القای جنین های پارتنوژنز و تولید گیاهان هاپلوئید خیار (.Cucumis sativus L)

Abstract

سابقه و هدف: گیاهان هاپلوئید به گیاهانی اطلاق می‌شود که تعداد کروموزوم‌های آنها در مرحله اسپروفیتی (n2) برابر با مرحله گامتوفیتی (n) باشد. هدف اصلی از تولید گیاهان هاپلوئید رسیدن به لاین‌های دابل‌هاپلوئید مطلوب جهت پیشبرد برنامه‌های اصلاحی می‌باشد. با استفاده از ارقام هیبرید F1 حاصل از تلاقی لاین‌های خالص با صفات مطلوب، بهره‌وری محصول را تا حد زیادی می‌توان افزایش داد. بنابراین لاین‌های خالص در برنامه‌های اصلاحی و تحقیقات ژنتیکی بسیار ارزشمند هستند. تولید لاین‌های خالص در روش‌های کلاسیک و با استفاده از خودگشنی نیازمند زمان و هزینه بسیار زیادی می‌باشد و به هیچ وجه امکان ندارد که این لاین‌ها صددرصد خالص باشند. لذا روش‌های پیشرفته و جدید جایگزین کارآمدتر و پایدارتر از روش‌های سنتی هستند. پرتوتابی دانه‌گرده عمده‌ترین روش مورد استفاده برای القای بکرزایی در گیاهان خانواده کدوئیان است. بر اساس آزمایشات قبلی، محققان بر سر برتری دزهای 300 و 500 گری پرتو گاما اختلاف نظر دارند. با این وجود در هیچ پژوهش جامع منتشر شده‌ای این دو دز پرتو بطور همزمان با هم مقایسه نشده‌اند. لذا این تحقیق با هدف بررسی امکان القای جنین‌های هاپلوئید در ارقام مختلف خیار از طریق گرده‌افشانی با دانه‌های گرده پرتوتابی شده توسط دزهای 300 و 500 گری پرتو گاما و تعیین مناسبترین دز پرتوتابی جهت تولید گیاهان هاپلوئید در ژنوتیپ‌های مختلف خیار انجام گرفت.<br /> مواد و روش‌ها: در این مطالعه اثر دزهای مختلف پرتوتابی و ژنوتیپ گیاهان مادری بر تشکیل میوه، تولید دانه، القای جنین‌های پارتنوژنز پس از گرده‌افشانی با گرده‌های پرتوتابی شده و تولید گیاهان هاپلوئید مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل (دز پرتو گاما و ژنوتیپ گیاه) بر پایه طرح کاملاً تصادفی با 6 تکرار اجرا گردید. هفت ژنوتیپ مختلف خیار شامل ارقام نگین، اکسترم، کریم و سوپر دامینوس (F1)، بیت آلفا (OP)، باسمنج تبریز و دستجرد اصفهان توسط گرده‌های پرتوتابی شده با دزهای 300 و 500 گری پرتو گاما گرده‌افشانی شدند. رنگ‌آمیزی دانه‌گرده و رفتار لوله‌گرده یک روز بعد از پرتوتابی مورد بررسی قرار گرفت. دانه‌های استخراج شده از میوه‌ها از طریق کشت جنین در شرایط آزمایشگاهی نجات داده شدند و سطح پلوئیدی گیاهچه‌های بدست آمده توسط دستگاه فلوسایتومتری تعیین شد. <br /> یافته‌ها: اثر دز پرتو گاما، ژنوتیپ و همچنین برهمکنش دز و ژنوتیپ بر تعداد دانه معنی‌دار بود. بیشترین میزان جنین پارتنوژنیک از پرتوتابی ژنوتیپ‌ اکسترم با دز 300 گری (25/2) و ژنوتیپ کریم (75/1) با دز 500 گری مشاهده گردید. از ژنوتیپ‌های نگین، اکسترم و آلفا بیت گرده‌افشانی شده با گرده‌های پرتوتابی شده توسط دز 500 گری هیچ جنین و هیچ گیاهی بدست نیامد. دزهای پرتوتابی بکار رفته اثر معنی‌داری بر روی تولید گیاه هاپلوئید نداشتند اما ژنوتیپ و خصوصاً برهمکنش دز و ژنوتیپ تاثیر معنی‌داری بر تولید گیاهان هاپلوئید خیار داشت. گرده‌افشانی ژنوتیپ اکسترم با گرده‌های پرتوتابی شده توسط دز 300 گری سبب تولید بیشترین گیاه هاپلوئید (25/1 در هر میوه) در این آزمایش شد. <br /> نتیجه‌گیری: در این پژوهش همانند پژوهش‌های قبل تولید گیاهان هاپلوئید خیار با استفاده از گرده‌های پرتوتابی شده بعنوان روشی کارآمد و مفید در جهت تولید لاین‌های اینبرد تایید شد. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق ژنوتیپ‌های مختلف پاسخ-های متفاوتی را نسبت به دزهای مختلف پرتوتابی نشان می‌دهند و با تعیین شدت تابش مناسب پرتو گاما در هر ژنوتیپ می-توان جنین‌زایی پارتنوژنیک را القا نمود.