Pollen micromorphology of some species of Gagea in Iran and its taxonomic implication

Document Type : Research Paper

Authors

1 MSc Student, Department of Biology, Razi University, Kermanshah, Iran

2 PhD Graduate in Plant Systematic, Department of Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

3 Assistant Prof., Department of Biology, Razi University, Kermanshah, Iran

10.22092/bot.j.iran.2023.362351.1357

Abstract

Pollen grains of eight species of Gagea were examined using Light Microscope (LM) and Scanning Electron Microscope (SEM). Results showed that selected quantitative characters of pollen grains (polar axis, equatorial axis, P/E ratio, width of muri, lumina or pore number per 2 μm2 in the exine surface, and lumina or pore size) show significant variation providing potential diagnostic characters in discrimination of taxa in the genus. Among the pollen qualitative characters, pollen shapes varied from oblate to oblate-spheroid, and pollen size can be classified as medium (less than 50 μm) and large (more than 50 μm). Exine ornamentation in equatorial view and on sulcus margin region show also variation among the studied taxa. Cluster analysis of selected pollen morphological characters indicated two pollen groups and three types. The palynological types supported taxonomical situation of G. sect. Didymobulbos, G. sect. Plecostigma, and G. sect. Platyspermum. There is no pollen type for studied taxa of G. sect. Stipitatae. In addition, palynological issues suggest a close relationship between G. sect. Didymobulbos and G. sect. Stipitatae.

Keywords

Main Subjects

Article Title [Persian]

گرده‌شناسی برخی گونه‌های جنس Gagea در ایران و کاربرد تاکسونومیکی آن

Authors [Persian]

  • لیلا رستگاری‌خواه 1
  • مهدی حیدریان 2
  • سید محمد معصومی 3
1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
2 دانش‌آموخته دکتری سیستماتیک گیاهی، دانشکده علوم، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
3 استادیار گروه زیست‏شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران
Abstract [Persian]

ویژگی‌های ریزریخت‌‌شناسی دانه گرده در هشت گونه از جنس Gagea (سوسنیان) به وسیله میکروسکوپ نوری (LM) و میکروسکوپ الکترونی نگاره (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که صفات انتخابی کمّی ریزریخت‌شناسی دانه گرده متفاوت بودند (طول قطبی، طول استوایی، نسبت طول قطبی به استوایی، ضخامت muri، تعداد و اندازه lumina و روزنه‌ها در سطح اگزین). در مورد صفات کیفی دانه گرده، به شکل‌های بیضوی پهن تا کروی-بیضوی و اندازه متوسط و بزرگ مشاهده شد. تزیینات اگزین در سطح استوایی و کنار شیار در گونه‌های مورد بررسی متفاوت بود. دندروگرام به دست آمده، گونه‌های مورد بررسی را در دو گروه و سه تیپ تقسیم‌بندی نمود. تیپ‌های گرده‌ای از موقعیت تاکسونومیکی G. sect. Plecostigma،G. sect. Didymobulbos و G. sect. Platyspermum حمایت نمودند. از آرایه‌های مورد بررسی در Gagea sect. Stipitatae تیپ گرده‌ای تشکیل نشد. همچنین، گروه­‌های گرده­‌ای تا حدودی ارتباط تاکسونومیکی G. sect. Didymobulbos همراه با G. sect. Stipitatae نشان دادند.

Keywords [Persian]

  • Gagea sct. Didymobulbos
  • تزیینات اگزین
  • گروه‌گرده
  • تیپ‌گرده
  • تزیینات کنار شیار

References

Boissier, E. 1882. Gagea. Pp. 203–211. In: Flora Orientalis 5. Geneva and Basel.
Erdtman, G. 1960. The acetolysis technique: a revised description. Svensk Botanisk Tidskrift 54: 561–564.
Halbritter, H., Silva, M., Grimsson, F., Weber, M., Zetter, R., Hesse, M., Buchner, R., Svojtka, M. & Frosch-Radivo, A. 2018. Illustrated Pollen Terminology, Second Edition, Springer, New York.
Hesse, M., Halbritter, H., Zetter, R., Weber, M., Buchner, R., Frosch-Radivo, A. & Ulrich, S. 2009. Pollen Terminology (An illustrated handbook). Springer, New York.
Kayıkçı, S., Ocak, A., Tekşen, M. & Erkul, S. 2014. Gagea antakiensis, a new species from Southern Anatolia, Turkey and the new finding of Gagea lojaconoi (Liliaceae). Phytotaxa 170(4): 269–277.
Koch, K. 1849. Beitra ge zu einer Flora des Orientes (Fortezung): Gagea. Linnaea 22: 226–231.
Kovach, W. 1999. MVSP - A Multivariate Statistical Package for Windows Ver. 3.1. Kovach Computing Services, Great Britain.
Levichev, I.G. 1990. A synopsis of the genus Gagea (Liliaceae) from western Tian-Shan. Botany Zhurnal 75: 225–234.
Pascher, A. 1904. Ubersicht uber die Arten der Gattung Gagea. Sitzungberichtedes deutschen naturwissenschaflich-medicischen Vereins für Bӧhmen ‘Lotos’ 109–131.
Pascher, A. 1907. Conspectus Gagearum Asiae. Bulletin de la Société Imperiale des Naturalistes de Moscou 19: 353–375.
Peruzzi, L. 2011. Nomenclatural novelties at sectional level in Gagea (Liliaceae). Atti della Società Toscana di Scienze Naturali Memorie Serie B 118: 23–24.
Peruzzi, L. 2016. A new infrafamilial taxonomic setting for Liliaceae, with a key to genera and tribes. Plant Biosystematics 150(6): 1341–1347.
Peruzzi, L., Peterson, A., Tison, J.M. & Peterson, J. 2008. Phylogenetic relationships of Gagea Salisb. (Liliaceae) in Italy, inferred from molecular and morphological data matrices. Plant Systematic and Evolution 276(3): 219–234.
Peterson, A., Harpke, D., Peterson, J., Harpke, A. & Peruzzi, L. 2019. A pre-Miocene Irano-Turanian cradle: origin and diversification for the species-rich monocot genus Gagea (Liliaceae). Ecology and Evolution 9(10): 5870–5890.
Peterson, A., Levichev, I.G. & Peterson, J. 2008. Systematics of Gagea and Lloydia (Liliaceae) and infrageneric classification of Gagea based on molecular and morphological data. Molecular Phylogeny and Evolution 46(2): 446–465.
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(2): 1–81.
Reynolds, E.S. 1963. The use of lead citrate at high pH as an electron opaque stain in electron microscopy. The Journal of Cell Biology 17(1): 208–212.
Stroh, G. 1937. Die Gattung Gagea Salisb. Beihefte zum botanischen Centralblatt 57: 485–520.
Tekşen, M. & Erkul, S.K. 2015. The synopsis of the genus Gagea (Liliaceae) in Turkey. Phytotaxa 230(1): 101–129.
Terracciano, A. 1905a. Gagearum species Florae Orientalis. Bulletin de I’herbier Boissier 2: 1061–1076.
Terracciano, A. 1905b. Les espe`ces du genre Gagea dans la flore del l’Afrique bore´ale. Bulletin de la Société Botanique de France 52: 1–26.
Terracciano, A. 1906. Gagearum species Florae Orientalis. Bulletin de I’herbier Boissier 2: 105–120.
Tison, J.M., Peterson, A., Harpke, D. & Peruzzi, L. 2013. Reticulate evolution of the critical Mediterranean Gagea sect. Didymobulbos (Liliaceae) and its taxonomic implications. Plant Systematic and Evolution 299(2): 413–438.
Tokarev, P. 2003. Morphology and ultrastructure of pollen grain: KMK Sci. Press Ltd., Moscow.
Uphof, J.C. 1958–1960. A review of the genus Gagea Salisb. I-III. Plant Life 14: 124–132, 151–161; 15: 163–176.
Zarrei, M. & Zarre, S. 2005. Pollen morphology of the genus Gagea (Liliaceae) in Iran. Flora 200(1): 96–108.
Zarrei, M., Wilkin, P., Fay, M.F., Ingrouille, M.J., Zarre, S. & Chase, M.W. 2009. Molecular systematics of Gagea and Lloydia (Liliaceae; Liliales): implications of analyses of nuclear ribosomal and plastid sequences for infrageneric classification. Annals of Botany 104(1): 125–142.
Zarrei, M., Wilkin, P., Ingrouille, M.J. & Chase, M.W. 2011. A revised infrageneric classification for Gagea (Tulipeae; Liliaceae): insights from DNA sequence and morphological data. Phytotaxa 15: 44–56.
Rostaniha
Volume 24, Issue 2 - Serial Number 69
December 2023
Pages 109-120

Files

History

  • Receive Date: 21 May 2023
  • Revise Date: 09 July 2023
  • Accept Date: 18 July 2023

Share

How to cite

Statistics