مطالعه ژنتيكي تحمل به خشكي در ژرم پلاسم رازيانه

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

دكتري

رازيانه يكي از مهم ترين گياهان دارويي چندساله و متحمل به خشكي مي باشد. نظر به اهميت خشكي به عنوان يك معظل جهاني و با توجه به اهميت روزافزون گياهان دارويي، كشت و كار آن در كشور به عنوان يك گياه جايگزين در شرايط تغيير اقليم مورد توجه قرار گرفته است. محدوديت تنوع ژنتيكي داخلي براي صفات مختلف (مورفولوژيك، فيزيولوژيك و تركيبات اسانس)، انجام مطالعات اصلاحي و توسعه ارقام جديد را با محدوديت مواجه كرده است، بنابراين لازم است تا خزانه هاي ژني جهاني از خزانه هاي ژني دور و نزديك اين گونه نيز مورد بررسي قرار گيرد. همچنين، مطالعه جامع در زمينه نقش سيستم زادآوري، نحوه كنترل ژنتيكي صفات، ارتباط بين صفات درمحيط هاي مختلف، مكانيسم تحمل به خشكي، شناسايي گونه ها و ژنوتيپ هاي برتر و قابليت تركيب پذيري ژنوتيپ ها براي ايجاد واريته تركيبي در اين گونه ي گياهي به ندرت بررسي شده است. اين پژوهش در قالب دو مطالعه انجام گرديد. در مطالعه اول 64 ژنوتيپ رازيانه (از 23 كشور مختلف) از 4 زيرگونه/واريته به مدت چهار سال (1394 تا 1397) از نظر صفات مورفولوژيك، زراعي، محتواس اسانس بذر، صفات فيتوشيميايي(تركيبات اسانس) و ديرزيستي مورد ارزيابي قرار گرفتند. در پايان سال چهارم، پس از برداشت، آبياري به مدت يك سال به طور كامل متوقف شد و پس از يك سال، گياهان براي ارزيابي برگشت پذيري پس از دوره طولاني مدت خشكي، مجدداً آبياري شدند. تنوع ژنتيكي بالايي بين ژنوتيپ ها و زيرگونه ها مشاهده شد. بر اساس تجزيه و تحليل كروماتوگرافي گازي (GC-MS) چهار تركيب ترانس-آنتول، استراگول، ليمونن و فنچون تركيبات اصلي اسانس بذر در ژرم پلاسم مورد مطالعه بودند. بيشترين عملكرد بذر و محتواي اسانس در سال دوم مشاهده شد و پس از آن كاهش يافت. زيرگونه piperitum، در مقايسه با ساير زيرگونه ها، كمترين عملكرد بذر و محتواي اسانس، و بيشترين ميزان ليمونن، فنچون و استراگول را به خود اختصاص داد. اين زيرگونه ديرزيستي مثبت اما ساير زيرگونه/واريته ها ديرزيستي منفي داشتند. نتايج تأييد كرد كه piperitum يك زيرگونه متفاوت از سه واريته ديگر مورد مطالعه است. همبستگي بين صفات نشان داد كه انتخاب غيرمستقيم براي بهبود عملكرد بذر از طريق اجزاي آن امكان پذير است. همچنين، همبستگي بين برخي تركيبات اسانس و بازيابي پس از خشكي نشان داد كه انتخاب غيرمستقيم براي افزايش بازيابي پس از خشكي از طريق صفات فيتوشيميايي امكان پذير مي باشد. طبقه بندي ژنوتيپ ها به طور كامل با منشأ آن ها هماهنگ نبود. اما نتايج طبقه بندي بر اساس قاره هاي مربوط به منشأ آن ها، اطلاعات موجود در مورد تاريخ فعاليت هاي انساني و معرفي رازيانه از منابع ژني مديترانه اي به ساير مناطق در زمان گذشته را تأييد مي كند. ژنوتيپ هاي برتر شناسايي شده در اين مطالعه را مي توان براي اهداف خاص شامل استفاده در كشاورزي، استخراج تركيبات خاص، استفاده در ايجاد جمعيت براي مطالعات آينده و به عنوان والدين براي توسعه واريته هاي جديد استفاده كرد. در مطالعه دوم 49 فاميل حاصل از آزادگرده افشاني و 30 فاميل حاصل از خودگشني ايجاد شده از ژنوتيپ هاي مطالعه اول از نظر صفات زراعي، مورفولوژيك، فيزيولوژيك و فيتوشيميايي در دو محيط (عدم تنش و تنش خشكي) طي دو سال (1397و 1398) مورد بررسي قرار گرفتند. تنوع ژنتيكي قابل توجهي بين فاميل هاي حاصل از خودگشني و آزادگرده افشاني براي همه صفات مورد ارزيابي مشاهده شد كه نشان مي دهد انتخاب براي اين صفات موفقيت آميز خواهد بود. تنش خشكي سبب كاهش اكثر صفات شد اما محتواي اسانس بذر، شاخص برداشت و محتواي پرولين را افزايش داد. همچنين، تنش خشكي همبستگي صفات را نسبت به شرايط عدم تنش تغيير داد. خودگشني اجباري همه صفات بجز محتواي ترانس-آنتول، آنيس آلدهيد، گاما-ترپينن و نسبت كلروفيل a به b در شرايط نرمال و محتواي ترانس-آنتول، آنيس آلدهيد، پرولين، نسبت كلروفيل a به b و نسبت كلروفيل كل به كارتنوئيد در شرايط تنش خشكي را كاهش داد كه ممكن است به دليل پس روي ناشي از خويش آميزي باشد. مقادير مختلف پس روي ناشي از خويش آميزي مشاهده شد كه بيشترين آن مربوط به وزن تر و خشك بوته، عملكرد بذر ، محتواي اسانس و تعداد چترك در چتر بود. بر اساس برآورد وراثت پذيري، مشخص شد كه عملكرد افزايشي ژن يك عامل مؤثر در كنترل اجزاي عملكرد بذر مي باشد. اما عملكرد بذر با هر دو عمل افزايشي و غيرافزايشي كنترل مي شود. همبستگي معني دار بين شاخص هاي تحمل به تنش و برخي صفات فيزيولوژيك، اهميت اين صفات را در بهبود تحمل به خشكي در رازيانه تأييد مي كند.

215307

اصلاح نباتات

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

آقا فخر ميرلوحي، مجيد طالبي، بهرام حيدري

محمدمهدي مجيدي، محمدحسين اهتمام