Taxonomic importance of Anatomical, Ecological and Trichome Features of Marrubium astracanicum subsp. astracanicum Jacq. (Lamiaceae)

Abstract

In this study, taxonomic importance of anatomical, ecological and trichome features of Marrubium astracanicum subsp. astracanicum were determined. In anatomical examinations, cross sections were taken from the root, stem, petiole and leaf, and surface sections were taken from the lower and upper surfaces of the leaves. When the anatomical findings were examined, it was seen that the taxon had a secondary root structure and a quadrangular stem structure. A prominent lamellar collenchyma layer was encountered at the corners of the stem. The taxon has bifacial leaves in terms of mesophyll structure. Anomocytic stomata were seen on both the upper and lower surfaces of the leaves. The margins of the adjacent cells of the stoma are undulate. Stellate, dendroid, marrubioid and simple trichomes, capitate glandular trichomes with different stalk and head cell numbers, and peltate glandular trichomes were observed on the vegetative organs of this taxon. Soil samples were taken during flowering period of taxon, and their physical and chemical features were determined. According to the results of physical and chemical analysis of soil samples, taxon is distributed in soils slightly acidic and slightly basic, moderately saline and very salty, moderately calcareous, rich and very rich in organic matter, moderate in nitrogen and rich in nitrogen, rich in potassium and phosphorus, sandy and sandy-salty. The number of periderma layers in the root, the number of collenchyma layer in the corners of the stem, the number of collenchyma, parenchyma and sclerenchyma layers in the cortex, the formation of crystals in the stem, the margin structure of the cells adjacent to the stoma, the mesophyll structure, the flat and curved ends of the petiole, the number of the collenchyma and parenchyma layer in the petiole, density of stellate trichomes on vegetative organs, presence, type and density of capitate and peltate glandular trichomes, presence and density of dendroid trichomes were determined as important anatomical characters in distinguishing of the taxon.

Keywords

• Marrubium astracanicum subsp.astracanicum
• Anatomy
• Ecology
• Trichome types

Marrubium Astracanicum Subsp. Astracanicum (Lamiaceae)’un Anatomik, Ekolojik ve Tüy Özelliklerinin Taksonomik Önemi

Abstract

Bu çalışmada, Marrubium astracanicum subsp. astracanicum’un anatomik, ekolojik ve tüy özelliklerinin taksonomik önemi belirlenmiştir. Anatomik incelemelerde, kök, gövde, petiyol ve yapraktan enine kesitler ve yaprakların alt ve üst yüzeylerinden yüzeysel kesitler alınmıştır. Anatomik bulgular incelendiğinde, taksonun sekonder kök yapısına ve dörtgen şekilli bir gövde yapısına sahip olduğu görülmüştür. Gövdenin köşelerinde belirgin lamellar kollenkima tabakasına rastlanmıştır. Takson, mezofil yapı bakımından bifasiyal yapraklara sahiptir. Yaprakların hem alt hemde üst yüzeylerinde anomositik stomalar görülmüştür. Stoma komşu hücrelerinin kenarları kıvrımlıdır. Bu taksonun vejetatif organları üzerinde yıldızsı, dendroid, marrubioid ve basit tüyleri, sap ve baş hücre sayıları farklı kapitat salgı tüyleri ve peltat salgı tüyleri gözlenmiştir. Toprak örnekleri taksonun çiçeklenme peryodunda alınmış, fiziksel ve kimyasal özellikleri tespit edilmiştir. Toprak örneklerinin fiziksel ve kimyasal analiz sonuçlarına göre, takson hafif asidik ve hafif bazik, orta derecede tuzlu ve çok tuzlu, orta derecede kireçli, zengin ve çok zengin organik madde içeren, azot bakımından orta ve azotça zengin, potasyum ve fosfor bakımından zengin, kumlu ve kumlu-tuzlu topraklarda yayılış göstermektedir. Kökteki periderma tabaka sayısı, gövdenin köşelerindeki kollenkima tabaka sayısı, korteksteki kollenkima, parankima ve sklerenkima tabaka sayısı, gövde de kristallerin oluşu, stoma komşu hücrelerinin marjin yapısı, mezofil yapısı, petiyolün uç kısımlarının düz ve kıvrık olması, petiyoldeki kollenkima ve parankima tabaka sayısı, vejetatif organlar üzerindeki yıldızsı tüylerin yoğunluğu, kapitat ve peltat salgı tüylerinin varlığı, tipi ve yoğun olup olamaması, dendroid tüylerinin olması ve yoğunluğu taksonun ayırt edilmesinde önemli anatomik karakterler olarak belirlenmiştir.

Keywords

• Marrubium astracanicum subsp.astracanicum
• Anatomi
• Ekoloji
• Tüy tipleri

References

1. Ahvazi M, Jamzad Z, Balali GR, Saeidi H. 2016. Trichome micro-morphology in Marrubium L. (Lamiaceae) in Iran and the role of environmental factors on their variation. Iran J Bot, 22(1): 39-58.
2. Akbulut TD, Baykan S. 2023. Ege Bölgesi’nde yayılış gösteren Marrubium L. (Lamiaceae) taksonlarının morfolojik ve mikroforfolojik yönden incelenmesi. Ank Ecz Fak Derg, 47(1): 51-75.
3. Akçin TA, Camili B. 2018. Anatomical and Micromorphological Investigations on Turkish Endemic Marrubium cephalanthum subsp. montanum (Lamiaceae). J Int Environ Appl Sci, 13(2): 97-104.
4. Akgül G, Selvi B. 2014. A new species of Marrubium L. (Lamiaceae) from southwestern Anatolia, Turkey. Ot Sist Bot Derg, 21(2): 15-22.
5. Aytaç Z, Akgül G, Ekici M. 2012. A new species of Marrubium (Lamiaceae) from Central Anatolia, Turkey. Turk J Bot, 36(5): 443-449.
6. Büyükkartal HN, Çölgeçen H, Akgül G. 2016. Comparative leaf, stem and root anatomy of taxa Marrubium bourgaei and Marrubium heterodon (Lamiaceae). Aust J Crop Sci, 10(11): 1516-1522.
7. Celep F, Dirmenci T. 2017. Systematic and Biogeographic overview of Lamiaceae in Turkey. Nat Vol Essent Oil, 4(4): 14-27.
8. Cullen J. 1982. Marrubium L. In: Davis PH, Edmondson JR, Mill RR, Tan K, editors. Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Edinburgh University Press, Edinburg, UK, pp: 165-178.

9. Çalı İÖ. 2017. Glandular trichomes in Marrubium cephalanthum ssp. montanum (Lamiaceae) growing in Turkey. Int J Agric and Biol, 19(4): 697-700.
10. Çelebioğlu S, Baytop T. 1949. A new reagent for microscopical investigation of plant. Publication Inst Pharmacognosy, 10: 301.
11. Dirmenci T. 2012. Marrubium L. In: Güner A, Aslan S, Ekim T, Vural M, Babaç MT, editors. Türkiye Bitkileri Listesi (Damarlı Bitkiler). Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmaları Derneği Yayını, İstanbul, Türkiye, pp: 559-561.
12. Dmitruk M, Haratym W. 2014. Morphological Differentiation of Non-Glandular and Glandular Trichomes on Marrubium vulgare L. Mod Phytomorphol, 6: 85.
13. Estilai A, Hatemi A. 1990. Chromosome number and meiotic behavior of cultivated chia, Salvia hispanica (Lamiaceae). Hortscience, 25(12):1646-1647.
14. Fırat M. 2016. Marrubium eriocephalum (Lamiaceae); A species new to the flora of Turkey, with contributions to its taxonomy. Phyto Keys, 58(1): 9-20.
15. Gyuzeleva DP, Stoyanov P, Bivolarska AV, Mladenov RD, Mladenova TR, Petkov VH, Todorov KT. 2022. Anatomical Investigation of Marrubium friwaldskyanum Boiss. and Marrubium peregrinum L. (Lamiaceae) from Bulgaria. Ecol Balk, 14(1): 87-101.
16. Haratym W, Weryszko-Chmielewska E. 2017. Ultrastructural and histochemical analysis of glandular trichomes of Marrubium vulgare L. (Lamiaceae). Flora, 231: 11-20.
17. Hedge IC. 1992. A Global survey of the biogeography of the Labiatae. In: Harley RM, Reynolds T, editors. Advances in Labiatae Science. Royal Botanic Gardens, Kew, UK, pp: 7-17.
18. Kaçar B. 1995. Toprak analizleri. bitki ve toprağın kimyasal analizleri: III. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Eğitim Araştırma ve Geliştirme Vakfı Yayınları, Ankara, Türkiye, pp: 705.
19. Kahraman A, Celep F, Doğan M. 2010. Anatomy, trichome morphology and palynology of Salvia chrysophylla Stapf (Lamiaceae). S Afr J Bot, 76: 187-205.
20. Kandemir N, Çelik A, Shah SN, Razzaq A. 2020. Comparative micro-anatomical investigation of genus Heliotropium (Boraginaceae) found in Turkey. Flora, 262: 151495.
21. Kandemir N, Çelik A, Sürücü A. 2011. Ecological response of some Iris L. taxa (Iridaceae) in Turkey. Bangl J Bot, 40: 177-184.
22. Kandemir N, Çelik A, Ullah F. 2022. Comparative micro-anatomical features of endemic Fritillaria taxa growing in the Mediterranean region (Turkey). Flora, 290(2): 152049.
23. Kandemir N, Çelik A, Yayla F. 2018. Ecological Properties and Close Relationships of Some Scilla L. Taxa (Asparagaceae) in Turkey, Int J Agric and Biol, 20(2): 307-314.
24. Kandemir N. 2003. The morphological anatomical and karyological properties of endemic Salvia hypargeia Fich. & Mey. (Lamiaceae) in Turkey. Pak J Bot, 35(2): 219-236.
25. Kandemir N. 2011. Trichomes on Salvia pomifera (Lamiaceae) in Turkey, Bot Lith, 17(1): 3-11.
26. Metcalfe CR, Chalk L. 1950. Anatomy of Dicotyledons, (1th edit.). Oxford University press, Oxford, UK, , pp. 725.
27. Metcalfe CR, Chalk L. 1979. Anatomy of the Dicotyledons, (2nd edit.). Oxford University press, Oxford, UK, pp: 276.
28. Meyre-Silva CH, Cechinel-Filho V. 2010. A review of the chemical and pharmacological aspects of the genus Marrubium. Curr Pharm Des, 16: 3503-3518.
29. Navarro T, El Oualidi J. 2000. Trichome morphology in Teucrium L. (Labiatae). A taxonomic review. An Jard Bot Madr, 57(2): 277-297.
30. Osman AK. 2012. Trichome micromorphology of Egyptian Ballota L. (Lamiaceae) with emphasis on its systematic implication. Pak J Bot, 44(1): 33-46.
31. Öztürk F, Gökhan KÖ. 2021. Marrubium türlerinin Mersin arıcılığındaki yeri ve önemi. Mas Japs Sci, 6(3): 502-507.
32. Pandey S, Misra S. 2014. Taxonomy of angiosperms. Ane Books. New Delhi, India, pp: 620.
33. Selvi S, Polat R, Çakılcıoğlu U, Celep F, Dirmenci T, Ertuğ ZF. 2022. An ethnobotanical review on medicinal plants of the Lamiaceae family in Turkey. Turk J Bot, 46(4): 283-332.
34. Seyedi Z, Salmaki Y. 2015. Trichome morphology and its significance in the systematic of Phlomoides (Lamiaceae; Lamioideae; Phlomideae). Flora, 213: 40-48.
35. Talebi S, Sheidai M, Ariyanejad F, Matsyura A. 2019a. Stem anatomical study of some Iranian Marrubium L. species. Biodiversitas, 20(9): 2589-2595.
36. Talebi SM, Sheidai M, Ariyanejad F. 2019b. Investigation of leaf anatomical structure variation among different populations of Marrubium anisodon C. Koch in Iran. J Cell Tiss, 9(4): 388-397.
37. Tuylu M, Büyükkartal HN, Akgül G, Kalyoncu H. 2017. Marrubium lutescens Boiss. ve M. cephalanthum Boiss. & Noë subsp. akdaghicum (Lamiaceae)’un gövde ve yaprak özelliklerinin anatomik olarak karşılaştırılması. SDÜ Fen Bil Enst Derg, 21(1): 113-117.
38. Uma MM, Düzenli A. 2012. Bitki toplama, teşhis ve herbaryum teknikleri. ÇÜ Fen Müh Derg, 28(3): 153-162.
39. Venkateshappa SM, Sreenath KP. 2013. Some Species of Lamiaceae Comparative Anatomical Studies. Indo Am J Pharma Res, 3 (11): 9249-9254.
40. Werker E. 2006. Function of essential oil- secreting glandular hairs in aromatic plants of Lamiaceae a review. Flavour Fragr J, 8(5): 249-255.
41. Yakupoğlu H, Kandemir N, Cansaran A. 2020. Investigation of anatomical, ecological and trichome morphological features of two endemic Symphytum species, BEU J Sci, 9(3): 1006-1023.
42. Yousefi K, Fathiazad F, Soraya H, Rameshrad M, Maleki-Dizaji N, Garjani A. 2014. Marrubium vulgare L. methanolic extract inhibits inflammatory response and prevents cardiomyocyte fibrosis in isoproterenol-induced acute myocardial infarction in rats. Bioimpacts, 4(1): 21-27.
43. Yousefi K, Hamedeyazdan S, Torbati M, Fathiazad F. 2016. Chromatographic fingerprint analysis of marrubiin in Marrubium vulgare L. via HPTLC technique. Adv Pharm Bull, 6(1): 131-136.