تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال:1379 | دوره:- | شماره:3 |تعداد مقالات:6

زمینهای مرتعی مرغوب تنها بخش ناچیزی از سطح کرده زمین را تشکیل می دهند. جمعیت روزافزون کره زمین و افزایش سطح توقع و مصرف سرانه مواد غذایی افراد بشر از لحاظ کمی و کیفی زنگ خطر را به صدا درآورده است. ترس ناشی از فرضیه مالتوس که حاکی از سرنوشت محکوم به مرگ بسیاری از ابنا بشر در اثر قحطی و گرسنگی است هنوز از خاطره ها نرفته است. روند روبه رشد جمعیت به ویژه در کشورهای آسیایی این نگرانیها را دو چندان کرده است. یکی از راههای چاره، استفاده از علم اصلاح نباتات جهت افزایش تولید در واحد سطح است و این ضرورت، وقایعی چون انقلاب سبز در مکزیک و تحول نیشکر را در هندوستان و... را بوجود آورده است. گیاهان مرتعی و علوفه ای نیز از این قاعده مستثنی نبوده و توان بالقوه ژنتیکی بسیار زیادی دارند که می تواند در جهت افزایش تولید از لحاظ کمی و کیفی به کار گرفته شود. در زمینه گیاهان مرتعی برخلاف گیاهان زراعی، هنوز در بسیاری از کشورها از توانمندی دانش ژنتیک و اصلاح نباتات در جهت بکارگیری منابع ژنتیکی موجود به منظور بهبود اوضاع مراتع و جنگلها استفاده شایان توجهی بعمل نیامده است. اولین نمود این عدم توجه به علم اصلاح نباتات، کمبود منابع اطلاعاتی- چه به زبان فارسی و چه به زبانهای بیگانه- است که به سهم خود موجب کاهش انگیزه در به نژادگران و محققان می گردد. نوشته حاضر ترجمه مقاله Breeding systems for cross- pollinated perennial grasses می باشد که قدمی، هرچند کوچک در ارایه زمینه های بکارگیری منابع ژنتیکی در افزایش تولید گیاهان علوفه ای و مرتعی است.

به منظور بررسی جنین زایی بدنی در گونه های اکالیپتوس، نوع ریز نمونه (بساک، محور زیرلپه، لپه ها، پهنک برگ و دمبرگ)، نوع محیط کشت (MS, B5)، انواع هورمونها از قبیل اکسینها (NAA, 2, 4-D) و سایتوکینینها (BAP, TDZ) به علاوه شرایط محیطی (نور، تاریکی و درجه حرارت) مورد آزمایش قرار گرفتند. کالوس جنین زای حاصل از ریز نمونه محور زیرلپه در گونه Eucalyptus camaldulensis در محیط کشت اولیه که عبارت بود از محیط کشت B5 محتوی 2 میلیگرم بر لیتر 2, 4-D و 0.5 میلیگرم بر لیتر BAP، تشکیل گردید و زمانی که در محیط کشت ثانویه B5 تغییر یافته با ترکیب 0.5 تا 1.0 میلیگرم بر لیتر 2, 4-D قرار داده شدند، رشد و نمو خود را آغاز نمودند. در ضمن زمانی که در محیط کشت اولیه از 1 تا 2 میلیگرم بر لیتر NAA و 0.25 میلیگرم بر لیتر TDZ استفاده شد نیز نتایج قابل قبولی حاصل گردید. تعداد زیادی از جنینها همزمان در محیط کشت MS نیمه قدرت یا کامل، در شرایط نوری 40mmolm-2s-1 و بدون هورمون، جوانه زده و به مرحله بلوغ رسیدند. جنینهای ثانویه در محیط کشت ثانویه نیز بدست آمد. ریزنمونه محور زیرلپه گونه E. sargentii وقتی که در محیط کشت اولیه شامل 1 میلیگرم بر لیتر 2, 4-D و 0.1 میلیگرم بر لیتر TDZ قرار گرفت، تعدادی جنین غیر همزمان تولید کرد. هنگامی که برای جنین زایی بدنی در سایر گونه های اکالیپتوس از همین روشها استفاده شد، ریشه زایی یا اندام زایی مشاهده گردید، اما جنین زایی صورت نگرفت. تلاشهای انجام شده برای برقراری کشتهای تعلیق یاخته ای جنین زا رضایت بخش نبود. گیاهکهای تولید شده از جنینهای بدنی به طور موفقیت آمیز استقرار یافته و با ظاهر مورفرولوژیکی کاملا طبیعی به مدت چندین ماه به رشد و نمو خود ادامه دادند.

زمان و وضعیت گل در یونجه یکساله که در آن گرده قابلیت رشد لوله گرده را داشته و قادر به تلقیح می باشد و نیز چگونگی اخته کردن گلهای حساس و بسیار ریز یونجه یکساله در تلاقیهای بین و درون گونه ای اساس این تحقیق بوده اند. به منظور یافتن زمان رسیدگی کیسه گرده و قابلیت تلقیح دانه گرده، گلهای دو گونه Medicago phlymorpha و M. rigidula در اندازه های مختلف مورد بازبینی قرار گرفته و کیسه های گرده از گل استخراج شدند و دانه های گرده در محیط کشت مصنوعی کشت گردیدند. بر این اساس مناسبترین اندازه گل جهت برداشتن کیسه گرده قبل از خود تلقیحی در هر دو گونه، زمانی تشخیص داده شد که هنوز گلبرگها به ویژه گلبرگ استاندارد از دندانه های کاسبرگ گل خارج نشده و رنگ زرد معمول را به خود نگرفته اند.به منظور اخته کردن گلها در زمانی که هنوز دانه های گرده رسیدگی لازم را ندارند، از غلظتهای مختلف الکل اتیلیک و نیز از دستگاه مکش و سوزن پنس ظریف استفاده شد که بهترین روش باز کردن گل به وسیله تیغه ظریف جراحی و برداشتن پرچمها به وسیله سوزن ظریف یا دستگاه مکش در زیر بینوکولار تشخیص داده شد.بعد از انجام تلاقیهای بین و درون گونه ای، به منظور حفظ تازگی و رطوبت مادگی بسیار ظریف گل و نیز جلوگیری از ریزش گلهای اخته شده، استفاده از لوله آزمایش شیشه ای به جای پوشش کاغذی به مدت 15 روز در دمای حدود 25 درجه سانتیگراد، روش مطلوب تشخیص داده شد.

انجام تحقیقات کشت بافت و کاربرد عملی آن در علوم گیاهی بویژه اصلاح نباتات به روش کشت مناسب و قابل اتکا نیازمند می باشد. در این مطالعه ضمن انجام کشت بافت، اثرات ژنوتیپ گیاهی، ترکیب محیط کشت و غلظت هورمون تنظیم کننده رشد (2, 4-D) بر تشکیل و رشد کالوس مورد بررسی قرار گرفتند. گونه جو وحشی Hordeum murinum همراه با گونه زراعی جو H. vulgare به منظور مطالعه تنوع ژنوتیپی موجود در واکنش به کشت بافت و کال زایی مورد آزمون واقع شدند. بذرهای رسیده (حاوی جنین کامل و رسیده) و جنین های نارس از هر دو گونه مورد مطالعه به عنوان ریزنمونه استفاده گردیدند. محیط های کشت حاوی عناصر پرمصرف و کم مصرف MS، و MS تغییر یافته (MSm) مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین از هورمون 2, 4-D به میزان 1 و یا 3 میلی گرم محیط کشت استفاده شد. گیاهچه های روییده از بذور هر دو گونه مورد بررسی روی هر دو محیط کشت، کالوس تولید نمودند. مقایسه بین دو ژنوتیپ نشان دهنده قدرت بیشتر جو زراعی در تولید کالوس نسبت به جو وحشی می باشد. ترکیبهای محیط کشت بر میزان تولید کالوس در هیچیک از گونه های مورد نظر تاثیر قابل ملاحظه ای نداشتند، اما محیط کشت MS نسبت به محیط MSm تشکیل و رشد کالوس ها را سرعت بخشید. همچنین رشد کالوس های بدست آمده از جو زراعی بر روی محیط کشت MS بیشتر از رشد آنها روی محیط MSm بود. غلظت های بکار رفته 2, 4-D نیز اختلاف کمی را در تاثیر بر تولید کالوس در دو گونه جو نشان دادند، اما کالوسهای تولید شده از جو زراعی رشد سریعتری را در واکنش به غلظت بالاتر (3mg/l) هورمون در هر دو محیط کشت از خود نشان دادند. همچنین کالوس از جنین های نارس گونه های مورد بررسی بر روی محیط کشت حاوی نمکهای پایه MS حاوی 3mg/l هورمون 2, 4-D تشکیل گردید. جو زراعی توانایی بیشتری (84.5%) را در تولید کالوس نسبت به جو وحشی (77.7%) از خود نشان داد. کالوسهای بدست آمده از جنین های بالغ (بذر رسیده) و جنین های نارس جو زراعی به رشد خود ادامه دادند، اما، رشد کالوسهای بدست آمده از جو وحشی پس از مدتی متوقف، رنگ آنها قهوه ای شده و پس از 5 تا 6 هفته از بین رفتند.

در این پژوهش عوامل موثر در سترون سازی، شاخه زایی و ریشه زایی جوانه های درختان بالغ صنوبر لرزان مورد بررسی قرار گرفتند. به این منظور جوانه های انتهایی از پایه های بالغ انتخابی پس از برداشت در فصول مختلف سال، با تیمارهای متفاوت مستقر سترون سازی و در محیط کشت های WS و ACM شدند.تحقیقات انجام شده، نشان داد که جوانه های خواب زمستانه با استفاده از هیپوکلریت سدیم 1% به مدت 6 دقیقه و کلرور جیوه 0.1 درصد به مدت 10 ثانیه میزان 93 درصد سترون گشته و در محیط کشت ACM حاوی هورمون 6-BAP در غلظت 0.5 میلی گرم در لیتر مستقر شدند.در مرحله شاخه زایی، بهترین نتایج در محیط کشت ACM با ترکیب هورمونی BAP به میزان 0.5 میلی گرم در لیتر NAA به میزان 0.02 میلی گرم در لیتر بدست آمد.شاخه ها در محیط ACM حاوی اکسین های IBA (0.5 میلی گرم در لیتر) و NAA (0.1 میلی گرم در لیتر) پس از گذشت 7 روز به میزان 96% ریشه دار شدند.گیاهچه های ریشه دار پس از انتقال به گلدان های حاوی مخلوط پیت، ورمیکولایت، ماسه به نسبت (1:1:1) و طی مراحل مختلف سازگاری در (ژرمیناتور- گلخانه) به مزرعه منتقل گشتند. نهالها در مزرعه با 75% موفقیت مستقر شدند.