Systematic study of Nyctaginaceae in Iran

Document Type : Systematics and Biodiversity of Plants

Authors

1 Associate Prof., Department of Plant Sciences, Faculty of Biological Sciences, Alzahra University, Tehran, Iran

2 MSc Graduate, Department of Plant Sciences, Faculty of Biological sciences, Alzahra University, Tehran, Iran

3 Associate Prof., Department of Biology, Faculty of Biological Sciences, Bahonar University, Kerman, IranAssociate Prof., Department of Biology, Faculty of Biological Sciences, Bahonar University, Kerman, Iran

4 Assistant Prof., Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Gorgan, Iran

10.22092/bot.j.iran.2022.360501.1332

Abstract

In this research, biosystematics of some species of Nyctaginaceae in Iran were studied using morphological and micromorphological characters for the first time. Statistical results using SPSS Ver. 20 and Past Ver. 1.98 softwares showed that, the most important characters for determinating Nyctaginaceae species are length to wide ratio of achene, length of filament, type of infloresence, number of flowers in peduncles, shape and length of bracts, style length, smallest leaf length, and length to a wide ratio of bracts. Anatomical studies using cross sections of stems, leaves, petiole, and epidermis of the species were also carried out. The main characteristics such as the thickness and number of the vascular bundle of leaf and stem, the shape of the petiole in the cross section, the thickness of the secondary and primary phloem as well as primary xylem in the leaf cross section showed significant differences. The diagnostic characteristics in the epidermis were the stomatal type and shape of epidermis cells. In addition, an identification key is provided based on anatomical features. This is the first report on the anatomical structure of this family in Iran. In palynological studies, the pollen grains of C. stenocarpus and B. elegans have been investigated for the first time. Pollen grains were spherical to oblate-spheroidal with spinulose ornamentation and reticulate. The present study proved that, pollen characters are mostly useful in determination at the generic level. Finally, anatomical features such as the anatomical structure of Kranz, thickness of the parenchyma layer and stomatal type of leaf epidermis as well as morphological features confirmed separation of Boerhavia and Commicarpus as two distinct genera.

Keywords

Main Subjects

Article Title [Persian]

بررسی سیستماتیک تیره لاله‌عباسی در ایران

Authors [Persian]

  • منیژه پاکروان 1
  • زهره حاجعلیزاده 2
  • منصور میرتاج‌الدینی 3
  • فاطمه فدایی 4
1 دانشیار گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران
2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سیستماتیک و اکولوژی گیاهی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران
3 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه باهنر، کرمان، ایران
4 استادیار پژوهش مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی، استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران
Abstract [Persian]

در این پژوهش، برای نخستین بار بررسی‌های سیستماتیک تیره لاله‌عباسی در ایران با استفاده از مطالعات ریخت‌شناسی، ریزریخت‌شناسی، گرده‌شناسی و تشریحی انجام گردید. نتایج حاصل از بررسی‌های آماری روی داده‌های به دست آمده از مطالعات ریخت‌شناسی با استفاده از نرم‌افزارهای SPSS Ver. 20 و Past Ver. 1.98 نشان داد که صفاتی همچون نسبت طول به عرض فندقه، طول میله پرچم، طول برگه، طول خامه، طول کوچکترین برگ، نسبت طول به عرض برگه و عرض فندقه، متغیرترین صفات در بین گونه‌ها می‌باشند. همچنین، در مطالعات تشریحی با بررسی ساقه، برگ، دمبرگ و همچنین ساختار بشره مشخص شد که صفات ضخامت آوند چوب و آبکش در برش عرضی برگ و ساقه، ضخامت دستجات آوندی در برش عرضی برگ و ساقه، شکل برش عرضی دمبرگ، ضخامت دستجات آبکش ثانویه، ضخامت آبکش اولیه و ضخامت چوب ثانویه در ساقه اختلاف معنی‌داری را در بین گونه‌ها نشان می‌دهند. از ویژگی‌های متمایزکننده بشره می‌توان به شکل سلول‌های آن و تیپ روزنه اشاره کرد که براساس صفات تشریحی، کلید شناسایی ارایه گردید. در مطالعات گرده‌شناسی، دانه‌های گرده Commicarpus stenocarpus و Boerhavia elegans برای نخستین بار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج گرده‌شناسی نشان داد که دانه‌ گرده کروی (spheroidal) یا پخت-کروی (oblate-spheroidal) با تزیینات خاردار یا مشبک می‌باشد که بیشتر در سطح تفکیک جنس‌های تیره مورد مطالعه مفید و تاییدکننده نتایج سایر محققان بود. در نهایت، صفات تشریحی مانند ساختار تشریحی کرانز، ضخامت لایه پارانشیم و تیپ روزنه اپیدرم برگ و همچنین صفات ریخت‌شناسی، جدایی Boerhavia و Commicarpus را به عنوان دو جنس مجزا مورد تایید قرار داد.

Keywords [Persian]

  • بشره
  • رسته‌بندی
  • ریزریخت‌شناسی
  • ساختار تشریحی کرانز
  • گرده‌شناسی

References

Bokhari, M.H. 1970. Morphology and taxonomic significance of foliar sc1ereids in Limonium. Notes from the Royal Botanical Garden Edinburgh 30: 43–53.
Bogle, A.L. 1974. The genera of Nyctaginaceae in the southeastern United States. Journal of the Arnold Arboretum 55: 1–37.
Chew, S. 2010. Anatomical features of Bougainvillea (Nyctaginaceae). Studies by Undergraduate Researchers at Guelph 4(1): 72–78.
Chrtek, J. & Krisa, B. 1976. Nyctaginaceae. In: Rechinger, K.H. (ed.), Flora Iranica, Lfg. 115. Akad. Druck- und Verlagsanstalt, Graz.
Douglas, N.A. & Manos, P.S. 2007. Molecular phylogeny of Nyctaginaceae: taxonomy, biogeography and characters associatedwith a radiation of xerophytic genera in North America. American Journal of Botany 96: 856–872.
Erdtman, G. 1969. Pollen Morphology and Plant Taxonomy. Hafner Publishers & Co., New York.
Fadaie, F. 1998. Nyctaginaceae. In: Assadi, M., Maassoumi, A.A. & Khatamsaz, M. (eds), Flora of Iran, Vol. 26. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran.
Fadaie, F. 2014. Systematic review and introduction of two lesser-known species of medicinal plants, Boerhavia diffusa L. and B. elegans Choisy in DC, belonging to the Abbasid tulip family (Nyctaginaceae) from Iran. The First National Congress of Biology and Natural Sciences of Iran. http://civilica.com/doc/333058.
Heimerl, A. 1934. Nyctaginaceae. Pp. 84–134. In: Engler, A. & Prantl, K. (eds), Die natürlichen Pflanzenfamilien, edn 2, 16 c: Leipzig: Engelmann.
Holmgren, N.P.K., Holmgren, N.H. & Barnett, L.C. 1990. Index Herbariorum, Part 1: The Herbaria of the World. New York Botanical Garden.
Levin, R.A., Raguso, R.A. & Mcdade, L.A. 2001. Fragrance chemistry and pollinatoraffinities in Nyctaginaceae. Phytochemistry 58: 429–440.
Metcalfe, C.R. & Chalk, L. 1972. Anatomy of the Dicotyledons. Leaves, Stem, and Wood in Relation to Taxonomy. With Notes on Economic Uses, Oxford University Press, Oxford.
Nasir, Y.J. 1974. Nyctaginaceae. P. 116. In: Nasir, E. & Ali, S.I. (eds), Flora of Pakistan Vol. 115.

Noroozi, M., Ghahremaninejad, F., Bogler, D., Witherspoon, J.M., Ryand, G.L., Miller, J.S., Riahi, M. & Cohen, J.I. 2022. Parsing a plethora of pollen: the role of pollen size and shape in the evolution of Boraginaceae. Cladistics 38(2): 204–226. DOI: 10.1111/cla.12488.

Nowicke, J.W. 1970. Pollen morphology in the Nyctaginaceae. Grana 10: 79–88.
Pramanick, D.D., Mondal, M. & Maiti, G.G. 2015. Pollen morphological studies ofsome members of the family Nyctaginaceae in India. Asian Journal of Plant Science and Research 5(2): 72–76.
Punt, W., Hoen, P.P., Blackmore, S., Nilsson, S. & Le Thomas, A. 2007. Glossary of pollen and spore terminology. Review of Palaeobotany and Palynology 143: 1–81.
Struwig, M. 2011. A Systematic Study of Boerhavia L. and Commicarpus Standl. (Nyctaginaceae) in Southern Africa. PhD thesis, North-West University, Potchefstroom.
Struwig, M., Jordaan, A. & Siebert, S.G. 2011. Anatomy of the southern African Boerhavia and Commicarpus species (Nyctaginaceae). Bangladesh Journal of Plant Taxonomy 18(2): 105–115.
Struwig, M., Siebert, S.J. & Jordaan, A. 2013a. Diagnostic characters of Boerhavia L. in southern Africa: Morphology, anatomy, palynology and biogeography. South African Journal of Botany 86: 151.
Struwig, M., Siebert, S.J. & Jordaan, A. 2013b. Pollen morphology of members of southern African Boerhavia and Commicarpus (Nyctaginaceae). Bothalia 43(1): 15–22.
Thomas, A. 2007. Glossary of pollen and spore terminology. Review of Palaeobotany and Palynology 143: 1–81.

Files

History

  • Receive Date: 04 February 2023
  • Revise Date: 12 April 2022
  • Accept Date: 16 April 2023

Share

How to cite

Statistics