بررسی تأثیر نور طبیعی و مصنوعی بر ریز ازدیادی گیاهچه‌های سیب‌زمینی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

2 دانشجوی سابق دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

3 استادیار، مجتمع آموزش‌عالی شیروان، ایران

4 استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

چکیده

تأمین منبع نور مصنوعی برای رشد گیاهچه‌ها در کشت بافت سیب‌زمینی، مستلزم صرف هزینه‌های بالایی است. لذا بررسی‌ با هدف تولید گیاهچه در شرایط نور طبیعی و مقایسۀ ویژگی‌های ریخت‌شناختی آن با گیاهچه‌های رشدیافته در نور فلورسنت با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی با نه تکرار در شرایط درون‌شیشه و چهار تکرار در شرایط گلخانه انجام شد. تیمارها شامل دو رقم آگریا و ساوالان و نور طبیعی و فلورسنت بودند. نتایج نشان‌ داد ، ارتفاع گیاهچۀ رقم ساوالان در هر دو شرایط نوری یکسان و در مقابل رقم آگریا در نور فلورسنت 5/1 سانتی‌متر ارتفاع گیاهچۀ بیشتری نسبت به شرایط رشد نور طبیعی داشت. طول ریشه، قطر ساقه، سطح‌ برگ، شمار گره در بوته، شمار شاخه در بوته و وزن ‌تر گیاهچه در هر دو رقم مورد بررسی در نور طبیعی بیشتر از نور فلورسنت بود. میزان افزایش سطح برگ در نور طبیعی نسبت به نور فلورسنت در رقم آگریا و ساوالان به ترتیب 23 و 6 درصد، شمار گره در بوته 2/2 و 5/22 درصد و وزن ‌تر گیاهچه 9/18 و 2/17 درصد بود. فاصلۀ میان‌گره‌ها در نور فلورسنت بیشتر از نور طبیعی بود. از نظر سطح برگ، شمار و وزن ریزغده در بوته، گیاهان رشد یافته در شرایط نور طبیعی نسبت به فلورسنت برتری نشان دادند. درمجموع با توجه به تولید گیاهچه‌ با ویژگی‌های ریخت‌شناختی مناسب در نور طبیعی و تولید بالاتر ریزغده در گیاهان رشد یافته در شرایط نور طبیعی و فلورسنت، می‌توان با استفاده از نور طبیعی با میانگین شدت نور 4598 لوکس برای رشد گیاهچه‌ها در مرحلۀ درون‌شیشه از هزینه‌های تولید ریزغده‌های سیب‌زمینی صرفه‌جویی کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of effect of natural and artificial lights on potato micropropagation

نویسندگان [English]

  • Jafar Nabati 1
  • Elahe Boroumand Rezazadeh 2
  • Mohammad ZareMehrjerdi 3
  • Mohammad Kafi 4
1 Assistant Professor, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
2 Former Ph.D. Student and Professor, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
3 Assistant Professor, Shirvan Higher Education Complex, Iran
4 Professor, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
چکیده [English]

Providing light source for plantlet growth in potato tissue culture is expensive. So, an experiment was conducted in factorial arrangement based on completely randomized block design with nine replications under in vitro and four replications in greenhouse conditions to study plantlet production under natural light and comparing the morphological traits of these plantlets with the ones grown under fluorescent light conditions. Treatments consisted of two potato cultivars of Agria and Savalan and natural and fluorescent light. Results indicated that Savalan plantlets height was almost the same in both light conditions while a higher plantlet height was found in fluorescent light conditions in Agria. Root length, stem diameter, leaf area, number of nodes per plantlet, number of branches per plantlet and plantlet fresh weight was higher in natural light compared to fluorescent in both cultivars. An increase of 23 and 6 percent in leaf area, 2.2 and 22.5 percent in node number per plantlet and 18.9 and 17.2 percent in fresh weight was found in natural light compared to fluorescent light in Agria and Savalan, respectively. Longer internodes were observed in fluorescent light. Generally, according to the suitable morphological traits of plantlets grown under natural light and higher minituber production of these plants in greenhouse, reduction in minituber production costs could be achieved by using natural instead of fluorescent light in in vitro conditions.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Agria
  • savalan
  • Tissue culture

مراجع

  1. Ahloowalia, B. S., Prakash, J., Savangikar, V. A. & Savangikar, C. (2002). Low cost options for tissue culture technology in developing countries. In: Proceedings of a technical meeting organized by the joint FAO/IAEA division of nuclear techniques in food and agriculture and held in, 26-30 August, Vienna, Austria.
  2. Alvarenga, I. C. A., Pacheco, F. V., Silva, S. T., Bertolucci, S. K. V. & Pinto, J. E. B. P. (2015). In vitro culture of Achillea millefolium L. quality and intensity of light on growth and production of volatiles. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 122(2), 299-308.
  3. Asadi, A. (2016). Effect of different light sources in in vitro on growth, morphology and minituber production of potato (Solanum tuberosum L.) in hydroponic conditions. M.Sc. thesis. Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Iran.
  4. Baque, Md. A., Shin, Y. K., Elshmari, T., Lee, E. J. & Paek, K. Y.( 2011). Effect of light quality, sucrose and coconut water concentration on the microporpagation of Calanthe hybrids (‘Bukduseong’× Hyesung’ and ‘Chunkwang’בHyesung’). Australian Journal of Crop Science, 5(10), 1247-1254.
  5. Batista, D. S., de Castro, K. M., da Silva, A. R., Teixeira, M. L., Sales, T. A., Soares, L. I., Cardoso, Md. G, de Oliveira Santos, M., Viccini, L. F. & Otoni, W. C. (2016). Light quality affects in vitro growth and essential oil profile in Lippia alba (Verbenaceae). In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 52(3), 276-282.
  6. Debergh, P. C. & Read, P. E. (1991). Micropropagation. In: P. C. Debergh & R. H. Zimmerman, (Eds), Micropropagation Technology and Application. (pp. 1-13.) Kluwer Academic Pulishers, Dordrecht.
  7. Dooley, J. H. (1991). Influences of lighting spectra on plant tissue culture. Annual Ameican Scociety Agricultural Engineering Meeting. pp. 7530.
  8. EL-Sawy, A., Bekheet, S. & Ibrahimaly, U. (2007). Morphological and molecular characterization of potato microtubers production on coumarin inducing medium. International Journal of Agriculture and Biology, 9(5), 675-680.
  9. Fang, W. & Jao, R. C. (2000). A review on artificial lighting of tissue cultures and transplants. In: C. Kubota & C. Chun, (Eds). Transplant Production in the 21st Century. (pp. 108–113) Springer Science.
  10. Fiola, J. A., Hassan, M. A., Swartz, H. J., Bors, R. H. & Mc Nicols, R. (1990). Effect of thidiazuron, light fluence rates and kanamycin on in vitro shoot organogenesis from excised Rubus cotyledons and leaves. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 20, 223-228.
  11. Golovatskaya, I. F. & Karnachuk, R. A. (2015). Role of green light in physiological activity of plants. Russian Journal of Plant Physiology, 62, 727-740.
  12. Grange, R. I. & Loach, K. (1985). The effect of light on rooting of leafy cuttings. Scientia Horticulture, 27, 105-111.
  13. Gupta, S. K., Srivastava, A. K., Singh, P. K. & Tuli, R. (1997). In vitro proliferation of shoots and regeneration of cotton. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 51, 149-152.
  14. Hayashi, M., Kozai, T., Tateno, M., Fujiwara, K. & Kitaya, Y. (1993). Effects of the lighting cycle on the growth and morphology of potato plantlets in vitro under photomixotrophic culture conditions. Environmental Control in Biology, 31, 169-175.
  15. Hernandez, R. & Kubota, C. (2016). Physiological responses of cucumber seedlings under different blue and red photon flux ratios using LEDs. Environmental and Experimental Botany, 121, 66-74.
  16. Hoagland, D. R. & Arnon, D. I. (1950). The water-culture method for growing plants without soil. (2nd ed.). Berkeley, Calif.
  17. Kodym, A. & Zapata-Arias, F. J. (1998). Natural light as an alternative light source for the in vitro culture of banana (Musa acuminata cv. ‘Grande Naine’). Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 55(2), 141-145.
  18. Lee, S. H., Tewari, R. K., Hahn, E. J. & Paek, K. Y. (2007). Photon flux density and light quality induce changes in growth, stomatal development, photosynthesis and transpiration of Withania somnifera (L.) dunal plantlets. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 90(2), 141-151.
  19. Lopez, R. G. & Runkle, E. S. (2008). Photosynthetic daily light integral during propagation influences rooting and growth of cuttings and subsequent development of New Guinea impatiens and petunia. HortScience, 43, 2052-2059.
  20. Murashige, T. & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio-assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15, 473-497.
  21. Namugga, P., Niwagaba, P., Mateeka, B. & Barekye, A. (2014). In vitro agronomic performance and mini-tuber production of potato varieties. Modern Agricultural Science and Technology, 1(1), 65-71.
  22. Nhut, D. T., Takamura, T., Watanabe, H. & Tanaka, M. (2005). Artificial light source using light- emitting diodes (LEDs) in the efficient micropropagation of Spathiphyllum plantlets. Acta Hort, 692, 137-142.
  23. Otroshy, M. (2006). Utilization of tissue culture techniques in a seed potato tuber production scheme. Ph.D. thesis. Faculty of Agriculture Wageningen University, Netherlands.
  24. Prakash, S. N. & Karihaloo, J. L. (2007). Tissue cultural innovation for production of quality potato seed in Asia-pacific region. Asia-Pacific Consortium on Agricultural Biotechnology (APCoAB). New Delhi.
  25. Rocha, P. S. G., Oliveira, R. P. & Scivittaro, W. B. (2013). Sugarcane micropropagation using light emitting diodes and adjustment in growth-medium sucrose concentration. Ciência Rural, 43(7), 1168-1173.
  26. Rocha, P. S. G., Oliveira, R. P. & Scivittaro, W. B. (2015). New light sources for in-vitro potato micropropagation. Bioscience Journal, Uberlândia, 31(5), 1312-1318.
  27. Runkle, E. S. & Heins, R. D. (2001). Specific functions of red, far red, and blue light in flowering and stem extension of long-day plants. Journal of the American Society for Horticultural Science, 126, 275-282.
  28. Struik, P. C. (2007). The canon of potato science: Minitubers. Potato Research, 50, 305-308.
  29. Yano, A. & Fujiwara, K. (2012). Plant lighting system with five wavelength-band light-emitting diodes providing photon flux density and mixing ratio control. Plant Methods, 8, 46-58.
  30. Zinati Fakhrabad, F. & Nsrolahnejad, S. (2013). Evaluation of resistance to the ordinary strain of potato virus Y (PVY˚) in four potato cultivars under greenhouse conditions. Quaterly Journal of Research in Plant Pathology, 2(1), 17-22. (in Farsi)
  31. Zobayed, M., Armstrong, J. & Armstrong, W. (2001). Micro propagation of potato: Evaluation of closed, diffusive and forced ventilation on growth and tuberization. Annals of Botany, 87, 53-59.
علوم باغبانی ایران
دوره 49، شماره 2
شهریور 1397
صفحه 453-463

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1396
  • تاریخ بازنگری: 17 تیر 1396
  • تاریخ پذیرش: 29 تیر 1396

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار