فن آوری زیستی در کشاورزی
سال:1390 | دوره:10 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

به منظور مطالعه الگوی بیان برخی از ژن های فتوسنتزی و دفاعی بذور گیاهان اسفناج (واریته ویینا) و کلزا (واریته فالکون) در شرایط کنترل شده اتاقک رشد کشت داده شدند. طیف گسترده ای از تیمارهای آزمایشی تنش زا با غلظت های متفاوت در یک آزمایش مقدماتی ارزیابی شده و در نهایت سه تیمار متیل وایلوژن، نیترات نقره و تری آمینوترایزول با چهار غلظت متفاوت به همراه شاهد و تیمار ترکیبی (اسید اسکوربیک + تیمارهای تنش زا) در آزمایش های بعدی وارد شدند. اعمال تیمارهای آزمایشی به صورت اسپری بر روی برگ در مرحله حداکثر رشد رویشی در قالب طرح کاملا تصادفی با 4 تکرار صورت پذیرفت. سنجش TBARM به منظور ارزیابی میزان سطح اکسیداسیون سلولی انجام شد. نمونه برداری در زمان های 6، 12، 24، 48 و 72 ساعت پس از اعمال کلیه تیمارها انجام شد. نمونه برداری برای انجام مطالعه بیان ژن و هیبریداسیون نورترن بلات در زمان 48 ساعت پس از اعمال تیمارها صورت پذیرفت. با توجه به حجم زیاد نتایج، کلیه نتایج اعم از بررسی درصد سلول های مرده، TBARM و بیان ژن ها در سطوح مختلف تیمارهای آزمایشی فقط در 48 ساعت پس از اعمال تیمارها تجزیه و تحلیل گردیدند. نتایج نشان داد کلیه تیمارهای آزمایشی از طریق افزایش نسبی سطح رادیکال های آزاد اکسیژن در مقدار درصد سلول های مرده، میزان TBARM و روند بیان ژن ها تاثیر می گذارند. ژن فتوسنتزی RBCS با افزایش غلظت تیمارهای تنش کاهش فعالیت داشت. اسپری پیش تیمار اسیداسکوربیک منجر به افزایش بیان نسبی این ژن تا حد 50 درصد گردید. ضمنا این مساله به بهبود نسبی وضعیت ظاهری گیاهان و کاهش میزان TBARM کمک کرد. در مورد سایر ژن های مورد مطالعه اگرچه تفاوت هایی در الگوی بیان بسته به نوع گیاه و تیمارهای آزمایشی دیده شد، اما عموما نسبت به تیمارهای تنش زا واکنش مثبت نشان داده و با افزایش غلظت تیمارها حداقل تا سطح ما قبل آخرتیمار افزایش خطی بیان ژن مشاهده گردید.در مورد این ژن ها بدون استثناء اعمال پیش تیمار اسیداسکوربیک موجب تعدیل بیان ژن به سمت شاهد (عدم اعمال تیمار) گردید.

در این مطالعه روابط ژنتیکی شانزده نمونه جمعیتی متعلق به سه گونه M. spicata، M. longifolia و M. piperata با استفاده از نشان گر جدید و ترکیبی R-ISSR، مورد بررسی قرار گرفت. دوازده ترکیب آغازگری 155 نوار را تکثیر نمودند که 146 نوار آن چند شکل بودند. میانگین درصد چندشکلی تعیین شده در مجموعه ژنوتیپ های مورد بررسی شده 94.19 بود. نمودار خوشه ای بر اساس ضریب تشابه جاکارد و روش UPGMA ژنوتیپ ها را در دو گروه کلی طبقه بندی نمود و تجزیه به مولفه های اصلی هماهنگ شده (PCoA) نتایج تجزیه خوشه ای را تایید نمود. ژنوتیپ های متعلق به گونه M. piperata در تجزیه خوشه ای از دو گونه دیگر جدا شدند و تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان دهنده تنوع درون گونه ای بیشتر (73.01%) در مقایسه با تنوع بین گونه ای (26.99%) بود. M. piperata یک هیبرید طبیعی از دو گونه M. aquatica و M. spicata می باشد و نتایج این پژوهش نشان داد که خصوصیات ژنتیکی کمتری از گونه M. spicata در گونه M. piperata به ارث رسیده است. شباهت بالای دو گونه M. spicata و M. longifolia را می توان به هیبریداسیون طبیعی در طی تکامل جنس نعناع مرتبط دانست.

جدید ترین تکنیک برای تکثیر قارچ های میکوریز آربوسکولار (AM)، استفاده از ریشه های تراریخته با T-DNA در کشت بافت درون شیشه ای به عنوان میزبان و بستر تکثیر قارچ می باشد. علی رغم توسعه فراوان این روش در سال های اخیر، فقدان بخش فتوسنتز کننده در گیاه میزبان سوال هایی را در مورد طبیعی بودن این رابطه مطرح ساخته است. بدین منظور، طرح پژوهشی حاضر با هدف به کار گیری گیاه کامل دارای بخش سبز به جای ریشه تراریخته در کشت درون شیشه ای قارچ های AM به اجرا در آمد. از گیاهان تره فرنگی، شبدر قرمز و یونجه به عنوان میزبان و قارچ AM گونه Glomus intraradices استفاده شد. محیط کشت MSR فاقد ساکارز و ویتامین ها به عنوان بستر کشت مورد استفاده قرار گرفت. اسپورها و ریسه های به دست آمده از کشت درون شیشه ای با ریشه های تراریخته به عنوان مایه قارچی استفاده شد. نتایج نشان داد که رشد و توسعه ریشه و استقرار هم زیستی میکوریزی در حضور گیاهان شبدر قرمز و یونجه و در این سیستم بهتر بوده و توانست منجر به تولید و تکثیر قارچ شود. هرچند در این روش تعداد اسپور به وجود آمده و مقدار ریسه تولیدی کمتر از روش ریشه تراریخته بود ولی اسپورها در شرایط طبیعی تشکیل شده بودند. استقرار موفقیت آمیز قارچ های میکوریزی در ریشه گیاه کامل (دارای بخش سبز) در شرایط درون شیشه ای، از دیگر یافته های ارزشمند این پژوهش است.

ریز ازدیادی توت فرنگی امکان تکثیر سریع آن را فراهم می کند تنظیم کننده های رشد می توانند در ریز ازدیادی توت فرنگی و تکثیر سریع آن موثر باشند. با توجه به اهمیت مرحله پرآوری ریز ازدیادی، در این پژوهش اثر متقابل بنزیل آدنین و کیتوسان مورد بررسی قرار گرفت. محیط کشت موراشیک و اسکوگ (MS) با دو غلظت بنزیل آدنین (1 و 2 میلی گرم در لیتر) و پنج غلظت کیتوسان با وزن مولکولی بالا (صفر، 20، 30، 40 و 60 میلی گرم) مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با هشت تکرار به کار برده شد. صفات مورد ارزیابی شامل تعداد شاخساره ها، قطر شاخساره ها، طول شاخساره ها، تعداد برگ، سطح برگ، میزان کلروفیل و وزن خشک توده گیاهی بود. بر اساس نتایج به دست آمده بین غلظت 1 یا 2 میلی گرم در لیتر بنزیل آدنین از لحاظ تاثیر بر صفات مورد آزمایش تفاوت معنی دار وجود نداشت. بیش ترین تعداد شاخساره، قطر شاخساره، تعداد برگ و وزن خشک توده گیاهی در غلظت 1 یا 2 میلی گرم در لیتر بنزیل آدنین و بدون کیتوسان به دست آمد. اما بیش ترین طول شاخساره و میزان کلروفیل در ترکیب 1 یا 2 میلی گرم در لیتر بنزیل آدنین با 30 میلی گرم در لیتر کیتوسان مشاهده گردید. بیش ترین سطح برگ در ترکیب 1 یا 2 میلی گرم در لیتر بنزیل آدنین با صفر، 20، 30 یا 40 میلی گرم در لیتر کیتوسان به دست آمد. بر اساس نتایج، ترکیب 1 میلی گرم بنزیل آدنین در پرآوری رقم توت فرنگی سلوا معنی دار بود.

تولید گیاهان هاپلویید با استفاده از کشت بساک در برنامه های به نژادی و پژوهش های بنیادی گیاهان عالی از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پژوهش قابلیت آندروژنز در پاسخ به کشت بساک 44 ژنوتیپ ذرت و نیز اثر پیش تیمار سرمایی، نوع محیط کشت و جهت قرار دادن بساک ها روی محیط کشت بر میزان جنین زایی بررسی شد. نتایج اولیه کشت بساک ها نشان دهنده پاسخ مثبت فقط 8 ژنوتیپ شامل S61، K74.1 TWC605، SC709، DH5×DH7، A188، LA12 و ETH-M82 به جنین زایی بود. به دلیل پاسخ ضعیف جنین زایی در اغلب ژنوتیپ های ذرت مورد بررسی در این پژوهش، برای انجام آزمایش های بعدی از دو ژنوتیپ برتر DH5×DH7 و ETH-M82 استفاده شد. تجزیه واریانس داده ها در آزمایش اول نشان داد که بین ژنوتیپ ها و محیط های کشت مورد بررسی از نظر تعداد ساختارهای شبه جنینی تشکیل شده، تفاوت معنی داری وجود داشت، ولی بین پیش تیمارهای سرمایی 14 و 21 روزه تفاوت معنی داری مشاهده نشد. مقایسه میانگین ها در آزمایش دوم نشان داد که محیط کشت Yu-pei حاوی mg1-1 90 ساکارز با تولید 21.82 ساختار شبه جنینی در 100 بساک کشت شده، بهترین محیط کشت القای جنین زایی می باشد. در آزمایش سوم نیز معلوم شد که بهترین نحوه قرارگیری بساک ها روی محیط کشت از جهت لبه بساک می باشد.

استرین های وابسته به باکتری جنس Pectobacterium از مهم ترین عوامل بیماری زای گیاهی به ویژه سیب زمینی هستند. در استان همدان همه ساله گونه های مختلف این باکتری زیان های فراوانی را به بار می آورند. از مناطق مختلف کشت سیب زمینی در استان همدان نمونه های مشکوک و دارای علایم بیماری های پوسیدگی نرم و ساق سیاه گردآوری و استرین های باکتریایی مشابه Pectobacterium رو محیط کشت EMB جدا و خالص سازی شدند. پس از اثبات بیماری زایی استرین های باکتری روی سیب زمینی، تعداد 27 استرین برای بررسی ویژگی های فنوتیپی به منظور شناسایی، انتخاب شدند. استرین های باکتریایی مورد بررسی بر اساس ویژگی های بیماری زایی و فنوتیپی از هم دیگر متمایز بودند. بر مبنای ویژگی های فنوتیپی بیشتر استرین های عامل بیماری سیب زمینی به عنوان Pectobacterium carotovorum و تعدادی نیز Pectobacterium atrosepticum شناسایی شدند. انگشت نگاری ﮊنومی استرین های انتخاب شده به روش rep-PCR با استفاده از دو آغازگر ERIC و Box انجام شد. داده های به دست آمده با استفاده از نرم افزار NTSYS V 2.2 و روش تجزیه خوشه ای UPGMA آنالیز شد. نتایج حاصل نشان داد که استرین های مورد آزمایشP. Carotovorum  و تعدادی نیز P. atrosepticum هستند. بررسی الگوی rep-PCR روشی سریع برای تشخیص و ردیابی استرین های Pectobacterium بیماریزای سیب زمینی است.

سیب زمینی با سطح زیر کشت حدود 26000 هکتار در استان همدان دارای اهمیت ویژه ای بوده و سهم مهمی در اقتصاد منطقه و ملی دارد. طی بررسی هایی که در بهار و تابستان 1387 از مزارع سیب زمینی شهر س تان بهار صورت گرفت، در قسمت ها ی از مزارع با سطح حدود 10 تا 200 متر مربع به صورت لکه ای علامت های کم رشدی و کمبود شدید مواد غذایی مشاهده و برگ های گیاهان آلوده چرمی، زبر و دچار پیری زودرس و مرگ شده بودند. در نمونه برداری از گیاهان آلوده و بررسی ریشه ها، نماتدهای ماده به شکل سیست در سطح ریشه ها مشاهده شد. در آزمایشگاه لاروهای سن دو با استفاده از روش سانتریفوژ استخراج و سیست ها در زیر میکروسکوپ تشریح از سطح ریشه ها جدا شدند. پس از بررسی مشخصات ریخت شناسی و ریخت سنجی سیست ها و لاروهای سن دوم گونه(Wollenweber, 1923) Behrens, 1975  Globodera rostochiensis در نمونه های آلوده تشخیص داده شد. شناسایی مولکولی نیز با استفاده از پرایمرهای اختصاصی گونه های G. rostochiensis و G. pallida انجام گرفت که نتایج مطالعه میکروسکوپی را در تایید گونه G. rostochiensis تکمیل نمود. با توجه به اهمیت این نماتد قرنطینه ای و خسارت زا، بررسی و نمونه برداری از کلیه مزارع سیب زمینی استان انجام گرفت و پراکنش بیماری در منطقه تعیین گردید. از بیش از 90 درصد بوته های آلوده به نماتد قارچ عامل بیماری شانکر رایزوکتونیایی جداسازی شده و میانگین شدت توسعه شانکر در ساقه های زیرزمینی بر اساس شاخص آلودگی (صفر تا چهار) 2.9 تعیین گردید که ممکن است مبین بر هم کنش مثبت بین دو عامل بیمارگر فوق باشد. میزان پراکنش نماتد در شهرستان بهار 81 مزرعه آلوده به وسعت 450 هکتار با تراکم آلودگی 213 لارو و تخم در هر گرم خاک و در شهرستان همدان9 مزرعه آلوده به وسعت 73 هکتار با تراکم 100 لارو و تخم در هر گرم خاک بود.