تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال:1381 | دوره:10 | شماره:10 |تعداد مقالات:10

گیاهان رشد کرده در محیط درون شیشه ای (in vitro) نوعی نارسایی در رشد و فتوسنتز از خود نشان می دهند. به منظور یافتن نقش آنزیم فتوسنتزی RuBisCo در بازده فتوسنتزی (Pm) این گونه گیاهان و عواملی که بر فعالیت این آنزیم تاثیر دارد این طرح تحقیقاتی انجام پذیرفت. در این طرح بعضی از عوامل فیزیولوژیکی بر روی گیاهچه های آلوکک (Prunus avium L.) در سه شرایط رشدی مختلف in vitro) و ex vitro بعد از 2 هفته و ex virto بعد از 4 هفته) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در شرایط درون شیشه ای در مقایسه با برون شیشه ای (ex vitor)، Pm به مراتب کمتر بود. نوسانها و تغییرات Pm در کلیه تیمارها به تغییرات فعالیت RuBisCO وابستگی داشت. همچنین در حالی که با تغییرات شدت نور در طی دوره رشد از 50 به mmolphotonm-2s-1 200 فعالیت این آنزیم در شرایط درون شیشه ای تغییر ننمود، در محیط طبیعی برون شیشه ای با تغییر و افزایش نور فعالیت آنزیم نیز افزایش یافت. هیچ تفاوت قابل توجهی بین غلظت و محتوای نسبی RuBisCO برگ در سه شرایط رشدی دیده نشد. بنابراین می توان نتیجه گرفت Pm گیاهچه های درون شیشه ای به وسیله فعالیت کم RuBisCO محدود می شود. نتایج این تحقیق فعالیت پایین این آنزیم را به وجود ساکارز در محیط کشت و به غلظت پایین منیزیم برگ مربوط می داند.

مقاله حاضر به ارایه روشی ساده جهت استخراج DNA ژنومی از گیاهان دارای متابولیتهای ثانویه زیاد می پردازد. در این روش برگهای جوان و برگهای نسبتا مسن از گونه های مختلف بادام وحشی و نیز ارقام اهلی، به عنوان مواد گیاهی، مورد بررسی قرار گرفتند. در این روش از SDS (به جای CTAB که عمدتا برای استخراج DNA گیاهان حاوی پلی ساکارید زیاد بکار می رود و نیز سارکوسیل که دارای هزینه نسبتا بالایی می باشند)،نمک NaCl با غلظت نسبتا زیاد جهت حذف پلی ساکاریدها، PVP به منظور حذف مواد پلی فنلی، RNase برای از بین بردن RNA و دو تا سه مرتبه استخراج به وسیله کلروفرم: ایزوآمیل الکل، استفاده گردید. میانگین عملکرد DNA بدست آمده از این روش به صورت 50mg/g بافت برگی 70mg/g بافت برگی جوان و 30mg/g بافت برگی نسبتا مسن) بود. DNA استخراج شده بدین روش از تقریبا 100mg برگ گیاه، با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر و نیز ژل آگارز آزمایش (ارزیابی) گردید و کیفیت و کمیت مناسب و قابل قبولی رانشان داد. تمامی این DNA ها به طور کاملا موفقیت آمیزی در واکنشهای PCR (به میزان 0.5ng/ml محلول واکنش) قابل تکثیر بودند. بنابراین به دلیل سادگی، کمیت و کیفیت مناسب DNA بدست آمده و هزینه نسبتا کمتر، استفاده از این روش برای سایر گیاهان خانواده Rosaceae و احتمالا خانواده های دیگری که استخراج DNA آنها با مشکل همراه است، مفید خواهد بود.

روش درون شیشه ای کشت تخمدان به منظور تولید گیاه Argania spinosa L. Skeels و افزایش درصد جوانه زنی بذور آن به کار گرفته شد. ضدعفونی سطحی بذور با اتانول 70% شستشو با آب مقطر استریل انجام شد. تخمدانها پس از حذف درون بر (اندوکارپ) سخت میوه ایزوله شده است. تخمدانها پس از ضدعفونی سطحی در قالب دو تیمار، کامل و برش دار شده در محیطهای کشت جامد WPM، MS و Half-M کشت شدند. بیشترین درصد جوانه زنی جنین در قالب کشت تخمدانهای برش دار شده در همه محیطهای کشت مورد استفاده اتفاق افتاد (63.62%). علیرغم اینکه بالاترین درصد جوانه زنی جنین در محیط کشت MS مشاهده شده است (49.52%) لیکن اختلاف معنی داری بین محیط های مختلف کشت در درصد جوانه زنی جنین در هر دو شیوه کشت تخمدانهای سالم و برش دار شده دیده نشده است. گیاهان حاصل پس از انجام موفق سازگاری تدریجی به گلخانه انتقال یافتند.

یونجه (Medicago sativa) مهمترین گیاه علوفه ای است که به دلیل سازگاری بالا با شرایط نامساعد محیطی، تنوع ژنتیکی زیاد و عملکرد کمی و کیفی قابل توجه در تمام مناطق جهان به صورت آبی و دیم کشت می شود. از مهمترین عوامل موثر در کاهش تولید و سطح زیر کشت آن شوری آب و خاک می باشد که انتخاب ژنوتیپهای متحمل همراه با اعمال مدیریتهای صحیح امکان تولید بیشتر و گسترش کشت این گیاه را در شرایط شور کشور فراهم می کند. بارزترین اثر شوری بر گیاهان کاهش رشد و تولید می باشد ولی اضافه کردن کلسیم به محیط به دلیل خنثی کردن اثرات اسموتیک مرتبط با تنش شوری، اثرات مخرب نمک را احتمالا از طریق تخفیف اثرات سمی یونهای سدیم کاهش می دهد بنابراین چهاررقم گلستان (20313)، فائو (2566)، سیستان و بلوچستان و همدانی اهر به منظور تعیین نقش کلسیم بر رشد و عملکرد یونجه در شرایط شور مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش در گلخانه تحت شرایط هیدروپونیک و با 5 سطح شوری در سه تکرار به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوکهای کاملا تصادفی اجرا شد. ارقام مورد بررسی ابتدا تحت تیمارهای شوری رشد نموده و پس از برداشت چین، گلدانهای حاوی بوته ها شستشوی کامل شده و سپس تیمارهای شوری و کلسیم تکمیلی اعمال شد. نیاز غذایی با استفاده از محلول هوگلند تامین و کلیه تیمارهای کلسیم در محلولها اعمال شدند. با آغاز گلدهی برداشت بوته ها در هر چین انجام و میزان وزن خشک اندامهای هوایی، ریشه، ساقه، برگ وزن توده، ارتفاع بوته ها، طول ریشه اصلی، تعداد میانگره ساقه اصلی و تعداد پنجه در هر بوته اندازه گیری شد. تمام صفات مورد بررسی غیر از ارتفاع بوته در رقمها اختلاف معنی داری در اثر شوری و کلسیم نشان دادند. بیشترین همبستگی معنی دار مثبت با عملکرد در این شرایط مربوط به وزن خشک ساقه (R2>0.962) بود. مصرف کلسیم میزان افت صفات مورد بررسی را به خصوص در ارقام مقاوم کاهش داد و ارقام گلستان (20313) و فائو (2566) بیشترین عملکرد را در این شرایط ایجاد نمودند.

این تحقیق به منظور بررسی امکان دستیابی به دورگ چاودار و جو وحشی از طریق تلاقی مصنوعی، در موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع انجام شد. بذور S.cereale در گلدان کاشته شد. قبل از رسیدن گرده ها و گرده افشانی طبیعی، جهت اخته کردن پایه های مادری پرچمهای گلها حذف گردیدند. دانه های گرده ها از H. spantaneum جمع آوری و با آنها گلهای S.cereale گرده افشانی گردیدند. پس از 25-20 روز پایه های مادری تولید بذرهایی نمودند، که اگر چه ظاهری چروکیده داشتند ولی دارای قوه نامیه بودند. پس از کشت بذرهای دورگ در گلدان بوته های سالمی بدست آمد که از نظر ویژگیهای مورفولوژیک حد واسط بین دو گونه والد بودند. این بوته ها به گل رفتند ولی به دلیل نارسایی در فاز اول تقسیم میوز و عدم تشکیل بیووالنت، بذری در آنها تشکیل نگردید. بنابراین نتایج این تحقیق نشان داد که با تلاقی مصنوعی می توان دورگهای موفقی از این دو گونه بدست آورد.

به منظور بررسی تکثیر غیرجنسی شاه بلوط جوانه های انتهایی از پایه های بالغ برگزیده در جنگلهای شفارود استان گیلان پس از برداشت در فصول مختلف سال، با تیمارهای متفاوت سترون سازی و در محیط های کشت، QL، DKW و MS (1.2 نیترات) مستقر شدند. جوانه های خواب پاییزه با استفاده از کلرورمرکوریک 0.1% به مدت 7 دقیقه سترون گشته و در محیط کشت DKW حاوی هورمون BA در غلظت 0.5 میلی گرم در لیتر و 0.1 میلی گرم در لیتر IBA مستقر شدند.در مرحله شاخه زایی، بهترین نتایج در محیط کشت DKW با ترکیب هورمونی 0.5 میلی گرم در لیتر BA و 0.01 میلی گرم در لیتر IBA بدست آمد. بیشترین درصد ریشه زایی (100%) از طریق قرار دادن شاخه های به ارتفاع 2 سانتیمتر درون شیشه ای، در محلول 50 میلی گرم در لیتر IBA سترون به مدت 24 ساعت و بازگشت مجدد آنها در محیط کشت GD (1.3 غلظت عناصر پرمصرف) فاقد هورمونهای گیاهی رشد و حاوی زغال فعال بدست آمد. گیاهچه های ریشه دار طی مراحل مختلف سازگاری به خاک گلدان انتقال یافتند.

علف باغ (Dactylis glomerata) یکی از گرامینه های مهم مرتعی چند ساله برای ایجاد چراگاه و تولید علوفه خشک است. برای شناسایی ارقام و اکوتیپهای علوفه ای پرمحصول با بذردهی مطلوبف 29 رقم و اکوتیپ علف باغ در شرایط کشت تک بوته (فاصله دار) با استفاده از طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار به مدت دو سال در مجتمع تحقیقاتی البرز کرج مورد مطالعه قرار گرفتند. صفات، تاریخ ظهور خوشه، تاریخ گرده افشانی، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد ساقه در بوته، وزن بذر در ساقه، عملکرد بذر، شاخص برداشت، تعداد بذر در ساقه، عملکرد علوفه، در سالهای 1379 و 1380 مورد اندازه گیری قرار گرفتند. داده های مربوط به هر صفت در هر سال مورد تجزیه واریانس قرار گرفتند. ضمنا داده های دوسال با استفاده از طرح کرتهای خرد شده در زمان مورد تجزیه آماری واقع شدند.نتایج محاسبات آماری نشان داد، تفاوت بین ارقام و اکوتیپها برای تمام صفات مورد مطالعه معنی دار بود. اثر متقابل رقم×سال نیز برای کلیه صفات معنی دار بود. نتایج نشان داد برای عملکرد بذر، ارقام و اکوتیپهای ایران، کرج 1053، همدان 1453، کرج 10112، پاسند 1773 و ارقام خارجی آمریکا 1634، آمریکا 1715، اسپانیا 1054 و روسیه 1551 نسبت به سایر ارقام و اکوتیپها محصول بذر بیشتری تولید نمودند. به طورکلی، ارقام و اکوتیپهای کرج 1053، کرج 10112، کرج 197، پاسند 1773 و رقم خارجی روسیه 1551 از نظر تولید همزمان محصول بذر و علوفه بیشتر، نسبت به سایر ارقام برتری داشتند.نتایج همبستگی فنوتیپی و رگرسیون گام به گام نشان داد که بیوماس کل، شاخص برداشت، تعداد بذر در خوشه، تاریخ ظهور خوشه از جمله صفاتی بودند که بیشترین تاثیر را بر عملکرد بذر علف باغ داشتند. بنابراین، برای بهبود عملکرد بذر این گیاه اصلاح در جهت افزایش صفات فوق توصیه می شود.

جمعیتهایی متعلق به سه گونه از جنس لولیوم به نامهای L. rigidum، L. multiflorum و L. perenne جهت تعیین سطوح پلوییدی و استفاده از آنها در طرحهای اصلاحی این جنس مورد مطالعات سیتوژنتیکی قرار گرفتند. به این منظور پس از ریشه دار کردن بذر جمعیتهای مورد نظر، از مریستمهای فعال و تازه روییده انتهایی ریشه نمونه گیری شده و مراحل پیش تیمار، تثبیت، هیدرولیز و رنگ آمیزی به ترتیب با استفاده از آلفابرومونفتالین، محلول فارمر، اسید کلریدریک یک نرمال و هماتوکسیلین به انجام رسید. با یافتن سلولهای متافازی مناسب، این سلولها به وسیله میکروسکوپ نوری از نظر سطوح پلوئیدی و ویژگیهای کاریوتیپی مورد بررسی قرار گرفتند. براساس نتایج حاصل، تعدادی از جمعیتها تتراپلوئید و تعدادی دیپلوئید بودند. آنچه که در این مقاله مورد توجه قرار گرفته است این است که از میان جمعیتهای مورد مطالعه پدیده های میکسوپلوئیدی و آنیوپلوئیدی مشاهده گردید. در دو جمعیت از گونه های L. rigidum و L. perenne پدیده آنیوپلوئیدی از نوع تری سومیک (1+2n کروموزوم) مشاهده شد. همچنین میکسوپلوئیدی در جمعیتهایی از گونه های L. rigidum و L. multiflorum با سطوح مختلف یوپلوئیدی مشاهده شد که در هر سه جمعیت سطح پلوئیدی غالب، تتراپلوئیدی بود.