با توجه به اهمیت یونجه د ر کشاورزی ایران و وجود آب و هوای خشک د ر اغلب قطب های کشاورزی کشور، لازم است گونه های یونجه د ر شرایط مناسب رطوبتی و همچنین کمبود آب مورد مطالعه قرار گیرند تا بتوان گونه هایی که تحمل به خشکی مناسب و د ر عین حال قد رت گره زایی بیشتری د ارند ، انتخاب گرد ند . بد ین منظور سه گونه یونجه د ر شرایط متفاوت رطوبتی مورد آزمون جوانه زنی قرار گرفتند تا قد رت جوانه زنی هر کد ام از آنها د ر شرایط تنش کمبود آب مورد بررسی قرار گیرد . سپس آنها د ر آزمایش د وم از نظر رشد گیاهچه ای و قد رت گره زایی د ر شرایط مختلف رطوبتی مورد ارزیابی قرار گرفتند . نتایج آزمایش اول نشان د اد که د ر بین گونه ها، گونه Medicago sativa بیشترین د رصد و سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و هیپوکوتیل را د ارد و گونه Medicago scutellata کمترین د رصد و سرعت جوانه زنی و گونه Medicago littoralis کمترین طول ریشه چه و هیپوکوتیل را د ارا می باشد . د ر آزمایش د وم، گونه Medicago sativa بیشترین تعد اد گره را د اشته و گونه Medicago scutellata بیشترین وزن خشک ریشه، وزن خشک ساقه و طول ریشه چه و هیپوکوتیل را د ارا بود ه است. د ر جمع بند ی کلی گونه Medicago sativa بیشترین تحمل به خشکی را د اشته و د ر شرایط خشک عملکرد بالاتری نسبت به گونه های د یگر د ارد . ولی د ر شرایط مطلوب رطوبتی، گونه Medicago scutellata عملکرد بیشتری نسبت به گونه های د یگر مورد آزمایش د ارد .

با توجه به اهمیت شبدر در کشاورزی ایرانی و همچنین آب و هوای خشک اغلب قطبهای کشاورزی کشور، لازم است گونه های شبدر در شرایط مناسب رطوبتی و همچنین کمبود آب مورد مطالعه قرار گیرند تا بتوان گونه هایی که دارای مقاومت به خشکی مناسب و در عین حال قدرت گره زایی بیشتری هستند، انتخاب گردند. بدین منظور سه گونه شبدر در شرایط متفاوت رطوبتی مورد آزمون میزان جوانه زنی قرار گرفتند تا قدرت جوانه زنی هر کدام از آنها در شرایط تنش کمبود آب مورد بررسی قرار گیرد. سپس در آزمایش دوم از نظر رشد گیاهچه ای و قدرت گره زایی در شرایط مختلف رطوبتی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بین گونه ها، گونه Trifolium subterraneum دارای بیشترین درصد و سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و هیپوکوتیل می باشد و گونه Trifolium michelianum کمترین درصد و سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه و هیپوکوتیل را دارد. در مرحله گیاهچه ای گونه Trifolium subterraneum بیشترین تعداد گره، وزن خشک ریشه، وزن خشک ساقه و طول ریشه چه و هیپوکوتیل را دارا بوده است و نتیجه کلی اینکه گونه Trifolium subterraneum بیشترین مقاومت به خشکی را داشته و عملکرد بالایی نسبت به گونه های دیگر در شرایط خشکی دارد.

تثبیت نیتروژن مولکولی توسط باکتری های ریزوبیومی، منبع اصلی برای ورود پایدار نیتروژن مورد نیاز گیاهان به سیستم های کشاورزی است. تثبیت زیستی مولکول نیتروژن در کشاورزی می تواند به وسیله مایه زنی گیاهان لگوم با باکتری های ریزوبیومی دارای توانایی بالا در تثبیت این مولکول بهبود پیدا کند. آگاهی از تنوع زیستی جمعیت های بومی این باکتری ها برای طراحی تدابیر مایه زنی موفق می تواند مفید واقع شود. در این تحقیق تنوع زیستی، توانایی گره زایی و کارایی تثبیت نیتروژن 48 باکتری ریزوبیوم جداسازی شده از گر ه های گیاه یونجه کشت شده در مناطق مختلف استان همدان مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بررسی تنوع ژنتیکی سویه های مورد مطالعه با استفاده از تکنیک ITS-PCR-RFLP نشان داد که باکتری های مورد بررسی دارای تنوع ژنتیکی قابل توجه بوده و در سطح شباهت 70 درصد به 4 گروه III،II،I و IV تقسیم بندی شدند. نتایج آزمون گره زایی نشان داد که اکثر سویه ها دارای توانایی ایجاد گره در گیاه یونجه بودند، در حالیکه در اثر تلقیح این گیاه با سویه های KH16، KH24، KH10، KH6، KH133 و KH193 گره ای حاصل نشد. بر اساس نتایج حاصل از آزمون بررسی کارایی تثبیت نیتروژن سویه های مورد مطالعه، این باکتری ها به چهار دسته غیر موثر، نسبتا موثر، موثر و خیلی موثر تقسیم بندی شدند.

لوتئولین یکی از مهم ترین فلاونوئیدها است که توسط بذرهای در حال جوانه زنی یونجه ترشح می شود. در این مطالعه تاثیر لوتئولین بر بیان ژن گره زایی دو سویه Rhizobium meliloti با استفاده از پلاسمید حامل پروموتور nodA و ژن lacZ از باکتری Escherichia coli و توسط فعالیت آنزیم β-galactosidase مورد بررسی قرار گرفت. لوتئولین بیان ژن nod را به طور معنی داری افزایش داد. سپس تاثیر لوتئولین و ترشحات بذر بر گره زایی و عملکرد یونجه در شرایط تنش شوری و بدون شوری مورد مطالعه قرار گرفت. برای این منظور، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی، در سه تکرار و تیمارهای شوری، ارقام یونجه، سویه باکتری و نوع کاربرد القاکننده های خارجی اجرا شد. سطوح شوری شامل: شاهد (بدون شوری) و آب با شوری 15دسی زیمنس بر متر، روش به کارگیری القاکننده ها در سه سطح (پیش تیمار سویه های ریزوبیوم با لوتئولین، استفاده از لوتئولین و ترشحات بذر به طور مستقیم روی سطح بذر و شاهد) دو رقم یونجه (022/G و 019/G) و سویه های باکتری شامل سویه حساس و مقاوم به شوری بود. در شرایط شوری تیمار بذرهای یونجه با القاکننده ها، وزن خشک اندام هوایی و ریشه و ارتفاع گیاه را به طور متوسط 30%، تعداد گره را 47% افزایش داد ولی بر غلظت کلروفیل تاثیر معنی داری نداشت. همچنین، شوری موجب افزایش چهار برابری پرولین نسبت به شرایط عادی شد که استفاده از لوتئولین و ترشحات بذر، پرولین را در شرایط شوری به ترتیب 66/1 و 35/1 برابر افزایش داد ولی در شرایط عادی کاربرد القاکننده ها تاثیر معنی داری بر محتوای پرولین نداشت. همچنین، شوری محتوای سدیم برگ (7 برابر) و ریشه (5/8 برابر) را افزایش داد و محتوای پتاسیم این اندام ها را به ترتیب 29% و 24% کاهش داد که کاربرد لوتئولین و ترشحات بذر تا حدی این تغییرات را تعدیل کرد. در این آزمایش، در تمام صفات مورد مطالعه، اختلاف معنی داری بین شاهد و پیش تیمار باکتری ها با لوتئولین مشاهده نشد. به طور کلی، نتایج این آزمایش نشان داد که لوتئولین و ترشحات بذر می تواند به عنوان القاکننده خارجی در بهبود رشد و گره زایی یونجه در شرایط شور و عادی مورد استفاده قرار گیرد.

در این تحقیق تاثیر تاریخ کاشت و تغییرت فصول سال بر عملکرد و گره زایی ارقام یونجه در مزرعه تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفت. بذرهای سه رقم یونجه ساکوئل، همدانی و قره یونجه بعد از تلقیح با باکتری Rhizobium meliloti در فروردین، اردیبهشت و خرداد ماه سال 1380 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی ارومیه کشت گردید و تحقیقات به مدت دو سال متوالی ادامه یافت. آزمایش بصورت اسپلیت پلات در مکان و زمان با چهار تکرار انجام شد. میزان عملکرد بخش هوایی و وزن گره های تولید شده روی ریشه هر یک از گیاهان هر ماه اندازه گیری شد. بر پایه داده های جمع آوری شده مشخص شد که کاشت اردیبهشت (اواسط بهار) سبب افزایش معنی داری در عملکرد بخش هوایی و وزن گره ها شده است. در بین ارقام یونجه نیز از نظر عملکرد بخش هوایی و وزن گره ها اختلاف معنی داری وجود داشت. رقم همدانی از بیشترین عملکدر علوفه و گروه برخوردار بود. کلیه ارقام در آخر فصل تابستان و قبل از گلدهی دارای حداکثر رشد در بخش هوایی و وزن گره ها بودند. بعد از گل دادن و برداشت محصول و متعاقب آن با فرارسیدن سرما و یخبندان افت سریع در تعداد وزن گره ها مشاهده گردید. با شروع فصل رشد در سال دوم زراعی دوباره وزن گره های روی ریشه گیاهان افزایش یافت و مشخص شد که ریزوبیوم ها قادرند سرمای زمستان را در منطقه تحمل نموده و دوباره در آغاز فصل زراعی بعدی به فعالیت خود ادامه دهند.

برخی گیاهان از طریق تثبیت زیستی قادر به استفاده از نیتروژن هوا هستند. در سویا گره های تثبیت ازت حاصل از اثر متقابل بین Bradyrhizobium japonicum و ریشه است. هر دو موجود در این همزیستی سود می برند: گیاه نیتروژن احیا شده و باکتری قند بدست می آورد تنظیم این همزیستی برای نمو متعادل گیاه ضروری است. مهمترین سازوکار ژنتیکی کنترل گره زایی، خود تنظیمی گره زایی یا AON است. برای بررسی ژن های دخیل در این سازوکار، الگوی بیانی ژن ها در برگ و ریشه نوع وحشی و جهش یافته GmNARK AON یا فوق گره زایی سویا با ریزآرایه افیمتریکس و RT-PCR با زمان واقعی مطالعه شدند. آزمایش های QRT-PCR، نتیجه ریزآرایه برای دو ژن (GmaAffx.32318.1 و Gma5873) تحت کنترل GmNARK را با کاهش بیان در نوع وحشی نسبت به جهش یافته در بافت برگی و با رفتاری مستقل از آلودگی ریزوبیومی تایید کردند. ژن GmaAffx.32318.1 پس از همسانه سازی و تعیین توالی، دارای 80 درصد مشابهت با هترولوگوس ناقل کلسیمی خود در برنج شد. بررسی های QRT-PCR چهار ژن نامزد دیگر نیز موید نتایج ریزآرایه ای آنها گردید و تفاوت معنی داری بین بیان نسبی هر یک از آنها در بافت برگ نوع وحشی و جهش یافته دیده نشد. تجزیه و تحلیل های بیان ژن HMGR1 توسط PCR کمی و ریزآرایه در نواحی خاصی از ریشه گیاهان نوع وحشی و جهش یافته GmNARK، نشان داد که بیان آن می تواند در تنظیم تعداد گره ریشه اهمیت داشته باشد. این ژن پس از گزینش کتابخانه BAC همسانه سازی شد و توالی پروتئین پیش بینی شده آن 85% مشابهت با HMGR1 آرابیدوپسیس داشت. کشف ترکیبات جدید برای چرخه AON موجب افزایش توانایی ما برای جستجو کنترل سیستمیک نمو گیاهی و تلفیق آن با سایر شبکه های پیام رسانی می گردد.

در گسترش یونجه زارها مایه زنی باکتری ریزوبیوم و میزان استفاده از کود نیتروژن معدنی اهمیت زیادی دارد. ده رقم یونجه در شرایط گلخانه ای کاملا کنترل شده، درون گلدانهای حاوی دانه های کوارتز تحت آزمایش تاثیر مایه زنی باکتری و سطوح مختلف نیتروژن معدنی (3.12, 1.25, 0.5, 0 و 5 میلی مول نیترات آمونیوم خالص) قرار گرفت تا رشد و قدرت گره زایی به منظور تثبیت نیتروژن ارقام یونجه ها مقایسه شوند. آزمایش در قالب طرح کرتهای خرد شده به صورت فاکتوریل 10´15 در سه تکرار انجام گرفت. ارقام یونجه ای که با ریزوبیوم مایه زنی نشده و با محلولهای غذایی بدون نیتروژن، آبیاری گردیدند گره زایی نداشته و دوره رشد خود را بپایان نرساندند. یونجه های مایه زنی شده بعد از 75 روز برای تعیین میزان گره زایی و وزن ماده خشک و نیتروژن کل مورد تجزیه قرار گرفتند. نتایج آزمایش نشان داد که اولا میانگین مقدار ماده خشک ریشه و اندام هوایی یونجه ها در سطح 0.5 میلی مول ( نیتروژن شروع کننده) نسبت به شاهد بدون نیتروژن افزایش داشت. ثانیا در مقایسه با ارقام یونجه هایی که با نیتروژن بمیزان 0.5 میلی مول آبیاری شدند، افزایش نیتروژن معدنی تا 5 میلی مول موجب کاهش تعداد گره های فعال روی ریشه تمامی ارقام یونجه ها گردید، که نشانگر نیاز بقولات به نیتروژن شروع کننده در اوایل رشد و غلبه بازدارندگی نیتروژن معدنی بالاتر از مقدار نیتروژن شروع کننده در گره زایی می باشد. لکن لازم است توجه به محدود کردن میزان مصرف کود شیمیایی نیتروژن در کشت بقولات معطوف شود.