ارزيابي تنوع ژنتيكي و تغييرات متابوليت‌هاي ثانويه گياه مشگك (Ducrosia anethifolia) تحت شرايط تنش خشكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

مشگك (Ducrosia anethifolia) يكي از گياهان معطر خانواده چتريان مي¬باشد كه داراي مصارف متعددي در صنايع غذايي و دارويي است. مشگك به طور طبيعي دگرگرده‌افشان است. بااين‌حال توليد بذر خودگشن در اين گياه مي¬تواند مزاياي زيادي از لحاظ به¬نژادي و اقتصادي داشته باشد. باتوجه‌به اهميت صفات مورفولوژيكي، فيتوشيميايي و مولكولي، وجود تنوع در بين جمعيت¬ها مي¬تواند براي شناسايي و معرفي جمعيت¬هاي برتر از نظر اين صفات مفيد باشد. يكي از راهكارهاي افزايش متابوليت‌هاي ثانويه گياهي استفاده از محرك‌هاي زنده و غيرزنده‌اي است كه مي‌توانند مسيرهاي متابوليكي سنتز متابوليت‌هاي ثانويه را تحت‌تأثير قرار داده و ميزان توليد آن¬ها را افزايش دهند. پژوهش حاضر به‌منظور ارزيابي تنوع ژنتيكي و تغييرات متابوليت‌هاي ثانويه، صفات فيزيولوژيك و مورفولوژيك 24 جمعيت مشگك تحت تنش خشكي طي دو سال زراعي در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار انجام شد. همچنين ميزان تأثير پسروي ناشي از خويش¬آميزي بر صفات مورفولوژيكي و فيتوشيميايي 20 جمعيت مشگك مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تجزيه واريانس نشان داد كه جمعيت¬ها از نظر اكثر صفات مورد مطالعه اختلاف معني¬داري داشتند. همچنين، اثر رژيم¬هاي آبياري بر اكثر صفات معني‌دار بود. تنش خشكي در مقايسه با شاهد موجب كاهش معني¬دار صفات تعداد روز تا گلدهي، تعداد روز تا رسيدگي، ارتفاع بوته، عملكرد دانه در بوته، اجزاي عملكرد دانه در بوته، محتواي كلروفيل a، b، كلروفيل كل، محتواي كاروتنوئيد و محتواي نسبي آب برگ شد. از طرف ديگر تنش خشكي منجر به افزايش فعاليت آنزيم¬هاي آنتي¬اكسيداني (كاتالاز، آسكوربات پراكسيداز و پراكسيداز)، ميزان مالون دي آلدئيد، هيدروژن پراكسيد، پرولين، محتواي اسانس، محتواي فنول و فلاونوئيد كل، فعاليت آنتي¬اكسيداني، تركيبات پلي‌فنول و تغيير در تركيبات اسانس شد. براي انتخاب ژنوتيپي، شاخص‌هاي مختلف شامل TOL،SSI ،STI ،MP ، GMP و YSI بررسي شدند كهSTI ، MP وGMP شاخص‌هاي مناسب‌تري براي شناسايي جمعيت‌هاي مشگك متحمل به خشكي بودند. براساس شاخص¬هاي ذكر شده، جمعيت هرمزگان 2 متحمل به تنش خشكي تشخيص داده شد. كروماتوگرافي گازي با شناسايي 23 تركيب، آلفا - پينن و سيس¬كيريزانتنيل ¬استات را به‌عنوان تركيبات اصلي شناسايي كرد. در بين جمعيت¬ها، بيشترين افزايش سيس كريزانتنيل¬استات (32/21 درصد) در پاسخ به تنش خشكي در ابركوه 1 مشاهده شد. همچنين نتايج حاصل از انجام كروماتوگرافي مايع با كارايي بالا وجود هشت تركيب مهم شامل گاليك اسيد، كافئيك اسيد، وانيليك اسيد، پي¬كوماريك اسيد، فروليك اسيد، لوتئولين، كوئرستين و آپيجنين را در عصاره فنولي جمعيت¬هاي موردمطالعه نشان داد. افزايش اين تركيبات تحت تنش خشكي، عمدتاً ناشي از افزايش بيان ژن‌هاي كليدي مؤثر در مسير سنتز آن¬ها و نيز آثار متقابل اين ژن‌ها با محيط است. باتوجه‌به اينكه پي¬كوماريك اسيد به‌عنوان تركيب كنترل كيفيت گياه مشگك در نظر گرفته شده است، جمعيت ابركوه 2 در شرايط تنش خشكي با دارا بودن مقادير زيادي از اين تركيب مي‌تواند به‌عنوان منبع غني آنتي¬اكسيداني در صنايع غذايي و دارويي مورداستفاده قرار گيرد. پژوهش حاضر اولين گزارشي است كه به بررسي روابط ژنتيكي جمعيت¬هاي مختلف مشگك با نشانگر ISSR پرداخته است. نتايج بر توانايي نشانگر ISSR ايجاد چندشكلي بين جمعيت¬هاي مشگك اشاره داشت. نتايج حاصل از تجزيه و تحليل ساختار جمعيت (STRUCTURE)، اختلاط ژنتيكي بالا را در نمونه¬هاي جمعيتي مشگك نشان داد. علاوه بر اين، ميزان تأثير خويش¬آميزي بر روي صفات مورفولوژيك و فيتوشيميايي 20 جمعيت مشگك مورد بررسي قرار گرفت. خود گرده¬افشاني با افت نسبي در صفات مورفولوژيك به جز وزن هزار دانه همراه بود. در مقابل خودگرده¬افشاني با تأثير مثبت بر صفات فيتوشيميايي باعث پيشرفت قابل‌توجه ميانگين اين صفات شد. در نهايت نتايج حاصل از مطالعه حاضر نويدبخش امكان استفاده از تنش خشكي و خودگرده¬افشاني در افزايش متابوليت‌هاي ثانويه گياه مشگك مي‌باشد.

219905

توليد و ژنتيك گياهي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان