Taxonomic significance of inflorescence and seed characteristics in the genus Amaranthus in Iran

Document Type : Research Paper

Authors

1 Research Assistant Prof., Department of Botany, Iranian Research Institute of Plant Protection, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

2 Research instructor, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Agricultuer and education Research center of West Azarbaijan, Urmia,, Iran

3 Researcher, Plant Protection Department, Khorasan Research, Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Mashhad, Iran

4 Researcher, Plant Protection Department, Fars Research, Education and Natural Resources Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Shiraz, Iran

5 Research assistant Prof., Iranian Researh Institute of Plant Protection. Sistan Agricultural and Natural Resource Research Center, Zabol, Iran

Abstract

The genus Amaranthus (Amaranthaceae), with 14 native or cultivated species (total 17 species and subspecies), is distributed in different regions of Iran. Of these, 10 are known as weedy taxa. In the present study, we selected and analyzed the morphological and micromorphological characteristics of the inflorescence and seeds in Iranian Amaranthus taxa to investigate the diversity and to clarify the relationships among them. Scanning electron microscope (SEM) micrographs of seeds of 16 taxa were presented. In order to determine the similarity of the studied taxa and their classification in relation to the measured characteristics, cluster analysis was used by Ward method. The evaluation of data by Ward clustering and PCA biplot classification methods showed similar results. The results divided the taxa into three main groups, which do not fully correspond to the sections mentioned in the classification of this genus; however, confirm somewhat the close relationships of the taxa.
 
 
 

Keywords

Article Title [Persian]

بررسی ارزش صفات گل‌آذین و دانه در آرایه‌شناسی جنس تاج‌خروس در ایران

Authors [Persian]

  • عطیه نژادفلاطوری 1
  • سپیده حاتمی 2
  • حسین ترابی 3
  • فرخ‌دین قزلی 4
  • منصور سارانی 5
1 استادیار پژوهش بخش تحقیقات رستنی‌ها، مؤسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
2 مربی پژوهش، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی مرکز تحقیقات ، آموزش و ترویج کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان-غربی، ارومیه ،ایران
3 محقق بخش تحقیقات گیاهپزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان، مؤسسه تحقیقات گیاهپزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران
4 محقق، بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، مؤسسه تحقیقات گیاه‌پزشکی کشور، سازمان تحقیقات،
5 استادیار پژوهش، موسسه تحقیقات گیاهپزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی سیستان، زابل، ایران
Abstract [Persian]

جنس تاج‌خروس با 14 گونه (17 آرایه گونه‌ای و فروگونه‌ای) خودرو و یا کاشته شده در مناطق مختلف ایران پراکنش دارد. از این تعداد، 10 آرایه علف‌های هرز شناخته شده هستند. در این تحقیق، برای بررسی تنوع آرایه‌های Amaranthus در ایران و به منظور واضح‌تر شدن قرابت این آرایه‌ها از نظر شباهت ریخت‌شناختی و ریزریخت‌شناختی، صفات مربوط به گل‌آذین‌ و دانه این آرایه‌ها که حداقل در افراد ثابت بودند انتخاب و تجزیه و تحلیل شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نگاره دانه‌های 16 آرایه ارایه شد. داده‌‌های حاصل با روش‌های خوشه‌بندی Ward و رسته‌بندی PCA biplot ارزیابی شد که نتایج مشابهی را نشان دادند. برای تعیین میزان شباهت آرایه‌های مورد بررسی و گروه‌بندی آن‌ها براساس صفات اندازه‌گیری شده از تجزیه خوشه‌ای به روش Ward استفاده شد. نتایج حاصل آرایه‌ها را به سه شاخه اصـلی تقسیم کرد که این شاخه‌ها با وجود عدم انتطباق کامل بر بخش‌های ذکر شده در طبقه‌بندی این جنس، تا حدودی، نزدیکی آرایه‌ها را از نظر شباهت تایید نمود.
 
 

Keywords [Persian]

  • تاج‌خروسیان
  • تجزیه خوشه‌ای
  • ریزریخت‌شناسی
  • فلور
  • میکروسکوپ الکترونی نگاره

References

Aellen, P. 1964. Amaranthaceae. Pp. 213–215. In: Rechinger, K.H. (ed.), Flora of Lowland Iraq. Weinheim: J. Cramer. Stuttgart.
Aellen, P. 1967. Amaranthaceae. Pp. 340–344. In: Davis, P.H. (ed.), Flora of Turkey and the East Aegean Islands, Vol. 2. University Press. Edinburg.
Aellen, P. 1972. Amaranthaceae. Pp. 1–19. In: Rechinger, K.H. (ed.), Flora Iranica, Lfg. 91. Akad. Druck- und Verlagsanstalt, Graz.
Angelini, P., Bricchi, E., Gigante, D., Poponessi, S., Spina, A. & Venanzoni, R. 2014. Pollen morphology of some species of Amaranthaceae s. lat. common in Italy. Flora Mediterranea 24: 247–272.
Arabi, Z., Ghahremaninejad, F., Rabeler, R.K., Heubl, G. & Zarre, Sh. 2017. Seed micromorphology and its significance in the tribe Alsineae (Caryophyllaceae). Flora 234: 41–59.
Assad, R., Reshi, Z.A., Jan, S. & Rashid, I. 2017. Biology of Amaranths. The Botanical Review 83: 382–436.
Azadi, R. 2012. Amaranthaceae. Pp. 9–50. In: Assadi, M. (ed.), Flora of Iran, No. 75. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran.
Borsch, T.1998. Pollen types in the Amaranthaceae. Morphology and evolutionary significance. Grana 37(3): 129–142.
Breckle, S.W. & Rafiqpoor, M.D. 2010. Field Guide Afghanistan: Flora and Vegetation. Scientia Bonnensis, Bonn, 863 pp.
Breckle, S.W., Hedge, I.C. & Rafiqpoor, M.D. 2013. Vascular Plants of Afghanistan: an Augmented Checklist. Scientia Bonnensis, Bonn. 598 pp.
Das, S. 2016. Amaranthus: A Promising Crop of Future. Springer, India, 208 pp.
Filias, F., Gaulliez, R. & Guedes, M. 1980. Amaranthus blitum vs. A. lividus (Amaranthaceae). Taxon 29(1): 149–150.
Franssen, A.S., Skinner, D.Z., Al-Khatib, K. & Horak, M.J. 2001. Pollen morphological differences in Amaranthus species and interspecific hybrids. Weed Science 49(6): 732–737.
Ghahremaninejad, F. & Sherafatmand Attar, H. 2017. Foliar anatomy of some Amaranthus L. species (Amaranthaceae) in Iran. Applied Biology 29(2): 161–172.
Ghahremaninejad, F., Ataei, N. & Nejad Falatoury, A. 2017. Comparison of angiosperm flora of Afghanistan and Iran in accordance with APG IV system. Nova Biologica Reperta 4(1): 73–97.
Hoseini, E., Ghahremaninejad, F., Assadi, M. & Nejati Edalatiyan, M. 2017. Seed micromorphology and its implication in subgeneric classification of Silene (Caryophyllaceae, Sileneae). Flora 228: 31–38.
Gönen, O. & Uygur, F.N. 2000. A new record for the Flora of Turkey Amaranthus spinosus L. (Amaranthaceae). Turkish Journal of Botany 24(6): 359–360.
Iamonico, D. & Clement, M. 2016. Nomenclatural notes about the names in Amaranthaceae published by Roberto de Visiani. Hacquetia 15(1): 101–106. DOI: 10.1515/hacq-2016-0003.
Iamonico, D. 2014. Lectotypification of Linnaean names in the genus Amaranthus L. (Amaranthaceae). Taxon 63(1): 146–150.
Iamonico, D. 2015. Taxonomic revision of the genus Amaranthus (Amaranthaceae) in Italy. Phytotaxa 199(1): 1–84.
Iamonico, D. 2016a: Nomenclature survey of the genus Amaranthus (Amaranthaceae). 3. Plant Biosystems 150(3): 519–531.
Iamonico, D. 2016b. Nomenclature survey of the genus Amaranthus (Amaranthaceae). 5. Moquin-Tandon’s names. Phytotaxa 273(2): 81–114.
Iamonico, D. 2016c. Nomenclatural survey of the genus Amaranthus (Amaranthaceae). 4. Detailed questions arising around the name Amaranthus gracilis. Botanica Serbica 40(1): 61–68.
Iamonico, D. 2020. A nomenclatural survey of the genus Amaranthus (Amaranthaceae) 7: names published by Willdenow. Willdenowia 50(1): 147–155.
Mabberley, D.J. 2018. Mabberley’s Plant-Book (A portable dictionary of plants, their classification and uses). Fourth edition: 37. Cambridge University Press, Cambridge.
Mahklouf, M.H., Abuhadra, M.N. & Essokne, R.S. 2016. A new record Amaranthus blitoides S.Watson. (Amaranthaceae) for the flora of Libya. American Journal of Life Science Researches 4(3): 89–91.
Miller, A.G. & Cope, T.A. 1996. Flora of the Arabian Peninsula and Socotra. Vol. 1. Edinburgh University Press. 586 pp.
Mohammadzadeh, Z., Sheidai, M. & Assadi, M. 2005. Amaranthus spinosus L. (Amaranthaceae), a new record for the flora of Iran. Iranian Journal of Botany 11(1): 55–58.
Mosyakin, S.L. & Robertson, K.R. 1996. New infrageneric taxa and combinations in Amaranthus (Amaranthaceae). Annales Botanici Fennici 33(4): 275–281.
Mosyakin, S.L. & Robertson, K.R. 2003. Amaranthus L. Pp. 410–435. In: Flora of North America Editorial Committee (eds), Flora of North America North of Mexico (Magnoliophyta: Caryophyllidae, part 1) 4. Oxford University Press, Oxford.
Nejad Falatoury, A., Assadi, M. & Ghahremaninejad, F. 2015. A new species of Gypsophila (Caryophyllaceae) from Iran. Phytotaxa 222(4): 276–282.
Nejad Falatoury, A., Assadi, M. & Ghahremaninejad, F. 2016a. Gypsophila pseudopallida, a new species, and Gypsophila transcaucasica a new record of sect. Paniculaeformes from the North West of Iran. Phyton Annales Rei Botanicae 56(1): 1–13.
Nejad Falatoury, A., Assadi, M. & Ghahremaninejad, F. 2016b. New species and new synonymy in the genus Gypsophila L. subgenus Pseudosaponaria Williams (Caryophyllaceae). Adansonia 38(2): 257–265.
Nejad Falatoury, A., Hatami, S., Torabi, H., Ghezeli, F. & Sarani, M. 2020. Some notes about the genus Amaranthus in Iran. Rostaniha 21(1): 109–120.
Podlech, D. 2012. Checklist of the flowering plants of Afghanistan. Ludwig Maximilians University, Munich. Available: http://sysbot.biologie.uni-muenchen.de/de/personen/podlech.
POWO. 2021. Plants of the World Online. Facilitated by the Royal Botanic Gardens, Kew. Amaranthus L. Published at http://plantsoftheworldonline.org [accessed 01 May 2021].
Sànchez-Del Pino, I., Pratt, D. & Flores-Olvera, H. 2017. A new species of Amaranthus (Amaranthaceae) from Mexico. Phytotaxa: 291(3): 201–208.
Sayari, N. & Mekki, M. 2016. Inventory of the spontaneous alien flora in Tunisia. Tunisian Journal of Plant Protection 11(2): 229–237.
Thiers, B. 2021. Index Herbariorum: A global directory of public herbaria and associated staff. New York Botanical Garden’s Virtual Herbarium. Available from: http://sweetgum.nybg.org/ih/ [accessed 22 Apr. 2021].
Townsend, C.C. 1974. Amaranthaceae. Pp. 1–49. In: Nasir, E. & Ali, S.I. (eds), Flora of West
Pakistan. No. 71. Ferozsons Press, Rawalpindi. http://www.efloras.org/florataxon.aspx?flora_id=5&taxon_id=10031.
Vasil'chenko, I.T. 1936. Amaranthus L. Pp. 358–367. In: Schischkin, B.K. (ed.), Flora of the U.S.S.R. Vol. 6. Izdatel'stvo Akademii Nauk SSSR, Moskva, Leningrad.
Waselkov, K.E., Boleda, A.S. & Olsen, K.M. 2018. A phylogeny of the genus Amaranthus (Amaranthaceae) based on several low-copy nuclear loci and chloroplast regions. Systematic Botany 43(2): 439–458.

Files

History

  • Receive Date: 08 May 2021
  • Revise Date: 02 June 2021
  • Accept Date: 07 June 2021

Share

How to cite

Statistics