تأثير عقار اليکولشسن و المستخلص المائي لبذور نبات الحرمل علي أستحثاث الشذوذ الکروموسومي و الطفرات الوراثية في نبات البازلاء Effect of colchicine drug and water extract of Peganum harmala seeds on the induction of chromosome abnormality and mutation in Peas Plant

Document Type : Original Article

Abstract


الملخص العربي :
في الآونة الأخيرة لوحظ زيادة استخدام مستخلصات النباتات الراقية في الطب الشعبي لما لها من دور واضح في تحوير نشاط المطفرات الوراثية.  ويعتبر نبات الحرمل و اللحلاح من أهم هذه النباتات الطبية . فنبات الحرمل  و نبات اللحلاح نباتات برية وهما من النباتات الشائعة الاستعمال للأغراض الطبية العديدة . وقد اکتسبت هذا النباتات سمعة طيبة خلال العقود الأخيرة کمصدر هام للأدوية. تشير الدراسات البحثية ان للحرمل و الکولشسين (مستخلص من نبات اللحلاح)  مضار علي السلوک الکروموسومي عليه قدمت هذه الدراسة بغرض إيجاد قاعدة معلومات أساسية عن هذه النباتات الطبية والإجابة علي تساءل مهم جداً إلا وهو هل لمستخلص نبات الحرمل وعقار الکولشسين تأثير ضار علي سلوک الکر وموسومات؟ وهل يعتبر هذان المستخلصان من المطفرات الکيميائية؟. استخدم في هذه الدراسة القمم النامية لبادرات البازلاء حيث نقعت جذورها في المستخلص المائي لبذور نبات الحرملوعقار الکولشسين بتراکيز 0.05% ( کلا علي حده ) لمدة 24 ساعة. تم تثبيت الجذور في محلول کارنوي ثم جهزت الشرائح و تم استخدام صبغة جميزا في صبغ القمم النامية لبادرات البازلاء و تحضيرها للفحص ألمجهري بطريقة الهرس. کما نقعت بذور نبات البازلاء في المستخلص المائي لبذور نبات الحرمل  وعقار الکولشسين بترکيز 0.05% کلا علي حدا لمدة 24 ساعة ثم استنبتت البذور لمدة أربعة أسابيع بغرض دراسة تأثير هذه المستخلصات علي بعض الصفات الظاهرية. بينت نتائج الدراسة إن سلوک الکروموسومات أصبح شاذا في العينات المعاملة بمستخلص الحرمل المائي) 0.05%) فظهر الطور التمهيدي (المتعجن و فک حلزنة ), الاستوائي (المتعجن, المبعثرو کسور کروموسومية),انفصالي (نجمي), (النهائي مع مسح لجزء من المادة الوراثية وعديد الانوية ) عند مقارنتها بالانقسام الميتوزي الطبيعي (الشاهد) . کما لوحظ تشوهات بالمادة الوراثية, کسور کروموسومية , و تغير في موقع المادة الوراثية بالاضافة لتشوهات بالشکل الظاهري للخلايا المنقسمة. لوحظ علي مستخلص الحرمل المائي بانه يسبب تحسن في نمو النبات فقد شهدت نبات البازلاء زيادة واضحة  في الطول و غزارة المجموع الجذري بالإضافة لظهور المحاليق و الاوراق مبکرا عند مقارنتها بالشاهد. اما بالنسبة لبذور البازلاء المعاملة بعقار الکولشسين فقد بينت نتائج الدراسة أن لهذا العقار تأثير شديد علي نمو النبات فقد حدث نقص معنويا جدا في الطول الکلي للنبات. کما لوحظ ظهور ظفرات علي النبات تشمل التورد ،التقزم  و التورم کما شوهدت التشوهات خلوية ( تشمل استطالة الخلايا )  وظهر الشذوذ الکروموسومي خلال الانقسام الغير مباشر للخلايا متمثلا في التعجن وفک الحلزنة للکروموسومات في الطور التمهيدي , تعجن وظهور الطور الاستوائي النجمي ، کما شوهد تعجن واستعجال أحد الکروموسومات والجسور الکروموسوميه في الطور الانفصالي, وکذلک ظهور النواة الصغيره و وجود الأنوية المتعددة في الطور النهائي.  أوضحت نتائج الدراسة إن  لعقار الکولشسين ومستخلص الحرمل المائي المستخدمان بترکيز (0.05%) أثر بالغ علي نمو النبات بالاضافة الي ان کل منهم له القدرة علي استحتات الشذوذ الکروموسومي في الخلايا المنقسمة انقساما غير مباشر. يعتبر عقار الکولشسين من العقارات المطفرة و المسرطنة بسبب قدرته علي تکون الاورام علي الجذور بينما يعتبرمستخلص الحرمل من المظفرات التي تسرع نمو النبات و تطوره. عليه ينصح  خلال هذه الدراسة التعامل بحذر تام مع کل من الکولشسين و ومستخلص نبات الحرمل والتخلص من أي مخلفات نباتية تمت معاملتها بمستخلصات الحرمل او الکولشسين في مکبات خاصة لما لها من تاثير شديد علي الخلايا النباتية ومحتوياتها الوراثية.




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
In late time, uses of flowering plant extraction  has been noted in public medicine because of their clear roles to modify mutagens activity.  Both Colchicum autumnale  and Peganum harmala are wild type plants and they had widely  uses in  many medicine purposes. This plant earned good reputation during the old testaments as an important source for drugs. Some research studies indicate to that harmala and  colchicines drug have harmful effect on chromosome behaviour, thus  this study presented to find the basic information on this medicinal plants, in addition to give answer  on an important question, do water extract of harmala seeds and  colchicines drug have harmful effect on chromosome behaviour? And do both extractions are chemicals mutagens?   
                Study  carried out on pea's seed that soaked in colchicine solution and  water extract of harmala seeds (individually)  and  at concentration of 0.05% for 24 hours.   Seeds left to grow for a month, reading for growth measurements recorded. 
For slides preparation, Root tip of peas seed soaked in colchicine solution  and water extraction of harmala seeds (0.05% individually) for 24 hour. In the next day,  root tip fixed for 24 hours in Carnoy's fixative then transferred to new fixative (96% ethanol) and store at 4°C. Root tip were separated for slides preparation and to study the effect of colchicines and water extraction of harmala seeds on chromosome behaviour. Chromosomes were Stained by Giemsa stain then examined by using microscopic lens (100X).
The result of this study illustrated that  chromosome  behaviours was abnormal in samples that soaked in water extract of  harmala seeds at concentration of (0.05%) ,therefore, chromosome stickiness and unfolding chromosome (in prophase), stickiness, Disturbed and chromosome  breakage (in matephase), stickiness anaphase , deleting in some genetic material and multiple nucleuses (in tetophase) has detected ,also deformation in chromosome, change in position of the genetic material and  deformation in morphological structure of divided cell were noticed.  Treatment of peas seed by water extract of harmala seeds at concentration of (0.05%) caused improvements in plant growth parameters thus  abundance of root and early formation in  tendril and leaves were seen when it compared with controlled plant.
colchicines  drug at concentration 0.05%   affected plant growth however total of plant length reduced significantly also mutation as dwarfing, Rosseting and tumor has been noticed. In addition, deformation of cell and chromosome abnormality included chromosome stickiness and unfolding chromosome (in prophase), stickiness, Disturbed chromosome  (in matephase), stickiness and chromosome bridge (in anaphase) , Micronucleus  and multiple nucleuses (in tetophase) has detected.
It could be recommended that  care should be taken when using such a drug  also it should be discard plants that  treated with colchicines and water extract of harmala seeds in especial scrap places .

Highlights

 

  

 

AUCES

تأثير عقار اليکولشسن و المستخلص المائي لبذور نبات الحرمل علي أستحثاث الشذوذ الکروموسومي و الطفرات الوراثية في نبات البازلاء

هدى شعبان القبى*، أبراهيم على تيکة**

*قسم النبات- کلية العلوم - جامعة مصراتة- ليبيا

** قسم المختبرات- کلية التقنية الطبية  جامعة مصراتة- ليبيا

الملخص:

            في الآونة الأخيرة لوحظ زيادة استخدام مستخلصات النباتات الراقية في الطب الشعبي لما لها من دور واضح في تحوير نشاط المطفرات الوراثية.  ويعتبر نبات الحرمل و اللحلاح من أهم هذه النباتات الطبية . فنبات الحرمل  و نبات اللحلاح نباتات برية وهما من النباتات الشائعة الاستعمال للأغراض الطبية العديدة . وقد اکتسبت هذا النباتات سمعة طيبة خلال العقود الأخيرة کمصدر هام للأدوية. تشير الدراسات البحثية ان للحرمل و الکولشسين (مستخلص من نبات اللحلاح)  مضار علي السلوک الکروموسومي عليه قدمت هذه الدراسة بغرض إيجاد قاعدة معلومات أساسية عن هذه النباتات الطبية والإجابة علي تساءل مهم جداً إلا وهو هل لمستخلص نبات الحرمل وعقار الکولشسين تأثير ضار علي سلوک الکر وموسومات؟ وهل يعتبر هذان المستخلصان من المطفرات الکيميائية؟. استخدم في هذه الدراسة القمم النامية لبادرات البازلاء حيث نقعت جذورها في المستخلص المائي لبذور نبات الحرملوعقار الکولشسين بتراکيز 0.05% ( کلا علي حده ) لمدة 24 ساعة. تم تثبيت الجذور في محلول کارنوي ثم جهزت الشرائح و تم استخدام صبغة جميزا في صبغ القمم النامية لبادرات البازلاء و تحضيرها للفحص ألمجهري بطريقة الهرس. کما نقعت بذور نبات البازلاء في المستخلص المائي لبذور نبات الحرمل  وعقار الکولشسين بترکيز 0.05% کلا علي حدا لمدة 24 ساعة ثم استنبتت البذور لمدة أربعة أسابيع بغرض دراسة تأثير هذه المستخلصات علي بعض الصفات الظاهرية. بينت نتائج الدراسة إن سلوک الکروموسومات أصبح شاذا في العينات المعاملة بمستخلص الحرمل المائي) 0.05%) فظهر الطور التمهيدي (المتعجن و فک حلزنة ), الاستوائي (المتعجن, المبعثرو کسور کروموسومية),انفصالي (نجمي), (النهائي مع مسح لجزء من المادة الوراثية وعديد الانوية ) عند مقارنتها بالانقسام الميتوزي الطبيعي (الشاهد) . کما لوحظ تشوهات بالمادة الوراثية, کسور کروموسومية , و تغير في موقع المادة الوراثية بالاضافة لتشوهات بالشکل الظاهري للخلايا المنقسمة. لوحظ علي مستخلص الحرمل المائي بانه يسبب تحسن في نمو النبات فقد شهدت نبات البازلاء زيادة واضحة  في الطول و غزارة المجموع الجذري بالإضافة لظهور المحاليق و الاوراق مبکرا عند مقارنتها بالشاهد. اما بالنسبة لبذور البازلاء المعاملة بعقار الکولشسين فقد بينت نتائج الدراسة أن لهذا العقار تأثير شديد علي نمو النبات فقد حدث نقص معنويا جدا في الطول الکلي للنبات. کما لوحظ ظهور ظفرات علي النبات تشمل التورد ،التقزم  و التورم کما شوهدت التشوهات خلوية ( تشمل استطالة الخلايا )  وظهر الشذوذ الکروموسومي خلال الانقسام الغير مباشر للخلايا متمثلا في التعجن وفک الحلزنة للکروموسومات في الطور التمهيدي , تعجن وظهور الطور الاستوائي النجمي ، کما شوهد تعجن واستعجال أحد الکروموسومات والجسور الکروموسوميه في الطور الانفصالي, وکذلک ظهور النواة الصغيره و وجود الأنوية المتعددة في الطور النهائي.  أوضحت نتائج الدراسة إن  لعقار الکولشسين ومستخلص الحرمل المائي المستخدمان بترکيز (0.05%) أثر بالغ علي نمو النبات بالاضافة الي ان کل منهم له القدرة علي استحتات الشذوذ الکروموسومي في الخلايا المنقسمة انقساما غير مباشر. يعتبر عقار الکولشسين من العقارات المطفرة و المسرطنة بسبب قدرته علي تکون الاورام علي الجذور بينما يعتبرمستخلص الحرمل من المظفرات التي تسرع نمو النبات و تطوره. عليه ينصح  خلال هذه الدراسة التعامل بحذر تام مع کل من الکولشسين و ومستخلص نبات الحرمل والتخلص من أي مخلفات نباتية تمت معاملتها بمستخلصات الحرمل او الکولشسين في مکبات خاصة لما لها من تاثير شديد علي الخلايا النباتية ومحتوياتها الوراثية.

 

 

المقدمة:

          يرجع تاريخ استخدام المستخلصات النباتية الطبية منذ قديم الازل الي العصور التاريخية القديمة وتطور استخدامها عبر العصور , لما للاعشاب و النباتات الطبية من قيمة اقتصادية و طبية کبيرة و للدور الذي تلعبه في مکافحة الامراض و صناعة الادوية. لقد عرف القدماء قائمة واسعة من النباتات الطبية واستخدمت بنجاح في معالجة الأمراض فاستخدموا مستخلصات النباتات الطبية و التى تحتوي على العديد من المواد الفعالة ذات القيمة الدوائية والتي تستخدم بصورة مباشرة بتناولها لاحتوائها على المادة الفعالة أو بصورة غير مباشرة من خلال استخلاص المادة الفعالة ودخولها في صناعة الدواء. فالکولشسين المستخدم فى هذه الدراسة هو عبارة عن مادة فعالة  تم استخلاصها بواسطة الکيميائيان الفرنسيان پ. س. پلتييهوج وکاڤنتون( ( Pelletier PS.at.el, 1820 بصورة نقية من أزهار الزعفران الخريفي autumn crocusوالذى ينتمى للفصيلة الزنبقية Liliaceae. عرف الکولشسين بانه مرکب امينى طبيعى ووصف بقلويد ثلاثي الحلقات وزنه الجزيئى7399.43, وهومتبلور, ذو لون اصفر و طعمه مر. استعمل الکولشيسين بترکيز 05. 0 %  في الإنتاج الزراعي لمضاعفة الکروموسومات في الخلايا النباتية بغرض إنتاج الطفرات الصناعية المتميزة بغزارة الإنتاج وتحسين الصفات سواء کانت أزهار أو ثمار لبعض النباتات الطبية الاقتصادية إذإن هذه المادة تعمل على منع تکون الخيوط المغزلية الضرورية لعملية انقسام الکروموسومات أثناء الدور الانفصالي مما يؤدي إلى بقاء الکروموسومات في مرکز الخلية  ومن ثم تضاعف المادة الوراثية.

 

بالإشارة الى ما تؤکده الدراسات التى اجريت بواسطة   (Pickett-Heaps,   1966  ,(Hogetsu et. al. 1978   ان للکولشسين القدرة على تغيير شکل الخلية بالإضافة لوجود تغير ملحوظ فى سلوک الکروموسوم خلال مرحلة الإنقسام اللاجنسى (ملص واخرون, 2003 ).

    يعتبر الحرمل ايضا من النباتات ذات الاستخدامات الطبية حيث تحتوي بذور الحرمل على ثلاث قلويدات هي الحرملين Harmaline وحرمين Harmine وحرملول Harmalol وقد أثبتت البحوث العلمية على هذه القلويدات انها تؤثر بالشلل على الديدان الشريطية وتفقدها القدرة على الحرکة فيسهل التخلص منها کما تستعمل في علاج الملاريا المزمنة في بعض البلاد الحارة التي ينتشر فيها هذا النوع من الملاريا, تستخدم ايضا فى علاج الشلل و التهاب الدماغ. ينتمي هذا النبات إلى العائلة الزيجوفيلية Zygophyllaceae ويسمى محليا بالحرمل (Peganum harmal) وهو نبات عشبي شجيري,  يتراوح ارتفاعه بين 30 سم الى 120 سم وينمو غالبا بحالة برية (حسين، 1981).  تؤکد الدراسة التى اجريت بواسطة( متوکل   2007) أن  المعاملة بمستخلص أوراق الحرمل أدت إلي ارتفاع في تکرار الدليل الظفوري و حدث ارتفاع في نسبة الخلايا الميتوزية المختلة وکنتيجة للبحوث و التجارب يتضح أن لمستخلصات نبات الحرمل تأثيرات ضارة إذا لم تستخدم بجرعات محددة ولکن مدى الضرر الذي تلحقه بالخلايا و محتوياتها النووية مازال يحتاج للتأکيد مقرونا بأدلة علمية وهذا يجعل  للبحث هدفاُ للتوصل لبعض الأدلة عن علاقة مستخلص الحرمل باستحداث الشذود الکروموسومى و بالتالي ظهور  الظفرات.

    استخدم فى هذا البحث مستخلص بذور الحرمل المائى وکذلک الکولشسين بترکيز 0.05% لدراسة تاثير کل منهما على حده على السلوک الکروموسومى للخلايا  المرستمية فى القمم النامية لجذور نبات البازلاء و کذلک دراسة التشوهات الخلوية و الطفرات التى قد تسببها هذه المستخلصات.

مواد وطرق البحث:

1-      نبات التجربة:

 

نبات البازلاء Pisum sativumصنف JULIT العدد الکروموسومي (14). تندرج البازلاء تحت الخضروات، وهي من الفصيلة الفراشية. يتألف النبات من الجذور, السيقان, الأوراق, الثمار، البذور،استخدمت الخلايا المرستمية فى القمم النامية للجذور کنمودج للخلايا المنقسمة انقساما غير مباشر.

2- شريحة حاوية على الانقسام الغير مباشر فى الخلايا النامية لجذور نبات البازلاء:  

  نميت بذور البازلاء في الماء في درجة حرارة الغرفة حتى يصل طول الجذور حوالي 3– 4سم. قطعت الجذور النامية والحاوية على القمم النامية بطول (0.5 – 1 سم) ثم وضعت في مثبت کارنوى لمدة 24 ساعة,  نقلت الجذور لمحلول کحولى لحفظ العينات. أجرى تحلل مائى للجذور Hydrolysis وذلک بمعاملتها 1 ع بحامض الهيدروکلوريک عند درجة  حرارة 60 م ◦ لمدة حوالي 5-6 دقائق. هرس الجزء المريستيمي بواسطة إبرة صداة ثم صبغت العينة بواسطة صبغة جميزا, ثم فحصت الشرائح بالمجهر الضوئى باستخدام العدسة الزيتية.وهذه استخدمت کشاهد.

2- تحضير شريحة لعينة معاملة بالکولشسينو مستخلص بذور الحرمل المائي لدراسة الاضطرابات الکروموسومية:

 استخدمتالقمم النامية لجذور البازلاء المنقوعة فى محلول الکولشسين بترکيز050.% و فى مستخلص بذور الحرمل (کلا على حدا) لمدة 24 ساعة فى درجة حرارة الغرفة  وبعد عملية التثبيت فى محلول کارنوى تم فصل القمم النامية و تعريضها للتحلل المائى , هرسها , صبغها بصبغة جميزا ثم فحصها بالعدسة الزيتية.

                              

3-  دراسة تاثير عقار الکولشسين و مستخلص بذور الحرمل على الشکل الظاهري للخلية و تحديد التشوهات الخلوية:

حضرت شريحة دائمة للخلايا المرستيمية فى القمم النامية لجذور نبات البازلاء طبقا لما وصفة ( 2006 , Kamel) فحصت الشريحة تحت قوة تکبير 100× , ثم حددت التشوهات الظاهرة على جدران الخلايا , الانوية و الکروموسومات مع فحص دقيق للشکل الظاهرى للخلية. استخدمت 5 مکرارت لکل معاملة..   

 

4-الطفرات:

    نقعت بذور نبات البازلاء بعقار الکولشسين  و مستخلص الحرمل  بترکيز 0.05% ( کلا على حدى) لمدة 24 ساعة ثم نميت فى طبق بترى لمدة يومين.  نقلت البادرات النامية الى أصص صغيرة و ترکت لتنمو لمدة شهر. تم مراقبة التغيرات الظاهرة على النبات و سجلت الطفرات من حيث نوعها و عددها. استخدمت خمس مکرارات لکل معاملة.

 

5- دراسة تأثير عقار الکولشسين و مستخلص الحرمل على بعض مقاييس النمو :

 

نقعت بذور نبات البازلاء بعقار الکولشسين  بترکيز 0.05% لمدة 24 ساعة ثم نميت فى طبق بترى لمدة يومين.  نقلت البادرات النامية الى أصص صغيرة و ترکت لتنمو لمدة شهر ثم سجلت المقاييس الخاصة بنمو النبات خلال فترات زمنية متنقلة (اسبوع’ اسبوعين ’ ثلاثة و اربعة اسابيع من فترة النمو) و التى تشمل :  طول المجموع الخضرى و الجذرى , الطول الکلى للنبات. استخدمت خمس مکررات لکل معاملة.

 

6- التحليل الإحصائى :

أجرى تحليل النتائج إحصائياً باستخدام برنامج SPSS. وقد استخدم تحليل ANOVA ONE WAY, LSD،وذلک بغرض المقارنة بين متوسطات المعاملات المختلفة.

 

النتــــــــــائج :

1- الاضطرابات الکروموسومية والتشوهات الخلوية لخلايا القمم النامية فى جذور نبات البازلاء المعاملة:  

 

أوضحت نتائج الدراسة(شکل 1)إن معاملة الخلايا المنقسمة بمستخلص الحرمل المائي(5ملجم/ 100مل) و الکولشسين (5%) تسبب فى استحثاث الشذوذ الکروموسومى فقد ظهر التعجن وفک الحلزنة فى الطورالتمهيدى, التعجن و التبعثر فى الطور الاستوائي, التعجن فى الانفصالي ,  تعدد الانوية فى النهائي.

بالنسبة للخلايا المعاملة بمستخلص الکولشسين فقط ظهرت ايضا الجسور الکروموسومية في الطور الانفصالي کما شوهدت الانوية الصغيرة, في حين شوهد فى الخلايا المعاملة بمستخلص الحرمل المائي فقط  ظهور التلکؤ الکروموسومى کما ظهر مسح في أجزاء من المادة الوراثية شکل (2).

       تؤکد نتائج الدراسة المبينة فى شکل (3) ظهور تشوهات فى الشکل الظاهري , کسور کروموسومية وتغير فى موقع المادة الوراثية على الخلايا المنقسمة المعاملة بمستخلص االحرمل والکولشسين (کل على حدى) .

 

2-  مقاييس النمو  Growth Parameters

 

* طول المجموع الخضرى, الجذرى و الطول الکلى للبادرات : تشير النتائج المبينة فى الشکل 4 ان معاملة الخلايا النامية ( فى جذير بذور نبات البازلاء ) بالکولشسين ترکيز 0.05% و التي ترکت لتنمو لمدة شهر قد شهدت بادراتها نقصا معنويا جدا فى طول المجموع الجذرى و الخضرى کما شهد الطول الکلى نقصا عالي المعنوية (P=0.001  ) بداية من الاسبوع الاول حتى الاسبوع الرابع لنمو البادرات, و يجدر الاشارة  ان المجموع الخضرى قد شهد نمو تدريجيا وان کان بطيئا على العکس من ذلک فالمجموع الجذرى شهد زيادة فى النمو و کان ذلک واضحا خلال الأسبوع الاول للنمو.

أکدت نتائج الدراسة الموضحة بشکل 4 ان معاملة الخلايا المنقسمة فى جذير نبات البازلاء بمستخلص بذور الحرمل المائى (0.05 جم/100مل) نتج عنه تشجيع نمو البادرات, ووفقا لتحليل LSD , ANOVA ONEWAY   فقد لوحظت الزيادة العالية المعنوية فى طولى النبات الکلى و المجموع الخضرى حيث (0.001 ( P=  فى حين ان طول المجموع الجذرى شهد زيادة معنوية جدا خلال الاسبوعين الثالث والرابع (P =0.008 (. ايضا شوهدت مراحل تطور نمو النبات و التى تبدءا بالنمو التدريجي للنبات خلال الأسبوع الأول حتى الاسبوع.  

*عدد الاوراق و المحاليق :

أوضحت نتائج التحليل الإحصائى والمبينة فى شکل (5) النقص العالى المعنوية و المعنوى جدا فى عدد الاوراق P=0.001 )) والمحاليق P=0.018 )) على التوالي فى بادرات البازلاء المعاملة خلاياها المنقسمة بالکولشسين. على العکس من ذلک فقد شهدت البادرات المعاملة بمستخلص الحرمل زيادة عالية المعنوية فى عدد الاوراق P=0.001 )) کما حين ان عدد المحاليق قد شهد زيادة معنوية جداً)P=0.003(.

 

 3- الطفرات :

*التورم : لوحظ على المجموع الجذري لبادرات البازلاء النامية تکون کتل او تورمات وکان عدد هذه التورمات عاليا جدا في الأسبوع الأول ولکنه قل بمعدل 3 إضعاف فى النباتات النامية لمدة أربعة أسابيع. تؤکد نتائج الدراسة المبينة بالشکل (6) أن بادرات البازلاء المعاملة بمستخلص الحرمل وکذلک الشاهد لم يظهر عليهما تورمات.

* التورد و التقزم: : أکدت النتائج المبينة فى الشکل ( 7) ظهور حالات التقزم و التورد على البادرات المعاملة بالکولشسين ترکيز 0.05% بينما لم تشهد نباتات الشاهد و تلک المعاملة بمستخلص الحرمل مثل هذه الحالات.

 

* غزارة المجموع الخضرى و الجذرى: تؤکد نتائج الدراسة المبينة فى شکل (8) أن بادرات البازلاء المعاملة بمستخلص الحرمل قد شهدت تحسن ملحوظ فى المجموعى الخضرى و الجذرى عند مقارنتها بالشاهد. على العکس من ذلک فقد لوحظ على النباتات المعاملة بالکولشسين قلة فى المجموع الجذرى و تاخر عملية النمو والتطور فى المجموع الخضرى فلم يشهد تکون محاليق کما ان الاوراق تکون متقاربة و سميکة مع ملاحظة قصر النبات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (2) الاضطربات الکروموسومية فى خلايا القمم النامية لجذور النبات البازلاء المعامله بالکولشسين (A) ومستخلص الحرمل المائي (B) کلا على حدى .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 


 

 

 

المناقشــــــــة:

1-     الاضطرابات الکروموسومية و التشوهات الخلوية لخلايا القمم النامية فى جذور نبات البازلاء المعاملة:  

   يتبن من نتائج الدراسة ان کل من مستخلص الحرمل المائى و الکولشسين القدرة على استحثاث الشذود الکروموسومى و يبدو انهما يتقاربان فى التأثير حيث ظهر التشابه فى معظم أشکال الشذوذ کروموسومى يتفق هذا مع ماجاء به Ali et.al., 2000), زينى,2007والقبى,2013 ) .ترجع أسباب الاضطرابات الکروموسومية غالبا نتيجة للمعاملة بالمستخلصات المائية للحرمل و الکولشسين ومما يؤکد ذلک هو عدم ظهور هذه الاضطربات فى الخلايا غير المعاملة ( الشاهد).

    لوحظ ان المستخلص المائى للحرمل و الکولشسين قد اثر على سلوک الکروموسومات و ظهرت اضطرابات متشابهومتنوعة فى جميع أطوار الانقسام الغير مباشر( التمهيدى, الاستوائى, الانفصالى و النهائى). وترجع اسباب التنوع فى هذه الاضطرابات لما يلى:

*حالات التعجن او ما يعرف باللزوجة الکروموسومية: ترجع مسبباتها کنتيجة لمعاملة الخلايا  في مراحلها المبکرة من الانقسام غير المباشر فتتجمع (تلتصق) کروموسومات الخلية عندما يصبح السطح الخارجي لهذه المجموعة الکروموسومية لزج، وهذا النوع من الاضطراب يمنع تتابع المراحل التالية للانقسام وسببه زيادة بلمرة الDNA  فيتعجن وتختفي معالمه حيث تتکون الروابط العرضية بين جزيئات الـ DNA والبروتين في الکروموسومات مما يسبب التصاق الکروموسومات مع بعضها مکونة کتلة کروماتينية غير متميزة (الفيصل,2000) شوهدت اللزوجة الکروموسومية فى التمهيدى, الطور الإستوائي و الطور الانفصالى.کما يمکن تفسير حالات اللزوجة الکروموسومية لزيادة النشاط  فى انزيم DNA Polymerase هو المسؤول عنتضاعف ال DNA وتتفق هذه النتيجة مع ما وصفة ( الانصارى وآخرون,1999).                                                                                   

* فک الحلزنة: ترجع  اسبابه لقدرة المستخلصات المعامل بها الخلايا المنقسمة على تفکک سلسلتي الـ  DNA  فيسبب ذلک فى ظهور الکروموسومات طويلة و رفيعة ينتج عنها تقليل الحلزنة . 

* استوائى مبعثر : يعرف ايضا بالمتشتت ويرجع أسباب ظهوره الى تجمع الکروموسومات في مرکز الخلية لا تترتب هذه الکروموسومات علي الصفيحة الوسطي کما في الطور الإستوائي الطبيعى وبالتالى فهى تکون غير حرة وهذه الحالة ترجع الى ضعف خيوط المغزل فى عملها وهذه النتيجة تتفق مع ما وصفة (على, 2010).

* نهائى عديد الانوية (الانوية المتضاعفة) :  تحدث فى الطور النهائي بسبب تجمع الکروموسومات في مجموعات مختلفة العدد وکل مجموعة تحاط بغشاء نووي وبالتالي يظهر بالخلية عدد من الانوية.

     ان معاملة الخلايا المنقسمة فى القمم النامية لجذور البازلاء بالکولشسين قد شهدت اضطرابا کروموسومى من نوع الجسور الکروموسومية و النواة الصغيرة و الکبيرة وهذه الأطوار لم تظهر عند المعاملة بمستخلص الحرمل المائي وأسباب ظهور الجسور الکروموسومية ترجع الى اتصال کروموسومين في الطور الانفصالي علي شکل قنطرة  Bridge وقد يعزى السبب الى تداخل الانظمة الوراثية المسيطرة على عملية سحب او انفصال الکروموسومات تتفق هذه النتيجة مع   ( Wagenaar, . Gill et.al., 1995)   1961b& أما عن اسباب تکون نواة صغيرة و کبيرة خلال الطور النهائى يرجع الى عدم التکافؤ فى توزيع المادة الوراثية  ( القبى و اخرون, 2103) او قد يکون بسبب  تجمع الکسور الکروموسومية  او القطع الکروموسومية المتأخرة فى الانسحاب ففي الطور النهائي نجد أن هذه القطعة الکروموسومية تحيط نفسها أو أن الکروموسوم المتخلف يحيط نفسه بغشاء نووي مکونا ما يعرف بالنواة الصغيرة - Micronucleus بالإضافة إلي النواة الأخرى المحتوية علي بقية المجموعة الکروموسومية فتتشکل انويه صغيرة  وهذه قد تفقد لاحقا مما يسبب بالطبع تغيرات وراثية تاثيرها يعتمد على عدد الخلايا المحتوية على هذه الانوية و کذلک نوع الجينات المفقودة فى هذه الانوية (  Morris, et.al. 1967(.

يظهر فى الخلايا المنقسمة المعاملة بمستخلص الحرمل حالة  من الاضطراب يطلق عليها بالتلکؤ الکروموسومى و هذه الحالة لم تشاهد فى الخلايا المعاملة بالکولشسين, ويعزى سبب تلکؤ الکروموسوم الى تاخر کروموسوم أو أکثر في الإتصال ببقية المجموعة الکروموسومية علي خط الإستواء ولکنه يظل أو يبقي حرا في السيتوبلازم(     Wagenaar, 1961a; Walter, et,al., 1972 ). کما أشارت الباحثة ( السامرائى, 1999 ) ان الکروموسومات المتاخرة فى الانسحاب لايعود اختلاف بينها بسبب الحرکة بل ايضا فى آلية فصل الکروماتيدات الشقيقة .

     شوهدت حالات من مسح فى اجزاء من المادة الوراثية على الخلايا المعاملة بالکولشسين و الحرمل. مما يجدر الاشارة اليه ان حالات المسح الواضح فى المادة الوراثية وکذلک الکسور الکروموسومية  ظهرت و بشکل متکرر وملحوظ على الخلايا المعاملة بمستخلص الحرملوقد يعزى سبب تکرار وظهور هذه الحالة الى فعل المستلخص المعامل به الخلايا (وتتفق هذه النتيجة مع (متوکل , 2007 . کما ان حالة الکسور الکروموسومية و عدم التکافؤ فى توزيع المادة الوراثية و کذلک الکروموسومات المتأخرة فى الانسحاب و التلکؤ الکروموسومى قد يفسرا النقص الحادث بالمادة الوراثية و الذى يظهر فى صورة فقدان المادة الوراثية فى النواة الرئيسية  وهذا يتفق مع ماأشارت إليه السامرائى (1999). ايضا تکرار ظهور الکسور الکروموسومية ومسح لأجزاء من المادة الوراثية فى الخلايا المعاملة بالحرمل تشير الى تاثيرات کيميائية متعددة ويتفق هذا مع  , 1999 ) .Hallak, et.al ) بمعنى ان مستخلص الحرمل يحوى على اکثر من مادة فعالة تؤثر على سلوک الکروموسومات. فبالاضاقة لاشباه القلويدات وکنتيجة لظهور الشذود الکروموسومى, الکسور الکروموسومية والتوزيع الغير متکافى للمادة الوراثية فمن المحتمل ان مستخلص الحرمل يحوى ايضا على   مواد مؤلکلة alkylation agents وبخاصة المواد ثنائية الوظيفة

( تحتوي على مجموعتين ألکيل تفاعليتين) والتى تسبب فى ربط جزيئات الـ DNA عرضاً وتحدث کسوراً أو تغيرات کروموسومية (الکبيسى, 2000  ).     

2-التشوهات الخلوية:

تؤکد نتائج الدراسة ان لمستخلص الحرمل المائى و الکولشسين تأثير على الشکل الظاهرى للخلايا المنقسمة. حيث ظهرت الإشکال الغير منتظمة سوى الشکل المتطاول أو تلک الحاوية على انتفاخ في نهايتها فضلا عن ذلک لوحظ إن جدران بعض الخلايا تکون منحنية. بعض الخلايا المعاملة حدث بها نقص فى الطول مع زيادة فى السمک و هذا يتفق مع ما اشار اليه.(Hogetsu, et.al,1978)  وقد يرجع السبب فى تأثير مستخلص الحرمل و الکولشسين على شکل الخلية لقدرته للتأثير على صلابة الجدار الخلوي وهذا يتفق مع -( Pickett Heaps.1966). کما قد يعزى السبب لحدوث تميع فى شکل الخلايا وظهور الانحناءات على جدرانها لحدوث خلل فى المکونات الکيميائية للجدار الخلوى بالإضافة لان الکولشسين و مستخلص بذور الحرمل المائى ربما أيضا اثر في ضغط الامتلاء للخلايا مما يجعلها غير منتظمة فى شکلها( القبى واخرون,2013).

 3-مقاييس النمو Growth Parameters

طول المجموع الخضرىوالجذرى, الطول الکلي للنبات, عدد الاوراق و المحاليق:

لوحظ على البادرات المعاملة بالکولشسين قصر النبات و ضعف المجموع الخضرى حيث قل عدد الأوراق و المحاليق مع تأخر في موعد تکونهما.  کما شوهد ضعف المجموع الجذرى لبادرات البازلاء النامية عند المقارنة بالشاهد. عليه تؤکد نتائج هذه ان الکولشسين يعيق عمليتى النمو و التطور وهذا يتفق مع (القبى واخرون  2003) , على العکس من ذلک فقد لوحظ على البادرات المعاملة بمستخلص بذور الحرمل المائى تحسن فى المجموع الخضرى حيث اظهرت البادرات زيادة فى طول النبات مع زيادة فى عدد الأوراق و المحاليق بالإضافة الى تکون المحاليق مبکرا حيث شوهدت هذه المحاليق بداية من الأسبوع الاول لنمو البادرات. ايضا لوحظ على البادرات النامية غزارة المجموع الجذرى عند المقارنة بالشاهد وهذا يشير على تحسن فى مقاييس النمو للنبات مما يشير الى ان مستخلص بذور الحرمل قد ساهم فى تحسين مقاييس النمو فى النبات و الذى قد يرجع السبب فى ذلک کما اشار (زينى, 2007) لوجود مواد مضادة للاکسدة حيث تعمل مستخلصات الحرمل على زيادة فى  ترکيز بعضاً من المواد المانعة للأکسدة. ايضا  يحتوى الحرمل على قلويدات مثلالحرملين, الحرمول و الحارمين (Al-Shamma, et.al.1981). کما هو معروف فان القلويدات اذا استخدمت بتراکيز ملائمة فهى تکون مصدر هام لتکوين البروتينات کما أنها تشکل منظمات للنمو والأيض والتکاثر فى النباتات . نستنج من ذلک ان استخدام ترکيز 0.05% من مستخلص بذور الحرمل يحفز نمو البادرات .

 

3-الطفرات:

*التورد, التورم و التقزم: شوهدت هذه الطفرات على بادرات البازلاء المعاملة خلاياها المنقسمة بالکولشسين وهذه النتيجة تتفق مع ما اوضحة  (الحاجى,1992) أن الکولشسين يتسبب في حدوث الطفرات صناعيا mutation– Induced أثناء الانقسام غير المباشر مما ينتج عنه اضطرابات تکون خليط من الخلايا الجسدية بها مادة وراثية مختلفة في عدد الکروموسومات وهذا التغير الحادث بالمادة الوراثية هو الذي يؤدي إلي الطفرة الوراثية . نتيجة لظهور التورمات على المجموع الجذرى وظهور التورد على المجموع الخضرى مع تقزم النبات فانه بذلک يمکن وصف الکولشسين بانه عامل کيميائى مطفر mutagenic   ومسرطن  carcinogenic.

 غزارة المجموع الخضرى و الجذرى: وجد ان بادرات البازلاء المعاملة خلاياها بمستخلص  بذور الحرمل لوحظ عليها تحسن فى الطول الکلى مع غزارة المجموعى اخضرى و الجذرى بالاضافة الى ان عملية النمو و التطور کانت أسرع عند المقارنة بالشاهد و کنتيجة للتغيرات الظاهرة على النبات يمکن وصف مستخلص الحرمل بانه منتج نباتى  مطفر mutagenic وهذا يتفق مع مااشار اليه (قبيسى, 2004) إذ  يمکن  للمنتجات النباتية الطبيعية أن تسبب في إحداث الطفرات , أو تغيير في نشاط المطفر الموجود في الکائنات الحية وذلک عن طريق تنشيط الحالة المطفرة الموجودة في الخلايا activation of promutagen  او تنشيط المواد المکونة لمولد الطفرة والموجودة بالخلية وتحويلها إلى مولدات الطفرة.

من خلال مناقشة النتائج نستخلص من هذه الدراسة ما يلى:

* يختلف عمل بعض المستخلصات النباتية وفقا للتراکيز المستخدمة.                            

* يتسبب ترکيز 0.05% الکولشسين المعامل بها الخلايا المنقسمة فى القمة النامية لجذير بادرات البازلاء فى ظهور الطفرات بالإضافة الى التورمات وبذلک يمکن تصنيف الکولشسين کمادة مطفرة ومسرطنة بسبب قدرته على استحتاث الطفرات , تغيير سلوک الکروموسومات وتکسير الکروموسومات وهذه ظواهر مصاحبة للمسرطنات.

*  يسبب ترکيز مستخلص بذور الحرمل 0.05% / فى ظهور الطفرات حيث ظهرت صفات جديدة على النباتات المعاملة کما أن تغيير سلوک الکروموسومات ايضا من الادلة التى تشير لتغير فى المحتوى الوراثى وبالتالى يمکن تصنيفه کمطفر.

*اظهر الکولشسين باعتباره قلويد قدرتة على استحتاث الشذود يرجح انها قد تکون المسبب الرئيسى فى ظهور الطفرات والشذود الکروموسومى.

 

KAMEL A E (2006):Karyotype Characterization  and Polyploidy

           Variations in Some Genotypes of Triticum Aestivum( L). Mendel Society- Cytologi-71 (2): 169-174.

Morris  R,  Sears  E R (1967):The Cytogenetics of Wheat and Its Relatives. In: Quisenberg, K.S. and Reitz, L.P.(ed). Wheat and wheat improvement. American society of Agronomy.Madison. USA. 19-87.

Pelletier PS, Caventon J A. Investigation(1820): Chim.14:69.

Pickett-Heaps DJ. (1966) : The effects of         colchicine on the ultrastructure of dividing plant cells, xylem wall differentiation and distribution of cytoplasmic microtubule.   Canberra, A.C.T., Australia.

 

Roberts FM, Wink  M (1998):Alkaloids Biochemistry, Ecology, and Medicinal Applications.Plenum Press. New York and London.

Wagenaar E.B. (1961a): Cytological Studies of The Development of Metaphase I in Triticum Hybrids, II the Lagging Patterns in Two Triploids. Can. J. Genet. Cyto. 3:361-371. Co. USA.

Walter V B (1972): Textbook of Cytological

          Cytogenetics, The C. V. Mosby.

وبالتالى يتشابه تاثيرها مع الکولشسين من حيث القدرة على تغيير سلوک الکروموسومات, الشذود الکروموسومى و استحثاث الطفرات.

 

 

 

REFERENCES:

AliBH, Al-Qarawi AA,  Bashir AK, Tanira MO (2000): Phytochemistry,  Pharmacology  and  Toxicity  of Rhazya stricta:A review phytotherapy Research 14, 234-239.

Al-Shamma A, Drake S, Flynn DL,  Mitsher LA,  Srao GSR,  Simpson A, Swayaze JK, Vesogll, T (1981): Antimicrobial Agents from Higher Plants: Antimicrobial Agents from Peganum harmala seeds. Jurn. Nat. Prod  44: 745-747.

Gill B S, Friebe, B, Gill, K S, Endo,T R (1995) and Mechanism of the Diphenyl Amine Reaction for Colorimetric Estimation of Deoxyribonucleic Acid. Biochemistry (62): 315-328

Hallak, A M, Lisete, CD ,  Souza I ( 1999):  Effects of Sorghum (sorghum bicolor L.) Root Exudates on the Cell Cycle of the Bean Plant (Phaseolus vulgaris L.) root. Genet.  Mol. Biol. vol.22-São Paulo Mar.

Hogetsu T, Shibaoka  H (1978): Effects of Colchicine on Cell Shape and Microfibril Arrangement in the Cell Wall of Closteriumacerosum. Plant J.18:449–453.

 

 

 

المراجـــــــــع العربيـــــــة :

 الحاجي ، محمد علي  و  مجيد, عياد فرج ( 1992): علم الوراثية . الدار العربية للنشر- المملکة العربية السعودية مدينة الملک عبد العزيز للعلوم ص 8ـ50.

 السامرائى, أسماء (1999): دراسة الوراثة الخلوية وبعض الصفات الخلوية و الفسلجية للحنطة و نباتات الجيل الاول الهجين. رسالة ماجستير- کلية التربية بنات-جامعة بغداد.

الفيصل عبد الحسين (2000) الوراثة الجزئية .الاهلية       للنشر والتوزيع .الطبعة الاولى

الکبيسى, خالد.(2000): علم الاحياء الجزيئى. الطبعة الاولة, دار صفاء للنشر والتوزيع, عمان.

  القبى, هدى و العربى, الشريف (2013):تأثيرعقارالکولشيسين ترکيز 0.05% على سلوک الکروموسومات وبعض الصفات المظهرية والفسيولوجية لبادرات البازلاء .جامعةحلوان- مصر.

الأنصاري ،عثمان عبد الرحمن وسلامة ،ناصر محمد ،1999  .علم الوراثة .منشورات ELGA

حسين، فوزي طه قطب (1981). النباتات الطبية زراعتها  ومکوناتها. دار المريخ للنشر، 356 صفحة.

على ، أيهاب عبد الرازق کامل - منشورات أم القرى 2010 - المملکة العربية السعودية .

 قبيسي حسان . (2004م) معجم الأعشاب والنباتات الطبية .

بيروت ـــ لبنان منشورات محمد علي بيضون- دار الکتب العلمية -الطبعة السادسة.

متوکل ، محمد بن حامد زيني .(2007 ) رسالة ماجستير ـ دراسة التأثيرات الوراثية لمستخلص أوراق نبات الحرمل في لخلايا الإنشائية لقمة جذور نبات الفول البلدي, جامعة الملک بن عبدالعزيز, السعودية.

ملص ، سحرا ومصطفى أبو ارجيع (2003م). علم العقاقير والنباتات الطبية . دار البازوري العلمية للنشر والتوزيع ، الطبعة العربية .

 

 


 

 


Effect of colchicinedrug and water extract of  Peganum harmala seeds on the induction  of chromosome abnormality and mutation in Peas Plant

H.S. Elgubbi* and I.Take **

*Department of Botany, Faculty of Science,**Deparment of Biotechnology, Faculty of Biotechnology-   Misurata University - Libya

 

 

In late time, uses of flowering plant extraction  has been noted in public medicine because of their clear roles to modify mutagens activity.  Both Colchicum autumnale  and Peganum harmala are wild type plants and they had widely  uses in  many medicine purposes. This plant earned good reputation during the old testaments as an important source for drugs. Some research studies indicate to that harmala and  colchicines drug have harmful effect on chromosome behaviour, thus  this study presented to find the basic information on this medicinal plants, in addition to give answer  on an important question, do water extract of harmala seeds and  colchicines drug have harmful effect on chromosome behaviour? And do both extractions are chemicals mutagens?   

                Study  carried out on pea's seed that soaked in colchicine solution and  water extract of harmala seeds (individually)  and  at concentration of 0.05% for 24 hours.   Seeds left to grow for a month, reading for growth measurements recorded. 

For slides preparation, Root tip of peas seed soaked in colchicine solution  and water extraction of harmala seeds (0.05% individually) for 24 hour. In the next day,  root tip fixed for 24 hours in Carnoy's fixative then transferred to new fixative (96% ethanol) and store at 4°C. Root tip were separated for slides preparation and to study the effect of colchicines and water extraction of harmala seeds on chromosome behaviour. Chromosomes were Stained by Giemsa stain then examined by using microscopic lens (100X).

The result of this study illustrated that  chromosome  behaviours was abnormal in samples that soaked in water extract of  harmala seeds at concentration of (0.05%) ,therefore, chromosome stickiness and unfolding chromosome (in prophase), stickiness, Disturbed and chromosome  breakage (in matephase), stickiness anaphase , deleting in some genetic material and multiple nucleuses (in tetophase) has detected ,also deformation in chromosome, change in position of the genetic material and  deformation in morphological structure of divided cell were noticed.  Treatment of peas seed by water extract of harmala seeds at concentration of (0.05%) caused improvements in plant growth parameters thus  abundance of root and early formation in  tendril and leaves were seen when it compared with controlled plant.

colchicines  drug at concentration 0.05%   affected plant growth however total of plant length reduced significantly also mutation as dwarfing, Rosseting and tumor has been noticed. In addition, deformation of cell and chromosome abnormality included chromosome stickiness and unfolding chromosome (in prophase), stickiness, Disturbed chromosome  (in matephase), stickiness and chromosome bridge (in anaphase) , Micronucleus  and multiple nucleuses (in tetophase) has detected.

It could be recommended that  care should be taken when using such a drug  also it should be discard plants that  treated with colchicines and water extract of harmala seeds in especial scrap places .

Full Text

 

  

 

AUCES

تأثير عقار اليکولشسن و المستخلص المائي لبذور نبات الحرمل علي أستحثاث الشذوذ الکروموسومي و الطفرات الوراثية في نبات البازلاء

هدى شعبان القبى*، أبراهيم على تيکة**

*قسم النبات- کلية العلوم - جامعة مصراتة- ليبيا

** قسم المختبرات- کلية التقنية الطبية  جامعة مصراتة- ليبيا

الملخص:

            في الآونة الأخيرة لوحظ زيادة استخدام مستخلصات النباتات الراقية في الطب الشعبي لما لها من دور واضح في تحوير نشاط المطفرات الوراثية.  ويعتبر نبات الحرمل و اللحلاح من أهم هذه النباتات الطبية . فنبات الحرمل  و نبات اللحلاح نباتات برية وهما من النباتات الشائعة الاستعمال للأغراض الطبية العديدة . وقد اکتسبت هذا النباتات سمعة طيبة خلال العقود الأخيرة کمصدر هام للأدوية. تشير الدراسات البحثية ان للحرمل و الکولشسين (مستخلص من نبات اللحلاح)  مضار علي السلوک الکروموسومي عليه قدمت هذه الدراسة بغرض إيجاد قاعدة معلومات أساسية عن هذه النباتات الطبية والإجابة علي تساءل مهم جداً إلا وهو هل لمستخلص نبات الحرمل وعقار الکولشسين تأثير ضار علي سلوک الکر وموسومات؟ وهل يعتبر هذان المستخلصان من المطفرات الکيميائية؟. استخدم في هذه الدراسة القمم النامية لبادرات البازلاء حيث نقعت جذورها في المستخلص المائي لبذور نبات الحرملوعقار الکولشسين بتراکيز 0.05% ( کلا علي حده ) لمدة 24 ساعة. تم تثبيت الجذور في محلول کارنوي ثم جهزت الشرائح و تم استخدام صبغة جميزا في صبغ القمم النامية لبادرات البازلاء و تحضيرها للفحص ألمجهري بطريقة الهرس. کما نقعت بذور نبات البازلاء في المستخلص المائي لبذور نبات الحرمل  وعقار الکولشسين بترکيز 0.05% کلا علي حدا لمدة 24 ساعة ثم استنبتت البذور لمدة أربعة أسابيع بغرض دراسة تأثير هذه المستخلصات علي بعض الصفات الظاهرية. بينت نتائج الدراسة إن سلوک الکروموسومات أصبح شاذا في العينات المعاملة بمستخلص الحرمل المائي) 0.05%) فظهر الطور التمهيدي (المتعجن و فک حلزنة ), الاستوائي (المتعجن, المبعثرو کسور کروموسومية),انفصالي (نجمي), (النهائي مع مسح لجزء من المادة الوراثية وعديد الانوية ) عند مقارنتها بالانقسام الميتوزي الطبيعي (الشاهد) . کما لوحظ تشوهات بالمادة الوراثية, کسور کروموسومية , و تغير في موقع المادة الوراثية بالاضافة لتشوهات بالشکل الظاهري للخلايا المنقسمة. لوحظ علي مستخلص الحرمل المائي بانه يسبب تحسن في نمو النبات فقد شهدت نبات البازلاء زيادة واضحة  في الطول و غزارة المجموع الجذري بالإضافة لظهور المحاليق و الاوراق مبکرا عند مقارنتها بالشاهد. اما بالنسبة لبذور البازلاء المعاملة بعقار الکولشسين فقد بينت نتائج الدراسة أن لهذا العقار تأثير شديد علي نمو النبات فقد حدث نقص معنويا جدا في الطول الکلي للنبات. کما لوحظ ظهور ظفرات علي النبات تشمل التورد ،التقزم  و التورم کما شوهدت التشوهات خلوية ( تشمل استطالة الخلايا )  وظهر الشذوذ الکروموسومي خلال الانقسام الغير مباشر للخلايا متمثلا في التعجن وفک الحلزنة للکروموسومات في الطور التمهيدي , تعجن وظهور الطور الاستوائي النجمي ، کما شوهد تعجن واستعجال أحد الکروموسومات والجسور الکروموسوميه في الطور الانفصالي, وکذلک ظهور النواة الصغيره و وجود الأنوية المتعددة في الطور النهائي.  أوضحت نتائج الدراسة إن  لعقار الکولشسين ومستخلص الحرمل المائي المستخدمان بترکيز (0.05%) أثر بالغ علي نمو النبات بالاضافة الي ان کل منهم له القدرة علي استحتات الشذوذ الکروموسومي في الخلايا المنقسمة انقساما غير مباشر. يعتبر عقار الکولشسين من العقارات المطفرة و المسرطنة بسبب قدرته علي تکون الاورام علي الجذور بينما يعتبرمستخلص الحرمل من المظفرات التي تسرع نمو النبات و تطوره. عليه ينصح  خلال هذه الدراسة التعامل بحذر تام مع کل من الکولشسين و ومستخلص نبات الحرمل والتخلص من أي مخلفات نباتية تمت معاملتها بمستخلصات الحرمل او الکولشسين في مکبات خاصة لما لها من تاثير شديد علي الخلايا النباتية ومحتوياتها الوراثية.

 

 

المقدمة:

          يرجع تاريخ استخدام المستخلصات النباتية الطبية منذ قديم الازل الي العصور التاريخية القديمة وتطور استخدامها عبر العصور , لما للاعشاب و النباتات الطبية من قيمة اقتصادية و طبية کبيرة و للدور الذي تلعبه في مکافحة الامراض و صناعة الادوية. لقد عرف القدماء قائمة واسعة من النباتات الطبية واستخدمت بنجاح في معالجة الأمراض فاستخدموا مستخلصات النباتات الطبية و التى تحتوي على العديد من المواد الفعالة ذات القيمة الدوائية والتي تستخدم بصورة مباشرة بتناولها لاحتوائها على المادة الفعالة أو بصورة غير مباشرة من خلال استخلاص المادة الفعالة ودخولها في صناعة الدواء. فالکولشسين المستخدم فى هذه الدراسة هو عبارة عن مادة فعالة  تم استخلاصها بواسطة الکيميائيان الفرنسيان پ. س. پلتييهوج وکاڤنتون( ( Pelletier PS.at.el, 1820 بصورة نقية من أزهار الزعفران الخريفي autumn crocusوالذى ينتمى للفصيلة الزنبقية Liliaceae. عرف الکولشسين بانه مرکب امينى طبيعى ووصف بقلويد ثلاثي الحلقات وزنه الجزيئى7399.43, وهومتبلور, ذو لون اصفر و طعمه مر. استعمل الکولشيسين بترکيز 05. 0 %  في الإنتاج الزراعي لمضاعفة الکروموسومات في الخلايا النباتية بغرض إنتاج الطفرات الصناعية المتميزة بغزارة الإنتاج وتحسين الصفات سواء کانت أزهار أو ثمار لبعض النباتات الطبية الاقتصادية إذإن هذه المادة تعمل على منع تکون الخيوط المغزلية الضرورية لعملية انقسام الکروموسومات أثناء الدور الانفصالي مما يؤدي إلى بقاء الکروموسومات في مرکز الخلية  ومن ثم تضاعف المادة الوراثية.

 

بالإشارة الى ما تؤکده الدراسات التى اجريت بواسطة   (Pickett-Heaps,   1966  ,(Hogetsu et. al. 1978   ان للکولشسين القدرة على تغيير شکل الخلية بالإضافة لوجود تغير ملحوظ فى سلوک الکروموسوم خلال مرحلة الإنقسام اللاجنسى (ملص واخرون, 2003 ).

    يعتبر الحرمل ايضا من النباتات ذات الاستخدامات الطبية حيث تحتوي بذور الحرمل على ثلاث قلويدات هي الحرملين Harmaline وحرمين Harmine وحرملول Harmalol وقد أثبتت البحوث العلمية على هذه القلويدات انها تؤثر بالشلل على الديدان الشريطية وتفقدها القدرة على الحرکة فيسهل التخلص منها کما تستعمل في علاج الملاريا المزمنة في بعض البلاد الحارة التي ينتشر فيها هذا النوع من الملاريا, تستخدم ايضا فى علاج الشلل و التهاب الدماغ. ينتمي هذا النبات إلى العائلة الزيجوفيلية Zygophyllaceae ويسمى محليا بالحرمل (Peganum harmal) وهو نبات عشبي شجيري,  يتراوح ارتفاعه بين 30 سم الى 120 سم وينمو غالبا بحالة برية (حسين، 1981).  تؤکد الدراسة التى اجريت بواسطة( متوکل   2007) أن  المعاملة بمستخلص أوراق الحرمل أدت إلي ارتفاع في تکرار الدليل الظفوري و حدث ارتفاع في نسبة الخلايا الميتوزية المختلة وکنتيجة للبحوث و التجارب يتضح أن لمستخلصات نبات الحرمل تأثيرات ضارة إذا لم تستخدم بجرعات محددة ولکن مدى الضرر الذي تلحقه بالخلايا و محتوياتها النووية مازال يحتاج للتأکيد مقرونا بأدلة علمية وهذا يجعل  للبحث هدفاُ للتوصل لبعض الأدلة عن علاقة مستخلص الحرمل باستحداث الشذود الکروموسومى و بالتالي ظهور  الظفرات.

    استخدم فى هذا البحث مستخلص بذور الحرمل المائى وکذلک الکولشسين بترکيز 0.05% لدراسة تاثير کل منهما على حده على السلوک الکروموسومى للخلايا  المرستمية فى القمم النامية لجذور نبات البازلاء و کذلک دراسة التشوهات الخلوية و الطفرات التى قد تسببها هذه المستخلصات.

مواد وطرق البحث:

1-      نبات التجربة:

 

نبات البازلاء Pisum sativumصنف JULIT العدد الکروموسومي (14). تندرج البازلاء تحت الخضروات، وهي من الفصيلة الفراشية. يتألف النبات من الجذور, السيقان, الأوراق, الثمار، البذور،استخدمت الخلايا المرستمية فى القمم النامية للجذور کنمودج للخلايا المنقسمة انقساما غير مباشر.

2- شريحة حاوية على الانقسام الغير مباشر فى الخلايا النامية لجذور نبات البازلاء:  

  نميت بذور البازلاء في الماء في درجة حرارة الغرفة حتى يصل طول الجذور حوالي 3– 4سم. قطعت الجذور النامية والحاوية على القمم النامية بطول (0.5 – 1 سم) ثم وضعت في مثبت کارنوى لمدة 24 ساعة,  نقلت الجذور لمحلول کحولى لحفظ العينات. أجرى تحلل مائى للجذور Hydrolysis وذلک بمعاملتها 1 ع بحامض الهيدروکلوريک عند درجة  حرارة 60 م ◦ لمدة حوالي 5-6 دقائق. هرس الجزء المريستيمي بواسطة إبرة صداة ثم صبغت العينة بواسطة صبغة جميزا, ثم فحصت الشرائح بالمجهر الضوئى باستخدام العدسة الزيتية.وهذه استخدمت کشاهد.

2- تحضير شريحة لعينة معاملة بالکولشسينو مستخلص بذور الحرمل المائي لدراسة الاضطرابات الکروموسومية:

 استخدمتالقمم النامية لجذور البازلاء المنقوعة فى محلول الکولشسين بترکيز050.% و فى مستخلص بذور الحرمل (کلا على حدا) لمدة 24 ساعة فى درجة حرارة الغرفة  وبعد عملية التثبيت فى محلول کارنوى تم فصل القمم النامية و تعريضها للتحلل المائى , هرسها , صبغها بصبغة جميزا ثم فحصها بالعدسة الزيتية.

                              

3-  دراسة تاثير عقار الکولشسين و مستخلص بذور الحرمل على الشکل الظاهري للخلية و تحديد التشوهات الخلوية:

حضرت شريحة دائمة للخلايا المرستيمية فى القمم النامية لجذور نبات البازلاء طبقا لما وصفة ( 2006 , Kamel) فحصت الشريحة تحت قوة تکبير 100× , ثم حددت التشوهات الظاهرة على جدران الخلايا , الانوية و الکروموسومات مع فحص دقيق للشکل الظاهرى للخلية. استخدمت 5 مکرارت لکل معاملة..   

 

4-الطفرات:

    نقعت بذور نبات البازلاء بعقار الکولشسين  و مستخلص الحرمل  بترکيز 0.05% ( کلا على حدى) لمدة 24 ساعة ثم نميت فى طبق بترى لمدة يومين.  نقلت البادرات النامية الى أصص صغيرة و ترکت لتنمو لمدة شهر. تم مراقبة التغيرات الظاهرة على النبات و سجلت الطفرات من حيث نوعها و عددها. استخدمت خمس مکرارات لکل معاملة.

 

5- دراسة تأثير عقار الکولشسين و مستخلص الحرمل على بعض مقاييس النمو :

 

نقعت بذور نبات البازلاء بعقار الکولشسين  بترکيز 0.05% لمدة 24 ساعة ثم نميت فى طبق بترى لمدة يومين.  نقلت البادرات النامية الى أصص صغيرة و ترکت لتنمو لمدة شهر ثم سجلت المقاييس الخاصة بنمو النبات خلال فترات زمنية متنقلة (اسبوع’ اسبوعين ’ ثلاثة و اربعة اسابيع من فترة النمو) و التى تشمل :  طول المجموع الخضرى و الجذرى , الطول الکلى للنبات. استخدمت خمس مکررات لکل معاملة.

 

6- التحليل الإحصائى :

أجرى تحليل النتائج إحصائياً باستخدام برنامج SPSS. وقد استخدم تحليل ANOVA ONE WAY, LSD،وذلک بغرض المقارنة بين متوسطات المعاملات المختلفة.

 

النتــــــــــائج :

1- الاضطرابات الکروموسومية والتشوهات الخلوية لخلايا القمم النامية فى جذور نبات البازلاء المعاملة:  

 

أوضحت نتائج الدراسة(شکل 1)إن معاملة الخلايا المنقسمة بمستخلص الحرمل المائي(5ملجم/ 100مل) و الکولشسين (5%) تسبب فى استحثاث الشذوذ الکروموسومى فقد ظهر التعجن وفک الحلزنة فى الطورالتمهيدى, التعجن و التبعثر فى الطور الاستوائي, التعجن فى الانفصالي ,  تعدد الانوية فى النهائي.

بالنسبة للخلايا المعاملة بمستخلص الکولشسين فقط ظهرت ايضا الجسور الکروموسومية في الطور الانفصالي کما شوهدت الانوية الصغيرة, في حين شوهد فى الخلايا المعاملة بمستخلص الحرمل المائي فقط  ظهور التلکؤ الکروموسومى کما ظهر مسح في أجزاء من المادة الوراثية شکل (2).

       تؤکد نتائج الدراسة المبينة فى شکل (3) ظهور تشوهات فى الشکل الظاهري , کسور کروموسومية وتغير فى موقع المادة الوراثية على الخلايا المنقسمة المعاملة بمستخلص االحرمل والکولشسين (کل على حدى) .

 

2-  مقاييس النمو  Growth Parameters

 

* طول المجموع الخضرى, الجذرى و الطول الکلى للبادرات : تشير النتائج المبينة فى الشکل 4 ان معاملة الخلايا النامية ( فى جذير بذور نبات البازلاء ) بالکولشسين ترکيز 0.05% و التي ترکت لتنمو لمدة شهر قد شهدت بادراتها نقصا معنويا جدا فى طول المجموع الجذرى و الخضرى کما شهد الطول الکلى نقصا عالي المعنوية (P=0.001  ) بداية من الاسبوع الاول حتى الاسبوع الرابع لنمو البادرات, و يجدر الاشارة  ان المجموع الخضرى قد شهد نمو تدريجيا وان کان بطيئا على العکس من ذلک فالمجموع الجذرى شهد زيادة فى النمو و کان ذلک واضحا خلال الأسبوع الاول للنمو.

أکدت نتائج الدراسة الموضحة بشکل 4 ان معاملة الخلايا المنقسمة فى جذير نبات البازلاء بمستخلص بذور الحرمل المائى (0.05 جم/100مل) نتج عنه تشجيع نمو البادرات, ووفقا لتحليل LSD , ANOVA ONEWAY   فقد لوحظت الزيادة العالية المعنوية فى طولى النبات الکلى و المجموع الخضرى حيث (0.001 ( P=  فى حين ان طول المجموع الجذرى شهد زيادة معنوية جدا خلال الاسبوعين الثالث والرابع (P =0.008 (. ايضا شوهدت مراحل تطور نمو النبات و التى تبدءا بالنمو التدريجي للنبات خلال الأسبوع الأول حتى الاسبوع.  

*عدد الاوراق و المحاليق :

أوضحت نتائج التحليل الإحصائى والمبينة فى شکل (5) النقص العالى المعنوية و المعنوى جدا فى عدد الاوراق P=0.001 )) والمحاليق P=0.018 )) على التوالي فى بادرات البازلاء المعاملة خلاياها المنقسمة بالکولشسين. على العکس من ذلک فقد شهدت البادرات المعاملة بمستخلص الحرمل زيادة عالية المعنوية فى عدد الاوراق P=0.001 )) کما حين ان عدد المحاليق قد شهد زيادة معنوية جداً)P=0.003(.

 

 3- الطفرات :

*التورم : لوحظ على المجموع الجذري لبادرات البازلاء النامية تکون کتل او تورمات وکان عدد هذه التورمات عاليا جدا في الأسبوع الأول ولکنه قل بمعدل 3 إضعاف فى النباتات النامية لمدة أربعة أسابيع. تؤکد نتائج الدراسة المبينة بالشکل (6) أن بادرات البازلاء المعاملة بمستخلص الحرمل وکذلک الشاهد لم يظهر عليهما تورمات.

* التورد و التقزم: : أکدت النتائج المبينة فى الشکل ( 7) ظهور حالات التقزم و التورد على البادرات المعاملة بالکولشسين ترکيز 0.05% بينما لم تشهد نباتات الشاهد و تلک المعاملة بمستخلص الحرمل مثل هذه الحالات.

 

* غزارة المجموع الخضرى و الجذرى: تؤکد نتائج الدراسة المبينة فى شکل (8) أن بادرات البازلاء المعاملة بمستخلص الحرمل قد شهدت تحسن ملحوظ فى المجموعى الخضرى و الجذرى عند مقارنتها بالشاهد. على العکس من ذلک فقد لوحظ على النباتات المعاملة بالکولشسين قلة فى المجموع الجذرى و تاخر عملية النمو والتطور فى المجموع الخضرى فلم يشهد تکون محاليق کما ان الاوراق تکون متقاربة و سميکة مع ملاحظة قصر النبات

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (2) الاضطربات الکروموسومية فى خلايا القمم النامية لجذور النبات البازلاء المعامله بالکولشسين (A) ومستخلص الحرمل المائي (B) کلا على حدى .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 


 

 

 

المناقشــــــــة:

1-     الاضطرابات الکروموسومية و التشوهات الخلوية لخلايا القمم النامية فى جذور نبات البازلاء المعاملة:  

   يتبن من نتائج الدراسة ان کل من مستخلص الحرمل المائى و الکولشسين القدرة على استحثاث الشذود الکروموسومى و يبدو انهما يتقاربان فى التأثير حيث ظهر التشابه فى معظم أشکال الشذوذ کروموسومى يتفق هذا مع ماجاء به Ali et.al., 2000), زينى,2007والقبى,2013 ) .ترجع أسباب الاضطرابات الکروموسومية غالبا نتيجة للمعاملة بالمستخلصات المائية للحرمل و الکولشسين ومما يؤکد ذلک هو عدم ظهور هذه الاضطربات فى الخلايا غير المعاملة ( الشاهد).

    لوحظ ان المستخلص المائى للحرمل و الکولشسين قد اثر على سلوک الکروموسومات و ظهرت اضطرابات متشابهومتنوعة فى جميع أطوار الانقسام الغير مباشر( التمهيدى, الاستوائى, الانفصالى و النهائى). وترجع اسباب التنوع فى هذه الاضطرابات لما يلى:

*حالات التعجن او ما يعرف باللزوجة الکروموسومية: ترجع مسبباتها کنتيجة لمعاملة الخلايا  في مراحلها المبکرة من الانقسام غير المباشر فتتجمع (تلتصق) کروموسومات الخلية عندما يصبح السطح الخارجي لهذه المجموعة الکروموسومية لزج، وهذا النوع من الاضطراب يمنع تتابع المراحل التالية للانقسام وسببه زيادة بلمرة الDNA  فيتعجن وتختفي معالمه حيث تتکون الروابط العرضية بين جزيئات الـ DNA والبروتين في الکروموسومات مما يسبب التصاق الکروموسومات مع بعضها مکونة کتلة کروماتينية غير متميزة (الفيصل,2000) شوهدت اللزوجة الکروموسومية فى التمهيدى, الطور الإستوائي و الطور الانفصالى.کما يمکن تفسير حالات اللزوجة الکروموسومية لزيادة النشاط  فى انزيم DNA Polymerase هو المسؤول عنتضاعف ال DNA وتتفق هذه النتيجة مع ما وصفة ( الانصارى وآخرون,1999).                                                                                   

* فک الحلزنة: ترجع  اسبابه لقدرة المستخلصات المعامل بها الخلايا المنقسمة على تفکک سلسلتي الـ  DNA  فيسبب ذلک فى ظهور الکروموسومات طويلة و رفيعة ينتج عنها تقليل الحلزنة . 

* استوائى مبعثر : يعرف ايضا بالمتشتت ويرجع أسباب ظهوره الى تجمع الکروموسومات في مرکز الخلية لا تترتب هذه الکروموسومات علي الصفيحة الوسطي کما في الطور الإستوائي الطبيعى وبالتالى فهى تکون غير حرة وهذه الحالة ترجع الى ضعف خيوط المغزل فى عملها وهذه النتيجة تتفق مع ما وصفة (على, 2010).

* نهائى عديد الانوية (الانوية المتضاعفة) :  تحدث فى الطور النهائي بسبب تجمع الکروموسومات في مجموعات مختلفة العدد وکل مجموعة تحاط بغشاء نووي وبالتالي يظهر بالخلية عدد من الانوية.

     ان معاملة الخلايا المنقسمة فى القمم النامية لجذور البازلاء بالکولشسين قد شهدت اضطرابا کروموسومى من نوع الجسور الکروموسومية و النواة الصغيرة و الکبيرة وهذه الأطوار لم تظهر عند المعاملة بمستخلص الحرمل المائي وأسباب ظهور الجسور الکروموسومية ترجع الى اتصال کروموسومين في الطور الانفصالي علي شکل قنطرة  Bridge وقد يعزى السبب الى تداخل الانظمة الوراثية المسيطرة على عملية سحب او انفصال الکروموسومات تتفق هذه النتيجة مع   ( Wagenaar, . Gill et.al., 1995)   1961b& أما عن اسباب تکون نواة صغيرة و کبيرة خلال الطور النهائى يرجع الى عدم التکافؤ فى توزيع المادة الوراثية  ( القبى و اخرون, 2103) او قد يکون بسبب  تجمع الکسور الکروموسومية  او القطع الکروموسومية المتأخرة فى الانسحاب ففي الطور النهائي نجد أن هذه القطعة الکروموسومية تحيط نفسها أو أن الکروموسوم المتخلف يحيط نفسه بغشاء نووي مکونا ما يعرف بالنواة الصغيرة - Micronucleus بالإضافة إلي النواة الأخرى المحتوية علي بقية المجموعة الکروموسومية فتتشکل انويه صغيرة  وهذه قد تفقد لاحقا مما يسبب بالطبع تغيرات وراثية تاثيرها يعتمد على عدد الخلايا المحتوية على هذه الانوية و کذلک نوع الجينات المفقودة فى هذه الانوية (  Morris, et.al. 1967(.

يظهر فى الخلايا المنقسمة المعاملة بمستخلص الحرمل حالة  من الاضطراب يطلق عليها بالتلکؤ الکروموسومى و هذه الحالة لم تشاهد فى الخلايا المعاملة بالکولشسين, ويعزى سبب تلکؤ الکروموسوم الى تاخر کروموسوم أو أکثر في الإتصال ببقية المجموعة الکروموسومية علي خط الإستواء ولکنه يظل أو يبقي حرا في السيتوبلازم(     Wagenaar, 1961a; Walter, et,al., 1972 ). کما أشارت الباحثة ( السامرائى, 1999 ) ان الکروموسومات المتاخرة فى الانسحاب لايعود اختلاف بينها بسبب الحرکة بل ايضا فى آلية فصل الکروماتيدات الشقيقة .

     شوهدت حالات من مسح فى اجزاء من المادة الوراثية على الخلايا المعاملة بالکولشسين و الحرمل. مما يجدر الاشارة اليه ان حالات المسح الواضح فى المادة الوراثية وکذلک الکسور الکروموسومية  ظهرت و بشکل متکرر وملحوظ على الخلايا المعاملة بمستخلص الحرملوقد يعزى سبب تکرار وظهور هذه الحالة الى فعل المستلخص المعامل به الخلايا (وتتفق هذه النتيجة مع (متوکل , 2007 . کما ان حالة الکسور الکروموسومية و عدم التکافؤ فى توزيع المادة الوراثية و کذلک الکروموسومات المتأخرة فى الانسحاب و التلکؤ الکروموسومى قد يفسرا النقص الحادث بالمادة الوراثية و الذى يظهر فى صورة فقدان المادة الوراثية فى النواة الرئيسية  وهذا يتفق مع ماأشارت إليه السامرائى (1999). ايضا تکرار ظهور الکسور الکروموسومية ومسح لأجزاء من المادة الوراثية فى الخلايا المعاملة بالحرمل تشير الى تاثيرات کيميائية متعددة ويتفق هذا مع  , 1999 ) .Hallak, et.al ) بمعنى ان مستخلص الحرمل يحوى على اکثر من مادة فعالة تؤثر على سلوک الکروموسومات. فبالاضاقة لاشباه القلويدات وکنتيجة لظهور الشذود الکروموسومى, الکسور الکروموسومية والتوزيع الغير متکافى للمادة الوراثية فمن المحتمل ان مستخلص الحرمل يحوى ايضا على   مواد مؤلکلة alkylation agents وبخاصة المواد ثنائية الوظيفة

( تحتوي على مجموعتين ألکيل تفاعليتين) والتى تسبب فى ربط جزيئات الـ DNA عرضاً وتحدث کسوراً أو تغيرات کروموسومية (الکبيسى, 2000  ).     

2-التشوهات الخلوية:

تؤکد نتائج الدراسة ان لمستخلص الحرمل المائى و الکولشسين تأثير على الشکل الظاهرى للخلايا المنقسمة. حيث ظهرت الإشکال الغير منتظمة سوى الشکل المتطاول أو تلک الحاوية على انتفاخ في نهايتها فضلا عن ذلک لوحظ إن جدران بعض الخلايا تکون منحنية. بعض الخلايا المعاملة حدث بها نقص فى الطول مع زيادة فى السمک و هذا يتفق مع ما اشار اليه.(Hogetsu, et.al,1978)  وقد يرجع السبب فى تأثير مستخلص الحرمل و الکولشسين على شکل الخلية لقدرته للتأثير على صلابة الجدار الخلوي وهذا يتفق مع -( Pickett Heaps.1966). کما قد يعزى السبب لحدوث تميع فى شکل الخلايا وظهور الانحناءات على جدرانها لحدوث خلل فى المکونات الکيميائية للجدار الخلوى بالإضافة لان الکولشسين و مستخلص بذور الحرمل المائى ربما أيضا اثر في ضغط الامتلاء للخلايا مما يجعلها غير منتظمة فى شکلها( القبى واخرون,2013).

 3-مقاييس النمو Growth Parameters

طول المجموع الخضرىوالجذرى, الطول الکلي للنبات, عدد الاوراق و المحاليق:

لوحظ على البادرات المعاملة بالکولشسين قصر النبات و ضعف المجموع الخضرى حيث قل عدد الأوراق و المحاليق مع تأخر في موعد تکونهما.  کما شوهد ضعف المجموع الجذرى لبادرات البازلاء النامية عند المقارنة بالشاهد. عليه تؤکد نتائج هذه ان الکولشسين يعيق عمليتى النمو و التطور وهذا يتفق مع (القبى واخرون  2003) , على العکس من ذلک فقد لوحظ على البادرات المعاملة بمستخلص بذور الحرمل المائى تحسن فى المجموع الخضرى حيث اظهرت البادرات زيادة فى طول النبات مع زيادة فى عدد الأوراق و المحاليق بالإضافة الى تکون المحاليق مبکرا حيث شوهدت هذه المحاليق بداية من الأسبوع الاول لنمو البادرات. ايضا لوحظ على البادرات النامية غزارة المجموع الجذرى عند المقارنة بالشاهد وهذا يشير على تحسن فى مقاييس النمو للنبات مما يشير الى ان مستخلص بذور الحرمل قد ساهم فى تحسين مقاييس النمو فى النبات و الذى قد يرجع السبب فى ذلک کما اشار (زينى, 2007) لوجود مواد مضادة للاکسدة حيث تعمل مستخلصات الحرمل على زيادة فى  ترکيز بعضاً من المواد المانعة للأکسدة. ايضا  يحتوى الحرمل على قلويدات مثلالحرملين, الحرمول و الحارمين (Al-Shamma, et.al.1981). کما هو معروف فان القلويدات اذا استخدمت بتراکيز ملائمة فهى تکون مصدر هام لتکوين البروتينات کما أنها تشکل منظمات للنمو والأيض والتکاثر فى النباتات . نستنج من ذلک ان استخدام ترکيز 0.05% من مستخلص بذور الحرمل يحفز نمو البادرات .

 

3-الطفرات:

*التورد, التورم و التقزم: شوهدت هذه الطفرات على بادرات البازلاء المعاملة خلاياها المنقسمة بالکولشسين وهذه النتيجة تتفق مع ما اوضحة  (الحاجى,1992) أن الکولشسين يتسبب في حدوث الطفرات صناعيا mutation– Induced أثناء الانقسام غير المباشر مما ينتج عنه اضطرابات تکون خليط من الخلايا الجسدية بها مادة وراثية مختلفة في عدد الکروموسومات وهذا التغير الحادث بالمادة الوراثية هو الذي يؤدي إلي الطفرة الوراثية . نتيجة لظهور التورمات على المجموع الجذرى وظهور التورد على المجموع الخضرى مع تقزم النبات فانه بذلک يمکن وصف الکولشسين بانه عامل کيميائى مطفر mutagenic   ومسرطن  carcinogenic.

 غزارة المجموع الخضرى و الجذرى: وجد ان بادرات البازلاء المعاملة خلاياها بمستخلص  بذور الحرمل لوحظ عليها تحسن فى الطول الکلى مع غزارة المجموعى اخضرى و الجذرى بالاضافة الى ان عملية النمو و التطور کانت أسرع عند المقارنة بالشاهد و کنتيجة للتغيرات الظاهرة على النبات يمکن وصف مستخلص الحرمل بانه منتج نباتى  مطفر mutagenic وهذا يتفق مع مااشار اليه (قبيسى, 2004) إذ  يمکن  للمنتجات النباتية الطبيعية أن تسبب في إحداث الطفرات , أو تغيير في نشاط المطفر الموجود في الکائنات الحية وذلک عن طريق تنشيط الحالة المطفرة الموجودة في الخلايا activation of promutagen  او تنشيط المواد المکونة لمولد الطفرة والموجودة بالخلية وتحويلها إلى مولدات الطفرة.

من خلال مناقشة النتائج نستخلص من هذه الدراسة ما يلى:

* يختلف عمل بعض المستخلصات النباتية وفقا للتراکيز المستخدمة.                            

* يتسبب ترکيز 0.05% الکولشسين المعامل بها الخلايا المنقسمة فى القمة النامية لجذير بادرات البازلاء فى ظهور الطفرات بالإضافة الى التورمات وبذلک يمکن تصنيف الکولشسين کمادة مطفرة ومسرطنة بسبب قدرته على استحتاث الطفرات , تغيير سلوک الکروموسومات وتکسير الکروموسومات وهذه ظواهر مصاحبة للمسرطنات.

*  يسبب ترکيز مستخلص بذور الحرمل 0.05% / فى ظهور الطفرات حيث ظهرت صفات جديدة على النباتات المعاملة کما أن تغيير سلوک الکروموسومات ايضا من الادلة التى تشير لتغير فى المحتوى الوراثى وبالتالى يمکن تصنيفه کمطفر.

*اظهر الکولشسين باعتباره قلويد قدرتة على استحتاث الشذود يرجح انها قد تکون المسبب الرئيسى فى ظهور الطفرات والشذود الکروموسومى.

 

KAMEL A E (2006):Karyotype Characterization  and Polyploidy

           Variations in Some Genotypes of Triticum Aestivum( L). Mendel Society- Cytologi-71 (2): 169-174.

Morris  R,  Sears  E R (1967):The Cytogenetics of Wheat and Its Relatives. In: Quisenberg, K.S. and Reitz, L.P.(ed). Wheat and wheat improvement. American society of Agronomy.Madison. USA. 19-87.

Pelletier PS, Caventon J A. Investigation(1820): Chim.14:69.

Pickett-Heaps DJ. (1966) : The effects of         colchicine on the ultrastructure of dividing plant cells, xylem wall differentiation and distribution of cytoplasmic microtubule.   Canberra, A.C.T., Australia.

 

Roberts FM, Wink  M (1998):Alkaloids Biochemistry, Ecology, and Medicinal Applications.Plenum Press. New York and London.

Wagenaar E.B. (1961a): Cytological Studies of The Development of Metaphase I in Triticum Hybrids, II the Lagging Patterns in Two Triploids. Can. J. Genet. Cyto. 3:361-371. Co. USA.

Walter V B (1972): Textbook of Cytological

          Cytogenetics, The C. V. Mosby.

وبالتالى يتشابه تاثيرها مع الکولشسين من حيث القدرة على تغيير سلوک الکروموسومات, الشذود الکروموسومى و استحثاث الطفرات.

 

 

 

REFERENCES:

AliBH, Al-Qarawi AA,  Bashir AK, Tanira MO (2000): Phytochemistry,  Pharmacology  and  Toxicity  of Rhazya stricta:A review phytotherapy Research 14, 234-239.

Al-Shamma A, Drake S, Flynn DL,  Mitsher LA,  Srao GSR,  Simpson A, Swayaze JK, Vesogll, T (1981): Antimicrobial Agents from Higher Plants: Antimicrobial Agents from Peganum harmala seeds. Jurn. Nat. Prod  44: 745-747.

Gill B S, Friebe, B, Gill, K S, Endo,T R (1995) and Mechanism of the Diphenyl Amine Reaction for Colorimetric Estimation of Deoxyribonucleic Acid. Biochemistry (62): 315-328

Hallak, A M, Lisete, CD ,  Souza I ( 1999):  Effects of Sorghum (sorghum bicolor L.) Root Exudates on the Cell Cycle of the Bean Plant (Phaseolus vulgaris L.) root. Genet.  Mol. Biol. vol.22-São Paulo Mar.

Hogetsu T, Shibaoka  H (1978): Effects of Colchicine on Cell Shape and Microfibril Arrangement in the Cell Wall of Closteriumacerosum. Plant J.18:449–453.

 

 

 

المراجـــــــــع العربيـــــــة :

 الحاجي ، محمد علي  و  مجيد, عياد فرج ( 1992): علم الوراثية . الدار العربية للنشر- المملکة العربية السعودية مدينة الملک عبد العزيز للعلوم ص 8ـ50.

 السامرائى, أسماء (1999): دراسة الوراثة الخلوية وبعض الصفات الخلوية و الفسلجية للحنطة و نباتات الجيل الاول الهجين. رسالة ماجستير- کلية التربية بنات-جامعة بغداد.

الفيصل عبد الحسين (2000) الوراثة الجزئية .الاهلية       للنشر والتوزيع .الطبعة الاولى

الکبيسى, خالد.(2000): علم الاحياء الجزيئى. الطبعة الاولة, دار صفاء للنشر والتوزيع, عمان.

  القبى, هدى و العربى, الشريف (2013):تأثيرعقارالکولشيسين ترکيز 0.05% على سلوک الکروموسومات وبعض الصفات المظهرية والفسيولوجية لبادرات البازلاء .جامعةحلوان- مصر.

الأنصاري ،عثمان عبد الرحمن وسلامة ،ناصر محمد ،1999  .علم الوراثة .منشورات ELGA

حسين، فوزي طه قطب (1981). النباتات الطبية زراعتها  ومکوناتها. دار المريخ للنشر، 356 صفحة.

على ، أيهاب عبد الرازق کامل - منشورات أم القرى 2010 - المملکة العربية السعودية .

 قبيسي حسان . (2004م) معجم الأعشاب والنباتات الطبية .

بيروت ـــ لبنان منشورات محمد علي بيضون- دار الکتب العلمية -الطبعة السادسة.

متوکل ، محمد بن حامد زيني .(2007 ) رسالة ماجستير ـ دراسة التأثيرات الوراثية لمستخلص أوراق نبات الحرمل في لخلايا الإنشائية لقمة جذور نبات الفول البلدي, جامعة الملک بن عبدالعزيز, السعودية.

ملص ، سحرا ومصطفى أبو ارجيع (2003م). علم العقاقير والنباتات الطبية . دار البازوري العلمية للنشر والتوزيع ، الطبعة العربية .

 

 


 

 


Effect of colchicinedrug and water extract of  Peganum harmala seeds on the induction  of chromosome abnormality and mutation in Peas Plant

H.S. Elgubbi* and I.Take **

*Department of Botany, Faculty of Science,**Deparment of Biotechnology, Faculty of Biotechnology-   Misurata University - Libya

 

 

In late time, uses of flowering plant extraction  has been noted in public medicine because of their clear roles to modify mutagens activity.  Both Colchicum autumnale  and Peganum harmala are wild type plants and they had widely  uses in  many medicine purposes. This plant earned good reputation during the old testaments as an important source for drugs. Some research studies indicate to that harmala and  colchicines drug have harmful effect on chromosome behaviour, thus  this study presented to find the basic information on this medicinal plants, in addition to give answer  on an important question, do water extract of harmala seeds and  colchicines drug have harmful effect on chromosome behaviour? And do both extractions are chemicals mutagens?   

                Study  carried out on pea's seed that soaked in colchicine solution and  water extract of harmala seeds (individually)  and  at concentration of 0.05% for 24 hours.   Seeds left to grow for a month, reading for growth measurements recorded. 

For slides preparation, Root tip of peas seed soaked in colchicine solution  and water extraction of harmala seeds (0.05% individually) for 24 hour. In the next day,  root tip fixed for 24 hours in Carnoy's fixative then transferred to new fixative (96% ethanol) and store at 4°C. Root tip were separated for slides preparation and to study the effect of colchicines and water extraction of harmala seeds on chromosome behaviour. Chromosomes were Stained by Giemsa stain then examined by using microscopic lens (100X).

The result of this study illustrated that  chromosome  behaviours was abnormal in samples that soaked in water extract of  harmala seeds at concentration of (0.05%) ,therefore, chromosome stickiness and unfolding chromosome (in prophase), stickiness, Disturbed and chromosome  breakage (in matephase), stickiness anaphase , deleting in some genetic material and multiple nucleuses (in tetophase) has detected ,also deformation in chromosome, change in position of the genetic material and  deformation in morphological structure of divided cell were noticed.  Treatment of peas seed by water extract of harmala seeds at concentration of (0.05%) caused improvements in plant growth parameters thus  abundance of root and early formation in  tendril and leaves were seen when it compared with controlled plant.

colchicines  drug at concentration 0.05%   affected plant growth however total of plant length reduced significantly also mutation as dwarfing, Rosseting and tumor has been noticed. In addition, deformation of cell and chromosome abnormality included chromosome stickiness and unfolding chromosome (in prophase), stickiness, Disturbed chromosome  (in matephase), stickiness and chromosome bridge (in anaphase) , Micronucleus  and multiple nucleuses (in tetophase) has detected.

It could be recommended that  care should be taken when using such a drug  also it should be discard plants that  treated with colchicines and water extract of harmala seeds in especial scrap places .

References

KAMEL A E (2006):Karyotype Characterization  and Polyploidy
           Variations in Some Genotypes of Triticum Aestivum( L). Mendel Society- Cytologi-71 (2): 169-174.
Morris  R,  Sears  E R (1967):The Cytogenetics of Wheat and Its Relatives. In: Quisenberg, K.S. and Reitz, L.P.(ed). Wheat and wheat improvement. American society of Agronomy.Madison. USA. 19-87.
Pelletier PS, Caventon J A. Investigation(1820): Chim.14:69.
Pickett-Heaps DJ. (1966) : The effects of         colchicine on the ultrastructure of dividing plant cells, xylem wall differentiation and distribution of cytoplasmic microtubule.   Canberra, A.C.T., Australia.
 
Roberts FM, Wink  M (1998):Alkaloids Biochemistry, Ecology, and Medicinal Applications.Plenum Press. New York and London.
Wagenaar E.B. (1961a): Cytological Studies of The Development of Metaphase I in Triticum Hybrids, II the Lagging Patterns in Two Triploids. Can. J. Genet. Cyto. 3:361-371. Co. USA.
Walter V B (1972): Textbook of Cytological
          Cytogenetics, The C. V. Mosby.
وبالتالى يتشابه تاثيرها مع الکولشسين من حيث القدرة على تغيير سلوک الکروموسومات, الشذود الکروموسومى و استحثاث الطفرات.
 
 
 
REFERENCES:
AliBH, Al-Qarawi AA,  Bashir AK, Tanira MO (2000): Phytochemistry,  Pharmacology  and  Toxicity  of Rhazya stricta:A review phytotherapy Research 14, 234-239.
Al-Shamma A, Drake S, Flynn DL,  Mitsher LA,  Srao GSR,  Simpson A, Swayaze JK, Vesogll, T (1981): Antimicrobial Agents from Higher Plants: Antimicrobial Agents from Peganum harmala seeds. Jurn. Nat. Prod  44: 745-747.
Gill B S, Friebe, B, Gill, K S, Endo,T R (1995) and Mechanism of the Diphenyl Amine Reaction for Colorimetric Estimation of Deoxyribonucleic Acid. Biochemistry (62): 315-328
Hallak, A M, Lisete, CD ,  Souza I ( 1999):  Effects of Sorghum (sorghum bicolor L.) Root Exudates on the Cell Cycle of the Bean Plant (Phaseolus vulgaris L.) root. Genet.  Mol. Biol. vol.22-São Paulo Mar.
Hogetsu T, Shibaoka  H (1978): Effects of Colchicine on Cell Shape and Microfibril Arrangement in the Cell Wall of Closteriumacerosum. Plant J.18:449–453.
 
 
 
المراجـــــــــع العربيـــــــة :
 الحاجي ، محمد علي  و  مجيد, عياد فرج ( 1992): علم الوراثية . الدار العربية للنشر- المملکة العربية السعودية مدينة الملک عبد العزيز للعلوم ص 8ـ50.
 السامرائى, أسماء (1999): دراسة الوراثة الخلوية وبعض الصفات الخلوية و الفسلجية للحنطة و نباتات الجيل الاول الهجين. رسالة ماجستير- کلية التربية بنات-جامعة بغداد.
الفيصل عبد الحسين (2000) الوراثة الجزئية .الاهلية       للنشر والتوزيع .الطبعة الاولى
الکبيسى, خالد.(2000): علم الاحياء الجزيئى. الطبعة الاولة, دار صفاء للنشر والتوزيع, عمان.
  القبى, هدى و العربى, الشريف (2013):تأثيرعقارالکولشيسين ترکيز 0.05% على سلوک الکروموسومات وبعض الصفات المظهرية والفسيولوجية لبادرات البازلاء .جامعةحلوان- مصر.
الأنصاري ،عثمان عبد الرحمن وسلامة ،ناصر محمد ،1999  .علم الوراثة .منشورات ELGA
حسين، فوزي طه قطب (1981). النباتات الطبية زراعتها  ومکوناتها. دار المريخ للنشر، 356 صفحة.
على ، أيهاب عبد الرازق کامل - منشورات أم القرى 2010 - المملکة العربية السعودية .
 قبيسي حسان . (2004م) معجم الأعشاب والنباتات الطبية .
بيروت ـــ لبنان منشورات محمد علي بيضون- دار الکتب العلمية -الطبعة السادسة.
متوکل ، محمد بن حامد زيني .(2007 ) رسالة ماجستير ـ دراسة التأثيرات الوراثية لمستخلص أوراق نبات الحرمل في لخلايا الإنشائية لقمة جذور نبات الفول البلدي, جامعة الملک بن عبدالعزيز, السعودية.
ملص ، سحرا ومصطفى أبو ارجيع (2003م). علم العقاقير والنباتات الطبية . دار البازوري العلمية للنشر والتوزيع ، الطبعة العربية .

Files

Share

How to cite

Statistics