بخشی از مقاله
چکیده
گونههای خویشاوندگندم منابع ژنتیکی بینظیری برای اصلاح کیفیت گندم هستند. یکی از این گونهها، آلوتتراپلویید آجیلوپس تریانسیالیس است که از منابع ارزشمند مقاومت به بیماری و آفات به حساب میآید. در این تحقیق آجیلوپس تریانسالیس به عنوان والد مادری با ارقام پیشگام و امید گندم نان تلاقی داده شد. بذرهای F1 و F2 به همراه آجیلوپس کاوداتا - به عنوان شاهد - به منظور تخمین اندازهی ژنوم هستهای هیبریدها با روش فلوسایتومتری مورد بررسی قرار گرفتند.
با توجه به نتایج بدست آمده، میزان2C DNA هیبریدهای نسل اول 23/64 پیکوگرم برآورد شد که بر هیبرید بودن بذرها - 2n = ABDUtCt - دلالت دارد.مقدار 2C DNAvalue در بذرهای هبیرید نسل دوم از 39/4 تا 46/3 متغییر بود. این موضوع دلالت بر ایجاد آمفی پلوئیدهای خود به خودی در نسل F2 دارد. چنین بذرهای آمفی پلوئیدهای به طور معمول از طریق امتزاج گامت های کاهش نیافته بر روی بوته های F1 به وجود آمده است.
-1 مقدمه
گندم یکی از غذای اصلی و منبع عمده کالری در بسیاری از کشورهای در حال توسعه است.و در نتیجه یک منبع مهم در جهت حفظ امنیت غذایی برای جمعیت در حال رشد این کشورها میباشد - Gupta et al., 2008 - میزان تولید گندم در سال 2013، در جهان 716 میلیون تن و در ایران 14 میلیون تن بوده است
متخصصین پیش-بینی میکنند تا سال 2020 میزان تقاضا برای گندم 40 درصد افزایش پیدا کند . - Rejesus et al., 1996 - بنابراین مطالعه بر روی جنبههای مختلف به نژادی گندم، هدف با ارزشی درسالهای اخیر میباشد بهنژادگران توجه خود را به بانکهای ژن به خصوص تودههای بومی معطوف داشتهاند که تنوع در آنها طی هزاران سال ایجاد شده و در طبیعت پایدار باقی ماندهاند
خویشاوندان وحشی به دلیل خالص بودن و دارا بودن تبادلات ژنتیکی با ارقام زراعی نقش خیلی مهمی در کشاورزی و تغییرات آن دارند . - Azzu and Collette, 2008 - وجود صفات مهمی مانند سازگاری وسیع، مقاومت به بیماریها و غیره در برخی از ارقام بومی، این خزانه ژنی به را عنوان منابع ارزشمندی برای تنوع ژنتیکی در گندم مطرح میکنند
پژوهشهای زیادی در زمینه تلاقی بینگونهای با هدف انتقال صفات مطلوب به گندم صورت گرفته است. تقریبا بیش از %80 از ژنهای منتقل شده از گونههای وحشی به گونههای زراعی، ژنهای مقاومت به آفات و بیماریها بوده است - Brown and Caligari, 2011 - گونههای وحشی آجیلوپس 1که اجداد گندم زراعی محسوب میشوند، به دلیل داشتن ها ژنهای متعدد از جمله ژن مقاومت به بیماریها و آفات و سازگاری با شرایط محیطی از منابع ارزشمند و مورد توجه اصلاحگران است
آجیلوپس تریانسیالیسٍ یکی از منابع ارزشمند مقاومت به بیماری و آفات به حساب میآیید - - Martin-Sanchez et al., 2003 که دارای ژنهای مقاومت نسبت به زنگ برگَ میباشد
ژن مقاومت به زنگ برگ از کروموزوم 5U و ژن مقاومت به نماتد از کروموزوم آجیلوپس تریانسیالیس به گندم نان منتقل شده است به همین جهت استفاده از این گونه در برنامههای اصلاحی گندم میتواند بسیار حائز اهمیت باشد. به منظور تعیین سطح پلوئیدی از روشهای غیرمستقیم نظیر بررسی و مقایسه¬ی ویژگیهای ریختشناختی و میکروسکوپی و همچنین روشهای مستقیم - شمارش کروموزمی و فلوسایتومتریُ - استفاده میشود روشهای غیرمستقیم آسان و سریع بوده ولی مستلزم گذشت زمان برای رشد گیاهان بوده و از طرفی قطعیت آنها نسبت به روش-های مستقیم کمتر است در روشهای مستقیم تخمین اندازهی ژنوم - با فلوسایتومتری - و یا تعداد کروموزومها - شمارش کروموزومی - به طور مستقیم اندازهگیری و شمارش میشود. این روشها در مقایسه با روشهای غیرمستقیم بسیار دقیق- تر است.
رنگ آمیزی کروموزمهای سلولهای مریستمی و مشاهده آنها در زیر میکروسکوپ، یک روش سیتولوژی برای تشخیص سطح پلوئیدی گیاهان محسوب میشود.که با این روش میتوان تعداد کروموزومهای هستهی سلول را اندازه-گیری نمود
با وجود اینکه در این روش تعیین سطح پلوئیدی با دقت بسیار زیادی مشخص میشود اما این فرآیند پرزحمت و وقتگیر است فلوسایتومتری تکنیک بسیار دقیق در تخمیناندازهِی ژنوم هسته است که به دلیل دقت زیاد در تعیین اندازهی ژنوم هسته راحتی و سادگی کار و سرعت بالا در مقایسه با روش شمارش کروموزومی در علوم گیاهشناسی و باغبانی بسیار پرکاربرد است
-2 مواد و روش
1-2 مکان اجرای آزمایش
ژنوتیپهای مورد مطالعه در مزرعهای واقع در دانشکده کشاورزی دانشگاه کردستان کشت شد. سایرآزمایشات درآزمایشگاه فلوسایتومتری دانشگاه تربیت مدرس انجام شد.
2-2 مواد گیاهی
ارقام مختلف گندم نان با نامهای امید و پیشگام در - چهارزمان متفاوت کاشت - به همراه یک اکوتیپ آجیلوپس تریانسیالیس - جمع آوری شده از دانشگاه کردستان - در ماههای مهر، آبان و اسفند سال زراعی 93-92 کشت شد.
3-2 تلاقیها
گلچههای تریانسیالیس پس ازخوشهدهی و قبل از رسیدگی بساک اخته گردید و پاکتگذاری به منظور عدم دریافت گرده از محیط انجام شد. گرده افشانی درزمان مناسب بااستفاده ازگردهی رقمهای نامبردهی گندم انجام گرفت و مجدداً خوشهها پاکتگذاری شدند. در زمان رسیدگی فیزیولوژیکی بذور مربوط به هر بوته برداشت شد و سپس در آبان سال 94-93 در مزرعه کشت شدند.
4-2 تعیین اندازهی ژنوم هسته با استفاده از روش فلوسایتومتری
برای تعیین اندازهی ژنوم هستهی بذور هیبرید F1 و F2، با استفاده از فلوسایتومتری از روش دولز و همکاران - 2007 - استفاده شد. مراحل استخراج هسته به قرار زیر بود:
یک تکه کوچک از بافت گیاه مورد بررسی را به همراه یک تکه کوچک از بذر گیاه آجیلوپس کاوداتا به عنوان شاهد داخلی - مجموعاً در حدود 20 میلی گرم - را داخل پتری دیش پلاستیکی قرارگرفت. گیاه مورد استفاده به عنوان مرجع بهتر است که با گیاه مورد بررسی هم خانواده باشد. مقدار مناسب بافت گیاهی به تجربه و با توجه غلظت هستهها و مقدار ناخالصیها در زمینه هیستوگرام مشخص میشود. نسبت بافت گیاهی نمونه به بافت استاندارد باید در حدی باشد که پس از انجام فلوسایتومتری ارتفاع پیکهای G1تقریباً برابر باشند.
