ISSR

نخود (Cicer arietinum L.) با 2n=2x=16 کروموزوم و ژنومی به اندازه Mbp750 یکی از مهمترین نوع حبوبات در کشورهای در حال توسعه بوده و همچنین حائز رتبه سوم در بین تمامی حبوبات است (فائو[1]، 2012). نخود یکی از مهمترین محصولات حبوبات در هند و کشورهای مجاور آن است که 90% تولید جهانی را به خود اختصاص داده است (گوپتا و همکاران، 2011). به طور کلی، نخود زراعی در میان کلیه محصولات دانه­ای جهان، رتبه پانزدهم را به خود اختصاص داده است (گائور و همکاران، 2007). این گیاه در دامنه وسیعی از شرایط آب و هوایی، از نواحی نیمه گرمسیری شبه قاره هند و استرالیا تا مناطق مدیترانه­ای حوزه مدیترانه، غرب آسیا، شمال آفریقا، جنوب و جنوب غربی اروپا کشت می­ شود (سیدیک و همکاران، 2000). علاوه بر اهمیت این گیاه به عنوان یک منبع مهم برای تغذیه انسان و دام، در مدیریت حاصلخیزی خاك به ویژه در مناطق خشك نیز می ­تواند بسیار مؤثر باشد (کلارک و همکاران، 2004؛ وارشنی و همکاران، 2009). بذر نخود حاوی 20 تا 30% پروتئین، 40% کربوهیدرات و فقط 3 تا 6% روغن است. همچنین، سرشار از عناصر معدنی نظیر Ca، Mg، K، S، Fe، Mn وZn می­باشد. تولید کارتنوئیدهای سودمندی مانند بتاکاروتن و همین طور قابلیت تثبیت نیتروژن از دلایل دیگر اهمیت این گیاه به شمار می ­آید (میلان و همکاران، 2006). نخود از نظر مقدار پروتئین بسیار غنی بوده و از این لحاظ، برای افراد گیاهخوار و آن­هایی که قدرت خرید گوشت را ندارند نقش مهمی در تأمین پروتئین رژیم غذایی ایفا می­نماید. این گیاه به دلیل تثبیت نیتروژن اتمسفر در کاهش مصرف کود نیتروژنه نقش بسزایی بر عهده دارد. توانایی رشد و محصول­دهی نخود در مناطق و شرایط مختلف آب و هوایی حکایت از پتانسیل بالا در این گیاه دارد. با این حال شرایط نامساعد محیطی نظیر خشکی و درجه حرارت بالا در طول دوره رشد به مقدار قابل ملاحظه­ای از عملکرد آن می­کاهد (کوپر، 1998).

تنش خشکی بیشترین تأثیر را در کاهش عملکرد گیاهان دارد. این تنش سبب ایجاد اثرات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متعددی در گیاهان می­گردد. بیشتر فرایندهای فیزیولوژیکی وابسته به رشد محصولات زراعی متأثراز کمبود آب یا خشکی است که در مطالعات جهانی، خشکی به همراه دمای زیاد و تابش آفتاب از مهمترین عوامل محدود کننده غیر زیستی محصولات زراعی در جهان است (آراس و همکاران، 2002؛ بویر، 1982). به طور کلی خشکی به دو دسته متناوب و انتهای فصل تقسیم می­ شود. در طول خشکی انتهای فصل، آب قابل دسترس گیاه کاهش می­یابد و به طور سریع منجر به خشکی می­ شود و رشد محصولات زراعی کاهش می­یابد ولی خشکی متناوب در نتیجه باران ناکافی یا آبیاری ناکافی اتفاق می­افتد که لزوما کشنده نیست. بررسی­ها نشان داده است که از بین تنش­های مختلف زیستی و غیر زیستی، تنش خشکی به تنهایی علت کاهش 50 درصد عملکرد نخود است (آنبسا و بجیگا، 2002؛ سکسینا، 2003). همچنین به این علت که نخود زراعی، اغلب در مناطق خشک و نیمه خشک، تحت شرایط دیم کشت می­گردد و از آن جایی که تقریبا 90% محصول جهانی آن، در شرایط دیم تولید می­ شود، بنابراین تنش خشکی مهمترین عامل محدود کننده آن به شمار می­رود (میلان و همکاران، 2006).

کشاورزی در اکثر مناطق جهان با استفاده زیاد آب همراه است که با افزایش روز افزون جمعیت و افزایش خشکسالی­های مکرر میزان آب در دسترس برای تولیدات کشاورزی در حال کاهش است. لذا خشکی به عنوان یکی از تنش­های محیطی محدود کننده عملکرد محصولات زراعی مطرح می­باشد که یکی از راه­های مطمئن بر فائق آمدن بر این مشکل اصلاح برای تحمل به تنش خشکی است. در عین حال واریته­های زودرس نخود با قابلیت فرار از خشکی انتهای فصل توسعه یافته­اند، اما بلوغ زودرس روی سقف عملکرد محصول اثر می­گذارد و توانایی محصول زراعی برای بهره برداری از دوره رشد را کاهش می­دهد (جانسون و همکاران، 1997).

نشانگرهای مولکولیDNA[2] به طور وسیع در بررسی تنوع ژنتیکی حاصل از موتاسیون­ها یا اشتباهات در همانندسازی DNA و یا تفاوت­های ذاتی و فردی مورد استفاده قرار می­گیرند و بر خلاف نشانگرهای مورفولوژیکی و بیوشیمیایی، تحت تأثیر محیط قرار نگرفته و از لحاظ تعداد نامحدود و در تمام مراحل رشد گیاه قابل استفاده بوده و تغییری نمی­ کنند. علاوه بر کاربرد آن­ها در تهیه نقشه ژنتیکی، در اصلاح نباتات برای تشخیص تنوع ژرم پلاسم و محصولات زراعی بکار می­روند. نشانگرهای مولکولی یکی از بهترین راه­ها برای بررسی تنوع ژنتیکی و زیستی در میان گونه­ ها بوده و به دلیل دارا بودن ویژگی­هایی چون تشخیص آسان افراد هتروزیگوت و هموزیگوت، نداشتن اپیستازی، قابلیت وراثت، تشخیص در مراحل مختلف حیات گیاه، عدم محدودیت به مواد بیولوژی، دقت بسیار بالا و آسان بودن اندازه ­گیری، در سال­های اخیر در امور اصلاح گیاهان زراعی بسیار رایج شده است (ملشینگر، 1990؛ میلان و همکاران، 2006).

گذشته از بروز دوره­ های خشکسالی و کاهش بارندگی­ها طی سالیان اخیر، تغییرات اقلیمی ناشی از اثرات گلخانه­ای، تشدید پدیده خشکی را در پی داشته است که به عنوان چالشی اساسی برای عملکرد و تولید گیاهان زراعی مطرح می­باشد. قسمت اعظم وقوع و شدت تنش خشکی خارج از کنترل است و تنها مسیر مطمئن برای کاهش پیامدهای آن تولید گیاهان متحمل و یا ایجاد صفات دیگری چون فرار از خشکی است. بررسی­های انجام شده توسط متخصصان اصلاح نباتات و زیست شناسان مولکولی حاکی از آن است که پاسخ گیاهان به تنش­های محیطی (غیر زیستی) عموماً بصورت چند ژنی و در قالب اثرات افزایشی و غیر افزایشی ژن­ها کنترل می­ شود (پنجابی- سابهاروال و همکاران، 2009). بدلیل طبیعت متغیر تنش­ها و حساسیت فنوتیپ گیاه و نیز مشکلات انتقال صفت تحمل به تنش در ژنوتیپ­های منتخب، روش­های سنتی اصلاح نباتات با موانع جدی روبرو است. لذا ترکیبی از شیوه ­های جدید مولکولی نظیر گزینش بوسیله نشانگرهای DNA وQTL[3] می ­تواند تسریع این فرایندها را در پی داشته باشد (رن و همکاران، 2005). بنابراین در تحقیق حاضر از ژنوتیپ­های متحمل و حساس استفاده شد که در گذشته مطالعات اولیه فیزیولوژیکی تنش خشکی در دانشگاه فردوسی مشهد بر روی آن­ها انجام شده است. ضمناً نشانگر مورد استفاده در این تحقیق ISSR[4] بود که به دلیل داشتن آغازگرهایی با طول 16 تا 25 جفت باز از طول بیشتری نسبت به آغازگرهایی مانند RAPD[5] (10 جفت باز) برخوردار بوده و بنابراین امکان تکرار پذیری آن­ها بالاتر بود.

در این تحقیق برای بررسی تفاوت احتمالی بین ژنوتیپ­های متحمل و حساس از 13 آغازگر استفاده شد. هدف از این کار سهولت تشخیص تحمل به تنش خشکی با کمک نشانگرهای مولکولی و همچنین کسب اطمینان بیشتر نسبت به روش تشخیص فیزیولوژیک بود. نشانگرهای مولکولی در این تحقیق به عنوان راهی برای تشخیص تحمل به تنش خشکی فارغ از شرایط محیطی تأثیرگذار بکار برده می­شوند.

فصل دوم

بررسی منابع

2-1- نخود و اهمیت آن

در حال حاضر حبوبات یکی از مهمترین منابع پروتئینی در رژیم غذایی بسیاری از مردم کشورهای در حال توسعه است. رژیم غذایی در این کشورها عمدتاً نشاسته است که از گیاهانی مثل برنج، گندم، ذرت، ارزن و گیاهان غده­ای مثل سیب زمینی بدست می­آید. آن­چه مسلم است مقدار پروتئین در این محصولات کم بوده و سوء تغذیه میلیون­ها انسان ساکن در این کشورها یکی از مشکلات حاد این مناطق می­باشد. لذا در این مناطق مصرف پروتئین­های گیاهی نظیر حبوبات که سرشار از پروتئین هستند، اهمیت قابل توجهی دارد (باقری و همکاران، 1379). نخود (Cicer arietinum L.)از جمله حبوبات و یکی از قدیمی­ترین گیاهان زراعی است که توسط بشر کشت شده است. نخود عمدتاً در جیره غذایی انسان به خصوص در برنامه غذایی طبقات کم درآمد جامعه نقش اساسی داشته و در مقایسه با غلات از تولید پروتئین قابل توجهی در واحد سطح برخوردار است (باقری و همکاران، 1379). به احتمال زیاد نخود از نواحی جنوب شرقی ترکیه و مناطق مجاور آن در سوریه منشأ گرفته است (سینگ، 1997).

تنش­های مختلفی باعث کاهش عملکرد در نخود می­ شود. این تنش­ها به دو گروه زیستی و غیر زیستی قابل تقسیم می­باشند. هرچند نخود گیاهی مقاوم به خشکی است و دمای پایین را نیز تا حدی به خوبی تحمل می­ کند ولی دمای مطلوب رشد آن بین 20 تا 30 درجه سانتیگراد است. این گیاه در زمان گلدهی به گرما و تنش خشکی حساس می­باشد که این دو عامل بیشترین تأثیر را در کاهش محصول در کشت­های بهاره و دیم اعمال می­ کنند (باقری و همکاران، 1386).

2-2- تنش­های مؤثر بر عملکرد نخود زراعی

نخود یکی از مهمترین گیاهان خانواده حبوبات است که عمدتاً در مناطق خشک و نیمه خشک دنیا، جایی که اغلب با کمبود نزولات و آب آبیاری مواجه هستند، کشت می­ شود. بنابراین همه ساله بخش قابل توجهی از مزارع نخود با تنش خشکی مواجه می­شوند (آنبسا و بجیگا، 2002). تنش­های زیستی و غیر زیستی سالانه منجر به افت شدید عملکرد محصولات کشاورزی در سرتاسر دنیا می­گردند. در این میان، نقش تنش­های غیر زیستی حدودا 70% و میزان تأثیر­گذاری تنش­های زیستی حدودا 30% برآورد شده است (حسین، 2006).

در میان تنش­های غیر زیستی مؤثر بر کاهش عملکرد نخود زراعی، نقش تنش خشکی و در مورد تنش­های زیستی کاهنده عملکرد این محصول، نقش بیماری برق­زدگی و فوزاریوم پر­اهمیت­تر از سایر موارد گزارش شده است (باقری و همکاران، 1376). نقش تنش خشکی به تنهایی علت کاهش 50% عملکرد نخود است (سکسینا، 2003). این مشکل در ایران جدی­تر است، چرا که اغلب نخود به صورت سنتی در انتهای فصل بارندگی (اسفند یا فروردین) بر اساس رطوبت ذخیره شده در خاک کشت می­ شود و رشد سریع گیاه نیز همزمان با مرحله­ ای است که رطوبت خاک به طور فزاینده با گذشت زمان کاهش می­یابد (گنجعلی و همکاران، 1388).

2-2-1- تنش­های زیستی

همان طور که اشاره شد برآورد میزان کاهش عملکرد ناشی از تنش­های زیستی در گیاهان حدود 30% گزارش شده است که از این میان، سهم هریک از محرک­های تنش زا به تفکیک، به صورت کاهش عملکرد 14 درصدی در اثر هجوم آفات، 28 درصدی به واسطه تأثیر بیماری­ها و رشد علف­های هرز و 58 درصدی به دلیل تأثیر سایر عوامل تنش­زای زیستی عنوان شده است (حسین، 2006).

2-2-2- تنش­های غیر زیستی

عوامل تنش­زای محیطی شامل خشکی، شوری و سرما هستند که به علت تأثیر چند جانبه و بسیار گسترده بر گیاهان، باعث وارد آمدن خسارت­های اقتصادی زیادی به محصولات کشاورزی می­شوند. تأثیر هریک از این محرک­های غیر زیستی، از طریق تأثیرگذاری بر میزان آب گیاه و دسترسی گیاه به آن، چه در سطح سلول و چه در سطح کل گیاه می­باشد که واکنش­های تخصصی و غیر تخصصی، آسیب­ها و تأثیرگذاری بر سازگاری گیاه را در پی دارد.

از دیدگاه زراعی، خشکی مهمترین تنش غیر زیستی محدود کننده عملکرد محصولات زراعی در بخش­های مختلف جهان است. این تنش، رشد گیاه را از طریق ایجاد تغییرات مورفولوژیک در ساختار گیاه و همچنین از طریق تأثیر بر فرایندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی متعدد مانند فتوسنتز، تنفس، متابولیسم عناصر غذایی و جذب، تراوایی غشایی سلولی و پایداری آن­ها، روابط آبی و غیره تحت تأثیرقرار می­دهد. شدت آن به عواملی نظیر میزان کمبود رطوبت، طول دوره کمبود و زمان اعمال آن بستگی دارد (ملهوترا و سکسینا، 2002). وقوع تنش خشکی در همه مراحل رشد رویشی و زایشی محتمل است (کاشیواگی، 2006). تنش خشکی متناوب در اثر قطع متناوب بارندگی­های پاییزه حادث می­ شود و تنش خشکی انتهایی به سبب توقف زود هنگام بارندگی­های بهاره به وقوع می­پیوندد. در نواحی مدیترانه­ای، گیاهان کشت شده در پاییز یا زمستان در دوره رشد رویشی خود تحت تأثیر خشکی متناوب قرار گرفته و در مرحله رشد زایشی با تنش خشکی انتهایی مواجه می­شوند. وقوع این تنش­ها کاهش عملکرد نخود را در پی دارد (گنجعلی و همکاران، 1388). وضعیت تنش خشکی، ممکن است در اثر سوء مدیریت زمین زراعی و منابع آب زیر زمینی نیز ایجاد شود (ملهوترا و سکسینا، 2002). به غیر از کاهش میزان آب، این تنش ممکن است در اثر افزایش درجه حرارت نیز روی دهد (کومار، 2007). میزان افت عملکرد محصول نخود زراعی در نتیجه تنش خشکی بین 14 تا 50% (سکسینا و همکاران، 2005) و به طور عمده بین 20 تا 25% گزارش شده است (توبرازو و سالوی، 2004).

2-3- پدیده بروز خشکی در کشور

در بیشتر نقاط کشور از جمله در منطقه خراسان، نخود اغلب به صورت سنتی در انتهای فصل باران (اسفند یا فروردین)، بر اساس رطوبت ذخیره شده در خاک کشت می­ شود. در این مناطق، رشد سریع گیاه همزمان با مرحله­ ای است که رطوبت خاک به طور فزاینده­ای با گذشت زمان کاهش می­یابد. از طرف دیگر، مقدار و پراکنش بارندگی در طول فصل رشد، بسیار نامناسب بوده و گیاهان معمولا در دوره­ های رشد رویشی و زایشی با تنش خشکی و گرما به صورت توأم مواجه می­شوند (گنجعلی و نظامی، 1387). هر چند که مقاومت نخود به خشکی بیشتر از سایر حبوبات سرما دوست است (گاردنر و همکاران، 1999؛ لپورت و همکاران، 1999) ولی تنش خشکی یکی از مهمترین عوامل کاهش عملکرد در این گیاه محسوب می­ شود (کاشیواگی، 2006).

[1]- Food and Agricultural Organization of United Nations

[2]-Deoxy Ribonucleic Acid

[3]-Quantetive Trait Loci

[4]- Inter Simple Sequence Repeat

[5]- Random Amplified Polymorphism DNA

ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است