یافته های نو در مورد کشت بافت چغندر قند

 چغندرقند یک گیاه دو ساله و دگرگشن است. تکثیر غیر جنسی این گیاه به روش ریزازدیاد کلونی در شرایط درون شیشه موجب دستیابی به یکنواختی بیشتر در اجرای آزمایشهای ترکیب پذیری و نیز حفظ منابع ژنتیکی مورد نیاز برنامه های بهنژادی این گیاه می گردد. تولید جوانه های نا به جا از بافتهای گوناگون امکان پذیر است.

   با توجه به این که صفات زراعی بوته های انتخاب شده در سال اول مورد بررسی قرار می گیرد استفاده از بافت ساقه گلدهنده پس از اجرای این بررسیها بهترین نتایج را حاصل می آورد. بافت ساقه گلدهنده بوته های مورد نظر پس از نمونه برداری در آزمایشگاه استریل می گردد و در محیط های غذایی منتخب حاوی هورمونهای رشد در چرخه ازدیاد قرار می گیرد.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: آزمایشهای به اجرا در آمده موجب کسب نتایج معتبر و قابل تکرار در زمینه مراحل مختلف کشت در شرایط آزمایشگاهی گردیده است. ساقه گلدهنده گیاه ورنالیزه شده چغندرقند پس از شستشو و استریلیزاسیون با محلول الکل 70% و سپس با هیپوکلریت سدیم 2-1% و آبکشی با آب استریل در محیطهای 1- القا جوانه های رویشی 2- ازدیاد جوانه ها 3- ریشه زایی حاوی ترکیب نمکهای اصلی و فرعی, هورمونهای رشد، قند و ماده آگار کشت می گردند. میزان ازدیاد جوانه ها در ژنوتیپها متغیر است اما در هر چرخه 4 هفته, این میزان بین 5 و 7 برابر می باشد. نگهداری جوانه ها در محیط سردخانه و نور ملایم امکان پذیر می باشد.

روش ازدیاد و نگهداری جوانه های رویشی حاصل از ریزازدیاد کلونی ژنوتیپهای برتر در شرایط درون شیشه در حال حاضر بخشی از عملیات مورد نیاز در برنامه های بهنژادی بسیاری از گیاهان از جمله چغندرقند می باشد.

اهمیت اقتصادی: یکنواختی، تکرارپذیری عملیات دورگ گیری و نگهداری منابع ژنی مورد استفاده در برنامه های به نژادی موجب تسهیل و تسریع در امر دستیابی به نتایج تلاقی های گونه های زراعی و نیز گونه های وحشی و معرفی ارقام جدید چغندرقند می گردد.

ریزازدیاد کلونی

عنوان یافته تحقیقاتی: تولید گیاهان هاپلوئید و دابل هاپلوئید با استفاده از روش کشت تخمک بارور نشده و تیمار کلشی سین در شرایط کشت درون شیشه

مقدمه : کشت گامت در گیاهان با هدف شناسایی و تثبیت برخی از صفات زراعی و نیز ایجاد گیاه هاپلوئید به اجرا در می آید. در اغلب گیاهان کشت دانه گرده با موفقیت روبرو شده است، در حالی که در چغندر قند کشت این سلول به نتیجه نرسیده و تخمک بارور نشده منشا تولید گیاهان هاپلوئید قرار گرفته است. آزمایشهای گوناگون در رابطه با نمونه قابل کشت، محیط کشت مناسب و ترکیب هورمون ها به اجرا در آمده است. در پژوهشهای به اجرا در آمده در ایران لاینهای هاپلوئید حاصل از کشت تخمک بدست آمده است. اجرای تیمار کلشی سین برای دو برابر کردن تعداد کروموزمهای گیاهان هاپلوئید در آزمایشهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته و نهایتا در شرایط کشت بافت هاپلوئید درون شیشه های کشت به کار گرفته شده است.

شرح یافته و توصیه های کاربردی: اجرای کشت تخمک بارور نشده با نمونه برداری از بوته های ورنالیزه آغاز می گردد. ساقه هایی که گلی در قاعده آنها شکفته باشد جهت برداشت انتخاب می شوند. از این ساقه ها پس از استریلیزاسیون در محیط استریل با استفاده از لوپ بینوکولر تخمک های بارور نشده از دورن غنچه گل خارج و در محیط غذایی انتخاب شده N6 حاوی هورمونهای NAA و BA و میزان قند 6% کشت گردید. میزان جوابگویی ژنوتیپها بین 1 تا 5/10% ثبت شده است. بافت و گیاهچه های هاپلوئید در محیط ازدیاد تکثیر و در شرایط دورن شیشه با محلول کلشی سین در غلظت 05/0% به مدت 48 ساعت تحت تیمار قرار می گرفت. جوانه های حاصل از بافت و گیاهچه های در حال تکثیر در محیط عاری از این ماده سطح پلوئیدی مضاعف نشان داده است . این گیاهان به نام گیاهان دابل هاپلوئید (DH) چغندرقند دارای ژنوم تثبیت شده می باشند.

اهمیت اقتصادی: لاینهای دابل هاپلوئید به عنوان والد هیبرید برای افزایش میزان هتروزیس در برخی صفات زراعی و نیز به عنوان منابع ژنی با صفات تثبیت شده مقاومت به بیماریها و آفات به کار می روند. کاهش دوره سلکسیون برای تثبیت ژنها از مهمترین امتیازات اجرای روش هاپلودیپلوئیدیزاسیون در گیاهان می باشد و به ویژه در گیاهان دگر گشن حائز اهمیت است.

عنوان یافته تحقیقاتی: تولید جنین سماتیکی چغندرقند از طریق اجرای تیمار TIBA/Proline در شرایط جوانه

زنی بذر و اجرای کشت درون شیشه

مقدمه : تولید جنین غیر جنسی یا رویشی در شرایط کشت درون شیشه یکی از روشهای جدید ازدیاد رویشی گیاهان تلقی می گردد. در این روش سلولهای رویشی بافت گیاه در شرایط کشت مصنوعی ایجاد بافت جنین زا می نماید و جنین های رویشی حاصل که مشابه جنین های زایشی به مرحله رسیدگی می رسند یکنواختی ژنتیکی بیشتری دارند. دستیابی به جنین های رویشی در برنامه های به نژادی و تولید بذرتجاری به منظور انتقال ژن، ایجاد مقاومت به تنش های گوناگون، بررسیهای مولکولی و تولید بذر مصنوعی مورد توجه قرار دارند.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: در این تحقیق بافت کوتیلدونی و هیپوکوتیل جوانه بذری لاین دیپلوئید منوژرم 9597 و متعاقباً قطعات کوچک بافت کال برای ایجاد کشت سوسپانسیون سلولی به کار رفته است. استفاده از آنتی اکسین TIBA و اسیدآمینه پرولین، موجب دستیابی به یک روند القا ، باززایی و رشد جنین های رویشی یا سوماتیکی گردیده است. استفاده از آنتی اکسین در القا جنین زایی در چغندرقند و پرولین در روند تکاملی بافت جنین زا توصیه می گردد.

اهمیت اقتصادی: ازدیاد رویشی یکنواخت یک گیاه برای برنامه بهنژادی این گیاه نیروی پتانسیل عظیمی ایجاد می نماید که اگر مورد بهره برداری صحیح و علمی قرار گیرد زمینه های مختلف کاربردی دارد. از جمله انتقال ژن و دستیابی به گیاهان ناقل ژن مطلوب زراعی در چغندرقند.

جنین های رویشی چغندرقند

عنوان یافته های تحقیقاتی: تلاقی بین گونه أی چغندرقند Beta vulgaris با گونه های وحشی گروه Procumbentes و کنترل ماهیت هیبرید توسط مارکرهای مولکولی RAPD

مقدمه : گونه های وحشی چغندرقند از جمله گونه های گروه Procumbentes به علت دارا بودن ژنهای مقاومت به آفات و بیماریها مورد توجه به نژادگردان قرار گرفته است. در این تحقیق تلاقی بین چغندرقند L. Beta vulgaris توده تتراپلوئید 37RT (والد مادری) و سه گونه وحشی (والد گرده افشان) به شرح زیر انجام گرفت.

37RT(4n) × B. webbiana(2n) , 37RT(4n) × B. procumbens(2n) , 37RT(4n) × B. patellaris (4n)

برای اجرای تلاقی، بساکها از گلهای والد مادری حذف شد و بعد از 2 الی 4 روز با گرده جمع آوری شده تلقیح به طور دستی انجام شد. مطالعه مراحل نمو جنین با واکنش تخمک های باور شده به محلول 1% تترازولیوم کلراید کنترل شد. جنین های کامل در محیط کشت N6 حاوی هورمونهای NAA , BA, GA3 کشت گردید.کنترل ماهیت هیبریدها با استخراجDNA برگ گیاهان بدست آمده در شرایط درون شیشه و استفاده از روش PCR با پرایمرهای تصادفی OPX2, OPX15 به اثبات رسیده است.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: نتایج حاصل از بررسیها نشان داد که ایجاد هیبریدهای بین گونه أی از طریق نجات جنین در شرایط کشت درون شیشه امکان پذیر است. جنین های مورد مطالعه در روز بیستم پس از تلقیح کاملا رشد یافته بودند و این زمان جهت کشت تعیین گردید. در مراحل اولیه ریشه زایی توسط این جنین ها در چند مورد مشاهده شد اما این ریشه ها نکروزه گردیدند. ماهیت هیبرید گیاهان بدست آمده در ظروف کشت با استفاده از تکنیک PCR و پرایمرهای OPX2 , OPX15 کنترل گردید. وجود باندهای مشترک گیاهان والد در مکان مشخص در هیبرید ها به اثبات رسید. ایجاد تنوع ژنتیکی از طریق اجرای تلاقی بین گونه أی و کنترل هیبریدها در سطح مولکولی در برنامه بهنژادی چغندرقند قابل توصیه می باشد.

اهمیت اقتصادی: استفاده از گیاهان دورگ که دارای ژنهای مقاومت به بیماریها و آفات می باشند در برنامه بهنژادی چغندرقند اهیمت به سزایی در افزایش سطح زیر کشت، عملکرد محصول و کاهش مصرف سموم دفع آفات خواهد داشت.

جنین هیبرید بین گونه ای کامل

باندهای حاصل از PCR پرایمر تصادفی

عنوان یافته تحقیقاتی: بررسی میزان مقاومت به تنش شوری در لاینهای سلولی و بافت جوانه زای چغندرقند در شرایط درون شیشه

مقدمه : از سال 1367 در ایران آزمایشهای متعددی در ارتباط با ارزیابی مقاومت به شوری در گیاه چغندرقند در شرایط آزمایشگاهی در مرحله جوانه زنی و رشد گیاه کامل در محیط گلخانه و مزرعه صورت گرفته است. میزان مقاومت به شوری در سطح رشد سلولی در شرایط درون شیشه با شرایط تنش در گیاه کامل تطبیق دارد. باتوجه به نتایج مفید تحقیقات به اجرا درآمده (1371 و 1375) ارزیابی این مقاومت در لاینهای سلولی و بافت کوتیلدونی جوانه زای چغندرقند در شرایط درون شیشه بررسی شد. منابع گیاهی حاصل از آزمایشها در مراحل بعدی از نظر تفاوتهای موجود در سطح مارکرهای مولکولی کنترل می گردند.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: در آزمایشهای به اجرا در آمده بافت هاپلوئید باززا حاصل از کشت تخمک بارور نشده و بافت کوتیلدونی جوانه بذری در سطوح 100، 150 و 250 میلی مول نمک کلرورسدیم کشت گردیدند و جوانه های باززایی شده در کلیه موارد در شرایط رشد ازدیادی قرار داده شدند. این جوانه ها به عنوان منابع گیاهی مقاومت به شوری نگهداری خواهد شد. در حال حاضر از لاینهای 261, H261.06 لاین نر عقیم و گرده افشان، 9597 و7233 جوانه های سلکسیون شده در سطوح بالای نمک موجود می باشد. به کارگیری محیط تنش شوری در آزمایشهای به نژادی گیاهان جهت ارزیابی های گوناگون در سطح بافت و یا مولکولی توصیه می گردد.

اهمیت اقتصادی: استفاده از شرایط کشت درون شیشه درآزمایشگاه با کنترل عوامل محیطیشرایط آزمایشی یکنواخت و قابل اطمینانی را فراهم می سازد که در جوار آزمایشهای مزرعه می تواند موجب فراهم شدن تسهیلات و تسریع در پیشبرد اهداف به نژادی گردد.

شناسایی تحمل به شوری در لاین سلولی هاپلوئید باززا

عنوان یافته تحقیقاتی: جداسازی و کشت پروتوپلاست چغندرقند و تولید بافت باززا در شرایط درون شیشه

مقدمه : بهره برداری از توان باززایی گیاه کامل توسط یک سلول گیاهی می تواند موجب وسعت عمل در انتخاب و انتقال مزرعه آزمایشی به روی میز کار آزمایشگاه گردد. به نژادگر می تواند با استفاده از یک گرم بافت گیاهی تعداد 10⁵×23 پروتوپلاست گیاهی را در یک میلی لیتر محلول شناور سازد و مطالعات گوناگونی را به اجرا بگذارد. بررسی جداسازی و کشت پروتوپلاست لاینهای چغندرقند شامل انتخاب محلول آنزیمی، بافت مناسب که بتواند منشا پروتوپلاست باشد و نیز روش خالص سازی و کشت پروتوپلاست بوده است. بافت مزوفیل برگ دارای کلروپلاست و نیز بافت سوسپانسیون سلولی فاقد کلروپلاست و دارای قدرت باززایی زیاد در این بررسیها به کار گرفته شد.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: مناسبترین ترکیب، غلظت و مدت تیمار آنزیمی جهت جداسازی پروتوپلاست به شرح زیر تعیین گردید.

بافت مزوفیل برگ : سلولاز RS (g/l 5) + دری سلاز (g/l 1) + پکتیناز (g/l 5)

بافت سوسپانسیون سلولی : سلولاز RS (g/l10) + دری سلاز (g/l2) + پکتیناز (g/l10)

خالص سازی در شرایط ایده آل : دستیابی تراکم10⁵× 23 پروتوپلاست در میلی لیتر منجر گردید.

کشت پروتوپلاست و تشکیل میکروکالها در محیط غذایی K8P و سپس N6 و محیط جنین زایی باعث ایجاد کالوس جنین زا گردید. استفاده از بافت سوسپانسیون سلولی با منشا کالوس جنین زا و تازه موجب افزایش باززایی پروتوپلاست های ایجاد شده گردید. بنابراین به نظر می رسد که به هنگام بهره گیری عملی از این تکنیک بافت فوق بر بافت مزوفیل ارجحیت دارد.

اهمیت اقتصادی: با تکمیل تحقیقات مربوط به کشت پروتوپلاست، از تکنیک فوق می توان در موارد زیر بهره مند گردید :

1-مهندسی ژنتیک چغندرقند ، 2 - انتقال ژن از طریق امتزاج پروتوپلاست ، 3- مطالعات پایه علوم سلولی

دستیابی به این فن آوری در زمینه آموزش متخصصین و پیشبرد تحقیقات در داخل کشور از اهمیت بسیار برخوردار است.

عنوان یافته تحقیقاتی: غربال نمودن لاینهای چغندرقند از نظر مقاومت به تنش شوری در مرحله جوانه زنی بذر در شرایط درون شیشه

مقدمه : ارزیابی میزان مقاومت ارقام و یا لاینهای چغندرقند در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از محیط کشت غذایی حاوی نمک کلرورسدیم در مرحله جوانه زنی بذور که مرحله حساس زراعت در ارتباط با مقاومت به شوری می باشد برای تعدادی از لاینهای مقاوم و حساس به اجرا در آمده است. مطالعات فیزیولوژیک و مرفولوژیک برای این ارزیابی به کار گرفته شد. وضعیت ظاهری گیاهچه ها و بروز علائم تنش در اندامهای گیاهچه مورد توجه قرار گرفت. سطوح آزمایشی نمک برای ایجاد شرایط جوانه زنی در محیط کشت با ارزش هدایت الکتریکی (EC) 16 و 24 تنظیم گردید.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: در محیط غذایی با هدایت الکتریکی 16 و 24 تعداد 20 لاین از منابع منوژرم و مولتی ژرم مورد ارزیابی قرار گرفته و پس از یک هفته یادداشت برداری جوانه زدن شروع شد بعد از چهار هفته (28 روز)بذرهای جوانه زده یادداشت برداری و ثبت گردید. با استفاده از طرح آماری کاملا تصادفی با دو تکرار نسبت به محاسبات آماری اقدام و درصد جوانه زده ها در هر هدایت الکتریکی جداگانه برآوردشد. مشخص گردید در (EC) 24 میلی موس بر سانتیمتر لاین های شماره 3 و 4 از اوریژین 7233 و لاین های 38 و 138 از اوریژین 8001 در مقایسه یا سایر اوریژن ها در این محیط درصد جوانه بیشتری داشتند این منابع جمع آوری و در جهت تکثیر و نگهداری آن اقدام شد.

اهمیت اقتصادی: با به کارگیری روش های آزمایشگاهی و بخصوص محیط کنترل شده که حاوی غلظت های متفاوت نمک است در مقایسه با روش های مزرعه و گلخانه حداقل 50% در هزینه صرفه جویی می شود. این لاین های انتخاب شده از نظر ارزش تحقیقاتی هر کدام بیش از چند هزار دلار برای موسسه اهمیت دارد. اگر موسسه بخواهد چنین منابعی را از خارج وارد نماید در چهارچوب یک قرارداد علمی و تحقیقاتی و با پیش بینی پرداخت حق قرارداد زیاد (حداقل 20000 دلار) انجام گیرد. از این منابع در ایجاد واریته های مقاوم به شوری استفاده خواهد شد.

غربال کردن لاین ها

عنوان یافته های تحقیقاتی: ارزیابی جوابگویی به روش ریزازدیاد کلونی در توده های تتراپلوئید چغندرقند

مقدمه : روش ریزازدیاد کلونی به عنوان روش ازدیاد غیر جنسی گیاهان به ویژه گیاهان دگرگشن به دلیل نیاز به ازدیاد پایه های منتخب برای اجرای تلاقیهای مورد نظر در به نژادی از اهمیت زیادی برخوردار است. باتوجه به این که توده های تتراپلوئید به عنوان والد گرده افشان بذر تریپلوئید چغندرقند در تلاقی های گوناگون وارد می گردد، ارزیابی جوابگویی این توده ها به روش ریزازدیاد کلونی در امر نگهداری کلون های نمونه یا سلکسیون شده مورد نیاز می باشد.

شرح یافته وتوصیه های کاربردی: در آزمایش مقایسه جوابگویی مراحل القا جوانه رویشی و سپس ازدیاد جوانه های رویشی در چرخه ازدیاد از بوته های توده های Lit13, C3-3, 37RT, 19669 نمونه گیری انجام گرفت. نمونه های استریل در محیط غذایی PGOB حاوی هورمونهای IBA, GA3, BA در مرحله القا جوانه رویشی و در همان محیط حاوی هورمونهای IBA, BA NAA, مرحله ازدیاد قرار گرفتند. در میان تودها، نمونه های توده C3-3 به واسطه بالاترین تعداد جوانه رویشی القا شده. با سه توده دیگر تفاوت معنی دار نشان داد، اما میزان نهایی ازیاد جوانه در مرحله دوم با تعداد جوانه القا شده متناسب نبودتولید جوانه نمونه های توده 37RT در هر دو مرحله یکنواختی بیشتری نشان داده میزان ازدیاد جوانه در مرحله دوم به عوامل دیگری چون اندازه، قدرت، شکل و تعداد برگها در جوانه القا شده اولیه ارتباط پیدا می نماید.

برای پیشبرد امر ریزازدیادکلونی در توده های گوناگون، تعداد اولیه نمونه باید مد نظر قرار گرفته شود و در مرحله ازدیاد رویشی جوانه ها از نظر عواملی همچون اندازه، قدرت رشد، تعداد برگ، سلامت ظاهری و شکل طبیعی انتخاب گردند.

اهمیت اقتصادی: با توجه به این که افزایش میزان تولید جوانه رویشی در مرحله ازدیاد موجب استفاده بهتر از امکانات شرایط رشد در محیط مصنوعی می گردد. نگهداری نمونه های پر بازده که جوابگویی بالاتری به شرایط رشد در محیط مصنوعی دارند مقرون به صرفه تر است.

توجه:پیشنهاد میشود برای مطالعه بیشتر در مورد کشت بافت حتما مجموعه کامل آموزشی کتاب های کشت بافت را دانلود نمایید

دانلود