آلودگی‌های سطحی را می‌توان با ضدعفونی کردن سطح با یک ماده ضدعفونی کننده مناسب از بین برد. از آن&lrm;جایی که مطالعات صورت&lrm; گرفته در زمینه تهیه ریزنمونه‌های مختلف استریل در جنس افرای قرمز بسیار اندک هستند، این مطالعه با هدف ارائه یک روش ضدعفونی بهینه جهت ریز ازدیادی گونه تجاری افرای قرمز انجام گرفت. مواد و روش&lrm; ها: ابتدا، تیمار&lrm;های مورد آزمایش از طریق مطالعات کتابخانه‌ای و بررسی پیشینه تحقیق انتخاب شدند. سپس، منابع گیاهی مورد نیاز از اندام&lrm; های بذر، برگ‌ و دمبرگ نها‌ل‌های جوان یک تا سه ساله افرا قرمز از استان مازندران، شهرستان شهسوار تهیه شدند و مراحل پژوهش در آزمایشگاه کشت بافت مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی گلستان انجام گرفتند. سپس، محیط کشت‌ها در شش تکرار از هر تیمار تهیه شدند. در مرحله بعد، ریز نمونه‌های مورد نیاز از پایه مادری جدا شدند و پس از حذف ریز نمونه&lrm; های مخدوش یا دارای علائم قارچ&lrm; زدگی، با استفاده از ظرف 500 سی&lrm;سی شستشوی اولیه با استفاده از تیپول و قارچ‌کش بنومیل 0/04 درصد انجام گرفت. سپس، آن ها به زیر هود لامینار انتقال یافتند و ادامه مراحل ضدعفونی در آن&lrm;جا انجام شد. تیمارها به &lrm;صورت جداگانه اعمال و ریزنمونه‌‌ها پس از برش به قطعات یک سانتی&lrm; متری با استفاده از پنس و اسکالپل، درون ظروف شیشه مربایی با حداقل 20 سی&lrm;سی محیط کشت موردنظر کشت شدند. پس از انتقال به قفسه نوری (12 ساعت روشنایی و 12 ساعت تاریکی) در شرایط محیطی بهینه با دمای 25 درجه سانتی&lrm; گراد قرارداده شدند و پس از گذشت هفت روز از کشت، میزان آلودگی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز آماری بر پایه آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه نوع ریزنمونه بود که در آن، دو نوع محیط کشت و 13 تیمار که هر تیمار در شش تکرار و در هر تکرار سه قطعه ریز نمونه کشت شد. در نهایت، داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار‌ SPSS آنالیز شدند. یافته&lrm;ها: منابع تغییرات مورد بررسی در آزمایش در سطح 0/01 درصد با یکدیگر اختلاف آماری داشتند. در مطاله حاضر، آلودگی&lrm;های قارچی به &lrm;روش مورفولوژیکی و با چشم غیرمسلح تشخیص داده شدند که نشان داد عوامل بیماری قارچی از جنس&lrm;های Penicillium sp.، Aspergillus sp.، Cryptococcus sp.،  sp.Mucur، sp. Rhizopus، sp. Fusarium، و sp. Pythium بودند. بر اساس نتایج مقایسات میانگین، میزان رشد و گسترش قارچ در محیط کشت PDA با 83/2 درصد، آلودگی بیشتری نسبت به محیط کشت MS با 76/5 درصد نشان داد. مقایسه میزان آلودگی ریز نمونه&lrm; های به&lrm; کار رفته نشان داد که ریزنمونه دمبرگ با علائم آلودگی (59/6 درصد) آلودگی کمتری نسبت به برگ (8 درصد) و بذر (96/2 درصد) نشان دادند. از بین تمامی تیمارهای اعمال شده، بهترین تیمار جهت رفع آلودگی ریزنمونه&lrm; های افرای قرمز جهت استفاده در ریزازدیادی افرای قرمز در ایران، استان گلستان، (یک قطره تیپول (2 دقیقه) + قارچ&lrm;کش بنومیل (4 گرم بر لیتر) (25 دقیقه) + الکل 75 درصد، (60 ثانیه) + هیپوکلریت سدیم 25 درصد، (15 دقیقه) + کلرید جیوه 0/1 درصد (5 دقیقه) تعیین شد. نتیجه&lrm;گیری: حفظ شرایط ضدعفونی یک پیش &lrm;نیاز قطعی جدید تکثیر موفق گونه&lrm; ها در شرایط آزمایشگاهی است. همچنین، در کشت‌بافت گونه‌های واراداتی و تزئینی مانند افرای قرمز که هدف ﺗﻜﺜﻴﺮ ﺗﺠﺎری ﮔﻴﺎه ﺑﺎﺷﺪ، ﻛﻨﺘـﺮل آﻟﻮدﮔﻲ‌ها و ﺗﻬﻴﻪ رﻳﺰﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳـﺘﺮﻳﻞ به &lrm;دلیل حجم بالای کار، اهمیتی دوچندان می‌یابد زیرا کوچک&lrm; ترین آلودگی در ریز نمونه به&lrm; سرعت در محیط تکثیر می&lrm; شود و خسارت مالی زیادی را به &lrm;همراه می&lrm; آورد که غالباً جبران آن ممکن نیست. در پژوهش حاضر، اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد ﺿﺪﻋﻔﻮﻧﻲ‌ﻛﻨﻨﺪه به&lrm; صورت ترکیبی از (تیپول (2 دقیقه) + قارچکش بنومیل (4 گرم بر لیتر) (25 دقیقه) + الکل 75٪، 60 ثانیه + هیپوکلریت سدیم 25٪ (15 دقیقه) + کلرید جیوه 0/1 درصد (5 دقیقه) تاثیر بیشتری در ﻛﻨﺘﺮل آﻟﻮدﮔﻲ قارچی ریزنمونه&lrm;های افرای قرمز دارد. به &lrm;طور کلی، در پژوهش حاضر کاربرد هر یک از این مواد به&lrm; تنهایی یا ترکیب با یک ماده دیگر اثر چشم&lrm;گیری بر رفع آلودگی محیط کشت افرای قرمز ندارد. استفاده از این مواد ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻢ‌ﺗﺮﻳﻦ روش‌ﻫﺎی ﻛﻨﺘﺮل آﻟﻮدﮔﻲ ﺑﺎﻛﺘﺮﻳﺎﻳﻲ و ﻗﺎرﭼﻲ در ﻛﺸﺖ درون‌شیشه‌ای افرای قرمز اﺳﺖ.</div> <div class="WordSection1" style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: The standing red maple (Acer rubrum) is native to the northeastern United States of America for various reasons, including the beauty of colored leaves, being suitable and widely used for urban green space design, resistance to cold, humidity, and drought tolerance, and ecological characteristics, and a wide ability to be compatible with different types of soil. It is one of the imported species of maple in Iran, which is difficult to reproduce through seeds and cuttings in high production, and has not yielded favorable results at a high scale due to the limitations created in terms of the season and the number of cuttings. Unfortunately, the success of laboratory cultivation methods is always hampered by microbial contamination, while contamination-free cultivation is a prerequisite for the success of laboratory-based plant biotechnology. Therefore, surface disinfection is a vital step in preparing healthy and living explants in tissue culture. Most surface contamination can be removed by disinfecting the surface with a suitable disinfectant. Very few studies have been conducted in the field of preparing different sterile explants in the red maple genus. Therefore, this study aimed to provide an optimal disinfection method for the micropropagation of the commercial species of red maple. Methods: First, treatments were selected through library studies and a literature review. The required plant resources were obtained from seed organs, leaves, and petioles of one to three-year-old young red maple seedlings from Shahsavar City, Mazandaran Province, and the research procedures were carried out in the tissue culture laboratory of the Golestan Agricultural and Natural Resources Research Center. Then, a culture medium was prepared in six replicates of each treatment. In the next step, the required explants were separated from the mother base, and after removing the damaged explants or those with signs of fungal contamination, they were initially washed using a 500 cc container of Teepol and 0.04% benomyl fungicide, and transferred under a laminar air flow to continue the disinfection process. The treatments were applied separately, the explants were cut into 1-cm pieces, and cultivated in jam glass containers using tweezers and scalpels with at least 20 cc of the intended culture medium. Then, samples were transferred to a growth chamber (12 hours light and 12 hours dark) in optimal environmental conditions with a temperature of 25 °C, and their contamination level was examined after 7 days of cultivation. Statistical analysis was based on a factorial experiment as a completely randomized design with three types of explants, two types of culture media, and 13 treatments. Each treatment was cultivated in six replications, and three explants were cultivated in each replication. Finally, the data were analyzed using SPSS software. Results: The sources of changes investigated in the experiment were statistically different from each other at the level of 0.01%. In this study, fungal infections were diagnosed by the morphological method and with the naked eye, showing that the fungal diseases were caused by Penicillium sp., Aspergillus sp., Cryptococcus sp., Mucur sp., Rhizopus sp., Fusarium sp., and Pythium sp. Based on the results of average comparisons, the rate of growth and spread of fungi in the PDA culture medium (83.2%) showed more contamination than in the MS culture medium (76.5%). A comparison of the contamination rate of the explants revealed that the petiole explant </div> <div style="text-align: justify;"><div aria-label="Page Break" class="cke_pagebreak" contenteditable="false" data-cke-display-name="pagebreak" data-cke-pagebreak="1" style="page-break-after:always" title="Page Break"></div>showed signs of contamination (59.6%) less than those of the leaf (8%) and the seed (96.2%). Among all the applied treatments, one drop of Teepol (two minutes) + benomyl fungicide (four g/liter) (25 min) + 75% alcohol (60 sec) + 25% sodium hypochlorite (15 min) + 0.1% mercury chloride (5 min) was determined as the best treatment for the decontamination of red maple explants for use in red maple micropropagation in Golestan Province, Iran. Conclusion: Maintaining disinfection conditions is a new, definite prerequisite for the successful reproduction of species in laboratory conditions. In the cultivation of ornamental species, such as red maple, which is aimed at commercial plant propagation, the control of contamination and preparation of sterile explants are of paramount importance due to the high volume of work, because the smallest contamination in the explant quickly reproduces in the environment and causes high financial damage, which is often not possible to compensate. In the present study, the use of disinfectants as a combination of (Tipol (2 min) + benomyl fungicide (4 g/L) (25 min) + 75% alcohol, 60 sec + sodium hypochlorite 25% (15 min) + 0.1% mercury chloride (5 min) had a greater effect on controlling the fungal infection of red maple seedlings. In the present study, using these substances alone or in combination with another substance does not generally have a significant effect on the decontamination of the red maple cultivation environment. The use of these materials is one of the most important controlling methods for bacterial and fungal contamination in red maple glass culture.  </div> پروتکل ضدعفونی, افرا قرمز, HgCL2, کشت بافت Acer rubrum, Disinfection protocol, HgCL2, Tissue culture 116 129 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-776-1&slc_lang=fa&sid=1 Sheyda Amirian شیدا امیریان sheyda.amirian3230@gmail.com 100319475328460010579 2967-8408-0005-0009 Yes Faculty of Natural Resources, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران Seyed Mohammad Hosseini Nasr سید محمد حسینی نصر mhn1946@gmail.com 100319475328460010580 100319475328460010580 No Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران Hamid Jalilvand حمید جلیلوند hjalilvand2@gmail.com 100319475328460010581 100319475328460010581 No Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران Akram Ahmadi اکرم احمدی Ahmadi.1870@gmail.com 100319475328460010582 100319475328460010582 No Department of Natural Resources Research, Golestan Province Agricultural and Natural Resources Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Gorgan, Iran بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران