مقاله جمع‌آوری ، احیاء و ارزیابی گونه‌های زراعی خانواده کلم‌ها

بخشی از مقاله

چکیده

توسعه دانش مهندسی ژنتیک و امکان انتقال ژنهای مورد نظر از ژرم پلاسم تودههای بومی و گونههای وحشی به گونههای زراعی چشم انداز روشنی را در اصلاح و معرفی ارقام پرمحصول گشوده است. استان چهارمحال و بختیاری به لحاظ شرایط اقلیمی، توپوگرافی و خاک، رویشگاه گونههای متعدد گیاهی و از جمله غنیترین منابع گونههای زراعی و خویشاوندان وحشی آنها در کشور میباشد. متأسفانه دانش ما در خصوص خویشاوندان وحشی گونههای زراعی بسیار محدود است. همزمان فرسایش ژنتیکی نیز در بعضی از مناطق جهان و ایران به ویژه استان چهارمحال و بختیاری به طور هشدار دهندهای افزایش یافته است. با توجه به تنوع ژنتیکی گونههای زراعی و فرسایش شدید و روز افزون ، این گونه ها در معرض نابودی میباشند.

لذا دلایل متعددی برای جمعآوری و احیاء گیاهان زراعی از جمله شناسایی، احیاء، طبقه بندی بتانیکی و نیز مطالعه تنوع ژنتیکی و حفاظت آنها وجود دارد. گونههای مهم خانواده کلمها شامل کلم برگ، کلم گل، کلم قمری، کلم چینی، کلم تکمهای، شلغم، تربها و شاهی اهمیت فراوانی در تغذیه و ایجاد اشتغال در بخش کشاورزی دارند. متأسفانه گزارش مدونی از سطح زیر کشت این گونهها در ایران وجود ندارد و قدمت کشت و کار آنها در ایران طولانی نیست. مرکز تنوع اولیه این خانواده را کشورهای اروپایی گزارش کردهاند. این بررسی پنج ساله که در راستای وظایف بانک ژن و تحقق اهداف فوق میباشد، از سال 1386 شروع گردید. در سال اول با توجه به دستورالعملهای IPGRIنسبت به تقسیم بندی استان بر اساس نقشه پراکنش کشت و کار گیاهان این خانواده اقدام شد. با توجه به این تقسیمبندی طی سالهای زراعی 1386-89 از سطوح زراعی مناطق مختلف استان بازدید بعمل آمده و 10 نمونه از تودههای زراعی تربچه Raphanus sativus و 6 نمونه شاهی Lepidum sativum جمعآوری و به بانک ژن ملی گیاهی ایران ارسال گردید.

کلمات کلیدی: بانک ژن، احیاء، تنوع ژنتیکی، خویشاوندان وحشی

مقدمه

مهمترین اهداف بانک ژن گیاهی جمع آوری و حفاظت از منابع ژنتیکی گیاهی به منظور جلوگیری از انقراض و فرسایش این منابع ارزنده و خدادادی می باشد و همچنین فراهم آوردن امکانات بهره برداری از آنها در تحقیقات کشاورزی در جهت نیل به خودکفایی کشور مهم میباشد. پیشرفت آینده محصولات کشاورزی به وسیله کارشناسان اصلاح نباتات بستگی به تنوع مواد ژنتیکی در دسترس آنها داشته و ارقام وحشی و تودههای بومی بهدلیل داشتن خصوصیات مطلوب و نیز ژنهای ارزنده از نظر اصلاحگران حایز اهمیت بوده و میباشد.[1]

یکی از خصوصیات مهم تودههای بومی، سازگاری آنها با شرایط موجود و در طی سالیان متمادی و طولانی بوده است که در وضعیت سخت و دشوار محیطی گروههای حساس و غیرمتحمل نابود شده و نسل آنها از بین رفته و آن تعداد نمونه باقیمانده که توانسته دوام یابد و نسل خود را حفظ نماید، علاوه بر سازگاری ارقام بومی و وحشی با شرایط محیطی، دارای ژنهای مقاومت به تنش های خشکی و بیماریها نیز بوده است .[2] تنوع زیستی عبارت است از اکوسیستم ها، گونه ها و ژن هایی که محصول بیش از 3000 میلیون سال تکامل می باشند. گیاهان اساس تثبیت اقلیم ، حفظ حوزه های آبریز خاک و محافظت کننده ثبات ترکیبات شیمیائی زمین هستند [.18]

بشر برای ادامه حیات خود به تعداد نسبتاً کمی گیاه اتکاء دارد. همانطور که جمعیت جهان افزایش می یابد فشار بیشتری بر روی منابع محدود طبیعی وارد می شود.  با توجه به گسترش تکنیک انتقال ژن در دو دهه اخیر استفاده از تنوع گونه های وحشی در به نژادی بیشتر قابل دستیابی شده است. دانش ما در خصوص گونههای وحشی و خویشاوندان علفی آنها هنوز ناقص است. اطلاعات اساسی در مورد حدود گونهها، تعداد کروموزم ها، توزیع تنوع ژنتیکی در بسیاری موارد هنوز ناکافی است و یا اینکه کاملاً از آن بیبهرهایم. همزمان فرسایش ژنتیکی در قسمتی از جهان بطورهشدار دهنده افزایش یافته است. بنابراین دلایل متعددی برای جمعآوری تودهای بومی و گونههای وحشی وجود دارد :

-    جمعآوری برای طبقه بندی بتانیکی ، فیلوژنیک و تحقیقات سیستماتیک گیاهی.

-    جمعآوری برای مطالعات تنوع ژنتیکی و حفاظت آنها.

-    جمعآوری برای استفاده سریع در برنامه های به نژادی.

جمع آوری و حفاظت گونه های وحشی موقعی بیشترین کارآیی را دارد که نیاز مشخص و معینی برای آن وجود داشته باشد. البته اهداف مختلف دقیقاً از یکدیگر متمایز نیست ، اما لازم است جمع آوری کننده نسبت به کلیه فعالیتهای جمعآوری دقت کافی داشته باشد تا بتواند استراتژی مناسبی برای جمعآوری انتخاب کند.[2] موادی برای حفاظت طولانی مدت در بانک های ژن انتخاب می شوند بایستی از حیث گونه و خزانه ژنی دارای تنوع باشند. در صورتیکه جمعیت یا گونهای از نظر فرسایش ژنتیکی در معرض خطر یا نابودی میباشد، تنها کاری که بایستی انجام شود، نمونهگیری هر چه سریعتر بر اساس استراتژی جمعآوری است15] و . [16

برای مطالعه موثر تنوع ژنتیکی گونهها نحوه آمیزش و سیستم گردافشانی آنها باید شناخته شود .[5] کلم ها بیش از 3000 گونه هستند که بصورت های دارویی، روغنی و خوراکی در سراسر جهان پراکندهاند. 40 گونه آنها مهم می باشد. از لحاظ تاکسونومی تاکنون بخوبی شناسایی نشده اند. ارقام زراعی کلم ها شش گونه می باشد، سه گونه آنها 8-10 جفت کروموزم و سه گونه دیگر -19 17 کروموزوم دارند.[17]

کلم گل : Brassica oleracea var. botrytis

محققین اظهار میدارند که B. oleracea یک کیل - Kale - برگی بوده که ارقام کیل از آن ایجاد شدهاند و در طول سواحل مدیترانه و اطلس شمالی گسترش یافتهاند. انواع ارقام اصلاح شده کلم گل به سیستم خود ناسازگاری آن بستگی دارد تا سال 1960 تمام ارقام کلم گل، آزاد گرده افشان بودند که در دو دسته یکساله، خودسازگار - هموژن - و خود ناسازگار - هتروژن - بودند .[19]

کلم برگ - پیچ - : Brassica oleracea var. capitata

بطور کلی مسلم گردیده که ارقام کلم پیچ امروزی از کلم پیچ وحشی سواحل انگلستان و سواحل غربی و جنوبی اروپا منشاء گرفته است .[3] کلم پیچ با آنکه می تواند درجه حرارت های وسیع را تحمل کند یک محصول سرد فصلی به شمار می رود.

کلم قمری : Brassica oleracea var. gongylodes

گیاهی است دو ساله که ساقه متورم و پیاز مانند دارد. غده های آن در بالای زمین تشکیل می شود که قبل از سخت شدن و چوبی شدن برداشت میگردد، اینگیاه معمولاً در دماهای پایین گل می دهد و بنابراین کار به نژادی تنها در شرایط معتدل امکان پذیر است. حدود 8-12 هفته تیمار با سرمای مصنوعی در تشکیل و رشد گل مؤثر است .[3]

شلغم : Brassica napus Var. napo

متعلق به تیره کراسیفرا و گیاهی دو ساله است. به نظر می رسد شلغم از مناطق سرد اروپا منشاء گرفته باشد. علاوه بر شلغم انواع دیگر بنام سوئدی، کلزای روغنی، پاک چوی و کلم چینی وجود دارد که همراه این زیر گونهها محتوی ژنی گسترده ای عرضه میدارند که می توانند به سادگی با یکدیگر تلاقی یابند .[7] در نوع سوئدی رنگ ارغوانی، شکل گرد، گوشت زرد و ماده خشک 9 درصد بعنوان مهمترین صفات بازار پسند آن است.[10] شلغم ها براساس رنگ گوشت، پوست، شکل و زمان رسیدن گروه بندی می شوند . - 4 - شلغم های سفید رشد سریعتر و ماده خشک کمتری داشته و لذا مقاومت کمتری به سرما دارند. فوکوکا [8] همبستگی ده صفت کمی شامل وزن غده، وزن برگ، وزن کل گیاه، طول غده، قطر غده، شاخص تشکیل ریشه، طول برگ، تعداد برگ، نسبت اندام هوائی به ریشه و درصد ماده خشک را محاسبه کرد. بطور کلی وراثت پذیری عمومی این ده صفت بسیار بالا بوده و از %89 برای وزن غده تا %99 برای شاخص تشکیل ریشه و مقدار برگ بود و یک همبستگی منفی بین وزن کل گیاه با وزن غده مشاهده نمود.

تربچه : Raphenus sativus L.

تربچه یک سبزی یکساله از تیره کروسیفرا است. تربها بصورت خام، سالادی، پخته و یا کود سبز استفاده می شوند. انواع بهاره و پائیزه دارند. تربچه وحشی در سواحل مدیترانه پراکنده است. منشاء تربچه زراعی به روشنی معلوم نیست. ارقام تربچه از نظر اکولوژیکی پنج واریتهاند .[11] تربچه باغی و نقلی بومی غرب آسیای مرکزی و تربچه سیاه بومی آسیای مرکزی است، که نوع وحشی آن در ژاپن و چین بوده که منشأ ارقام آسیای مرکزی است .[13] ارقام تربچه هندی در دو گروه هستند، گروه اروپائی - خاص مناطق معتدل - و گروه آسیایی - خاص مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری - . تربچه وحشی در سواحل ژاپن و جنوب چین پیدا شده است، اما هنوز قطعی نیست که آیا انواع وحشی، بومی این منطقه باشند .[19] در ایران از انواع ترب و تربچه به ترتیب تعداد 27 و 82 نمونه جمع آوری شده است .[1]

کیفیت تربچه به مقدار قند، تندی، ساختمان سلول، مقدار آب و دامنه پوکی بستگی دارد. در بازاریابی ژاپن ظاهر خارجی، طول ریشه، شکل، صاف بودن پوست، رنگ، براقی و رنگ ریشه نیز ارزیابی می شود .[12] مزه تربچه یکی از مهمترین صفات کیفی است و لذا کاهش تندی یک هدف است. در امریکا تندی 109 رقم ارزیابی شد.[6] ارقامی که زود پوک می شوند دارای سلول های پارانشیمی بزرگتری در ریشه و بافت ظریف در قاعده دارند و همچنین زودتر می رسند از این رو تلاش بر اصلاح ارقامی است که دیر پوک میشوند و در پاییز و اول بهار کشت می گردند .[9]

طویل شدن ریشه به سازگاری با خاک بستگی دارد. ارقام گرد مناسب خاک آهکی و ارقام ریشه طویل مناسب خاکهای عمیق اند. ارقامی که رشد طولی ریشه کمی دارند مقاوم به سرما هستند، بعبارت دیگر ارقام گرد را زمستان میکارند .[9] ارقام تربچه بر اساس گلدهی چهار نوع است، بهاره مناطق گرم، بهاره مناطق سرد که آخر بهار میکارند، زمستانه که اول بهار میکارند و نوع بینابین که پاییز، تابستان و بهار میکارند و اگر در بهار کشت شود گل میدهد.

روش تحقیق

جمع آوری براساس روش و دستورالعمل IPGRI صورت گرفت. این دستورالعمل برای جمع آوری بذر گیاهان زراعی و خویشاوندان وحشی حاوی نکاتی به شرح ذیل است که در جمع آوری به آن توجه شد. برای انتخاب محل جمع آوری، اختلاف ارتفاع، وضعیت توپوگرافی و عرض جغرافیایی که تغییرات آب و هوایی را باعث می شوند، مورد توجه قرارگرفته و زمان مسافرت جمع آوری موقعی انتخاب شد که محصول حداکثر رسیدگی را داشت. مسیر جمع آوری با استفاده از نقشه های دارای خطوط تراز به مقیاس 1:500000 و نقشه جاده تعیین شد. برای ورود به مناطقی که اجازه رسمی لازم بود، این مجوز اخذ گردید.

نمونه گیری به صورت تصادفی انجام شد. واحد جمع آوری توده بود که مجموع نمونهها با هم مخلوط شدند و در صورت مشاهده مورفوتیپ نمونه های مجزا تهیه شد. از هر محل نمونه گیری بذر 50 تا 100 بوته، بسته به نوع سبزی جمع آوری گردید. در صورتی که در مزرعه ای محصول آن برداشت شده بود ، با مراجعه به منازل کشاورزان اقدام به تهیه بذر شد. ضمناً در کلیه نمونه گیریها فرم جمع آوری شامل اطلاعات اقلیمی، پوشش گیاهی توپوگرافی، وضعیت خاک و… یادداشت گردید. جمع آوری هر ساله از مکانهای مختلف در فصل رشد  تولید بذر گیاه صورت گرفت. بدیهی است باتوجه به روند منحنی پراکنش و تراکم آن سبزی اقدام به برنامه ریزی و اولویت بندی مناطق بعدی نموده  هر ساله قسمتی از استان تا انجام کامل جمع آوری دنبال شد. نمونه های جمع آوری شده در صورت نیاز به احیاء در شرایط ایزوله در ایستگاه تحقیقاتی چهارتخته شهرکرد کشت گردیده و پس از احیاء همراه با فرم اطلاعات مربوط به جمع آوری به بانک ژن ملی گیاهی ایران - کرج - ارسال گردیدند.