مجله فیزیولوژی و پرورش گیاهان
سال:1399 | دوره:10 | شماره:1 |تعداد مقالات:12

پلی پلوییدها موجوداتی هستند که بیش از دو مجموعه کروموزوم زوج (همولوگ) دارند. پلی پلوییدی نقش مهمی در تکامل و تنوع گیاهان عالی داشته است. با استفاده از چند ماده شیمیایی ضدمیتوزی مانند کلشیسین، تری فلورالین و اوریزالین، پلی پلوییدی مصنوعی القا می شود. نوع مهارکننده های میتوزی و غلظت و مدت زمان آن متغیر و وابسته به گونه ها است. این روش می تواند بصورت برون شیشه ای یا درون شیشه ای باشد که روش کشت بافت ساده تر و کارآمدتر است. تغییر در محتوای DNA هسته ای، بیان ژن و فرآیندهای رشد به دلیل دستکاری پلوییدی می تواند منجر به تغییرات مورفولوژیکی، آناتومیکی و فیزیولوژیکی در گیاهان پلی پلویید شود. به طور کلی، گیاهان پلی پلوییدی اندام های بزرگتر، زیست توده بیشتر، عملکرد بالاتر، تحمل برتر در برابر تنش های بیوتیک و غیر زنده و همچنین متابولیت های اولیه و ثانویه بیشتری دارند. همچنین، پلی پلوییدی اغلب باروری گیاهان را کاهش می دهد و امکان تولید میوه های بدون بذر را فراهم می کند. در گیاهان زینتی، افزایش اندازه گل های پلی پلوییدی از نظر زیبایی شناختی و اقتصادی از اهمیت بالایی برخوردار است. دو روش مستقیم و غیرمستقیم برای تعیین پلوییدی گیاهان وجود دارد. روش های غیرمستقیم ساده تر اما غیر دقیق تر هستند، که شامل ارتباط سطح پلوییدی با ویژگی های مورفولوژیکی (همانند ارتفاع گیاه، اندازه برگ و قطر دانه گرده) و آناتومیک (تراکم و اندازه روزنه و همچنین تراکم کلروپلاست در سلولهای محافظ) می باشد. در مقابل، روش های سنجش مستقیم مانند شمارش کروموزوم در سلول های مریستمی ریشه و فلوسایتومتری، تکنیک های دقیقی برای تعیین سطح پلوییدی در گیاهان هستند. اخیرا، نشانگرهای مولکولی ابزارهای کارآمد، سریع و مقرون به صرفه ای برای تجزیه و تحلیل تعداد زیادی از نمونه ها ارایه می دهند. در این بررسی، برخی از اثرات پلی پلوییدی در چندین محصول باغی نیز به طور خلاصه بررسی شده است. به طور کلی، دستکاری های پلی پلوییدی مدتهاست که در بهبود عملکرد بسیاری از گیاهان باغی مورد استفاده قرار گرفته و می تواند یکی از امیدوار کننده ترین ابزارها در برنامه های اصلاح نباتات محسوب شود.

رشد و نمو دانهال های گوجه فرنگی (Solanum lycopersicum L. ) بطور قابل مالاحظه ای توسط تنش آبی مهار می-شود. پوترسین در تحمل به تنش آبی نقش دارد. با این حال، اطلاعات بسیار محدودی در مورد اثرات کاربرد بیرونی پوترسین بر گیاهان از جمله گوجه فرنگی وجود دارد. این آزمایش به منظور بررسی کاربرد پوترسین بر برخی صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گوجه فرنگی در شرایط تنش آبی انجام شد. گیاهان در معرض سه شرایط آبی قرار گرفتند: 100 درصد ET0 به عنوان تیمار خوب آبیاری شده (یا شاهد)، 75 و 50 درصد ET0 به عنوان تیمارهای تنش آبی. کاربردهای برگی پوترسین در غلظت های 5/0 و 1 میلی گرم در لیتر بود در حالی که گیاهان شاهد با آب مقطر اسپری شدند. تنش خشکی باعث کاهش معنی داری در رشد و بهره وری گیاه و کاهش سطح برگ، ارتفاع بوته و عملکرد میوه در 50 درصد ET0 نسبت به تیمار شاهد شد. همچنین آنزیم های آنتی اکسیدانی مانند SOD، PPO و CAT با افزایش شرایط تنش آبی افزایش یافت. کاربرد پوترسین باعث بهبود صفات رشدی، ارتفاع بوته، عملکرد میوه و سطح برگ در شرایط تنش آبی شد. علاوه بر این، محتوای PPO و فعالیت های آنزیم CAT و SOD با استفاده از پوترسین نیز بهبود یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که کاربرد برگی پوترسین در سطح مناسب ممکن است به عنوان ماده موثر در تحریک فرآیندهای فیزیولوژیکی و القای بیوسنتز متابولیت های با ارزش عمل کند که این امر می تواند تاثیر منفی تنش خشکی بر زیست توده، کیفیت و کمیت گیاه را جبران کند.

به منظورارزیابی اثر آسکوربیک اسید روی میزان درصد کاهش عملکرد و اجزای عملکرد دانه ذرت شیرین تحت تنش خشکی طی سال زراعی 1395، آزمایشی به صورت اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در مرکز تحقیقات کشاورزی اردبیل انجام گرفت. عامل اصلی چهار تنش خشکی (70، 100، 130 و 160 میلی متر از تشتک تبخیر کلاس A) و عامل فرعی چهار سطح اسید آسکوربیک (کنترل، 150، 200 و 250 پی پی ام) بودند. نتایج نشان داد که تنش خشکی به طور معنی دار عملکرد دانه، طول بلال، تعداد ردیف دانه در بلال، تعداد دانه در ردیف بلال، وزن خشک بلال و وزن 300 دانه کاهش داد. اسید آسکوربیک اثر مثبت و معنی داری روی ذرت شیرین تحت تنش خشکی داشت. به طور کلی براساس نتایج حاصل از این تحقیق چنین به نظر می رسد که اسید آسکوربیک مورد استفاده در ذرت سبب کاهش اثرات مضر خشکی و افزایش میزان تحمل به خشکی را افزایش می دهد.

آلودگی سرب یک چالش مهم در جهان محسوب می شود. در این پژوهش گیاه ذرت با غلظت های مختلف سرب (صفر، 0. 25، 0. 75، 1، 1. 5، 2. 5 و 5 میلی مولار) به مدت ده روز تیمار شدند. نتایج نشان داد که افزایش در غلظت سرب منجر به کاهش رشد، محتوای کلروفیل a و b و افزایش در خسارات اکسیداتیو گردید. کاربرد سرب به طور معنی داری میزان پراکسید هیدروژن را افزایش داد که سطح قابل توجهی از پراکسیداسیون لیپیدها را به دنبال داشت. این تغییرات با افزایش مقدار اکسید نیتریک در غلظت های پایین و کاهش آن در غلظت های بالا همراه بود. کمی افزایش در تولید پراکسید هیدروژن و نیتریک اکسید در غلظت های کم به عنوان پیامبر در مسیرهای سیگنالینگ انتظار می رود که در تحریک عملکردهای دفاعی برای سم زدایی سرب عمل کنند. بنابراین متغیرهای تحمل به تنش گیاهان، از جمله پرولین، اسید اسکوربیک، فلاونویید و آنتوسیانین ها و فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی تحت تیمار غلظت های مختلف سرب افزایش می یابد.

فاز نوری گیاه زردینه خاردار (Xanthium spinosum) توسط آزمن JIP در زمان های مختلف (12، 36، 60 و 84 ساعت) بعد از کاربرد علف کش های نیکوسولفورون و بنتازون مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد کاربرد نیکوسولفورون تاثیری روی بسیاری از پارامترهای فلورسانس کلروفیل a نداشت. اما، کاربرد بنتازون بطور معنی داری با افزایش فلورسانس حداقل و کاهش فلورسانس حداکثر، فلورسانس متغیر، فعالیت کمپلکس تجزیه کننده آب در بخش دهنده الکترون فتوسیستم II و بویژه حداکثر عملکرد کوانتومی فتوشیمیایی فتوسیستم II، باعث کاهش فعالیت فتوسیستم II گردید. کاربرد بنتازون به دلیل افزایش جریان نوری جذب شده در هر مرکز واکنش و کاهش کارایی انتقال الکترون های به دام افتاده از مراکز واکنش به کویینون A و نیز کاهش عملکرد کوانتومی انتقال الکترون از کویینون A به پلاستوکویینون، روی بخش دهنده الکترون فتوسیستم II به مراتب تاثیرگذارتر از بخش گیرنده الکترون آن بود. کاهش خاصیت حیاتی فتوسنتزی دستگاه فتوسنتزی توسط بنتازون، کلروفیل های مراکز واکنش فتوسیستم II، حداکثر عملکرد کوانتومی فتوشیمیایی اولیه و عملکرد کوانتومی برای انتقال الکترون را تحت تاثیر قرار می دهد. در بسیاری موارد، اثرات بازدارنده بنتازون روی فتوسیستم II، 36 ساعت بعد از کاربرد علف کش گزارش شد. تیمار بنتازون سرعت زنجیره انتقال الکترون را کاهش و در پی آن سرعت بازانتشار فتوشیمیایی انرژی نورانی آنتن های برانگیخته را افزایش می دهد.

به منظور بررسی تاثیر متانول بر برخی خصوصیات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاه همیشه بهار (. Calendula officinalis L) در شرایط تنش خشکی، آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در شرایط گلخانه در سال 2017 انجام شد. استفاده از متانول در چهار سطح (شاهد، 20%، 30% و 40%) و چهار سطح آبیاری (آبیاری در 40%، 60%، 80% و 100% ظرفیت زراعی) را شامل شدند. با کاهش کمبود آب، کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنویید، کارایی فتوسنتزی و هدایت روزنه ای کاهش یافت، در حالی که کاربرد 20 و 30 درصد متانول به طور معنی داری این صفات را بهبود بخشید. صرف نظر از 40٪ استفاده از متانول، کاهش کمبود آب در حد متوسط و شدید منجر به کاهش کلروفیل a، کلروفیل کل، کاروتنویید و کارایی فتوسنتزی گردید. کمبود آب در محتوای قندهای محلول، تجمع پرولین و فعالیتCAT، POD و PPO افزایش معنی داری نشان داد. در مقایسه با تیمار غیر متانول، استفاده از متانول موجب افزایش پارامترهای ذکر شده گردید. حداکثر مقادیر این متغیرها با استفاده از متانول 40٪ در شرایط محدودیت شدید آب بدست آمد. پیشنهاد می شود که بهبود بیوماس گیاه در اثر محلول پاشی متانول با افزایش توان دفاعی آنتی اکسیدانی و نگهداری فرایندهای فیزیولوژیک گیاهان تنش زا همراه باشد.

گل مریم از مهم ترین گل های شاخه بریده در ایران و جهان به شمار می رود. با توجه به این که تغذیه در رشد، نمو و کیفیت گیاهان زینتی از اهمیت زیادی برخوردار است، این مطالعه با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف اسید هیومیک و اسید فولیک بر عملکرد، صفات کمی و کیفی گل مریم(. Polianthes tuberosa L) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1395 در محوطه دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام شد. اسید هیومیک و اسید فولیک در چهار سطح (صفر، 50، 100، 150 میلی گرم در لیتر) مصرف گردید. محلول پاشی در سه نوبت 30، 50 و 70 روز پس از کشت صورت گرفت. در این آزمایش، طول سنبله، طول و قطر ساقه، وزن تر اندام هوایی، تعداد گلچه، تعداد و سطح برگ، زمان ظهور گل، تعداد سوخک تولید شده، عمق توسعه ریشه، درصد نیتروژن، فسفر و پتاسیم، عمر گلجایی و کلروفیل کل اندازه گیری شد. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که کاربرد اسید هیومیک باعث افزایش معنی دار صفات اندازه گیری شده، به جز تعداد برگ و زمان ظهور گل شد. با افزایش مصرف اسید هیومیک تا 150 میلی گرم در لیتر میزان کلروفیل کل برگ، 52درصد افزایش یافت که با تیمار شاهد اختلاف معنی داری داشت. محلول پاشی اسید هیومیک و اسید فولیک باعث افزایش نیتروژن، فسفر و پتاسیم در برگ ها شد و بیشترین میزان تحت تاثیر غلظت 150میلی گرم در لیتر به دست آمد. براساس نتایج این مطالعه، تیمار 150 میلی گرم در لیتر اسید هیومیک و اسید فولیک بیشترین تاثیر را بر افزایش صفات کمی و کیفی گل مریم داشت.

تنش سرما منجر به القاء تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در گیاهان می شود. بنابراین شناسایی و کاربرد ترکیباتی که قادر به افزایش تحمل گیاه نسبت به تنش سرما باشند، حایز اهمیت است. امروزه استفاده از نانوذرات به عنوان یک راه حل مناسب جهت افزایش تحمل گیاهان نسبت به تنش های محیطی مورد توجه قرار گرفته است. همچنین پلی آمین ها نقش مهمی در تنظیم پاسخ های دفاعی گیاه به تنش های محیطی دارند. لذا هدف از این مطالعه، بررسی اثرات کاربرد نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و اسپرمین بر پاسخ های فیزیولوژیکی گیاه شیرین بیان در برابر تنش سرماست. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که تنش سرما موجب اقزایش محتوای پروتیین، ترکیبات فنلی، گلایسین بتایین، قندهای محلول، گلیسیریزین، پرولین، پراکسید هیدروژن و مالون دی آلدیید و نیز افزایش فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی شده، لیکن محتوای رنگیزه های فتوسنتزی و شاخص های رشد را کاهش داد. اسپرمین اغلب ویژگی-های سنجش شده را در دمای پایین افزایش داد، لیکن محتوای پراکسید هیدروژن و مالون دی آلدیید را کاهش داد. تولید گلیسریزین توسط تنش سرما و نیز تیمار نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و اسپرمین افزایش یافت. کاربرد نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و اسپرمین موجب تخفیف آثار زیانبار تنش سرما و بهبود پاسخ های گیاه شیرین بیان گردید.

بهینه سازی پروتکل های ریزازدیادی با اهداف تجاری و اصلاحی انجام می گیرد. امروزه تکنولوژی های کامپیوتری روش های جدیدی برای درک بهتر نقش عوامل درون شیشه ای در رشد گیاهان فراهم آورده است. به منظور بهینه ساختن تنظیم کننده های رشد (BA، IBA و GA3) در پرآوری سیب رقم ʼ عباسیʽ آزمایشی با سه فاکتور با استفاده از نرم افزار Design Expert و در قالب 20 نقطه طراحی و اجرا گردید. آزمایش ریشه دهی در قالب طرح کاملا تصادفی با 8 ترکیب اکسین (IBA + NAA) اعمال گردید. تعداد شاخه باززایی شده (5-3/0 شاخه به ازای ریزنمونه) به صورت خطی و مثبت تحت تاثیر فاکتور BA (5/2-5/0 میلی گرم بر لیتر) قرار گرفت درحالی که پاسخ تعداد برگ (33/14-67/1 برگ به ازای شاخه تولید شده) به صورت خطی و منفی متاثر از BA (5/2-5/0 میلی گرم بر لیتر) بود. اثر GA3 (5/0-0 میلی گرم بر لیتر) بر پاسخ طول شاخه (32/1-07/0 سانتیمتر) به صورت خطی و منفی دیده شد. درصد شاخه های غیر نرمال (100-01/0 درصد) در قالب مدل چندجمله ای درجه دوم تحت تاثیر هر سه فاکتور BA(5/2-5/0 میلی گرم بر لیتر)، IBA (5/0-0 میلی گرم بر لیتر) وGA3 (5/0-0 میلی گرم بر لیتر) قرار گرفت بدین صورت که به صورت خطی و مثبت تحت تاثیر BA قرار داشت و به صورت درجه دوم مثبت و منفی به ترتیب از IBA و GA3 تاثیر گرفت. مطابق نتایج این آزمایش غلظت بهینه برای BA، IBA و GA3 به ترتیب 5/1، 1/0 و 02/0 میلی گرم بر لیتر می باشد که باعث تولید شاخه هایی با نرخ پرآوری 5/2 شاخه به ازای ریز نمونه، طول شاخه 9/0 سانتیمتر، 3/4 عدد برگ به ازای هر شاخه تولیدشده و 4 درصد شاخه های غیر نرمال می شود. درصد نکروزه شدن نوک شاخه متاثر از فاکتورهای مورد ارزیابی نبود. در ریشه دهی ریزشاخه ها، NAA از IBA موثرتر بود و بالاترین درصد ریشه دهی با کاربرد 1 و سپس 5/0 میلی گرم بر لیتر NAA (به ترتیب 86/73 و 66 درصد) به دست آمد.

کشت توت فرنگی نیاز به استفاده از ارقام متناسب با شرایط مزرعه یا گلخانه در منطقه تولید دارد. هفت تجاری از ارقام توت فرنگی روز کوتاه (SD) و روز خنثیCamarosa (DN)، Kurdistan، Mrak، Paros، Queen Elisa، Selva و Ventana برای مقایسه صفات کمی و کیفی در شرایط گلخانه مورد بررسی قرار گرفتند. ارقام در تمام صفات مورد مطالعه تنوع نشان دادند. روزهای گلدهی از 2/53 تا 5/94 روز در بین ارقام متغیر بود و Parosو سپس Camarosa به حداقل روز برای گلدهی نیاز داشتند. بیشترین میزان کلروفیل و حجم میوه در ارقام Camarosaو Paros به دست آمد، در حالی که بیشترین وزن میوه در Paros، Ventana، Camarosa و Kurdistan یافت شد. رقم Camarosa بیشترین تعداد گل (0/42)، تعداد میوه (3/36)، استحکام میوه (8/4 نیوتن) و عملکرد (7/424 گرم در بوته) را تولید کرد. بالاترین نسبت TSS/TA در Paros و کمترین آن در Ventana و Mrak مشاهده شد. بالاترین میزان آنتوسیانین میوه نیز در Camarosa و Selva ثبت شد. تجزیه همبستگی نشان داد که عملکرد هر بوته با کلروفیل کل برگ، تعداد گل و میوه و وزن و حجم میوه همبستگی مثبت دارد، در حالی که با سطح برگ و تعداد تاج همبستگی منفی دارد. بر اساس نتایج رگرسیون چندگانه گام به گام، عملکرد بیشترین ارتباط را با تعداد گل و وزن میوه داشت. به طور کلی، صفات رویشی و همچنین روزهای تا گلدهی و باروری در ارقام روز خنثی (Mrak و Selva) بیشتر بود. با این حال، ارقام SD نسبت به ارقام DN تعداد گل، اندازه میوه و عملکرد بیشتری داشتند. ارقام Camarosaو Paros به عنوان سازگارترین ارقام در شرایط گلخانه ای در بین ارقام آزمایشی بودند.

تحقیق حاضر با استفاده از هفت نسل MO17} به عنوان لاین پدری؛ B73 به عنوان لاین مادری؛ هیبرید F1) SC704)؛ F2؛ F3؛ BC1؛ BC2} به منظور بررسی وراثت پارامترهای فلورسانس کلروفیل و محتوای آب نسبی توسط تجزیه میانگین نسل ها انجام شد. این آزمایش در ایستگاه تحقیقاتی دانشگاه تبریز با استفاده از طرح بلوک هایکامل تصادفی با دو تکرار در شرایط آبیاری نرمال و دو شرایط کمبود آب انجام شد. وجود اثرات متقابل اپیستازی در وراثتF0، Fm، FV (در شرایط تنش شدید)، FV/Fm(در شرایط عادی)، FV/F0 (در شرایط نرمال و تنش شدید) و) RWC در شرایط نرمال و تنش های ملایم و شدید) مشاهده شد. اپیستازی مضاعف در کلیه صفات مورد مطالعه به جز RWC در شرایط تنش شدید، مشاهده شد. این نتایج حاکی از لزوم بهره برداری از اثرات غیرافزایشی ژنتیکی و به تاخیر انداختن گزینش صفات فیزیولوژیکی مورد مطالعه به نسل های پیشرفته در برنامه های اصلاح ذرت برای تحمل خشکی می باشند.

در این تحقیق پنج رقم ارکیده فالانوپسیس (Andorra، Bucharest، Dubrovnik، Memphis، Nottingham) برای بررسی برخی صفات در پنج حالت خودگرده افشانی و 20 حالت دگرگرده افشانی مورد استفاده قرار گرفت. آزمایش در گلخانه ای با دمای 27-20 درجه سانتی گراد، 80% رطوبت و 2500 لوکس نور در سال زراعی 98-1398 اجرا گردید و از یک سرنگ ابداعی برای تلقیح گل های ارکیده استفاده شد. بررسی ارقام از نظر شش صفت فنولوژیکی و مورفولوژیکی نشان داد که رقم Nottingham در حالت خود گرده افشانی بهتر از سایر ارقام و نیز برتر از کلیه تلاقی ها بود. تاثیر هر دو عامل مادری و پدری و اثر متقابل آن ها روی کلیه صفات، به غیر از مدت زمان ظهور اولین علایم تلقیح که در آن اختلاف بین والدهای مادری معنی دار نبود، معنی دار شد. به طور کلی رقم Nottingham به عنوان رقم برتر تقریبا در همه صفات و رقم Dubrovnik به عنوان رقم ضعیف تر در اکثر صفات هم به عنوان والد پدری و هم به عنوان والد مادری شناخته شدند. دگرگرده افشانی والدین در مقایسه با خودگرده افشانی در صفات مختلف نتایج متفاوتی داشت. برای مثال در مورد صفت مدت زمان ظهور اولین علایم متورم شدن کپسول، تلاقی های Memphis Nottingham × و Memphis × Nottingham سبب پر شدن دیرتر کپسول نسبت به والد Nottingham گردیدند. تلاقی Nottingham × Dubrovnik نیز سبب پر شدن سریعتر کپسول نسبت به والد Dubrovnik شد. نتایج بررسی وزن بذور در هر کپسول به عنوان یک صفت مهم نشان داد که در تلاقی Nottingham × Dubrovnik وزن بذور در هر کپسول نسبت به خود گرده افشانی Dubrovnik افزایش یافته است. همچنین دگرگرده افشانی برای افزایش وزن بذور در هر کپسول در تلاقی × Andorra Nottingham مناسب نبود. از نظر طول کپسول نیز برای مثال در تلاقی Bucharest Nottingham × کپسول های کوتاهتری نسبت به خودگرده افشانی این والدها به دست آمد. بنابراین، با توجه به اهمیت صفت مورد نظر در کارهای تولیدی، می توان از دگرگرده افشانی به عنوان روشی علاوه بر تولید گل با رنگ و شکل تقریبا متفاوت نسبت به والدین، برای بهبود آن صفت نسبت به حالت خودگرده افشانی یک والد یا هر دو والد استفاده کرد.