نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال ششم شماره 1 (پیاپی 6، بهار 1380)

تاکنون مطالعات سیتوژنتیکی پراکنده ای در خصوص سطح پلوئیدی تعداد کروموزوم های تعدادی از جمعیتها و گونه های یونجه یکساله صورت گرفته ولی مطالعات قابل توجهی در زمینه چگونگی روابط و خویشاوندی احتمالی این گونه ها صورت نگرفته است. در این بررسی با استفاده از چندین روش روش آماری فاصله ژنتیکی گونه های مورد مطالعه ارزیابی می گردد. بدین منظور یازده جمعیت از هفت گونه مختلف یونجه یکساله مورد مطالعات کروموزومی قرار گرفتند. مشخصه های کاریوتیپی متعددی در حداقل پنج سلول متافازی از هر جمعیت مورد اندازه گیری و محاسبه قرار گرفت. با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی اختلاف بین جمعیتها ونیز کروموزومها مورد آزمون قرار گرفت. پس از تایید وجود تفاوت دار بین جمعیتها و کروموزومها از نظر ابعاد کروموزومی اندازه گیری شده، با استفاده از روش های آماری چند متغیره تجزیه خوشه ایو نیز تجزیه به مؤلفه های اصلی میزان قرابت بین جمعیتهای مورد مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفت. دو گروه 14 و 16 کوموزومی در بین گونه ها و جمعیتهای مورد مطالعه مشاهده گردید. در جمعیتهای 14 کروموزومی با تجزیه خوشه ایبر مبنای طول بازوی کوتاه سه جمعیت از گونه M. polymorpha در کنار یکدیگر قرار گرفتند که حاکی از کارآیی این صفت کاریوتیپی و نوع تجزیه در تعیین قرابت گونه ها می باشد. در بین جمعیت های 16 کروموزومی گونه های M. truncatula و M. radiate بیشترین فاصله را بر مبنای طول کل کروموزوم نسبت به یکدیگر نشان دادند.در تجزیه به مؤلفه های اصلی سه متغیر طول کرموزوم، طول بازوی بلند و نسبت طول بازوی بلند به بازوی کوتاه بیشترین نقش را در تشکیل مؤلفه اول داشتند. همچنین مؤلفه اول به تنهایی بیش از 98 درصد از واریانس موجود در داده ها را بیان نمود. نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه بیشترین نقش را در تشکیل مؤلفه دوم دارا بودند.

بذر و گیاهچه های جوان چند جمعیت از گونه های از چچم، Lplium rigidum، در معرض محلول 2/0 درصد کلشیسین قرار گرفتند. پس از 4 ساعت با آب مقطر شستشو داده شد و در گلدان کاشته شدند. پس از رشد کامل گیاهان مورد نظر و تولید بذر، ازهربوته بطورجداگانه بذ رگیری شد. تعدادی از بذور تمامی تک بوته ها مورد مطالعات سیتوژنتیک قرارگرفته و از نظر تعداد کروموزوم و کاریوتیپ مورد مطالعه قرار گرفتند. تعدادی از بذور هر بوته نیز در سال بعد کاشته شده و مورد مطالعات مورفولوژیک و سیتوژنتیک قرار گرفتند. از بوته هایی که با توجه به مطالعات سیتوژنتیک و شمارش کروموزومی، پلی پلوئید بودنشان قطعی و مسجل بود بذرگیری شد. این بذور در سال سوم در کنار تعداد دیگری از جمعیتهای دیپلوئید و تتراپلوئید گونه های مختلف چچم از جمله جمعیت های والدینی در قالب یک طرح مزرعه ای بلوک های کامل تصادفی کاشته شده و مورد مطالعات مورفولوژیکی قرار گرفتند. بوته های مورد تاثیر کلشیسین، در زمان گلدهی واکنشهای متفاوتی از نظر صفات ظاهری از خود نشان دادند که عمده ترین آنها چند شاخه ای شدن گل آذین آنها می باشد. نتایج حاصل از تعدادی از این بوته ها، از نظر شمارش کرومورومی آتوتتراپلوئید بوده و تعددای دیگر سطوح متفاوتی از آنیوپلوئیدی را از خود نشان دادند. از نظر صفات مورفولوژیکی بین نتایج تتراپلوئید و والدین دیپلوئید آنها تفاوتهای قابل توجهی مشاهده گردید.

متوسط تجلی ژنها در واکنش به سرما (دماهای پایین غیر یخ زا) در Agroptron deserturum و A. elongatum مورد بررسی قرار گرفتند. از گیاهان روییده تحت دماهایC 20 در روز و C 15هنگام شب (شاهد) C 2/C 6(شب و روز)، RNA کل استخراج گردید. انواع مختلف RNA به کمک الکتروفوزازیکدیگر تفکیک و با انجام هیبریداسیون RNA تجمع mRNA های مربوط به ژنهای خانواده های nsLTPS و Dehydrins، القاء شونده در شرایط نامساعد مورد ارزیابی قرار گرفتند. سنجش زنده مانی گیاهان شاهد، و سرما دیده ارزیابی شد. میزان mRNA ژنهای مورد آزمایش در گیاهان قرارگرفته در دمای C 2/ C 6 افزایش یافت که نشاندهنده افزایش تجلی ژن در واکنش به تنش سرما می باشد. تحمل به یخ زدگی نیزدرگیاهان روییده دردمای کم افزایش یافت. میزان سرما سختی با قراردادن گونه ها در دماهای مختلف انجماد و براساس درصد زنده مانی گیاهان شاهد و سرما دیده مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان برای زنده مانی پس از انجماد و تجلی ژنها در پاسخ به درجه حرارت های پایین در A. deserturum یشترازگونهA. elongatum بود. نتایج ارزیابی ها همچنین نشان داد که رابطه ای مستقیم بین میزان تحمل یخ زدگی و تجلی ژنها مورد بررسی وجود دارد. این پدیده دستاورد با ارزشی در روشن شدن نقش ژنها در تحمل گیاه در مقابل یخ زدگی محسوب می شود.

به منظور مطالعه سطح پلوئیدی در گونه ای ازآویشن (Thymus kostchanus)، سه جمعیت از این گونه که درشمال وشمال غرب کشور رویش دارند مورد مطالعات سیتوژنتیکی قرار گرفتند. برای این منظوردرهرجمعیت حداقل 5 سلول متافازی مورد مطالعه و اندازه گیری قرار گرفت، ضمن شمارش تعداد کروموزوم ها و سطح پلوئیدی، طول کل کروموزوم، طول بزوی کوتاه و بلند هر کروموزوم نیز اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که جمعیت مربوط به ایستگاه سیراچال واقع در جنوب مرکزی البرز، 2) و دو تتراپلوئید(60=2) n=4xجمعیت دیگر که از تبریز و میانه جمع آوری شده بودند، دیپلوئید (30=n) هستند. با توجه به نتایج حاصل از مقایسه پارامترهای سنجش تقارن کاریوتیپی شامل درصد TF، درصدDRL ودرصد S مشخص گردید که نمونه تتراپلوئید از تقارن کاریوتیپی بیشتری برخوردار بوده و نمونه تبریز دارای تقارن کاریوتیپی کمتری است و در نتیجه نسبت به نمونه های دیگر تکامل یافته تر می باشد. با توجه به یکسان بودن عدد کروموزومی و دامنه تغییرات طول کل کروموزومها در دو جمعیت دیپلوئید تبریز و میانه، پیشنهاد می شود تا به منظور ایجاد تنوع ژنتیکی بیشتر در این گونه ها از آنها برای تشکیل هیبریدهای درون گونه ای استفاده شود.

به منظور بررسی تنوع ژنتیکی ارقام و توده های داخلی و خارجی موجود در بانک ژن منابع طبیعی، 28 رقم و اکوتیپ خارجی با یک رقم داخلی در یک طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مرکز تحقیقات البرز کرج مورد ارزیابی قرار گرفتند. عملکرد علوفه خشک و برخی صفات مورفولوژیکی از قبیل، تاریخ خوشه دهی، تاریخ گلدهی، محیط پوشش یقه، تعداد ساقه در بوته، ارتفاع ساقه و دیر زیستی در چهارچین برداشت شده، مورد مطالعه قرار گردید. داده های مربوط به صفات اندازه گیری شده درهریک از چین های سال 1379 به صورت جداگانه و برای عملکرد علوفه، مجموع عملکرد سالیانه محاسبه و تجزیه واریانس شدند. اختلاف معنی داری میان ارقام و اکوتیپ ها برای تمام صفات مورد مطالعه مشاهده گردید که نشانگر وجود تنوع ژنتیکی در ژرم پلاسم لولیوم های دائمی موجود در بانک ژن می باشد. با تجزیه به مولفه های اصلی، 3 مولفه اول، 72 درصد از کل واریانس متغیرها را توجیه کردند. تاریخ خوشه دهی، تاریخ گلدهی، ارتفاع بوته و تعداد ساقه در چین اول و مجموع عملکرد علوفه سالیانه، مهمترین نقش را در تبیین مولفه اول داشتند. در مولفه دوم، اندازه محیط یقه در چین 1، ارتفاع بوته و تعداد ساقه در چین دوم و دیر زیستی ازدیگر صفات مهم بودند. نتایج حاصل از تجزیه کلاستر، 29 رقم یا اکوتیپ ارزیابی شده را در 5گروه متفاوت قرار داد. کلاستر شماره اول از ویژگی هایی همچون پر محصولی، طول عمر بیشتر و سازگاری بهتر برخوردار بود. در حالی که کلاستر دوم خصوصیاتی نظیر تتراپلوئیدی، کم محصولی، پا کوتاهی، دیر رسی و کمترین تعداد ساقه را به نمایش گذاشت. ویژگی های ارقام موجود در کلاستر شماره 3، تتراپلوئیدی، دیر رسی و علوفه بیشتر در چین های 2و3 بودند. کلاسترشماره 4 شامل ارقام زود رس، کم محصول و کوتاه عمر و دارای تعداد بیشتر ساقه در چین های 2و3 بود. کلاستر پنجم زود رس، پر محصول، پا بلند و بیشترین تعداد ساقه را در چین اول داشت ولی دیر زیستی آن از بقیه کلاسترها کمتر بود. ئر نمایش گروه بندی مربوط به تجزیه کلاستر بر روی محور مختصات مولفه های اصلی، تطابق خوبی بین نتایج حاصل از تجزیه کلاستر و تجزیه به مولفه های اصلی وجود داشت.

به منظور آگاهی از تغییرات احتمالی در ریخت و ساختار سفیدپلت در طی فرآیند ریزازدیادی و خودداری از تکثیر نمونه های جهش یافته، بررسی های تشریحی به طور مقایسه ای بین نمونه های کشت شده درشیشه و پایه های مادری آنها با استفاده از روش های مختلف بافت شناختی به عمل آمد. روش کار، عبارت از انجام بررسی های تشریحی با برشگری از برگ و دمبرگ، رنگ آمیزی، تثبیت و مطالعه میکروسکوپی برشها برای پی بردن به تفاوت های ریخت شناسی بین پایه مادری و نمونه های کشت بافتی آنها می باشد. نتایج نشانگر آن است که نمونه های مربوط به رویشگاه طبیعی سفیدپلت (ژنوتیپهای 1و 2) در مقایسه با نمونه های کاشته شده در باغ گیاه شناسی تهران (ژنوتیپ 3) دارای ضخامت کمتر کوتیکول درسطح اپیدرم بوده اند. در مورد تمام نمونه های بالغ (ژنوتیپ 1و2و3) دسته های متعدد آوندی چوب و آبکش با غلاف اسکلرانشیمی محیط بر آبکش دیده شد، ولی در نمونه های کشت شده در شیشه که واجد کوتیکول کمی بر سطح اپیدرمند دسته های آوندی نیز کوچک، محدود و فاقد غلاف اسکلرانشیمی بودند. روزنه های تمام نمونه برجسته و انموسیتیک بوده و رسوب کریستالهای ستاره ای شکل اکسالات کلسیم در درون سلولهای کلانشیمی برگ و دمبرگ و پارانشیم مغزی دمبرگ تمام نمونه ها دیده شد. این نتایج، تاکیدی بر عدم وجود تفاوتهای معنی دار از نظر خواص مورفولوژیکی تعیین کننده در بین نمونه های کشت بافتی با پایه های مادری آنها بوده است.

بارانک یکی از گونه های درختی بسیار مفید موجود در جنگلهای شمال است که به سبب ویژیگی های کم نظیر چوب آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این خصوصیات باعث بهره برداری و قطع بی رویه و کاهش شدید جمعیت آن شده است. به همین سبب توجه به تکثیر کلونی پایه های موجود، جهت حفظ ژنوتیپهای برتر از طریق ریزازدیادی ضروری است. در این بررسی پس از شناسایی پایه های برتر بارانک در مناطق جنگلی شمال (جنگلهای لوه گلستان، پاردکولا و فریم سنگده ساری) در سه فصل مختلف اقدام به نمونه برداری، ضدعفونی و استقرار آنها روی محیط کشت پایه MS شد. ریز نمونه هایی که با موفقیت استقرار یافتند به منظور شاخه زایی و پرآوری به محیط شاخه زا منتقل شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که مناسبترین شرایط ضدعفونی- پس از پیش تیمارهای بنومیل 1%، مسواک کشی با مایع ظرفشویی و دیپ الکلی- بکارگیری کلرورمرکوریک 1/0% به مدت یک دقیقه می باشد. زمان مناسب جهت نمونه برداری اواسط پاییز و محیط کشت مطلوب جهت استقرار ریز نمونه ها محیط پایه MS حاوی ppm0/5 از هورمون BAP بود. در مرحله شاخه زایی نیز محیط کشت مزبور با نصف میزان نیترات پایه و ppm 1 از BAP مناسبترین نتیجه را داد. به طوری که به ازای هر یک از ریز نمونه های مستقر شده 8-3 شاخه به دست آمد. با بکارگیری هورمون GA3 به منظورافزایش فاصله میانگره و جلوگیری از رشد طوقه های شاخه ها نتیجه مطلوبی حاصل نشد.

در اوایل فصل رویش سال 1378 طی مسافرتهای متعدد به نقاط مختلف استان فارس، رویشگاه های گونه های جنس اسپرس شناسائی و سپس در فصل گل دهی، از هر رویشگاه نمونه ی کامل گیاهی شامل ریشه، ساقه، برگ و گل تهیه و به هرباریوم مرکز تحقیقات منابع طبیعی و اموردام فارس منتقل گردید. نمونه های گردآوری شده پس از پرس و خشک شدن، روی مقواهای مخصوص قرار داده شدند. شناسائی گونه ها بر اساس فلور ایرانیکا انجام گردید. مطالعات رویشگاهی نشان داد که در مجموع 21 رویشگاه مهم اسپرس در سطح استان فارس وجود دارد که در این رویشگاه ها 7 گونه اسپرس می رویند که نمونه کامل گیاهی و بذر این گونه ها د رهرباریوم مرکز تحقیقات منابع طبیعی و امور دام فارس نگهداری می گردد. تنوع گونه های اسپرس و پراکنش آنها در تمام سطح استان از ارتفاع 700 تا 2600 متر از سطح دریا و رویش آنها در خاکهای مختلف نشان دهنده سازگاری بالای این گونه ها با شرایط متفاوت اقلیمی استان فارس می باشد. این تحقیق نشان داد که اکثر گونه های اسپرس بدلیل خوشخوراکی بشدت توسط دامها چرا می شوند و در معرض انقراض قرار دارند بطوریکه در حال حاضر این گونه ها تنها در مناطق حفاظت شده یافت می شوند و اثری از آنها در عرصه های طبیعی نیست.