بخشی از مقاله
چکیده
به منظور ارزیابی اثر نمک NaCl و لیزر برچگونگی رشد مریستم سیبزمینی رقم - جلی - ، آزمایشی درسال1394درآزمایشگاه تخصصی کشت بافت دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاداسلامی واحد اصفهان - خوراسگان - ، به صورت آزمایش فاکتوریل سه عاملی با چهار تکرار در قالب طرح پایه کاملا تصادفی اجرا شد که شامل فاکتور اول لیزر در دو سطح 0 و3 دقیقه نور قرمز و فاکتور دوم هورمون های BA در دوغلظت 0 و 0/2 ، NAA در دو غلظت 0 و 0/5 ونمک NaCl در سه سطح 0 ، 50 و 100 میلی گرم در لیتر اجرا گردید.
بنابراین 24 تیماردر چهار تکرار به طوری که شامل 96 پلات آزمایشی بود. صفات مورد اندازهگیری شامل تعداد برگ، اندازه سطح برگ ، وزن تر اندام هوایی ، وزن خشک اندام هوایی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر هورمون، شوری، لیزر و اثرات متقابل هورمون ولیزر، شوری و لیزر ، هورمون با شوری و لیزر بر سطح 1 درصد معنیدار شد . - p<0/01 - بیشترین عملکرد در تمام صفات مورد اندازه گیری تیمار بدون شوری- با لیزر-BA+NAA و کمترین آن در تیمار شوری 100 میلی گرم کلرید سدیم- بدون لیزر- بدون هورمون مشاهده شد.
مقدمه
کشت بافت گیاهی علم رشد سلول، بافتها و اندام گیاهی جدا شده از گیاه مادری در محیط مصنوعی - درون شیشهای - میباشد - کورز،1377؛بیلی،2003؛جورج و همکاران،. - 2008 از آنجایی که روشهای اصلاح گیاهان بسوی اصلاح عملکرد واقعی محصول درتحمل خشکی و شوری معطوف شدهاست دستاورد استفاده ازکشت سلول گیاهی و باززایی گیاهان از موتانتهای سلولی بطور روزافزونی درحال افزایش است و تکنیک کشت بافت امکان شناسایی و گزینش ژنوتیپهای مورد نظر را به همراه تکثیر سریع آنها فراهم مینماید.
دراین روش باززایی به دو روش مستقیم و غیرمستقیم انجام میشود. در روش مستقیم ابتدا بافتهای مریستمی کشت شده و سپس از اندامزایی مستقیم برای باززایی گیاهان تحت تنش شوری استفاده میشود کشت جوانه انتهایی یا نوک ساقه بهترین روش برای بررسی و گزینش تحمل شوری میباشد. درروش غیرمستقیم پس از کالوسزایی با کشت کالوسهای به دست آمده درمحیط کشت MS حاوی تیمارهای NaCl میتوان تودههای سلولی مقاوم را که به رشد و نمو و تمایز خود ادامه میدهند شناسایی کرده و با انتقال به محیط فاقد تیمار شوری رشد آنها را بررسی نمود با انتقال مجدد این کالوسهای گزینش شده به محیط کشت شوری بایستی تحمل شوری تکرار شود.
سیبزمینی محصول غذایی مهم تجاری جهان است و رتبه چهارم را بعد ازذرت، گندم و برنج با تولید سالانه 328 میلیون تن به خود اختصاص داده است. این گیاه تتراپلوئید ومتعلق به خانواده Solanaceae که شامل 90 جنس و2800 گونه است . - FAO ¸2008 - به طور کلی سیبزمینی به طور متوسط به شوری - 1.7 ds/m ec - آسیبپذیر است - مس، ; 1985 کاترجی و همکاران، . - 2003 شواهد نشان میدهد که شوری خاک یکی از مهمترین عوامل غیر زنده که محدود کننده بهرهوری از سیستمهای کشاورزی در جهان است - مهجان وتوتجا،. - 2005
شوری بر روی گیاهان به چند روش تاثیر میگذارد که شامل استرس اسمزی، عدم تعادل یونهای خاص4، سمیت یون، اختلال تغذیه و اختلال هورمونی میباشد - لوکلا واپستاین ;1990 اشرف ;1994وحید و همکاران . - 2007 همه این عوامل تحت تاثیر رشد و توسعه در هر دو سطح فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی قرار دارد - مانز;2002 مانز و جیمز ; 2003 تستر و داونپورت. - 2003 سیبزمینی در تأمین بخشی از نیازهای غذایی کشور اهمیت ویژهای دارد. با توجه به اینکه اراضی شور و نیمه شور 15درصد از کل اراضی کشور ایران را شامل میشود دسترسی به رقم یا رقمهای سیبزمینی متحمل به شوری برای افزایش سطح زیر کشت و عملکرد این محصول بسیار ضروری است - کاترجی و همکاران، - 2000تقریباً. یک سوم این محصول در کشورهای در حالوسعهت - عمدتاً کشورهای آسیایی - تولید میشود.
سهم ایران در تولید جهانی سیبزمینی 1/09درصد و متوسط عملکرد جهانی سیبزمینی 17/1 تن در هکتار میباشد. ارزیابی تحمل به شوری گیاهان درسطح مزرعه و گلخانه مستلزم صرف هزینه و وقت زیادی است به همین منظور از روش کشت بافت استفاده میشود. نتایج آزمایشهای درون شیشهای نشان داده است که غلظت نمک مستقیما در فرایند رشد و تقسیم سلولی دخالت میکند و مانع فرایند اسمزی میشود - فرحت االله و رضی الدین، ;2002 وین کاو، . - 1993
لیزر درسال های اخیرتوجه بسیاری ازمحققان واندیشمندان را به خود جلب کرده است. آنچه سبب می شود پرتو لیزر از نور های دیگر متمایز شوددرحقیقت ویژگی های منحصر به فرد آن است که در هیچ منبع نوری دیگر دریافت نمی شود که عبارتند ازهمدوسی،تک رنگی،واگرایی کم وموازی بودن پرتو لیزر - کارو وهمکاران،. - 1989 تحریک گیاهان با استفاده از میدان های مغناطیسی به عنوان راهی جهت افزایش کمیت وکیفیت عملکردمورد تو جه قرار گرفته است.تحقیقات نشان داده بخشی از فواید به کار گیری تابش نورلیزربر روی بذرگیاهان شامل کاهش مصرف آفت کش ها،کاهش به کار گیری موادشیمیایی برای رسیدن میوه،کاهش آلودگی آب وخاک وافزایش بازدهی محصول می باشد.
مطالعات مختلف نشان میدهد که تابش لیزر جوانهزنی بذر را افزایش و باعث بهبود رشد و سوخت و ساز میشود - چن وهمکاران،2005؛پروین وهمکاران،2010 - .مطالعات نشان میدهد که تابش لیزر باعث بهبود مقاومت گیاه به برخی از عوامل تنشزای محیطی میشود - چن وهمکاران ،2008 - .لیزر باعث زودرس شدن، افزایش مقاومت در برابر بیماریها ،غیر فعال کرن خواب بذر،درصد جوانهزنی و یکنواختی جوانهزنی، تاثیر در فرایند تنفس، افزایش فرایند فتوسنتزی میشود - دورکوا،1993؛ گلادی زوسکی،2006 ؛ کاکانا کوا وهمکاران،. - 2008
روش کار
در این پژوهش جهت کشت مریستم ،سیب زمینی رقم جلی از سردخانه های فریدن تهیه گردید. ابتدا سیب زمینی مورد نظر را از آلودگی سطحی شسته ودر اتاقک تاریک ودمای 14 درجه سانتی گراد قرار داده به مدت 10 روز جوانه زده و پس از آن به آزمایشگاه کشت بافت جهت ضد عفونی و کشت انتقال داده شدند. تمام آزمایشات انجام شده در این بخش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با چهار تکرار انجام شد که شامل : فاکتور اول لیزردر دوسطح 0 و3 دقیقه نور قرمز و فاکتور دوم هورمون های BA در دو سطح 0 و0/2، NAA در دو سطح 0 و0/5 ونمک NACL در سه سطح 0، 50 و100 میلی گرم در لیتر اجرا می گردد.
بنابراین 24 تیمار در چهار تکرار به طوری که شامل 96 پلات آزمایشی می باشد طراحی هر پلات شامل یک شیشه مربایی که شامل 5CC محیط کشت می باشد ودر هر شیشه 3 ریزنمونه - Sprout - قرار می گیرد. سپس فاکتورهایی شامل تعداد ساقه، طول ساقه، تعداد ریشه، طول ریشه، تعداد برگ، اندازه سطح برگ، وزن تراندام هوایی، وزن خشک اندام هوایی، وزن تر ریشه، وزن خشک ریشه، میزان کلروفیل اندازه گیری می شود.پس از بررسی نتایج بدست آمده از این پژوهش و نیز مقایسهی آنها با نتایج بدست آمده از سایر پژوهشهای مرتبط، میتوان اثر بهترین تیمارهای لیزر، نمک وغلظت های آن ، نوع هورمون و غلظت هورمون را بر افزایش میزان اولیهی رشد را چنین بیان نمود:
بررسی اثر تیمارها برمیزان طول ریشه:
مشاهده شد که ترکیب دو تیمار هورمونی به همراه لیزر در محیط بدون نمک سبب بیشترین میزان طول ریشه شد که با سایر تیمارها اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد. همچنین در بررسی اثر همین تیمارها در محیط حاوی 50 میلیگرم بر لیتر نمک مشاهده شد که دارای بیشترین میزان طول ریشه است که با سایر تیمارهای حاوی نمک اختلاف معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد.
همین امر در مورد وزن اندام زیر زمینی نیز مشاهده شد.از بررسی نتایج به دست آمده میتوان به وضوح دید که ترکیب دو تیمار هورمونی به همراه لیزر و محیط کشت فاقد نمک سبب تولید بیشترین میزان اندام زیر زمینی شد که با سایر تیمارها اختلاف معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد. علت این امر را میتوان اینگونه تفسیر کرد که عدم جود نمک به دلیل تنشزا نکردن محیط کشت سبب تولید بیشترین میزان اندام زیر زمینی شده است.پس از آن با به کار بردن نمک، ترکیب دو تیمار هورمونی و استفاده از لیزر در غلظت 50 میلیگرم بر لیتر نمک بیشترین میزان تولید اندام زیر زمینی را سبب شدند که با سایر تیمارهای حاوی نمک اختلاف معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد.
بررسی اثرتیمارهای مورد استفاده بر میزان تولید ریشه
از بررسی اثر متقابل تیمارها بر تولید ریشه چنین مشاهده شد که تیمار لیزر به همراه تیمار 0/2 BA و 0/5 NAA و محیط بدون نمک سبب تولید بیشترین میزان تولید ریشه شد که با سایر تیمارها تفاوت معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد. همچنین در بین تیمارهای حاوی نمک بیشترین میزان تولید ریشه مربوط به غلظت 50 میلیگرم بر لیتر نمک و همین غلظت از هورمونها و استفاده از لیزر بود که با سایر تیمارهای حاوی نمک اختلاف معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد.
علت این امر میتوان چنین بیان کرد که ترکیب دو تیمار هورمونی به همراه تیمار لیزر در شرایط بدون نمک باعث افزایش تولید ریشه در سطح معنیداری میشود که البته در شرایط استفاده از نمک نیز همین امر مشاهده شد.. در نتایج به دست آمده مشاهده شد که کمترین میزان تولید ریشه مربوط به غلظت 100 میلیگرم بر لیتر نمک و غلظت 0 هورمونی و عدم استفاده از لیزر بود که با سایر تیمارها تفاوت معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد.
بررسی اثرتیمارهای مورد استفاده بر میزان کلروفیل
از بررسی اثر متقابل تیمارها بر تولید کلروفیل چنین مشاهده شد که تیمار لیزر به همراه تیمار 0/2 BA و 0/5 NAA و محیط بدون نمک سبب تولید بیشترین میزان کلروفیل شد که با سایر تیمارها تفاوت معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد. همچنین در بین تیمارهای حاوی نمک بیشترین میزان تولید کلروفیل مربوط به غلظت 50 میلیگرم بر لیتر نمک و همین غلظت از هورمونها و استفاده از لیزر بود که با سایر تیمارهای حاوی نمک اختلاف معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد
بررسی اثرتیمارهای مورد استفاده بر تعداد ساقه
از بررسی اثر متقابل تیمارها بر تعداد ساقه چنین مشاهده شد که به جز ترکیب تیمار هورمونی فاقد لیزر و نمک که بیشترین تعداد ساقه را سبب شد و با سایر تیمارها تفاوت معنیداری داشت، بقیه تیمارها تفاوت معنیداری در تولید تعداد ساقه نشان ندادند. از این بررسی میتوان چنین نتیجه گرفت که احتمالا عدم وجود لیزر سبب افزایش تعداد ساقه شده اسبررسی اثرتیمارهای مورد استفاده بر تعداد ریشه از بررسی اثر متقابل تیمارها بر تعداد ریشه چنین مشاهده شد که تیمار لیزر به همراه تیمار 0/2 BA و 0/5 NAA و محیط بدون نمک سبب تولید بیشترین تعداد ریشه شد که با سایر تیمارها تفاوت معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد. همچنین در بین تیمارهای حاوی نمک بیشترین تعداد ریشه مربوط به غلظت 50 میلیگرم بر لیتر نمک و همین غلظت از هورمونها و استفاده از لیزر بود که با سایر تیمارهای حاوی نمک اختلاف معنیداری در سطح احتمال 1 درصد نشان داد.
نتیجهگیری
از برآیند سه عامل لیزر، نوع و غلظت هورمون، غلظت نمک استفاده از IBA+NAA نسبت به سایر تیمارهای هورمونی تاثیر بیشتری بر روی صفات اندازه گیری داشت و موجب افزایش آن گردید. با افزایش سطح شوری، تمام صفات به صورت معنیداری کاهش یافت. بیشترین تاثیر در تیمار بدون شوری-با لیزر-IBA+NAA و کمترین آن در تیمار شوری 100 پیپیام کلرید سدیم-بدون لیزر-بدون هورمون مشاهده شد. کاربرد لیزر باعث افزایش معنیدار تعداد ریشه شد.
تنها در تیمار بدون شوری با لیزر، استفاده از IBA+NAA نسبت به سایر تیمارهای هورمونی موجب افزایش تعداد ریشه گردید. نکتهی جالب توجه این است که اثر تیمارها بر روی ریشهزایی تقریبا با اثر آنها بر روی رشد شاخساره نسبت مستقیم دارد. یعنی تیماری که باعث افزایش ریشهزایی شده است، رشد شاخساره را نیز تحریک کرده و سبب افزایش رشد آن نیز شده است و تیماری که باعث کاهش ریشهزایی شده است، رشد شاخساره را نیز تحریک کرده و سبب کاهش رشد آن گردیده. این امر را چنین میتوان توجیه نمود که شاخساره به دلیل نیاز به آب و مواد غذایی تقریبا به طور کامل به ریشه وابسته است.
برگها با در اختیار قرار داشتن آب و مواد غذایی بیشتر، سرعت فتوسنتزی بیشتری داشته و در نتیجه مواد کربوهیدراتی بیشتری تولید میکنند. حال این مواد کربوهیدراتی در اندامهای هوایی - شاخساره - و نیز اندامهای زمینی - ریشهها - مورد استفاده قرار گرفته و باعث رشد سریعتر این اندامها میشوند. تمام کسانی که در امر مهم تولید محصولات کشاورزی فعالیت میکنند به این نکته واقف هستند که عملکرد وکیفیت محصول از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.
