خودناسازگاري در جمعيت هاي حاصل از خودگرده افشاني و آزادگرده افشاني رازيانه (Foeniculum vulgare Mill.)

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

رازيانه با نام علمي ( (Foeniculum vulgare Mill. يك گياه دارويي آزادگرده¬افشان است كه براي داشتن حداكثر عملكرد دانه و اسانس نياز به گرده¬افشاني با زنبور عسل دارد. پژوهش¬هاي اوليه نشان داده است كه گياه رازيانه داراي نوعي مكانيسم خودناسازگاري است كه منجر به دگرگشني از طريق فعاليت حشرات گرده¬افشان مي¬شود. از آنجايي كه تاكنون هيچ گزارشي مبني بر نوع سيستم خودناسازگاري در اين گياه منتشر نشده است، اين پژوهش در سه بخش مجزا طراحي شد. آزمايش اول با هدف تأثير خويش¬آميزي اجباري بر روي صفات مورفو-فنوولوژيك 8 جمعيت حاصل از خودگشني و آزادگشني با زنبورعسل كه از هر جمعيت 9 لاين و در مجموع 72 لاين تشكيل شد. لاين¬ها در طي دو سال زراعي 1397-1396 در قالب طرح بلوك كامل تصادفي در سه تكرار مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه نوع روش گرده¬افشاني براي روز تا 50 درصد گل¬دهي، ارتفاع در مرحله گل¬دهي كامل، تعدادكل چتر، روز تا 90 درصد رسيدگي، تعداد چتر بارور، تعداد دانه در هر چتر، طول دانه، عرض دانه، وزن هزار دانه، عملكرد دانه، شاخص برداشت، محتواي اسانس و عملكرد اسانس در سطح احتمال 1درصد معني¬دار بود. خويش¬آميزي اجباري باعث كاهش ميانگين همه صفت¬هاي مورد مطالعه به¬غير از وزن تر كل، وزن خشك كل و طول دانه براي اكثر جمعيت¬ها در هر دو سال زراعي شد. به¬طور متوسط عملكرد دانه نتاج حاصل از گرده¬افشاني با زنبورعسل 86/20 و 51/3 درصد بيشتر از نتاج حاصل از خودگرده¬افشاني در هر دو سال پياپي بود. نتايج حاصل از برآورد ميزان پس¬روي ناشي از خويش آميزي در هر دو سال زراعي نشان داد كه تنوع بالايي درون تمامي جمعيت¬هاي مورد مطالعه براي تمامي صفت¬هاي مورفو-فنولوژيك و دانه¬اي وجود داشت. محتوا و عملكرد اسانس در هر دو سال زراعي در جمعيت¬هاي آزادگرده¬افشان نسبت به جمعيت¬هاي خودگرده¬افشان افزايش يافته بود. كروماتوگرافي گازي در هر دو سال مورد بررسي با شناسايي 13 تركيب، آلفا پينن، ليمونن، فنچون، استراگول و ترانس آنتول را به¬عنوان تركيبات اصلي شناسايي كرد. نتايج آناليز ميزان تركيبات مواد مؤثره اسانس رازيانه در هر دو سال مورد ارزيابي نشان از افزايش چشمگير ميزان آلفاپينن، ليمونن، فنچون و استراگول و كاهش ميزان ترانس آنتول در اكثر ژنوتيپ¬هاي خودگرده¬افشان بود. به¬طور كلي براي تمامي صفات مورد مطالعه به استثناء صفت¬ تعداد دانه در هر چتر ضريب تغييرات فنوتيپي در جمعيت¬هاي خودگرده¬افشان بيشتر از جمعيت¬هاي آزادگرده-افشان بود. به احتمال زياد اين موضوع بيانگر بالا بودن اثر هتروزيگوسيتي و پنهان كردن اثر ژن¬هاي مغلوب و كاهش تنوع فنوتيپي در جمعيت¬هاي آزادگرده¬افشان است. نمودار باي¬پلات تجزيه¬ به مؤلفه¬هاي اصلي نيز توانست دو جمعيت خودگرده¬افشان و آزادگرده-افشان را از همديگر تفكيك كند. مطالعه دوم با هدف تعيين نوع خودناسازگاري در ژنوتيپ¬هاي منتخب خودسازگار و خودناسازگار شناسايي شده از مطالعه اول (شاخص خودسازگاري) صورت گرفت. نتايج مطالعه ميكروسكوپي رشد لوله گرده درون بخش مادگي ژنوتيپ¬هاي منتخب خودسازگار و خودناسازگار نشان داد كه گياه دارويي رازيانه احتمالاً داراي خودناسازگاري گامتوفيتي است. مطالعه سوم با هدف بررسي تنوع آللي خودناسازگاري در رازيانه از نظر پروتئين¬هاي مرتبط در ژنوتيپ¬هاي منتخب و شناسايي شده از مطالعه¬هاي اول (شاخص خودسازگاري) و دوم (مشاهده ميكروسكوپي رشد لوله گرده) صورت گرفت. نتايج در هر دو سال مورد بررسي نشان داد كه ميزان پروتئين كل در بخش مادگي اكثر ژنوتيپ¬هاي كاملاً خودسازگار در مقايسه با ژنوتيپ¬هاي كاملاً خودناسازگار كاهش چشمگيري يافت كه به نظر مي¬رسد افزايش ميزان كل پروتئين¬هاي بخش مادگي ژنوتيپ¬هاي خودناسازگار در اين پژوهش، به¬دليل افزايش فعاليت بالاي پروتئين¬هاي مرتبط براي جلوگيري از رشد لوله گرده خودي باشد. نتايج حاصل از تفكيك پروتئين¬ها به روش الكتروفورز تك بعدي، تنوع آللي قابل ملاحظه¬اي بين ژنوتيپ¬هاي منتخب را آشكار نمود. از جمله پروتئين¬هايي كه ميزان آن¬ها در ژنوتيپ¬هاي خودسازگار يزد و تبريز افزايش يافت، گليكوزيل هيدرولاز، پكتين استراز، پروتئين حاوي دامنه سيستم چندمرحله¬اي فسفورله و آلفابتا هيدرولاز 3 و از جمله پروتئين هايي كه ميزان آن¬ها كاهش يافت، هيستون H2A، زير واحد پروتئوليتيك CLP پروتئاز وابسته به ATP و پروتئين¬هايي با فعاليت هيدرولازي بودند. آناليز هستي¬شناسي ژن دو ژنوتيپ يزد و تبريز نشان داد كه خودسازگاري در رازيانه مسيرهاي متابوليكي بسياري را فعال مي-سازد.

213315

اصلاح نباتات

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمد حسين ميرجليلي

محمد مهدي مجيدي، محمد مقدم، مريم حقيقي

محمدرضا سبزعليان، آقافخر ميرلوحي