نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 16، تابستان 1383)

تنش خشکی در مناطق خشک و نیمه خشک پدیده ای غیر قابل اجتناب می باشد. انتخاب این ویترو با استفاده از کشت بافت به شناسایی دقیق ژنوتیپهای متحمل دربرابر خشکی کمک می کند و به عنوان مکمل روش های کلاسیک اصلاحی توان زیادی را برای ایجاد، نگهداری و کاربرد ژرم پلاسم عرضه می نماید. در این آزمایش بذرهای یونجه یزدی که در قبل برای تحمل دربرابر خشکی انتخاب شده بودند، مورد استفاده قرار گرفتند. شناسایی و انتخاب ژنوتیپهای متحمل در برابر خشکی یونجه (.Medicago sativa L) در دو آزمایش از طریق تکنیک هیدروپونیک و کشت بافت در شرایط آزمایشگاه انجام شد. ارزیابی کالوسها در قالب طرح کاملا تصادفی با تیمارهای شاهد و غلظت های مختلف پلی اتیلن گلایکول (30، 60، 90، 120 و 150 گرم در لیتر) با 10 تکرار در هر تیمار بررسی شد. در مرحله بعد میزان باززایی و انتخاب این ویترو برای تحمل در برابر خشکی با 40 تکرار در هر تیمار بررسی شد. گزینش گیاهان متحمل در برابر خشکی در آزمایش هیدروپونیک در توان منفی 12 بار (326.261 گرم در لیتر PEG) صورت گرفت. در مرحله آخر مقاومت در برابر خشکی در نتایج گیاهان گزینش شده (یزدی-م و R1) به همراه ژنوتیپ اولیه (یزدی) در شرایط هیدروپونیک و ریزازدیادی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده از کشت بافت نشان دادند که غلظت های کم PEG تاثیر قابل ملاحظه ای بر کالوس نداشته، به طوری که خصوصیات کالوس در آنها به صورت نرمال و مشابه با محیط بدون تنش بود. در بررسی اثرات تنش خشکی بر جوانه زنی و رشد گیاهچه ها، ژنوتیپهای مختلف بذری (یزدی، یزدی-م و R1) از نظر بسیاری از صفات بررسی شده تفاوت معنی داری را نشان نداده و میزان تحمل به خشکی در شرایط تنش ناشی ازPEG تقریبا یکسان بود.

این تحقیق در سال 1380 در گرگان به منظور بررسی اثرات تنش خشکی بر رشد گیاهچه توده های بذری گیاه داروییPlantago ovata Forsk. انجام شد. تیمارها شامل توده بذری در دو سطح (از بذرهای جمع آوری شده از مراتع استان گلستان و بذرهای بدست آمده از استان اصفهان (و تنش خشکی در پنج سطح -3، -6، -9، -12 و -15 بار و آب مقطر (صفر) به عنوان شاهد می باشد. برای اعمال تنش خشکی، از محلول پلی اتیلن گلایکول 6000 استفاده شد. عوامل مورد نظر با استفاده از طرح فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار مورد بررسی قرار گرفتند. بدین منظور ابتدا توده های بذری در ظرفهای پتری در دمای 20 درجه سانتیگراد کشت شدند. تیمار خشکی به منظور تطبیق شرایط با واقعیت موجود در طبیعت، 60 ساعت پس از کشت بذر در ژرمیناتور اعمال شد. صفات مختلفی از جمله درصد جوانه زنی، طول اندام هوایی و ریشه چه، وزن خشک ریشه چه و اندام هوایی و نسبت Shoot/Root اندازه گیری و تعیین شدند. نتایج تجزیه داده ها نشان داد که درصد جوانه زنی بذرهای تحت تاثیر محل جمع آوری و توان اسمزی قرار گرفته و تفاوت معنی داری (P<0.01) داشتند. همچنین طول اندام هوایی و طول ریشه چه تحت تاثیر توان اسمزی اختلاف معنی داری (P<0.01) نشان دادند اما تنها طول اندام هوایی تحت تاثیر محل جمع آوری اختلاف معنی داری (P<0.01) نشان داد. نسبت وزن خشک اندام هوایی به ریشه چه (S/R) بین دو محل جمع آوری بذر در سطح 5 درصد، اختلاف معنی داری داشت. این نسبت تحت تاثیر توان اسمزی اختلاف معنی داری نشان نداد.

به منظور بررسی تنوع ژنتیکی عملکرد علوفه، بذر و صفات مورفولوژیکی در 12 رقم شبدر سفید، آزمایشی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با 3 تکرار به مدت 2 سال در مرکز تحقیقات البرز واقع در کرج به اجرا در آمد. در این آزمایش صفاتی از قبیل اندازه برگچه، طول میانگره، طول دمبرگ، ارتفاع کانوپی، تعداد استولن در واحد سطح، ضخامت استولن، دیرزیستی، تعداد گل آذین در استولن، تعداد گل آذین در واحد سطح، تعداد گلچه در گل آذین، تعداد بذر در گلچه، وزن هزار دانه، عملکرد بذر و عملکرد علوفه مورد مطالعه قرار گرفتند. در تجزیه مرکب داده ها به جز وزن هزار دانه و تراکم استولن در واحد سطح، در سایر صفات تفاوت میان رقمها معنی دار بود. رقمها Alice، Huia، Chiftan وAran به ترتیب با میانگین عملکرد 14.23، 12.85، 12.21 و 11.78 تن در هکتار دارای بیشترین عملکرد علوفه خشک در سال بودند. این رقمها در مقایسه با سایر رقمها دارای برگهای بزرگتری بودند. از لحاظ عملکرد بذر رقمها Alice و Mikanova به ترتیب با تولید 148.68 و 122.35 کیلوگرم در هکتار نسبت به سایر رقمها عملکرد بذر بیشتری داشتند. در تجزیه همبستگی فنوتیپی، عملکرد علوفه با ارتفاع کانوپی، اندازه برگچه، تراکم استولن، طول دمبرگ، دیرزیستی و عملکرد بذر با وزن هزار دانه و تعداد گلچه در گل آذین همبستگی مثبت و معنی داری در سطح 1% داشتند. با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی سه مولفه اول 805 از کل واریانس متغیرها را توجیه نمودند. صفات اندازه برگچه، طول دمبرگ، ارتفاع کانوپی، دیرزیستی، تعداد گل آذین در استولن و عملکرد علوفه 52% از واریانس متغیرها را توجیه نمودند. در مولفه دوم عملکرد بذر، وزن هزار دانه و تعداد گلچه در گل آذین با ضریب بردارهای مثبت و صفات ضخامت استولن و تراکم استولن در واحد سطح با ضرایب منفی 19% از واریانس کل را توجیه نمودند. با توجه به نتایج بدست آمده مولفه اول، عملکرد علوفه مولفه دوم، عملکرد بذر نامگذاری شد. نتایج حاصل از تجزیه کلاستر، ژنوتیپهای مورد بررسی را در 3 کلاستر مختلف قرار داد. رقمها موجود در کلاستر1 (Huia، Chiftan و Aran) از لحاظ عملکرد بذر و رقمها موجود در کلاستر 2 (Alice، Mikanova و Avoca) از لحاظ عملکرد علوفه، نسبت به سایر گروه ها برتری داشتند. رقمها موجود در کلاستر 3 از لحاظ هر دو صفت عملکرد بذر و علوفه نسبت به دو گروه دیگر ضعیف تر بودند.

به منظور بررسی جوانه زنی و شکستن خواب بذرهایی که مشکل جوانه زنی داشتند (بذر اغلب گونه های متعلق به خانواده جعفری)، تیمارهای خاص خواب شکنی با توجه به شرایط اکولوژیکی محل رویش، اعمال شد. بدین منظور بذرها پس از ضد عفونی سطحی تحت تاثیر تیمارهای سرمادهی در زمانهای مختلف 30، 45 و 60 روز (در دمای 4Co)، روی دو بستر ماسه و کاغذ صافی، خراشدهی به صورت مکانیکی و شیمیایی (کاربرد اسید سولفوریک غلیظ به مدت 60-10 دقیقه) و آب داغ (70-80oC) مورد توجه قرار گرفتند. در این بررسی همچنین اثر عواملی نظیر ظرف نگهداری، وجود و عدم وجود پوشش، منشا، زمان ورود به انبار بر افت قوه نامیه 38 نمونه بذر ذخیره شده در انبار نیز مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که برای فایق آمدن بر مشکل جوانه زنی بذرهای هر منطقه لازم است که حتی الامکان شرایطی متناسب با رویشگاه طبیعی آنها فراهم گردد و سرمادهی یکی از مهمترین عوامل موثر بر شکستن خواب بذر بیشتر گونه های مناطق معتدله بود. به طور کلی در مورد بذرهای به نسبت درشت، بستر ماسه مناسبتر بود و جهت شکستن خواب بذر مناطق گرمسیر و بذرهای بسیاری از گونه های خانواده لگومینوزه که بیشتر دارای خواب فیزیکی می باشند، به ترتیب تیمارهای آب داغ و اسید سولفوریک مناسب بودند. تجزیه و تحلیل آماری نتایج جالب توجهی از اثر ظرف نگهداری و پوشش بذر بر قوه نامیه گونه های. Medicago sativa L و. M.truncatulla L نشان داد. در مورد گونه M. sativa، ظرف نگهداری اثر قابل توجهی در حفظ قوه نامیه بذر نشان داد. به طوری که پس از گذشت نه سال از شروع انبارداری، بذرهای نگهداری شده در کیسه های کنفی، کمتر از یک درصد افت قوه نامیه داشتند، در حالی که نگهداری در کیسه های نایلونی باعث 47% افت قوه نامیه بذر این گونه شد. تغییرات افت قوه نامیه با وجود و عدم وجود غلاف در مورد گونه M. truncatula نشان داد که بذرهای غلافدار در مدت مذکور، 1.49% افت قوه نامیه داشتند در حالی که افت قوه نامیه بذرها فاقد غلاف 3.57% بود. با این حال با توجه به مدت و شرایط نگهداری (9 سال در انبار معمولی) افت قوه نامیه در هردو مورد ناچیز می باشد که نشان دهنده توان بالای انبارداری بذر این گونه است.

چاودار کوهی Secal montanum یکی از گرامینه های مهم و با ارزش مرتعی برای ایجاد چراگاه و تولید علوفه خشک است. این گونه معمولا در دامنه های کوهستانی کشور می روید. به منظور بررسی و تشریح روابط بین عملکرد بذر، عملکرد علوفه خشک و اجزاء عملکرد، 10 اکوتیپ در دو شرایط مطلوب (آبیاری نرمال) و تنش (شرایط دیم) در دو آزمایش جداگانه در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی در سه تکرار در سال 1382 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی بروجرد مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات طول برگ پرچم، ارتفاع ساقه، طول سنبله، تعداد سنبله در واحد سطح، فاصله برگ پرچم تا سنبله (طول پدانکل)، تعداد دانه در سنبله، عملکرد علوفه، عملکرد بذر، وزن هزار دانه و شاخص برداشت مورد اندازه گیری قرار گرفتند.
تجزیه همبستگی فنوتیپی نشان داد که عملکرد بذر با طول سنبله (r=0.78) و وزن هزار دانه (r=79) همبستگی مثبت و معنی دار داشت. عملکرد علوفه با ارتفاع بوته، تعداد سنبله در واحد سطح، طول پدانکل، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه همبستگی مثبت و با شاخص برداشت همبستگی منفی و معنی دار داشت. قبل از تجزیه علیت (مسیر) با استفاده از تجزیه رگرسیونی گام به گام سهم هر یک از صفات که بیشترین تاثیر را در عملکرد بذر و علوفه داشتند مشخص گردید. صفات طول سنبله، تعداد سنبله در واحد سطح و تعداد دانه در سنبله به مدل رگرسیونی عملکرد بذر وارد شدند و در مجموع 92 درصد از تنوع موجود بین ژنوتیپها را تبیین کردند. برای عملکرد علوفه، صفات ارتفاع بوته، تعداد دانه در سنبله، طول برگ پرچم، شاخص برداشت و طول سنبله به مدل وارد شدند و ضریب تبیین برابر با R2=0.97 گردید.
براساس تجزیه علیت، طول سنبله و تعداد سنبله در واحد سطح به ترتیب بیشترین تاثیر مستقیم و غیر مستقیم بر روی عملکرد بذر داشتند. از طرف دیگر ارتفاع بوته بیشترین تاثیر مستقیم و غیر مستقیم (از طریق افزایش طول سنبله و شاخص برداشت) بر افزایش عملکرد علوفه داشت. به طور کلی از این بررسی مشخص شد که دو صفت طول سنبله و تعداد سنبله در واحد سطح بر افزایش عملکرد بذر و صفات ارتفاع و طول سنبله بر افزایش عملکرد علوفه موثر بوده اند و می توان از آنها به عنوان شاخصهایی برای انتخاب در جهت بهبود عملکرد بذر و علوفه (در صورتی که وراثت پذیری آنها بالا باشد) استفاده نمود.

تنوع ژنتیکی پایه و اساس اصلاح گیاهان محسوب می شود که گزینش گیاهان با خصوصیات مطلوب و یا انتقال صفات به گیاهان را امکان پذیر می سازد. یکی از راه های مطالعه وجود تنوع ژنتیکی میان گونه های گیاهی، استفاده از روش الکتروفورز پروتئینهای ذخیره ای بذر می باشد. در این مطالعه جهت تعیین تنوع ژنتیکی جمعیتهای شنبلیله چند ساله، نمونه های بذر ارسالی از بانک ژن منابع طبیعی وابسته به موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع (6 جمعیت) همراه نمونه های بذر استان فارس (2 جمعیت) مورد ارزیابی قرار گرفتند.
الکتروفورز پروتئین ذخیره ای بذرها با استفاده از روش SDS-PAGE انجام گردید. براساس نتایج بدست آمده، 16 باند متفاوت روی صفحه ژل آکریل آمید ظاهر شد که الگوی نواری پروتئینها در برخی گروه ها مشابه و در برخی دیگر کاملا متفاوت بودند. به طور کلی بیشترین باندها مربوط به ژنوتیپهای شماره 7271 و 770 و کمترین باندها مربوط به ژنوتیپهای 120 و 460 می باشد. دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه ایاین جمعیتها نیز در مجموع 4 خوشه را مشخص نمود. نمونه هایی که در ژل الکتروفورز دارای الگوی نواری تقریبا مشابهی بودند در تجزیه خوشه اینیز در یک دسته قرارگرفتند. با مقایسه میزان قرابت ژنتیکی جمعیتها تشابه میان نمونه ها در مجموع 29.29 درصد بدست آمد.

تنوع ژنتیکی در عملکرد گل و خصوصیات مورفولوژیکی گل محمدی هشت جمعیت غرب کشور، در یک طرح آزمایشی بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع در سالهای زراعی 1382 و 1383 مورد بررسی قرار گرفت. روش های آماری چند متغیره در ارزیابی ژنوتیپها برای عملکرد و اجزای آن شامل عملکرد گل، تعداد گل، وزن تک گل، نسبت وزن گلبرگ به گل کامل و درصد ماده خشک گل و خصوصیات مورفولوژیکی گیاه از قبیل ارتفاع گیاه، زاویه شاخه، طول و عرض برگچه، طول و عرض نهنج، طول و عرض غنچه، طول و تراکم خار، و نیز حساسیت نسبی به آفات بکار گرفته شد. ژنوتیپها از نظر صفات مورد مطالعه اختلاف معنی داری نشان دادند و براساس نتایج بدست آمده، چهار مولفه اصلی به ترتیب 34.86، 22.41، 16.95 و 13.66 و در مجموع 87.88 درصد از کل تنوع را تبیین می نمایند. همچنین در مولفه اول صفات مورفولوژیکی اندامهای رویشی، در مولفه دوم صفات مورفولوژی گل، در مولفه سوم حساسیت به آفات و مشخصات غنچه و در مولفه چهارم عملکرد و اجزا آن از مهمترین صفات بودند. بزرگترین ضریب ویژه برای عملکرد گل متعلق به مولفه چهارم بود که براساس آن ژنوتیپ با منشا آذربایجان غربی مناسبترین گزینش برای عملکرد گل می باشد. تجزیه خوشه اینیز ژنوتیپها را در سه گروه قرار داد که بیشترین فاصله ژنتیکی بین ژنوتیپهای آذربایجان شرقی و ایلام بدست آمد. همچنین توزیع ژنوتیپها براساس چهار مولفه اصلی با نتایج تجزیه خوشه ایمطابقت خوبی نشان داد. براساس این گروه بندی، با تلاقی ژنوتیپهای گروه اول با سومین گروه بیشترین تنوع از نظر صفات مورد مطالعه در این بررسی را می توان حاصل نمود.