نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال هفتم شماره 1 (پیاپی 7، پائیز 1380)

به منظور بررسی و ارزیابی تنوع و روند زوال بذرهای نمونه های موجود در بانک ژن منابع طبیعی، از خانواده گراسها، گونه Bromus tomentellus انتخاب و 22 نمونه از بذرهای آن، متعلق به سالهای گذشته که در سردخانه نگهداری شده بودند در دو آزمایش جداگانه ژرمیناتور و گلخانه در طرح کاملا تصادفی با سه تکرار مورد آزمایش قرار گرفتند. در آزمایش ژرمیناتور، صفات قوه نامیه، سرعت جوانه زنی و بنیه بذر و در آزمایش گلخانه، درصد جوانه زنی، سرعت جوانهزنی، ارتفاع گیاه، تعداد پنجه و طول ریشه در سن چهل روزگی اندازه گیری شدند. در ضمن قوه نامیه و وزن هزار دانه بذر در بدو ورود به سردخانه اندازه گیری شده بود. نتایج تجزیه واریانس صفات مورد مطالعه، اختلاف معنی داری را میان نمونه های مورد آزمون نشان داد. صفات کاهش قوه نامیه، سرعت جوانه زنی در ژرمیناتور و گلخانه، بنیه بذر، ارتفاع گیاه، تعداد پنجه و طول ریشه نمونه ها، از نظر آماری اختلاف نشان دادند که نشان دهنده وجود تنوع میان نمونه ها است. نتایج ضرایب همبستگی نشان دادند که بالا بودن وزن هزاردانه بر خصوصیات جوانه زنی و رشد اولیه در محیطهای ژرمیناتور و گلخانه، اثری مثبت دارد. نتایج بدست آمده در ژرمیناتور با شرایط گلخانه همبستگی نزدیکی نشان دادند. همچنین بین سرعت جوانه زنی و بنیه بذر در ژرمیناتور همبستگی بالایی وجود داشت. این همبستگی به وسیله مدل رگرسیونی گام به گام تایید شد. بنابراین، سرعت جوانهزنی برآورد خوبی از بنیه بذر بدست میدهد. شاخص کاهش قوه نامیه با صفات درصد جوانهزنی در گلخانه، سرعت جوانه زنی در ژرمیناتور و گلخانه، بنیه بذر، ارتفاع گیاه و تعداد پنجه همبستگی منفی معنی داری نشان داد. بنابراین در پدیده زوال بذر نه تنها قوه نامیه کاهش می یابد، بلکه سرعت جوانهزنی، بنیه بذر و رشد اولیه گیاه‎ در گلخانه نیز کاهش می یابد‎‎. در این تحقیق کاهش قوه نامیه به شدت تحت تاثیر منشا بذر قرار داشت و تحت شرایط انجام آزمایش حاضر، تفکیک اثر دوره نگهداری بذر در سردخانه از اثر منشا بذر، ناممکن بود. بنابراین، نمیتوان به طور دقیق پیشنهاد نمود که بذرهای این گونه را پس از n سال تکثیر و احیاء نمود و بهتر است برنامه ریزی احیاء، برای هرنمونه به طور منفرد صورت گیرد.

به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی در گیاهان باززایی شده از کشت کالوس در صنوبر پده، اقدام به تولید پایه های سوماکلون و بررسی های سیتوژنتیکی و الکتروفورزی ایزوآنزیم (پراکسیداز) در مورد پایه های سوماکلون گردید. جهت تولید پایه های سوماکلون، پینهزایی از گل آذینهای نارس (حاوی دانه های گرده در مرحله سلول مادری) در محیط کشت MS حاوی 3 میلیگرم در لیتر IBA بهمراه 1/0 میلیگرم در لیتر BAP صورت گرفت. جهت افزایش تنوع ژنتیکی، کشت طولانی مدت پینه در قالب روش سوسپانسیون سلولی به مدت 8 ماه انجام شد. بیشترین درصد متوسط باززایی گیاهچه (5/75%)، در محیط کشت MS جامد حاوی 3 میلیگرم در لیتر BAP و 5/0میلیگرم در لیتر NAA مشاهده شد. محیط کشت MS با نصف غلظت نیترات، حاوی 1/0 میلیگرم در لیتر IBA و 1/0 میلیگرم در لیتر NAA بیشترین درصد ریشه زایی را در گیاهان باززایی شده بهمراه داشت. گیاهان باززایی شده در مزرعه، رفتارهای مورفولوژیکی (شکل ظاهری برگها، تنه ومیزان رشد آنها) متفاوتی را نسبت به کلن مبداء از خود نشان دادند. بررسی های سیتوژنتیکی در مورد نوک ریشه تعدادی از گیاهان باززایی شده نیز بیانگر وجود گیاه هاپلوئید، دیپلوئید، پلی پلوئید و آنیوپلوئید بود. مطالعات الکتروفورزی در مورد آنزیم پراکسیداز با استفاده از ژل پلی اکریل آمید و تجزیه کلاستر درباره باندهای بدست آمده بیانگر وجود تفاوتهای ژنتیکی در گیاهان باززایی شده با والد مادری میباشد.

تنوع زیادی در روش تلاقی گونه های گیاهی دیده میشود. روش های دگرگشنی، خودگشنی و نیز آپومیکسی ازجمله روش های تشکیل بذر هستند. در تحقیق حاضر، سعی شده است تا روش تلقیح پنج گونه گراس به نامهای Agropyron elongatum،A. pectinoforme، Festuca ovina، Secale montanum، Bromus persicus مورد بررسی قرار گیرند. بررسی اندامهای گل نشان داد که شرایط برای حاکمیت کلیستوگامی فراهم میباشد. به همین جهت برای تعیین روش تلاقی، ایزولهسازی گراسها مدنظر قرار گرفت. گونه های Secale montanum و Bromus persicus، از نظر تشکیل بذر، در شرایط ایزوله و نیز آزاد، به نسبت، وضعیت یکسانی را به نمایش گذاردند، بنابراین میتوان گفت که خودگشن هستند. نتایج آزمایش نشان داد که گونه های Agropyron pectinoform و Festuca ovina دگرگشن هستند. زیرا که در شرایط ایزوله، هیچگونه بذری تشکیل نشد. وضعیت تشکیل بذر در گونه Agropyron elongatum، به نحوی بود که خودگشنی همراه با درصدی از دگرگشنی را به نمایش گذاشت. روش دیگری که برای تعیین دگرگشنی یا خودگشنی گیاهان مورد استفاده است آزمون گردهشناسی میباشد که در تحقیق حاضر، به دلیل عدم بهره گیری از میکرسکوپ الکترونی، از موفقیت برخوردار نبود و تفاوت قابل ملاحظه ای میان گرده های موجود درهر یک از گونه های تحت بررسی دیده نشد.

شیشه ای شدن بافتها عارضهای فیزیولوژیکی بوده که به عنوان یک مشکل جدی به ویژه در کشت بافت گیاهان چوبی ظاهر میشود. شاخه ها و بافتهای شیشه ای شده به شکل غیرطبیعی سبز کمرنگ، بسیار شفاف، ضخیم با آبگیری زیاد بوده که به راحتی شکسته میشوند. در مطالعات قبلی برای دستیابی به تکنیک کشت بافت در گونه های متعدد اکالیپتوس، این عارضه اغلب در گونه ای به نام E. camaldulensis و E. viminalis به عنوان عاملی محدودکننده ظهور و بروز میکرد. با تکیه بر منابع و گزارشهای پیشین، نوع و غلظت ژل، نوع و اندازه ظرفهای کشت و نیز استفاده از ترکیبهای شیمیایی برای کنترل پدیده ضد شیشه ای شدن مورد بررسی قرار گرفت. درصد محتویات آبی با بهره گیری از فیتوژل به طور معنی داری بیشتر از آگار بود. به علاوه شاخه های اکالیپتوس کامالدولنسیس در محیط جامد شده به وسیله باکتوآگار سطح کمتری از آلودگی را نشان میداد. استفاده توام از باکتوآگار و ماده ضد شیشه ای شدن بافتها موسوم به EM2 این پدیده نامطلوب را در گونه کامالدولنسیس به طور معنی داری کاهش داد. نتایج همچنین نشان دادند که تفاوت معنی داری در بکارگیری غلظت مختلف باکتوآگار در کاهش عارضه در گونه ویمینالیس وجود ندارد، اما استفاده از EM2 در غلظت 5 گرم در لیتر بهطور معنی داری این عارضه را کاهش داده و بهبود میبخشد. اگرچه میزان پرآوری در تکثیر گونه ویمینالیس پس از استفاده از EM2 مختصری کاهش یافته، ولی کیفیت گیاهکهای تولیدی مطلوب و عاری از آثار بافتهای شیشه ای در گونه اکالیپتوس ویمینالیس بود.

این تحقیق با هدف بررسی قرابت بین جمعیتهای مختلف چند گونه یونجه یکساله بر مبنای صفات مورفولوژیکی و مشخص نمودن بهترین صفت در تبیین تنوع ژنتیکی در جمعیتهای مورد مطالعه صورت گرفت تا بتوان ضمن ارزیابی مقدماتی جمعیتهایی از گونه های مختلف یونجه یکساله، اطلاعات مورد نیاز را جهت انجام پروژه های تکمیلی اصلاحی فراهم نمود. در این بررسی تعداد 11 جمعیت از هفت گونه یونجه یکساله موجود در بانک ژن منابع طبیعی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع مورد مطالعه قرار گرفتند. تعداد 9 صفت کمی از پنج تک بوته در هر واحد آزمایشی یادداشت برداری گردید و میانگین صفات در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه با استفاده از روش کارل پیرسون همبستگی بین کلیه ترکیبهای دوگانه صفات مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن با استفاده از روش تجزیه به مولفه های اصلی نقش هر صفت در واریانس موجود در داده ها مشخص گردید و بر مبنای صفات مذکور مولفه هایی تولید شد که ضمن تبیین تنوع موجود و با استفاده از دو مولفه اول بتوان دوری و نزدیکی و خویشاوندی گونه ها را مطالعه نمود. در نهایت با استفاده از تجزیه خوشهای نیز جمعیتهای مورد نظر دسته بندی گردیدند.

بذر بیست و سه پایه از دو گونه تاغ که از نقاط مختلف کشور جمع آوری شده بودند در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند. پس از استخراج پروتئینهای ذخیرهای بذرهای این ژنوتیپها، با الکتروفورز به روش SDS-PAGE اقدام به بررسی و ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود میان پایه های مذکور در سطح ماکروملکولهای پروتئینی گردید. پس ازاجرای الکتروفورز و تثبیت و رنگ آمیزی باندهای پروتئینی، حضور و عدم حضور باندهای پروتئینی مورد توجه و مطالعه قرار گرفت. اگر چه از نظر باندهای پروتئینی، تفاوت زیادی میان ژنوتیپهای مختلف از هر گونه مشاهده نگردید که بتواند مبنای تفکیک و تمایز بین ژنوتیپها قرار گیرد، ولی تفاوتهای قابل توجهی بین دو گونه مورد مطالعه مشاهده شد. نتایج تجزیه خوشهای نیز گونه های Haloxylon persicum و H. aphyllum را به خوبی از هم تفکیک نمود.

به منظور تهیه انبوه ظرفهای کشت مناسب جهت استفاده در آزمایشگاه کشت بافت وسلول و در جهت تقلیل هزینه ها، نسبت به تهیه ظرفهای شیشه ای مورد استفاده درصنایع غذایی تحت نام تجارتی پرارین اقدام گردید. این ظرفهای کلیه ویژگی های لازم راجهت استفاده در کشت از جمله شفافیت و قابلیت اتوکلاو دارا بوده و تنها تفاوتی که بانمونه های استاندارد وجود داشت، اختلاف در نوع درپوش بود. بنابراین، جهت مقایسهدرپوشهای موجود (از جنس آلومینیوم) با درپوشهای پلیپروپیلنی استاندارد (سیگما) وتاثیرشان بر رشد گیاه نمونه، آزمایشهایی در مورد گیاه سیبزمینی در محیط کشت MSبدون هورمون با سه تیمار اصلی متشکل از شدتهای مختلف نور و چهار تیمار فرعیمربوط به نوع در پوشها و با 5 تکرار انجام شد. نتایج بدست آمده حاکی از برتری نسبی درپوشهای پلیپروپیلنی نسبت به درپوشهای موجود فلزی بود. ضمن آنکه استفاده ازدرپوشهای فیلتردار و کشت خوابیده با درپوش فلزی، به ترتیب تاثیر مثبت افزایش تهویه و افزایش نفوذ عمودی نور را نشان دادند. از نظر نسبت رشد هوایی به ریشه تفاوت معنی داری بین دو نوع درپوش مشاهده نگردید که این نتیجه بیانگر امکان استفاده ازدرپوشهای فلزی میباشد. مقایسه انجام شده در مورد شدتهای مختلف نور، نشاندهنده نیاز جدی به تامین شدت نور کافی (بالای 1-s2-molmm60) جهت رشد مناسبگیاهک بود.

درصد جوانهزنی، سرعت تجمعی جوانه زنی و شاخص بنیه بذر که معرف بنیه بذر هستند، سه عامل مهم در ارزیابی کیفیت بذر میباشند. هدف از این آزمایش مطالعه و ارزیابی این صفات در نه گونه دارویی میباشد. در این بررسی از آزمونهای مورد توصیه اتحادیه بین المللی آزمون بذر(ISTA) استفاده شد. آزمونهای مورد توصیه ISTA شامل آزمون جوانه زنی در شرایط مطلوب درجه حرارت، رطوبت، نور و اعمال پیش سرما است. در این آزمایش بذر نه گونه گیاه دارویی بعد از برداشت در شرایط آزمایشگاه مورد آزمون قرار گرفتند. شاخص بنیه بذر نمونه ها با محاسبه درصد جوانهزنی × میانگین مجموع طول ریشه و ساقه بدست آمد که تابعی از پتانسیل و سرعت تجمعی جوانهزنی است. گونه هایی که در این تحقیق از آنها استفاده شد عبارتند از بابونه، رازیانه، زنیان، بادرشبو، گشنیز، همیشه بهار، کرچک، منداب و تاتوره.