دانلود پایان نامه بررسی امکان تولید گیاهان هاپلوئید از طریق کشت میکروسپور در گیاه کلزا

اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی امکان تولید گیاهان هاپلوئید از طریق کشت میکروسپور در گیاه کلزا دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

گیاه کلزا مهمترین گونه زراعی جنس براسیکا (Brassica) میباشد. و ویژگیهای خاص این گیاه یعنی قابلیت کشت در نقاط مختلف ، در صد بالای روغن آن ، کیفیت مطلوب روغن ، کاربرد روغن آن در صنایع نساجی و پلاستیک و نیز استفاده از کنجاله آن در تغذیه دام سبب شده است که توسعه کشت این گیاه بعنوان نقطه امیدی جهت تامین روغن خام مورد نیاز کشور و رهائی از وابستگی بشمار رود .بطوریکه در حال حاضر کلزا نقطه ثقل طرحهای افزایش تولید دانه های روغنی محسوب میگردد. دانه‎های روغنی قسمت مهمی از تولید محصولات کشاورزی را شامل می‎شوند، چون علاوه بر مصارف صنعتی از لحاظ تغذیه نیز اهمیت بسزایی دارند. سطح زیر کشت دانه‌های روغنی در سال  1383  (بجز کنجد که در سیستم روغن کشی وارد نمی‌شود) 319 هزار هکتار و محصول تولید شده (دانه) حدود 400 هزار تن بوده ‌است. مصرف روغن نباتی در سال 1383 بالغ بر 1180 هزار تن بوده‌است که 170 هزار تن از آن معادل حدود 4/14 درصد، از تولید داخل تامین شده ‌است ( بی نام ، 1382 ).  کلزا به عنوان یک گیاه روغنی با بیش از 40% روغن در دانه از گیاهان مهم جهت توسعه کشت نباتات روغنی وتولید روغن نباتی در ایران است. کلزا با نام علمی Brassica napus  و نام انگلیسی Rapeseed گیاهی از تیره Brassicacea  ( چلیپائیان یا شب بو ) می‎باشد که پس از سویا و نخل روغنی مقام سوم را در تأمین روغن نباتی جهان به خود اختصاص داده است که در حدود 7/14% کل تولید روغن نباتی جهان را تأمین می‎کند. این گیاه در برابر خشکی و سرما مقاوم بوده و به دلیل سازگاری، دامنه کشت وسیعی دارد  ( دهشیری 1378 ). روشهای سنتی (کلاسیک) اصلاح نباتات از دیر باز برای تولید گیاهان زراعی برتر مورد استفاده قرار میگرفته است که مبتنی بر ایجاد تغییر در ساختار ژنتیکی گیاه کامل در جهت هدف خاصی با استفاده از تلاقیهای بین جنسی ودرون جنسی بوده است.
روشهاییکه جهت اصلاح گیاهان خود گشن بکار گرفته میشوند٬ عمدتا روشهای گزینش (Selection) و یا دورگ گیری (Hybridization) است که در مورد اول از تنوع ژنتیکی موجود در توده های طبیعی و بومی استفاده شده و واریته های اصلاح شده ای که نسبت به جامعه اولیه برتری هائی از نظر کمی و کیفی دارند بوجود می آیند. شانس موفقیت در این روش نسبتا کم است زیرا به غنای ژنتیکی توده های محلی بستگی دارد که امروزه رو به کاهش بوده و کمتر قابل دسترسی است. در مقابل روشهای مبتنی بر تلاقی به اصلاحگر این امکان را میدهد که بطور هدفدار صفات مطلوب واریته های مختلف را با یکدیگر تلفیق نماید(Poehlman and Mitton , 2003).
یک پروژه اصلاح نباتات از زمان انجام دورگ گیری تا آماده شدن واریته جهت کشت ، حدودا 10 تا 15 سال زمان صرف می شود لذا امروزه متخصصین اصلاح نباتات به دنبال روشهائی هستند که بتوان این مدت زمان را به حداقل ممکن رسانید تا در وقت و هزینه های سنگین برنامه های اصلاح نباتات صرفه جوئی شود. برای این کار سعی بر اینست که بتوان با ایجاد تغییرات ژنتیکی در سطح سلول ، زمان لازم برای تهیه ارقام پر محصول با کیفیت بالا و مقاوم به بیماری و یا تنشهای محیطی را در برنامه های به نژادی کوتاه کرد(اصلانی و همکاران ، 1381).  
کلزا گیاهی‎ خودگشن‎-‎ دگرگشن می‎باشد ودرصد دگرگشنی آن در ارقام مختلف بین 33%-22% گزارش شده است ( شهیدی و فروزان ، 1376 ). این گیاه آلوتتراپلویید (38=x4=n 2) می‎باشد.روشهای سنتی اصلاح نباتات در چند دهة اخیر نقش بسیار مهمی در اصلاح عملکرد و کیفیت کلزا داشته اند که از میان این روشها می توان به روش انتخاب توده ای  و گزینش شجره ای   اشاره کرد. از معایب این روشها طولانی بودن دورة آنها می باشد. امروزه متخصصین اصلاح نباتات به دنبال روشهای دیگری هستند که بتوانند این مدت را به حداقل ممکن برسانند تا در وقت و هزینه های سنگین برنامه های اصلاح نباتات صرفه جویی شود.  یکی از این روشها اصلاح از طریق سیستم دابل هاپلوئیدی  می باشد، که به عنوان وسیله ای برای ترکیب صفات یک تلاقی می تواند مکمل روش شجره ای باشد. اهمیت استفاده از گیاهان هاپلوئید در برنامه های اصلاح نباتات از مدتها پیش برای دانشمندان مسلم گردیده است و یکی از موضوعات مهم تحقیقاتی در این زمینه، تولید لاینهای هموزیگوس جهت تولید گیاهان هیبرید در گونه های خودناسازگار می باشد. با تولید لاینهای کاملاً هموزیگوت در این روش 5-3 سال در زمان برنامه های اصلاحی صرفه جویی می شود. سیستم دابل هاپلوئیدی در صورتی موفق است که به توان گیاهان هاپلوئید ودابل هاپلوئید تولید کرد، بدین منظور قبل از استفاده از این سیستم آزمایشاتی را در جهت  بهینه سازی گیاهان می بایست انجام داد. روشهای متعددی جهت تولید گیاهان هاپلوئید و به دنبال آن گیاهان دابل هاپلوئید وجود دارد که یکی از این روشها آندروژنز  می باشد.
آندروژنز به دو روش انجام می شود : الف ـ کشت بساک  ب ـ کشت میکروسپور  . کشت میکروسپور اخیراً به لحاظ مزایای آن بر کشت بساک، مورد توجه قرار گرفته است. در این روش امکان تولید تعداد زیادی گیاهان هاپلوئید وجود دارد. تولید سریع لاینهای خالص از میکروسپورهای جدا شده، مهمترین ویژگی این روش در برنامه‌های اصلاحی می باشد. همچنین با توجه به فراوانی بالای تولید گیاه از کشت میکروسپور و نیز سهولت انتقال ژن ، کشت میکروسپور ، کارآمدترین و بهترین اندام هدف در انتقال ژن به شمار می آید و دانشمندان امیدوارند که در آینده ای نزدیک از  این روش به عنوان یک روش متدوال در مهندسی ژنتیک استفاده نمایند. میکروسپورهای گیاهان F1 می توانند لاینهای دابل هاپلوئید بسیاری تولید کنند تا برای ترکیب مطلوبی از صفات گزینش شوند. لاینهای انتخابی، کاملاً خالص هستند و از نظر یکنواختی و پایداری برای به نژادگران مشکلات کمتری به دنبال دارند .(Mohan Jain et al., 1996)  تولید رویانهای هاپلوئید و به دنبال آن تولید گیاهان دی هاپلوئید در کلزا از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد . در طبیعت تولید گیاهان هاپلوئید به صورت خود‎به‎خودی، درگونه‏های Brassica در فراوانی بسیار  پایین  (حدود 4/19-05/0 در هزار گیاه ) اتفاق می‎افتد ( Banga and Labana , 2003 ) . اما به هر جهت بهره وری واقعی از هاپلوئیدهای ردهBrassica   با کشف روشهای القاء رویان از بساکها و میکروسپورهای جدا شده در شرایط درون شیشه ای آغاز گردید . گیاهان هاپلوئید زیادی بطور رایج توسط کشت بساک یا میکروسپورهای جدا شده تولید می شوند، اگرچه تنوع قابل ملاحظه ای بین گونه‎ها ، واریته‎ها و ارقام مختلف وجود دارد ، اما تکنیکهای کشت میکروسپور جدا شده و کشت بساک به طور موفقیت‎آمیزی برای اکثرگونه‎ها و واریته‎های تجاری رده Brassica استفاده شده است و در سالهای اخیر پیشرفتهای چشمگیری در این زمینه بدست آمده است ، به طوریکه ‎ رویان زایی میکروسپور در B. napus یکی از کامل‎ترین سیستم‎ها برای تولید گیاه در شرایط درون شیشه ای  است((Burnett  et al., 1992  .
تکنیک باززایی گیاه از رویانهای حاصل از کشت میکروسپور برای اصلاح نباتات و مهندسی ژنتیک ضروری است اما گزارش شده است که اکثر رویانها به گیاهچه تبدیل نمی‌شوند و به صورت غیر طبیعی باززایی می‌شوند یا اینکه رویانهای ثانوی را تشکیل می‌دهند. ( Takahata,1997 )   همچنین عدم باززایی یا باززایی بسیار اندک رویانهای هاپلوئید به خصوص در کشت پرچم نیز گزارش گردیده است     

مقدمه  2
 فصل دوم: بررسی منابع                    
10    کلزا-
2-1- خصوصیات کلی وعمومی کلزا-  10   
2-1-1- تاریخچه ومبدا ژنتیکی گیاه کلزا- 10
2-1-2- خصوصیات گیاه شناسی کلزا-   10
2-1-3- کشت و تولید کلزا   11
2-1-4- برداشت کلزا-   13
2-1-5- ارقام وگونه های کلزا   14
2-1-6- مهمترین گونه های جنس براسیکا   16
2-1-7- اهمیت اقتصادی وصنغتی کلزا-   17
2-2- اصلاح گیاه کلزا   18
2-2-1- روشهای اصلاح کلزا-   18
2-2-2- اهداف اصلاحی کلزا-   19
2-3- گیاهان هاپلوئید-  20
2-3-1- مزایا و کاربردهای هاپلوئیدها  21
2-3-2- مشکلات ومحدودیت های هاپلوئیدها  22
2-3-3- روشهای تولید گیاهان هاپلوئید-  23
2-3-3-1- تولید خود به خودی (روشهای طبیعی)-   23
2-3-3-2- تولید القایی(روشهای آزمایشگاهی)-   24
2-3-3-2-1- آندروژنز(نرزایی)--   24
2-3-3-2-1-1- کشت بساک-  25
2-3-3-2-1-2- کشت میکروسپور-  25
2-3-3-2-2- ژینوژنز(کشت تخمدان وتخمک)-  26
2-3-3-2-3- روش حذف کروموزومی-  27
2-4- کشت میکروسپورهای جدا گردیده کلزا-  28
2-5- عوامل موثر بر رویانزایی میکروسپورهای جدا گردیده کلزا- 29
2-5-1- شرایط رشد، فیزیولوژی و ژنوتیپ گیاه مادری- 29
2-5-2- اندازه غنچه  32
2-5-3- مراحل تکاملی میکروسپورها 33
2-5-4- تراکم میکروسپور در محیط کشت-  35
2-5-5- ترکیب محیط کشت  36  
2-5-6- دما-   40
2-6- مکانیسم رویانزایی-  43  
2-6-1- مقدمه-   43
2-6-2- تقسیم قرینه هسته والقائ رویانزایی- 45
2-6-3- حوادث چرخه سلولی در طی رویانزایی میکروسپورها-  47
 2-6-4- خانواده های ژنی درگیر با رویانزایی میکروسپورها در کلزا-    47
2-7- عوامل موثر بر باززایی گیاه از رویانهای هاپلوئیدی کلزا   48
2-7-1- بلوغ ،مرحله رشد ونمو رویانها   48
2-7-2- اندازه رویانها- -  49   
2-7-3- محیط کشت   50
2-7-5- BAP وژیبرلیک اسید- 50  
2-7-6- استفاده از کاغذ فیلتر در محیط کشت یا زراعی-  51
2-7-7- زغال فعال 51
2-7-8- تیمار ABA و ابگیری رویانها-  51
2-8-  موارد استفاده از کشت میکروسپورکلزا  56
2-8-1- اصلاح نباتات و مهندسی ژنتیک-  56
2-8-2- موتا سیون و انتخاب   56
2-8-3- کشت میکروسپوروتکنولوژی  بذر مصنوعی-  57
2-8-4- سیستم کشت میکروسپور در مطالعات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی- 57
2-8-5- استفاده در کشت و امتزاج پروتوپلاستها-  57                                                                  
 فصل سوم: مواد و روشها                                               
3-1- مواد گیاهی 60  
3-2- کشت بذور 60  
3-3- شرایط اتاق رشد   60
3-4- مراقبت های زراعی   61
3-5- برداشت غنچه ها وتعیین مرحله مناسب میکروسپورها جهت جنین زایی-  61
3-6- محیط های کشت، ایزولاسیون وباززاییدر کشت میکروسپورهای کلزا-  62
3-6-1- محیط ایزولاسیون میکروسپورها  62
3-6-2- محیط کشت میکروسپورها-   62
3-6-3-1- استریل کردن محیط کشت میکروسپورهای کلزا-   62
3-6-4- محیط کشت باززایی ، جنین های حاصل از کشت میکروسپورهای کلزا-   63
3-6-5- وسایل مورد نیاز جهت کشت میکروسپورهای کلزا-   68
3-7- روش انجام آزمایش کشت میکروسپورهای کلزا-   69  
3-7-1- برداشت غنچه ها   69
3-7-2- استریل کردن غنچه ها-  69
3-7-3- استخراج میکروسپورها- 69
3-7-4- تعیین تراکم میکروسپورها- 70
3-8- آزمایشات انجام شده  71
3-8-1-مطالعه اثرتراکمهای مختلف میکروسپوربرروی جنین زایی میکروسپورهای کلزا 71
3-8-2- مطالعه باززایی گیاه در جنین هایی با اندازه های مختلف حاصل از کشت
میکروسپورهای کلزا-  72
3-8-3- مطالعه اثراستفاده از کاغذ صافی یا کاغذ فیلتردر میزان ریشه زایی ،ارتفاع گیاهچه ها
ودرصد گیاهچه های نرمال- 73  
 3-8-4- مطالعه  اثر استفاده ازشوک سرمایی  بر روی  درصد تشکیل  گیاهچه های طبیعی  74
3-8-5- تعین سطح پلوئیدی گیاهچه های باززایی شده  75
3-9- تجزیه و تحلیل داده ها  78                                
 فصل چهارم:نتایج وبحث      
4-1- جنین زایی میکروسپورهای کلزا در تراکمهای مختلف میکروسپور در محیط کشت 82
4-2- اثراندازه های مختلف جنین برروی صفات باززایی جنین های حاصل ازکشت
میکروسپورهای کلزا  84
4-3- اثراستفاده ازکاغذ صافی یا کاغذ فیلتردر میزان ریشه زایی ،ارتفاع گیاهچه ها
 ودرصد گیاهچه های نرمال- 90
4-4- اثر استفاده ازشوک سرمایی  بر روی  درصد تشکیل  گیاهچه های طبیعی  97
4-5- پیشنهادات-  105
منابع مورد استفاده  107

شامل 130 صفحه فایل word