Pak. J. Bot., 38(3): 527-537, 2006



Yüklə 1.54 Mb.
Pdf просмотр
tarix26.05.2017
ölçüsü1.54 Mb.

Pak. J. Bot., 38(3): 527-537, 2006. 

 

MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL INVESTIGATION  



OF SOME ENDEMIC ALKANNA SPECIES

 

 

CANAN ÖZDEMİR

*

 AND YASİN ALTAN 

 

Department of Biology, Faculty of Art and Science, 



Celal Bayar University, Manisa, Turkey

 

Abstract 



 

The aim of this study is to provide information on the morphological and anatomical 

properties of Alkanna  froedinii  Rech.fil and Alkana  cardifolia C. Koch, which are endemic in 

Turkey and are used in folk medicine. It has been reported that A. froedinii  and A. cardiofolia are 

closely related to each other. In this study, the Alkanna species have been investigated for 

morphological and anatomical differences. It has been observed A.froedinii has some different 

characteristics from A. cardiofolia such as numerous setiform and glandular hairs. 

 

Introduction 



 

Alkanna has 40 species and is found in the Mediterranean region (Seçmen et al., 

1995). In Turkey, it is represented by 31 species of which A. froedinii and A. cardifolia 

are endemic species (Davis, 1978). Many of the of Alkanna species have economical and 

medical importance.Some of them are used in the preparation of drugs for the treatment 

of abscess and constipation, some of them are used as emanagog and dye, some of them 

are used to color and identifity oils (Baytop, 1984; Kandemir & Beyazoğlu, 2002). In 

addition the dye exists in plants roots and is used in food industry (Karamanoğlu, 1973; 

Zeybek & Zeybek, 1994; Baytop, 1996). The present report gives an account of 

morphological and anatomical studies on A. cardifolia and A. froedinii.  

 

Material and Methods 

 

Plant samples were collected from natural populations during its flowering period A. 



froedinii: B7, B8 Elazığ; Bitlis; Hizan Yolbilen district, 2300 m, 02.06.1998 (Altan, 

2988).  A. cardiofolia: B7 Erzurum; Hasankale, Nenehatun district, 1900m, 16.06.1996 

(Altan 6407). 

Specimens were preserved in the Herbarium of the Faculty of Art and Science, 

University of Celal Bayar, Manisa, Turkey. The distribution of the plant, according to the 

herbarium records and Flora of Turkey (Davis, 1978) is shown Fig. 1. The plant samples 

stored in 70 % alcohol were used for the anatomical studies. The paraffin method was 

used for preparing a cross section of root, stem and leaves (Algan, 1981). Transverse 

sections, 15-20 µm were made using a sliding microtome and stained with Safranin- Fast 

Green. 


 

Results 

 

Morphological Properties  

 

Alkanna froedinii:  The plant is 20-45cm tall and is covered by numerous aglandular 

hairs. This hair gives gray-white color to stem. The root of the taxon taproot in shape. 

Pale-brown hard bark is present on the root. The stem is erect and 10-35 cm tall. Basal 


CANAN ÖZDEMİR & YASİN ALTAN 

 

528

leaves are linear- lanceolate with entire margins, 6 - 20 

×

 0.7-2 cm. Cauline leaves are 



lanceolate to elliptic, 2-7 

×

 0.7-1.5 cm. Inflorescence is cymes, flowers are actinomorphic 



symmetric. Pedicel 2-5 mm in length. Calyx 7-13 mm in flower. It has numerous setiform 

hairs. Bracts are lanceolate to ovate, 1-6 

×

 0.5-2.5 cm. Corolla 8-18mm in length in 



yellow colour.  Species is distributed at the 1000-2500m height in fields, rocky slopes, 

steppe and Quercus scrub (Figs. 2, 4). 

 

 

 



Fig. 1. The locality for which plant samples were collected in small areas of Turkey 

    ° Alkanna froedinii Rech. fil • Alkanna cardiofolia C. Koch 



 

 

 

Fig. 2. General appearance of  Alkanna froedinii Rech. fil. 



MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL STUDIES ON ALKANNA SPECIES 

 

529

 

 

Fig. 3. General appearance of  Alkanna cardifolia C. Koch. 



 

Alkanna cardifoliaThe plant is 15-30 cm in length. It is covered by aglandular hairs or 

with sparse minute glandular hairs. The aglandular hairs are longer than glandular hairs. 

These aglandular hairs are weak and scarcely setiform.Basal leaves are linear-lanceolate 

with flat, entire margins. 3.5-12 

×

 0.3-1.6 cm. Cauline leaves are lanceolate to ovate, 2-6 



×

 1-2 cm. Inflorescence cymes, flowers are actinomorphic symmetric. Pedicel 1.5-4 mm 

in length. Calyx 6-14mm in flower. It is covered with lax hairs. Bracts are lanceolate to 

ovate, 1-4 

×

 0.3-2 cm. Corolla yellow 9-15mm. Species is distributed at the 500-2000m 



height, dry stony places (Figs. 3, 5). 

 

Alkanna_froedinii_____Root'>Anatomical properties  



 

Alkanna froedinii  

 

Root: The outer surface of root is covered by 4-6 layered periderm cells which are dark 

colored, crushed, break up and sometimes fall out. Cortex is 6-8 layered. Its cells are flat-

ovoidal in shape. The phloem elements are located in small region of root. Cambium cells 

are 1-2 layered between phloem and xylem. Xylem has trachea cells different in size. The 

pith occupies a narrow space and consists of parenchymatic cells (Fig. 6). 

 

Stem:  In the upper part of the stem, there is a cuticular layer followed by epidermis. 

Epidermal cells 2-3 layered, 1-3 layered periderm is present under epidermis. 

Parenchymatical cortex cells are 5-6 layered which are bigger on the centre part than 

other parts. There are  sclerenchymatic  rings between  cortex and vascular bundle region.  



CANAN ÖZDEMİR & YASİN ALTAN 

 

530

 

 

Fig. 4. General appearance of  Alkanna froedinii Rech. fil. 



a- General view of plant,  b- Leaf, c- Corolla, d- Calyx, e- Surface of leaf, f- Seed 

 


MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL STUDIES ON ALKANNA SPECIES 

 

531

 

Fig. 5. General appearance of  Alkanna cardifolia C. Koch. 



a- General view of plant, b- leaf, c- Corolla, d- Calyx, e- Surface of leaf, f- Seed 

 

The ring is sometimes crashed.Phloem occupies a narrow space. There are collenchyma 



cells at the corner of stem. Cambium cells are distinguishable. Xylem elements are 

located in large region of stem. The cells of pith are flattered and sometimes crashed. 

Glandular and aglandular hairs are present or epidermis of stem. Glandular hairs are 

capitate hairs which has single head cell and 1-2 stalk cells (Figs. 7, 12a). 



CANAN ÖZDEMİR & YASİN ALTAN 

 

532



 

 

Fig. 6. Cross-sectionof root of Alkanna froedinii

p. Peridermis, c. Cortex, m. Cambium, x. Xylem 

 

Table 1. Measurements of cells of various tissue of A. froedinii and b. A. cardifolia

 

Alkanna froedinii 



Alkanna cardifolia 

 

Breadth (µ) 



Length (µ) 

Breadth (µ) 

Length (µ) 

 

min.     max. 



min.   max. 

min.     max. 

min.     max. 

Root 

 

 



 

 

Peridermis cell 



15-30 

10-25 


20-30 

25-30 


Diameter of cortex 

25-70 


20-35 

20-30 


10-20 

Diameter of trache 

30-80 

 

20-45 



 

Diameter of pith cell 

20-80 

 

30-50 



10-30 

Stem 

 

 



 

 

Cuticle 5-10 



 

5-10 


 

Epidermis cell 

10-15 

10-25 


10-25 

5-15 


Diameter of cortex 

20-110 


 

20-10 


 

Diameter of trache 

10-50 

 

15-20 



30-100 

Diameter of pith cell 

50-120 

20-40 


30-80 

 

Leaf 

 

 

 



 

Cuticle 


5-10  15-30  

Upper epidermis cell 

30-40 

15-20 


20-30 

20-35 


Lower epidermis cell 

20-40 


10-30 

15-20 


20-30 

 

Leaf:  Leaves are bifacial covered by a cuticular layer on both upper and lower surfaces, 

followed by a single layered epidermis. Lower epidermis cells are bigger than upper 

epidermis. Palisade cells are rich in chloroplasts. Spongy parenchyma cells occupy a 

wide area in the mesophyll. There are no broad intercellular spaces in the mesophyll 

tissue. Aglandular hairs are present on both upper and lower epidermis (Fig. 8, Table 1). 

 

Alkanna cardifolia  



 

Root:  Periderm rows are on the outer surface of root. These cells are 2-3 layered and 

dark colored, sometimes fall out. Cortex is multilayered and parenchymatic. Cell size is 

larger in primary cortex than secondary cortex. Phloem elements are located in small 

region of root. Cambium cells are 1-2 layered and distinguishable. The pith is tight and 

consist of layered parenchymatic cells. The pith has a pith space (Fig. 9). 


MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL STUDIES ON ALKANNA SPECIES 

 

533



 

 

 

Fig. 7. a. Cross-section of stem of Alkanna froedinii



b. Enlargement of the shown area of a. 

e. Epidermis, c. Cortex, s. Scleranchyma, m. Cambium, x. Xylem 



 

 

 

Fig. 8. a. Cross-section of leaf of Alkanna froedinii



b. Enlargement of the shown area of a. 

u. Upper epidermis, l. Lower epidermis 



 

Stem: There is a cuticular layer on epidermis. Epidermis is single layered and consist of 

flat ovoidal cell. Periderm is present under epidermis. Periderm is 3-5 layered. There are 

cortex cells under periderm. These cells are 4-5 layered and ovoidal. There are 

sclerenchymatic rings on the phloem. Phloem occupies a narrow space. Cambium is 1-2 

layered and sometimes crashed Diameter of tracheal elements are too large. There are 

sclerenchymatic groups on the xylem.The pith cells are flat-ovoidal. Capitate glandular 

and aglandular hairs are present on epidermis (Figs. 10, 12 b).  



b

90µ 



b

20µ 


CANAN ÖZDEMİR & YASİN ALTAN 

 

534



 

 

Fig. 9. Cross-sectionof root of Alkanna cardifolia



p. Peridermis, c. Cortex, m. Cambium, x. Xylem 

 

 

 

Fig. 10. a. Cross-section of stem of Alkanna cardifolia

b. Enlargement of the shown area of a. 

e. Epidermis, p. Peridermis, c. Cortex, m. Cambium, k. Scleranchyma, x. Xylem 



50µ 

70µ 





MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL STUDIES ON ALKANNA SPECIES 

 

535

 

 

 



Fig. 11. a. Cross-section of leaf of Alkanna cardifolia.  

 

 



 

 

   



b. Enlargement of the shown area of a. 

u. Upper epidermis, l. Lower epidermis 

 

Leaf: There is cuticle layer on both upper and lower surfaces. Glandular and aglandular 

hairs are present on both upper and lower epidermis having flat- ovoidal cells on upper 

and lower surface of leaf. Palisade parenchyma cells are 2-3 layered. There are broad 

intercellular spaces in the mesophyll tissue. Stoma cells are present in both upper and 

lower epidermis. Glandular hairs are capitate hairs which have single head cells. 

Furthermore, there are capitate glandular hairs which have cup-like head cell (Figs. 11, 

12b). 

 

Dıscussıon 

 

This is the first study on Alkanna froedinii and Alkanna cardifolia except the 



description in Flora of Turkey (Davis, 1978). In this study, we have tried to demonstrate 

the characteristics of the two species evaluating the results obtained from morphological, 

anatomical investigations. It has been reported that A. froedinii is related to A. cardifolia 

(Davis, 1978). Differences have been determined comparing the results obtained from 

these species. These two species are separable from each other with some morphological 

and anatomical properties. A. froedinii has some different characteristics from A. 



cardifolia such as basal leaves with entire margins, densely covered leaves and calyx 

with long setiform hairs. 

The samples of A. froedinii and A. cardifolia, used in this study show some 

differences from findings of Davis (1978). Our samples of A. froedinii were 10-35 cm 

tall, cauline leaves 2-7 x 0.7-1.5 cm and corolla 8-18 mm. According to Davis (1978), the 

plants are 20-45 cm tall, cauline leaves are 4-8x1-2 cm tall and corolla is 10-20 mm. In 

our study, we observed that the samples of A. cardifolia are up to 40 cm tall and corolla 

9-15 mm. According to Davis (1978), the plants are up tu 30 cm tall and corolla 8-13 

mm. As a result of morphological studies according to Davis (1978) and our data, it 

appears that the gradient of variation has widened for endemic A. froedinii and A. 



cardifolia.  

 





25µ 

CANAN ÖZDEMİR & YASİN ALTAN 

 

536

       

 

 



 

 

Fig. 12. Glandular hairs different parts of a. A. froedinii and b. A. cardifolia 



(A: type I capitate hair B: type III capitate hair)   

 

 



 

 

The studies of anatomy however, did not show a clear separation between of the two 



species it has been observed that pith cells of root of A. froedinii are ovoidal in shape but 

pith cells of root of A. cardifolia are prismatical in shape. On the other hand, pith cells of 

stem of A. froedinii are prismatical in shape, while those of stem of A. cardifolia are 

ovoidal in shape. In addition, the stem of A. cardifolia has bigger trache cells than the 

stem of A. froedinii. It has been determined that there was a sclerenchymatical group and 

ring over phloem of both of the two species. Özörgücü et al., (1991) gave an information 

about general anatomical characteristics of Boraginaceae. The family to which the 

investigated species belong has stem with deeply and superficial periderm. In this study, 

it was observed that the investigated species had those properties. 

The species were compared by studying glandular hairs on their vegetative and 

reproductive organs. It has been found out in these observations that A. cardifolia has 

more variable glandular hairs than A. froedinii (Figs. 12 a, b). Classification of glandular 

hairs of the species investigated was done according to Werker et al., (1985). Type I and 

Type III capitate glandular hairs have been observed in A. cardifolia. These glandular 

hairs consist of both one and two stalk cells. The type I capitate glandular hairs which 

have a head 1 celled and a stalk 1-2 celled have been observed in A. froedinii. In addition, 

stalk cells are not present at some glandular hairs in the investigated species. 

In this study, some morphological and anatomical features, such as glandular and 

eglandular characters, shape of pith cells of stem are distinguishing features for the 

investigated Alkanna species.   



 

References 

 

Algan, G. 1981. Bitkisel Dokular İçin Mikroteknik. Fırat Üniv. Fen-Ed. Fak. Yayın. Bot. No:1,  

İstanbul. 

Baytop, A. 1996. Farmasötik Botanik.  Ders Kitabı.  İstanbul Üniv. Yay. No: 3637, Eczacılık. 

Fak. Yay. No: 58. İstanbul, 1996. 

Baytop, T. 1999. Türkiye’de Bitkilerle Tedavi.  (Geçmişte ve Bugün). 2. Baskı, Nobel Tıp 

Kitapevleri, Çapa-İstanbul, Konak-İzmir, Sıhhıye-Ankara. 

Davis, P.H. 1978. Flora of Turkey and The East Aegean Islands. Vol: 6, Edinburgh University 

Press, Edinburgh. 

Kandemir, A. and O ve Beyazoğlu. 2002. Köse Dağları’nın (Gümüşhane) Tıbbi ve Ekonomik 

Bitkileri. S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6-3: 148-157. 

Karamanoğlu, K. 1977. Farmasötik Botanik Ders Kitabı. II. Baskı, Ankara Üniversitesi Eczacılık 

Fakültesi Yayınları. 

Özörgücü, B., Y. Gemici and İ. ve Türkan. 1991. Karşılaştırmalı Bitki Anatomisi, Ege Üniversitesi 



Fen Fakültesi Yayın. No.129, Bornova-İzmir. 





MORPHOLOGICAL AND ANATOMICAL STUDIES ON ALKANNA SPECIES 

 

537

Seçmen, Ö., Y. Gemici, G. Görk, L. Bekat and E. Leblebici. 1998. Tohumlu Bitkiler Sistematiği, 5. 

Baskı. E.Ü. Fen Fak. Yayın., Bornova-İzmir.  

Werker, E., U. Ravid and E. Putievsky. 1985. Structure of Glandular Hairs and Identification of the 

Main Components of their Secreted Material in Some Species of the LabiataeIsrael Journal 

of Botany, 34: 31-45. 

Zeybek, U. and N. ve Zeybek. 2002. Farmasötik Botanik, 3. Baskı, E.Ü. Ecz. Fak. Yayın. No.3,  

Ege Üniversitesi Basımevi, Bornova-İzmir. 

 

(Received for publication 19 July 2004) 





Поделитесь с Вашими друзьями:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azkurs.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə