كارايي انتخاب ژنوتيپي و فنوتيپي والدين براي بهبود شايستگي، ديرزيستي، سيستم ريشه‌اي و ويژگي‌هاي مرتبط با تحمل به خشكي در جوامع پلي‌كراس علف باغ (Dactylis glomerata)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

تحمل گياهان به تنش خشكي پديده اي پيچيده است كه مكانيسم¬هاي مورفولوژيك، فيزيولوژيك و بيوشيميايي متنوعي در آن درگير هستند. در گراس¬هاي علوفه¬اي و چمني ، انتخاب ژنوتيپ¬هايي كه در اين شرايط بهتر عمل مي¬كنند و علاوه بر عملكرد بالا از توانايي زنده ماندن، برگشت‌پذيري و رشد فعال در تابستان و فصول سرد سال نيز برخوردار باشند اهميت ويژه¬اي دارد. در برنامه¬هاي به نژادي گراس هاي دگرگشن اطلاع از سطح تنوع ژنتيكي و روابط بين ژنوتيپ‌ها براي انتخاب والدين جهت انجام تلاقي‌هاي كارا و اتخاذ روش اصلاحي مناسب، ضروري است. همچنين يكي از ساز وكارهايي كه گياهان براي سازش با نوسان‌هاي محيطي در خود تكامل داده‌اند "حافظه تنش" است. پژوهش‌هاي اندكي در زمينه ژنتيك تحمل خشكي در ارتباط با حافظه تنش و ايجاد ارقام متحمل در گونه علف باغ (Dactylis glomerata) به عنوان يك گراس علوفه¬اي و چمني ارزشمند انجام شده است. اين پژوهش در قالب سه مطالعه با بررسي مواد ژنتيكي حاصل از 24 فاميل نيمه خواهري در قالب 4 گروه پلي كراس با سطوح متنوع تنوع فنوتيپي (كم و زياد) و مولكولي (كم و زياد) براي بررسي صفات علوفه‌اي، بذري، سيستم ريشه‌اي، حافظه تنش و جوانه‌زني و رشد گياهچه انجام شد. در مطالعه اول به بررسي تأثير سطوح مختلف تنوع فنوتيپي و مولكولي والدين بر ويژگي‌هاي علوفه‌اي، بذري، خواب تابستانه، ديرزيستي و برگشت‌پذيري نتاج پلي كراس پرداخته شد. در هر دو شرايط رطوبتي تنوع ژنتيكي قابل ملاحظه‌اي بين نتاج چهار گروه پلي‌كراس مشاهده شد كه نشان مي‌دهد نمود نتاج در علف باغ به نوع و سطح تنوع ژنتيكي والدين بستگي دارد. تلاقي والدين با تنوع مولكولي و فنوتيپي وسيع، منجر به افزايش هم‌زمان عملكرد علوفه و بذر، افزايش ميزان برگشت‌پذيري، عملكرد علوفه برگشت‌پذيري، امتياز رشد زمستانه، ديرزيستي و شاخص خواب تابستانه نتاج شد. در مطالعه دوم تأثير تنش خشكي بر ويژگي¬هاي فيزيولوژيكي و سيستم ريشه‌اي گروه‌هاي پلي كراس و ارتباط با پديده حافظه تنش بررسي گرديد. نتايج نشان داد كه تنش خشكي مي‌تواند به طور مستقيم بر عملكرد گياهان، صفات فيزيولوژيكي و خصوصيات سيستم ريشه‌اي تأثير بگذارد. يكي از نتايج جالب در مورد تأثير تنش خشكي، توانايي گياهان در تعديل اثرات نامطلوب آن از طريق القاي حافظه تنش است. در واقع گياهاني كه دو بار تحت تنش خشكي قرار گرفتند(D1D2)، نسبت به گياهاني كه يك‌بار تحت تنش بوده‌اند(D2)، توانايي بيشتري در مقابله با تنش‌هاي آينده داشتند. نقش پيش تيمار تنش خشكي در افزايش محتواي نسبي آب برگ، پرولين، كلروفيل a، كلروفيل b، كلروفيل كل، كلروفيل كل/كارتنوئيد، آسكوربات پراكسيداز، عملكرد ماده خشك، حجم ريشه، وزن تر و خشك ريشه در هر دو عمق خاك (0-30 سانتي‌متر و 30-60 سانتي‌متر) و در دو نسل Syn1 و Syn2 مشهودتر بود. نتايج نشان داد كه گروه پلي كراس با تنوع مولكولي وسيع پاسخ‌هاي واضح‌تري به حافظه تنش نشان دادند. القاي حافظه تنش در اين گروه‌ها، به‌خصوص در نسل‌هاي Syn1 و Syn2، نشانگر تأثير مثبت تنوع ژنتيكي بر تحمل به تنش خشكي است. در مطالعه سوم با بررسي نمود نتاج پلي كراس علف باغ در نسل اول و دوم از نظر مؤلفه‌هاي جوانه‌زني و رشد گياهچه مشخص شد كه تنوع مولكولي بالا بين والدين براي پيش‌بيني نمود كليه صفات مورفولوژيك، زراعي و همچنين مؤلفه‌هاي جوانه‌زني و رشد گياهچه در هر دو شرايط معمول و تنش خشكي بسيار مؤثر بوده است. وجود تنوع مولكولي و فنوتيپي بيشتر در بين والدين منجر به افزايش معني‌دار ميزان جوانه‌زني و رشد گياهچه، افزايش عملكرد و افزايش تحمل به تنش در نتاج حاصل از پلي‌كراس گرديد. نرخ پس¬روي ناشي از خويش¬آميزي صفات مختلف به شرايط محيطي و نوع و سطح تنوع ژنتيكي والدين بستگي داشت¬. افزايش تنوع والدين در كاهش پس‌روي ناشي از خويش‌آميزي صفات وزن تر و خشك ريشه‌چه، وزن تر و خشك ساقه چه، وزن تر و خشك گياهچه نتاج مؤثر بود. نتايج اين پژوهش بر سودمندي بهره‌گيري از نشانگرهاي مولكولي در انتخاب والدين پلي‌كراس براي حصول عملكرد بالا و تحمل بيشتر به تنش در نسل‌هاي بعدي تأكيد دارد.

227657

ژنتيك و به نژادي گياهي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان