نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال دهم شماره 1 (پیاپی 10، زمستان 1381)

گیاهان رشد کرده در محیط درونشیشهای (in vitro) نوعی نارسایی در رشد و فتوسنتز از خود نشان میدهند. بهمنظور 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 vitro بعد از 4 هفته) اندازهگیری شد. نتایج نشان داد که در شرایط درونشیشهای در مقایسه با برونشیشهای (ex vitro)، Pm بهمراتب کمتر بود. نوسانها و تغییرات Pm در کلیه تیمارها به تغییرات فعالیت RuBisCO وابستگی داشت. همچنین در حالیکه با تغییرات شدت نور در طی دوره رشد از 50 بهphotonm-2s-1μmol 200 فعالیت این آنزیم در شرایط درونشیشهای تغییر ننمود، در محیط طبیعی برونشیشهای 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 میتوان نتیجه گرفت Pm گیاهچه های درونشیشهای به وسیله فعالیت کم RuBisCO محدود میشود. نتایج این تحقیق فعالیت پایین این آنزیم را به وجود ساکارز در محیط کشت و به غلظت پایین منیزیم برگ مربوط میداند.

مقاله حاضر به ارائه روشی ساده جهت استخراج DNA ژنومی از گیاهان دارای متابولیتهای ثانویه زیاد میپردازد. در این روش برگهای جوان و برگهای نسبتا مسن از گونه های مختلف بادام وحشی و نیز ارقام اهلی، بهعنوان مواد گیاهی، مورد بررسی قرار گرفتند. در این روش از SDS (به جای CTAB که عمدتا برای استخراج DNA گیاهان حاوی پلیساکارید زیاد بکارمیرود و نیز سارکوسیل که دارای هزینه نسبتا بالایی میباشند)، 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 بدستآمده از این روش به صورت μg/g50 بافت برگی μg/g70 بافت برگی جوان و μg/g30 بافت برگی نسبتا مسن) بود. DNA استخراج شده بدین روش از تقریبا mg 100 برگ گیاه، با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر و نیز ژل آگارز آزمایش (ارزیابی) گردید و کیفیت و کمیت مناسب و قابل قبولی را نشان داد. تمامی این DNA ها بهطور کاملا موفقیت آمیزی در واکنشهای PCR (به میزانng/μl 5/0 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 خواهدبود.

روش درونشیشهای کشت تخمدان بهمنظور تولید گیاه Argania spinosa L. skeels و افزایش درصد جوانهزنی 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 ضد عفونی سطحی در قالب دو تیمار، کامل و برشدار شده در محیطهای کشت جامد WPM، MS و Half-M کشت شدند. بیشترین درصد جوانهزنی جنین در قالب کشت تخمدانهای برشدار شده در همه محیطهای کشت مورد استفاده اتفاق افتاد (62/63%). علیرغم اینکه بالاترین درصد جوانهزنی جنین در محیط کشت MS مشاهده شده است (52/49 (%لیکن اختلاف معنی داری بین محیطهای مختلف کشت در درصد جوانهزنی جنین در هر دو شیوه کشت تخمدانهای سالم و برشدار شده دیده نشده است. گیاهان حاصل پس از انجام موفق سازگاری تدریجی به گلخانه انتقال یافتند.

یونجه (Medicago sativa) مهمترین گیاه علوفهای 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 میشود. از مهمترین عوامل موثر در کاهش تولید و سطح زیر کشت آن شوری آب و خاک میباشد که انتخاب ژنوتیپهای متحمل همراه با اعمال مدیریتهای صحیح امکان تولید بیشتر و گسترش کشت این گیاه را در شرایط شور کشور فراهم میکند. بارزترین اثر شوری بر گیاهان کاهش رشد و تولید میباشد 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 میدهد بنابراین چهار رقم گلستان (20313)، فائو (2566)، سیستان و بلوچستان و همدانی اهر به منظور تعیین نقش کلسیم در 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 کامل 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 اندازهگیری شد. تمام صفات مورد بررسی غیر از ارتفاع بوته در رقمها اختلاف معنی داری در اثر شوری و کلسیم نشان دادند. بیشترین همبستگی معنیدار مثبت با عملکرد در این شرایط مربوط به وزن خشک ساقه (962/0 (R2>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 بهمنظور 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 اگرچه ظاهری چروکیده داشتند ولی دارای قوه نامیه بودند. پس از کشت بذرهای دورگ در گلدان بوته های سالمی بدست آمد که از نظر ویژگی های مورفولوژیک حد واسط بین دو گونه والد بودند. این بوته ها به گل رفتند ولی به دلیل نارسائی در فاز اول تقسیم میوز و عدم تشکیل بیووالنت، بذری در آنها تشکیل نگردید. بنابراین نتایج این تحقیق نشان داد که با تلاقی مصنوعی میتوان دورگهای موفقی از این دوگونه 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 محیطهای کشت، QL، DKW و MS (2/1 نیترات) مستقر شدند. جوانه های خواب پاییزه با استفاده از کلرورمرکوریک 1/0% به مدت 7 دقیقه سترون گشته و در محیط کشت DKW حاوی هورمون BA در غلظت 5/0 میلیگرم در لیتر و1/0 میلیگرم در لیتر IBA مستقر شدند. در مرحله شاخه زایی، بهترین نتایج در محیط کشتDKW با ترکیب هورمونی 5/0 میلیگرم در لیتر BA و 01/0 میلیگرم در لیتر IBA بدست آمد. بیشترین درصد ریشه زایی (100 %) از طریق قراردادن شاخه های به ارتفاع 2 سانتیمتر درونشیشهای، در محلول 50 میلیگرم در لیتر IBA سترون به مدت 24 ساعت و بازکشت مجدد آنها در محیط کشت GD (3/1 غلظت عناصر پر مصرف) 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 چندساله برای ایجاد چراگاه و تولید علوفه خشک است. برای شناسایی ارقام و اکوتیپهای علوفهای پرمحصول با بذردهی مطلوب، 29 رقم و اکوتیپ علف باغ در شرایط کشت تک بوته (فاصلهدار) 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 گردهافشانی، 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 اندازهگیری قرار گرفتند. داده های مربوط به هر صفت در هر سال مورد تجزیه واریانس قرار گرفتند. ضمنآ داده های دو سال 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 معنیدار بود. اثر متقابل رقم*سال نیز برای کلیه صفات معنیدار بود. نتایج نشان داد برای عملکرد بذر، ارقام و اکوتیپهای ایرانی، کرج1053، همدان1453، کرج10112، پاسند1773 و ارقام خارجی آمریکا 1634، آمریکا 1715، اسپانیا 1054 و روسیه 1551 نسبت به سایر ارقام و اکوتیپها محصول بذر بیشتری تولید نمودند. بهطورکلی، ارقام و اکوتیپهای کرج1053، کرج10112، کرج197، پاسند1773 و رقم خارجی روسیه1551 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 میشود.

جمعیتهایی متعلق به سه گونه از جنس لولیوم به نامهای L. multiflorum و L.rigidum و L. perenne جهت تعیین سطوح پلوئیدی و استفاده آنها از در طرحهای اصلاحی این جنس مورد اطلاعات سیتوژنتیکی قرار گرفتند. به این منظور پس از ریشه دار کردن بذر جمعیتهای مورد نظر، از مریستمهای فعال و تازه روئیده 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 ویژگی های کاریوتیپی مورد بررسی قرار گرفتند. بر اساس 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. perenne و L.rigidum پدیده آنیوپلوئیدی از نوع تری سومیک (1+2n کروموزوم) مشاهده شد. همچنین میکسوپلوئیدی در جمعیتهای از گونه های L.rigidum و L. multiflorum با سطوح مختلف یوپلوئیدی مشاهده شد که در هر سه جمعیت سطح پلوئیدی غالب، تترا پلوئیدی بود.