بخشی از مقاله
چکیده: این پژوهش با هدف تعیین اثر پرتو گاما بر خصوصیات مورفولوژیکی گیاه سورگوم - sorghum - با تیمار بذور با دز 200 - ،300،400،500 گری - با چشمه کبالت 60و بذور شاهد با سه تکرار به صورت طرح آزمایشی کاملاً تصادفی در آزمایشگاه کشاورزی مجتمع پژوهشی بناب انجام گرفت. نتایج پژوهش نشان داد که دزهای مختلف اشعه گاما بر روی تعداد گره، ارتفاع بوته، وزن خشک برگ، وزن خشک بخش هوایی و تعداد دانه در گیاه در سطح احتمال 5 درصد معنیدار و برای سایر صفات مورد مطالعه تأثیر معنیداری نداشت. بطوریکه بیشترین تأثیر بازدارندگی پرتوهای گاما در صفات تعداد گره و تعداد دانه مربوط به دز 200 گری و در صفات وزن خشک اندامهای هوایی، ارتفاع گیاهی و وزن خشک بخش هوایی مربوط به دز 500 گری بود. در پایان میتوان نتیجه گرفت که همه دزهای بالای 200 گری حالت بازدارنده در صفات مورد مطالعه داشتند ولی برای هر صفت دز خاصی بیشترین تأثیر بازدارندگی را داشته است.
واژگان کلیدی: سورگوم، پرتو گاما، خصوصیات مورفولوژیکی.
مقدمه
کاربرد تکنیکهای هستهای به عنوان تحولی جدید در تحقیقات کشاورزی مورد توجه قرار گرفته است. تکنیکهای هستهای در کشاورزی شامل چندین روش مختلف میباشد. از جمله روشهایی که موجب بهبود خصوصیات گیاهی میشود پرتوتابی بذر است که باعث ایجاد تغییرات ژنتیکی در بذر گیاه میگردد که این تغییراتی سبب به وجود آمدن ژنهای جدید و بهبود خصوصیات گیاهی مثل زود رسی، مقاومت به شوری، افزایش کیفیت و عملکرد دانه نسبت به والد خود گیاه میگردد .[6] پرتو گاما یکی از پرتوهای یونیزه کننده است که اثرات بیولوژیک آن مربوط به ترکیبات داخل سلولی - روابط بین اتمها و مولکولها - و آب دارد. پرتو گاما در برخود با آب باعث ایجاد رادیکالهای آزاد میشود که این رادیکالهای آزاد باعث ایجاد صدمه و تغییر ترکیبات مهم درون سلولی گیاه میگردد. نسبت متفاوت سطوح پرتو گاما باعث ایجاد تغییرات در خصوصیات مورفولوژکی، آناتومی، بیوشیمیایی و فیزیولوژی گیاه شده که این تغییرات شامل تغییر در ساختار سلولی گیاه، متابولیسم گیاهی، گشادگی غشاء تیلاکوئید، تغییر در فتوسنتز، تغییر در سیستمهای آنتی اکسیداتیو و تجمع ترکیبات فنولیک در داخل گیاه میشود 11] و .[14 البته اثرات پرتوتابی به عوامل گیاهی و خصوصیات پرتو بستگی دارد که از جمله عوامل گیاهی میتوان به گونه، کولتیوار، مرحله رشدی، ساختار بافتی و سازمان ژنومی گیاه و از عوامل پرتوی میتوان به مقدار دز، کیفیت دز، مدت قرارگیری ذره در مقابل دز اشاره کرد .[4] پرتوهای موتاژنیکی یکی از ابزارهای مهم در برنامههای اصلاح گیاهان مورد استفاده قرار میگیرند .[1] سورگوم یک گیاه زراعی بالقوه برای کشاورزی فاریاب و دیم است، که در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است، که از قدیمالایام در ایران وجود داشته که تودههای بومی آن موید این گفته است اما در باره جنبههای زراعی و بهنژادی آن در کشور بررسی زیادی انجام نشده است. صفات فیزیولوژیک، نقش مهمی در تعیین عملکرد دانه سورگوم دارند، ولی اندازهگیری بسیاری از این صفات راحت و آسان نیست، و از این رو در برنامههای بهنژادی کمتر مورد توجه قرار گرفتهاند. بدین ترتیب یک گام مهم در گزینش و بهبود ژنتیکی در سورگوم، شناسایی صفات فیزیولوژیکی است که در یک محیط خاص، در تعیین عملکرد نقش دارند و به سادگی قابل اندازهگیری میباشند .[4] گزارشهای Hezazi و Hamideldin در سال - 2010 - نشان داد که در بین دزهای 0/3، 0/4 و 0/5 کیلوگری پرتو گاما، بیشترین ارتفاع گیاه بامیه و عملکرد دانه از دز 0/4 کیلوگری به دست آمد. مودیبو و همکاران - 2012 - گزارش کردند که افزایش زیاد پرتو گاما باعث محدودیت در رشد گیاه و عملکرد دانه در سویا میگردد .[13] زمیر و همکاران در سال - 2003 - از روش پرتوتابی به عنوان روشی مناسب در بهبود نارسایی در گندم و سویا استفاده کردند .[19] برزوئی و همکاران در سال - 1390 - با کاربرد دزهای 100 تا 400 گری برروی دو ژنوتیپ گندم نشان دادند که دزهای 100 و 200 گری تغییرات مثبتی در شاخصهای بیوشیمیایی دو ژنوتیپ گندم داشته است .[1] همچنین نتایج آنها نشان داد که با افزایش دزهای پرتودهی از 100 به 400 گری، میزان فعالیت آنزیم آنتیاکسیدان پراکسیداز افزایش یافت. گزارشهای آپارنا و همکاران در سال - 2013 - نشان داد که با افزایش دز اشعه گاما درصد جوانهزنی کاهش مییابد .[8] نتایج جورجیا و دهانول - 2013 - در گیاه لوبیا چشم بلبلی نشان داد که با افزایش دز اشعه گاما تعداد برگ در هر گیاه، ارتفاع گیاهی، تعداد خوشه، دانه و نیام در هرگیاه کاهش یافت. پرتوهای گاما از مهمترین عوامل ایجاد موتانتهای فیزیکی جهت اصلاح میباشند. پرتو گاما میتواند اثر مطلوب و یا نامطلوب در اصلاح گیاهان ایجاد نماید .[10] این بررسی با هدف مطالعه اثر پرتو گاما برروی برخی از خصوصیات مورفولوژیکی گیاه سورگوم انجام گرفت.
مواد و روشها
این تحقیق جهت ارزیابی دزهای مختلف پرتو گاما بر برخی ویژگیهای رشدی گیاه سورگوم در مجتمع پژوهشی بناب در سال زراعی 1393-1392 به صورت طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. پرتو گاما توسط چشمه کبالت-60 با سرعت 2/89 گری بر ثانیه اعمال گردید. پرتودهی با دزهای 200، 300، 400 و 500 گری درسازمان انرژی اتمی انجام و دانههای پرتو ندیده بعنوان شاهد در نظر گرفته شد. سپس بذور سورگوم در کرتهایی به مساحت 9 مترمربع کشت شد. هر کرت شامل چهار ردیف کشت و فاصله بین ردیفها 75 سانتیمتر و تعداد کرتها 15 عدد انتخاب گردید. بذرها به صورت نواری روی ردیفها کشت گردید و در مرحله 4-3 برگی تنک و فاصله بوتهها برروی هر ردیف 10 سانتیمتر در نظر گرفته شد.آبیاری بعد از کاشت و در فاصله 10-7 روز یکبار انجام شد. وجین علفهای هرز یکبار به صورت دستی انجام شد. جهت نمونه برداری در آخر دوره رشد تعداد 10 بوته از ردیف میانی برداشت و در آزمایشگاه صفات تعداد گره، تعداد دانه، وزن خشک اندامهای گیاهی، ارتفاع گیاه و وزن خشک بخش هوایی اندازهگیری شد. نتایج حاصل از اندازه گیری با استفاده از نرم افزارهای MSTATC و Excel مورد تجزیه واریانس قرارگرفت و مقایسه میانگینها توسط آزمون Lsd در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت .[8]
نتایج و بحث
تجزیه واریانس دزهای مختلف اشعه گاما بر روی تعداد گره، ارتفاع بوته، وزن خشک برگ، وزن خشک بخش هوایی و تعداد دانه در گیاه در سطح احتمال 5 درصد معنیدار و برای سایر صفات مورد مطالعه تأثیر معنیداری نداشت - جدول . - 1 مقایسه میانگین دادهها نشان داد که دزهای مختلف اعمال شده بر روی همه صفات مورد مطالعه حالت بازدارنده و منفی داشت بطوریکه بیشترین دادهها مربوط به تیمار شاهد بود - جدول . - 2 تأثیرات منفی و بازدارنده اشعه گاما بر روی ویژگیهای مختلف انواع گیاهان توسط تعدادی از محققین گزارش شده است - دین و همکاران 2003، خان و همکاران 2007 و عبدالمجید و همکاران . - 2010 مقدار دز بازدارنده بسته به نوع و شرایط فیزیولوژیکی گیاهان مختلف متفاوت است. دز 200 گری در گیاه سورگوم بیشترین تأثیر بازدارنده را روی صفت تعداد دانهها داشت بطوریکه 74 درصد کاهش نسبت به شاهد را نشان داد و در صفت ارتفاع گیاهی بیشترین تأثیر دز بازدارنده 500 گری بود که موجب کاهش 79 درصد ارتفاع گیاه نسبت به شاهد گردید.
تعداد گره
جدول مقایسه میانگینها نشان داد که سطوح مختلف تیمارهای دز باعث کاهش صفت تعداد گره در گیاهان شد بطوریکه بیشترین تأثیر بازدارندگی مربوط به دز 200 گری میباشد که موجب کاهش 32 درصدی این صفت در مقایسه با شاهد شده است و همچنین کمترین تأثیر بازدارندگی کاهش 10 درصدی در دز 500 گری مشاهده شد.
تعداد دانه
در بین تمام صفات مورفولوژیکی مورد مطالعه به طور متوسط بیشترین تأثیر اشعه گاما مربوط به صفت تعداد دانه در گیاه بود که نسبت به شاهد - بسته به مقدار دزها - از 75 درصد تا 40 درصد کاهش نشان داد بطوریکه بیشترین کاهش مربوط به دز 200 گری و کمترین کاهش در تیمار با دز 500 گری بود.
وزن خشک اندامهای هوایی
