تأثیر‌ برخی عامل‌های محیطی بر صفات ریخت‌شناسی برگ پده (Populus euphratica Oliv.)

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهشی، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

2 استاد پژوهشی، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

3 کارشناس ارشد پژوهش، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

چکیده

پده (.Populus euphratica Oliv) بومی مناطق خشک و نیمه‌خشک کشور بوده و از خصوصیات مهم آن تحمل خشکی و شوری خاک است. در این پژوهش ویژگی‌های ریخت‌شناسی برگ درختان پده در هفت رویشگاه طبیعی که ازنظر عامل‌های محیطی با یکدیگر اختلاف داشتند و نیز درختان کاشته‌شده در ایستگاه تحقیقاتی البرز  کرج با هدف بررسی تأثیر عامل‌های محیطی بر تغییرات ریخت‌شناسی برگ این گونه موردتوجه قرار گرفت. تعداد 28 درخت بالغ انتخاب و تعداد 24 نمونه برگ به‌طور تصادفی از هر رویشگاه (شش برگ از هر درخت) و در قالب طرح کاملاً تصادفی جمع‌آوری شد و 14 صفت ریخت‌شناسی و آناتومیکی برگ مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. نتایج نشان داد که کلیه صفات ریخت‌شناسی بجز صفات حداکثر پهنای برگ، نسبت طول دمبرگ به طول برگ و فاصله وسط پهن‌ترین قسمت تا قاعده برگ، دارای تفاوت معنی‌داری میان پروونانس‌ها هم در شرایط طبیعی و هم کاشته‌شده در ایستگاه تحقیقاتی داشته است. همچنین تراکم و اندازه روزنه‌های برگ نیز دارای تفاوت معنی‌دار در شرایط طبیعی و ایستگاه تحقیقاتی داشت. همبستگی معنی‌داری بین دما و صفات آناتومیکی و برخی صفات ریخت‌شناسی وجود داشت.  نتایج تجزیه به مؤلفه‌های اصلی  برای پروونانس‌های پده، تغییرپذیری را بین رویشگاه اصلی و شرایط ایستگاه تحقیقاتی به‌خوبی نشان داد، به‌طوری‌که دامنه تغییرات صفات ریخت‌شناسی پروونانس‌ها در شرایط کاشت ایستگاه تحقیقاتی کوچکتر از شرایط طبیعی بود و پروونانس‌های کاشته‌شده در ایستگاه تحقیقاتی در حدفاصل بین پروونانس‌های رویشگاه طبیعی قرار گرفتند. نتایج آزمون مانتل رابطه خطی مثبت و ضعیفی را بین فاصله صفات ریخت‌شناسی و فاصله جغرافیایی نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Environmental effects on leaf morphology traits in the populus euphratica Oliv. provenances of Iran

نویسندگان [English]

  • Mohsen Calagari 1
  • Adel Jalili 2
  • Rouhangiz Abbas Azimi 3
  • Parvin Salehi Shanjani 1
1 Assistant Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran, I. R. Iran
2 Prof., Research Institute of Forest and Rangelands, Tehran, I. R. Iran.
3 Research Expert, Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran, I. R. Iran.
چکیده [English]

We studied the variation in leaf morphological traits for 7 habitats of Populus euphratica Oliv. in natural form as well as transplanted to an experimental station in Karadj- Iran. In this study, 28 even-aged, mature P. euphratica trees and 24 leaf samples were randomly collected from each habitat (6 leaves for each tree). Then a set of macro- and micro-morphological characteristics were measured on the samples. There was a plastic morphological response to the environment for each provenance. All morphological characters except maximum leaf width (MLW), ratio of petiole length to leaf length (PL: LL) and the distance between the middle of maximum leaf width and leaf blade (DLL) varied significantly among provenances in both natural and field conditions. Stomata density and stomata size were plastic characters, since the stomata density increased in warm habitats while stomata size decreased. In addition, we observed significant differences in size and density of stomata for natural and field-transplanted provenances. Correlation analysis between environmental factors and leaf morphological traits indicated a significant relationship. Furthermore, Principal component analysis (PCA) on all morphological traits on provenances showed that morphological range of the provenances decreases when growing in the experimental field compared to their natural habitat. Eventually, we found a weak significant correlation between geographical and morphological distances.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Populus euphratica
  • provenance
  • leaf morphology
  • environmental factor
  • geographic distance
- Abrams, M.D. and Kubiske, M.E. 1990. Leaf structural characteristics of 31 hardwood and conifer tree species in central Wisconsin: Influence of light regime and shade-tolerance rank. Forest Ecology and Management, 31: 245-253.

- Au, S. 1969. Internal leaf surface and stomatal abundance in arctic and alpin population of Oxyria digyna. Ecology, 50: 131-134.

- Calagari, M., Modir-Rahmati, A. and Asadi, F. 2006. Morphological variation in leaf traits of Populus euphratica Oliv. Natural population. International Journal of Agriculture and Biology, 8(6): 754-758.

- Chapin, F.S. and Chapin, M.C. 1981. Ecotypic differentiation of growth processes in Carex aquatillis along latitudinal and local gradients, Ecology, 62: 1000-1009.

- Havstrom, M., Callaghan, T.V., Jonasson, S. and Svoboda, J. 1995. Little ice age temperature estimated by growth and flowering differences between subfossil and extend shoots of Cassiope tetragona, an arctic heater. Functional Ecology, 9: 650-654.

- Heathcote, C.A., Davies, M.S. and Etherington, J.R. 1987. Phenotypic flexibility of Carex flacca Schreb, tolerance of soil flooding by populations from constrasting habitats. New physiologist, 105: 381-391.

- Hovenden, M.J. and Vander Schoor, J.K. 2003. Nature vs nurture in the leaf morphology of Southern beech, Nothofagus cunninghamii (Nothofagaceae). New phytologia, 161: 585-594.

- Kislyuk, I.M., Vaskovskii, M.D., Bubolo, L.S. and Paleeva, T.V. 1983. The effect of temperature on the leaf structure and photosynthesis in Carex lugens (Cyperaceae) and Arctagrostis arundinaceae (Poaceae). Botanicheski Zhurnal, 68: 1325-1333.

- Korner, C., Neumayer, M., Menendez-Riedl, S.P., and Smeets-Scheel, A. 1989. Functional morphology of mountain plants. Flora, 182: 353-383.

- Li, Z.Y., and Zheng, C.X. 2005. Structural characteristics and ecoadaptability of heteromorphic leaves of Populus euphratica.  Forestry Studies in China, 7(1): 11-15.

- Ma, H., Fung, L., Wang, S.S., Altman, A. and Hutterman, A. 1997. Photosynthetic response of Populus euphratica to salt stress. Forest Ecology and Management, 93(1): 55-61.

- Maassoumi, A.A., Asadi, M. and Hemmati, A. 2011. Flora of Iran. No. 74: Salicaceae, 87p (In Persian).

- Mantel, N. 1967. The detection of disease clustering and a generalized regression approach. Cancer Research, 27: 209-220.

- Meinzer, F.C., Goldstein, G.H. and Rundel, P.W. 1985. Morphological changes along an altitudinal gradient and their consequences for an Andean giant rosette plant. Oecologia, 65: 278-283.

- Peakal, R. and Smouse P.E. 2006. GenAlEx 6: genetic analysis in Excel Population genetic software for teaching and research Molecular Ecology Notes, 6: 288-295.

- Perry, M.C. and McIntosh, M.S. 1991. Geographical patterns of variation in the USDA soybean germplasm collection: I. Morphological traits, Crop Science, 31: 1350-1355.

- Rottenberg, A., Nevo, E. and Zhary, D. 2000. Genetic variability in sexually dimorphic and monomorphic population of Populus euphratica (Salicaceae). Canadian Journal of Forest Research, 30: 482-486.

- Rozendaal, D.M.A., Hurtado, V.H. and Poorter, L. 2006. Plasticity in leaf traits of 38 tropical tree speciesin response to light; relationships with light demand and adult stature. Functional Ecology, 20: 207-216.

- Smythe, S.R. and Hutchinson, I. 1989. Ecological plasticity in Carex lyngbyei: evidence from transplant experiments. Canadian Journal of Botany, 67: 3618-3624.

- Standley, L.A. 1986. Variation of stomatal distributionin Carex aquatilis (Cyperaceae). American Journal of Botany, 73: 1393-1399.

- Stenstrom, A., Jonsdottir, I.S. and Augner, M. 2002. Genetic and environmental effects on morphology in clonal sedges in the Eurasian arctic, American Journal of Botany, 89(9): 1410-1421.

- Stenstrom, A. and Jonsdottir, I.S. 1997. Responses of the clonal sedge, Carex bigelowii, to two seasons of simulated climate change. Global Change Biology, 3: 89-96.

- Williams, D.G. and Black, R.A. 1993. Phenotypic variation in contrasting temperature environments: growth and photosynthesis in Pennisetum setaceum from different altitudes on Hawaii. Functional Ecology, 7: 623-633.

- Zheng, C., Qiu, J., Jiang, C., Yue, N., Wang, X., and Wang, W. 2007. Comparison of stomatal characteristics and photosynthesis of polymorphic Populus euphratica leaves. Frontiers of Forestry in China, 2(1): 87-93.