تاثیر ترکیب هورمونی بر پرآوری درون شیشه ای گیاه زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول: دانشیار، گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

3 استاد، گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

4 کارشناس آموزشی، دانشکده کشاورزی گروه بیوتکنولوژی و به نژادی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

هدف: گیاه زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe) یکی از گیاهان خانواده Zingiberaceae بوده و از مهم‌ترین ادویه‌‌های‌‌جهان است که ریزومی تند و معطر تولید می‌کند و خواص درمانی زیادی دارد. این گیاه توانایی تولید بذر را به‌دلیل عقیمی شدید ندارد. تکثیر گیاه از طریق ریزوم، هزینه‌های کشت و احتمال حمله عوامل بیماریزا را بالا می‌برد. بنابراین استفاده از روش‌های تکثیر کشت بافت می‌تواند کمک موثری در جهت افزایش نرخ تکثیر و کنترل آلودگی داشته باشد. برای حصول نتیجه بهتر برای کشت‌بافت، ریزنمونه باید از منابع مادری سالم، تازه و قوی حاصل شود. به دلیل آن که در کالوس و جنین‌زایی سوماتیکی امکان ایجاد موتاسیون وجود دارد معمولا برای تکثیر از این روش‌ها استفاده نمی‌شود و بهتر است از ریز‌نمونه‌های نوک‌شاخه و یا جوانه‌ریزوم که امکان حفظ خصوصیات ژنتیکی را دارند استفاده شود.
مواد و روش‌ها: جهت تکثیر مستقیم، از ریزنمونه ساقه‌ی برش خورده گیاه‌بالغ زنجبیل، برگ‌ها، طوقه و قطعات برش خورده جوانه ریزوم زنجبیل در محیط کشت پایه‌ی MS با 9 نوع ترکیب هورمونی مختلف استفاده شد که در آن‌ها از هورمون‌های BAP و NAA به تنهایی و یا در ترکیب با هم در غلظت‌های‌مختلف به‌منظور شاخه زایی استفاده گردید. ریز‌نمونه ها پس از شاخه‌زایی به محیط کشت MS حاوی یک میلی‌گرم‌ بر ‌لیتر‌NAA و IBA ‌جهت‌ریشه‌زایی‌منتقل شدند. گیاهچه‌های بدست آمده در گلدان کاشته شده و به تدریج با محیط بیرونی سازگار شدند.
نتایج: بهترین ریز نمونه برای تکثیر سریع و آسان زنجبیل جوانه سالم ریزوم این گیاه بود. بهترین تیمار برای شاخه‌زایی، 2‌میلی‌گرم‌ بر‌ لیتر از هورمون BAP و یک میلی‌گرم بر لیتر از هورمون NAA در محیط‌کشت MS بود که 7‌شاخه در ریزوم جوانه تولید نمود. بهترین تیمار برای ریشه‌زایی، در محیط‌کشت MS حاوی یک میلی‌گرم بر لیتر از هورمون NAA بود که 7‌عدد ریشه را در شاخه تولید نمود. در ادامه، گیاهچه‌های کشت‌بافتی در گلدان حاوی خاک باغچه و کوکوپیت به نسبت 1:1 با موفقیت با محیط گلخانه سازگاری یافتند.
نتیجه گیری: نتایج پژوهش حاضر نشان داد، ریزازدیادی گیاه زنجبیل تحت تاثیر نوع تنظیم‌کننده‌های رشد و غلظت آن‌ها در محیط‌کشت MS قرار می‌گیرد و ریزنمونه جوانه ریزوم برای تکثیر مستقیم دارای نتایج مطلوبی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of hormonal combinations on in vitro propagation of Ginger (Zingiber officinale Roscoe)

نویسندگان [English]

  • Nasrin Moshtaghi 1
  • Mohammad Norozi 2
  • Hassan Marashi 3
  • Fereshte Moshiri 4
1 Corresponding author. Associate Professor, Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 MSc student, Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
3 Professor, Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad
4 Educational Expert, Department of Biotechnology and Plant Breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad
چکیده [English]

Background and objective
Ginger (Zingiber officinale Roscoe) belongs to the Zingiberaceae family and it is one of the most important spices in the world which produces spicy and fragrant flavors and it has many healing properties. This plant does not have the ability to produce seeds due to sterility. The growth of the plant through the rhizome causes the cost of cultivation and the probability of pathogen attack. Therefore, propagation using in vitro tissue culture be effective method for increasing the rate of proliferation and infection control. For obtaining the better results in tissue culture, explants should be prepared from healthy, fresh and strong maternal sources. Somatic embryogenesis usually not used for propagation due to mutation, so it is better to use the rhizome buds as explant to preserve genetic characteristics.
Material and Methods
For micropropagation, explants including shoot, leaf, collar and buds of ginger in were used and cultured on MS basal medium supplemented with 9 different hormonal combinations (BAP alone or in combination with NAA) for shoot induction. Shoots were transferred to MS medium containing 1 mg/l NAA or IBA for rooting. Plantlets were transferred to pots and gradually adapted to the greenhouse condition.
Results
The best explant for fast and easy multiplication of ginger was the healthy rhizome. MS culture medium supplemented with 2 mg/l BAP and 1 mg/l NAA produced 7 shoots in each rhizome bud. The best treatment for rooting was MS medium containing 1 mg/l NAA which produced 7 roots per shoot. Then, the plantlets were successfully adopted in pots containing garden soil and cocopeat at greenhouse condition.
Conclusion
The results of this study showed that micropropagation of ginger plant is affected by the type of growth regulators and their concentration in MS medium and the rhizome buds were the best explants for direct in vitro propagation of ginger.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Auxin
  • Bud
  • Rhizome
  • Tissue culture

مراجع

بیگلری فراش راضیه،  نیک فکر روح الله (1400) ریزازدیادی و تکثیر درون شیشه ای گیاه زنجبیل (Zingiber officinale Rosc). اولین همایش ملی پژوهش های جامعه محور در کشاورزی، منابع طبیعی و محیط زیست، همدان، ایران.
References
Abbas MS, Taha HS, Aly UI, et al. (2011) In vitro propagation of ginger (Zingiber officinale Roscoe). J Genet Eng Biotechnol 9(2), 165-172.
Alqadasi AS, Al-madhagi I, Al-kershy, et al. (2022) Effect of Cytokinin Type and pH Level on Regeneration of Ginger in vitro. J Hortic Sci 9(3), 265-274.
Arimura C, Finger F, Casali V (2000) Effect of ANA and BAP on ginger (Zingiber officinale Roscoe) sprouting in solid and liquid medium. Rev Bras de Plantas Medicinais 2(2), 23-26.
Balachandran S, Bhat S, Chandel K (1990) In vitro clonal multiplication of turmeric (Curcuma spp.) and ginger (Zingiber officinale Rosc.). Plant Cell Rep 8, 521-524.
Babu K, Ravindran P, Peter K (1997) Protocols for micropropagation in spices and aromatic crops. (p. 35). (IISR).
Bhagyalakshmi B, Singh NS (1988) Meristem culture and micropropagation of a variety of ginger (Zingiber officinale Rosc.) with a high yield of oleoresin. J Hortic Sci 63(2), 321-327.
Biglari Farash R, Nikfekr R (2021) Micropropagation and in vitro propagation of ginger plant (Zingiber officinale Rosc.). The first national conference of community-oriented researches in agriculture, natural resources and environment, Hamedan, Iran (In Persian).
Cher CZ, Pavallekoodi G, Sreeramanan S (2016) Micropropagation of ginger (Zingiber officinale var. rubrum) using buds from microshoots. Pak J Bot 48(3), 1153-1158.
Kavyashree R (2009) An efficient in vitro protocol for clonal multiplication of Ginger–var. Varada. Indian J Agric Sci 8, 328-331.
Kambaska K, Santilata S (2009) Effect of plant growth regulator on micropropagation of ginger (Zingiber officinale Rosc.) cv-Suprava and Suruchi. J Agric 5(2), 271-280.
Li C, Li J, Jiang F, et al. (2021) Vasculoprotective effects of ginger (Zingiber officinale Roscoe) and underlying molecular mechanisms. Food Funct 12(5), 1897-1913.
Malabadi RB (2002) In vitro propagation of spiral ginger [Costus speciosus (Koen.) Sm.]. Indian J Genet Plant Breed 62(03), 277-278.
Nair KP (2019) Turmeric (Curcuma Longa L.) and Ginger (Zingiber Officinale Rosc.)-World's Invaluable Medicinal Spices: The Agronomy and Economy of Turmeric and Ginger. Springer.
Nkere C, Mbanaso E (2010) Optimizing concentrations of growth regulators for in-vitro ginger propagation. J Agrobiol 27(2), 61.
Pandey YR, Sagwansupyakorn C, Sahavacharin O, et al. (1997) In vitro propagation of ginger (Zingiber officinale Roscoe). Agric Nat Resour 31(1), 81-86.
Palai S, Rout G, Samantaray S, et al. (2000) Biochemical changes during in vitro organogenesis in Zingiber officinale Rosc. J Plant Biol 27(2), 153-160.
Ravindran P, Shiva K, Babu KN, et al. (2005) Ginger. Advances in Spices Research: History and Achievements of Spices Research in India Since Independence, Ravindran PN Babu KN Shiva and JA Kallupurackal (Eds.). J Agron Jodhpur India 367-368.
Sukarnih T, Rudiyana Y, Hanifah N, et al. (2021) Micropropagation of red ginger (Zingiber officinale Rosc. Var. Rubrum) using several types of cytokinins. J Phys Conf
Sharma T, Singh B (1997) High-frequency in vitro multiplication of disease-free Zingiber officinale Rosc. Plant Cell Rep 17(1), 68-72.
Zhou J, Guo F, Fu J, et al. (2020) In vitro polyploid induction using colchicine for Zingiber officinale Roscoe cv. ‘Fengtou’ginger. Plant Cell Tissue Organ Cult 142, 87-94.
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی
دوره 16، شماره 2
خرداد 1403
صفحه 91-108

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار