5-2 پیشنهادات……………………………………………………………………………………………..66

منابع…………………………………………………………………………………………………………….67

پیوستها…………………………………………………………………………………………………………73

فصل اول: کلیات

1-1- مقدمه

بخش کشاورزی نقش عمده­­ای در تولید ناخالص داخلی و ایجاد فرصتهای شغلی در کشور دارد. میزان تشکیل سرمایه در این بخش در مقایسه با سایر بخش­ها با توجه به ظرفیت­های این بخش قابل­توجه نیست. لذا برای توسعه بخش کشاورزی و گذار موفقیت­آمیز از وضعیت کشاورزی سنتی به کشاورزی مدرن و تجاری نیاز به سرمایه ­گذاری بیشتری در این بخش است. معمولا یکی از مهمترین عواملی که نقش بازدارنده­ای در مسیر پذیرش تکنولوژی جدید توسط کشاورزان­ کوچک و گذار از کشاورزی سنتی به کشاورزی مدرن را دارد کمبود سرمایه و اعتبار است. دسترسی آسان و سریع به منابع مالی، یکی از ضرورت‌ها و پیش­‌‌‌نیازهای توسعه

 فعالیت‌های بخش کشاورزی است. اعتبارات اعطایی به بخش کشاورزی و جوامع و نهادهای روستایی دسته کم از سه جنبه زیر می ­تواند در تقویت تولید این جوامع موثر باشد (رسول­اف، 1382).

1.­ اعطای اعتبارات به بخش ­کشاورزی موجب­ کاهش اثر منفی فصلی بودن درآمد تولیدات کشاورزی می­شود و می ­تواند در پر کردن شکاف بین پرداخت­ها و دریافتنی­های کشاورزی نقش موثری داشته باشد.

2.تامین نقدینگی مورد نیاز برای كشاورزان از راه توزیع اعتبارات استفاده بهتر از عوامل تولید و افزایش سطح تولید  و بهره­وری را فراهم می کند.

3.تامین مالی مورد نیاز برای سرمایه گذاری در واحدهای کوچک بهره ­برداری نقش تعیین کنندای در افزایش موجودی سرمایه دارد. چرا که این واحدها اغلب از توان مالی اندکی برخوردارند و توانایی سرمایه ­گذاری جدید را ندارند.

توجه به این موارد نیاز به استفاده از اعتبارات را روشن می­سازد. در صورت فقدان یا کمبود اعتبارات لازم، زارع مجبور به پس­انداز مقداری از درآمد خود پس از فصل برداشت است لذا مصرف و سرمایه ­گذاری کاهش می­یابد و از قدرت سرمایه ­گذاری زارع در امور زیربنایی نیز کاسته می‌شود. بنابراین اعتبارات کوتاه‌مدت برای تامین هزینه­ های جاری و اعتبارات‌ متوسط و بلند‌مدت برای تامین امکانات سرمایه‌گذاری زیربنایی در کشاورزی نقش اساسی دارند، از طرفی سیاست توزیع اعتبارات بین کشاورزان به عنوان وسیله‌ای برای مقابله با فقر روستایی از سوی عده­ای از سیاست­گذاران با اهدافی از قبیل افزایش تولید، بیرون راندن منابع غیر‌رسمی، کاهش هزینه­ های تولید، کاهش نابرابری و انتقال تکنولوژی مطرح می­شود (ایران­نژاد، 1375).

امروزه همراستا با پیشرفت کشاورزی و نیاز به سرمایه ­گذاری بیشتر در این بخش و استفاده از تکنولوژی مدرن تقاضا برای استفاده از اعتبارات در بخش کشاورزی افزایش یافته است. نظری به تاریخ و سابقه اعتبارات نشان می­دهد که اعتبارات عموما نیروی تولید را افزایش می­دهد و موجب پیشرفت اقتصادی، ایجاد مشاغل جدید و درآمد بیشتر برای صاحبان حرف و مشاغل مختلف می­شود. کشاورزان اعتبار مورد نیاز خود­ برای­ کار کشاورزی­ را از منابع­رسمی (بانک­کشاورزی، تعاون­روستایی، بانکهای تجاری) و یا منابع غیر رسمی (دوستان و آشنایان و دلالان) تامین می­ کنند.

سیستم بانکی وظیفه واسطه‌گری مالی را برعهده دارد یعنی تعهدات کوتاه‌‌مدت (سپرده­ها) را به دارایی­های بلند مدت (وام) تغییر شکل می‌دهد. این وظیفه در شرایطی که محدودیت اساسی سرمایه‌گذاری در کشور کمبود اعتبار است در غیاب مقررات و نظارت دقیق معضلاتی را در پی خواهد داشت. این امر به ضرورت تقویت ابزارهای نظارتی به نحوی که بانک­ها در تجهیز عملیات سپرده وام تحت انضباط و کنترل در­آیند تاکید می­ کند (خسروی،1386).

بانک کشاورزی با 70 سال قدمت تنها بانک تخصصی بخش کشاورزی است که نقش عمده­ای در تامین نیازمندی­های اعتباری تولیدکنندگان این بخش و بخش‌های بازرگانی وابسته به آن دارد. طبق اطلاعات اخذ شده از بانک کشاورزی توزیع تسهیلات بانک به تناسب ظرفیت جذب اعتبار به زیر بخشها در قالب قرض­الحسنه،

این مطلب را هم بخوانید :

منبع تحقیق با موضوع ملک الشعرای بهار

 مشارکت مدنی، فروش اقساطی ماشین­آلات و مواد‌اولیه اجاره به شرط تملیک،  سلف و­ خرید دین صوت می­گیرد. تسهیلات اعطایی بانک نیز از نظر مصرف به 3 گروه شامل سرمایه ­گذاری ثابت، سرمایه در گردش و هزینه عملیاتی تقسیم می‌شوند(پایگاه اینترنتی بانك كشاورزی).

آمار و اطلاعات مقایسه­ای عملکرد سهم بخش­های مختلف اقتصادی از اعتبارات بانکی نشان می دهد که سهم­های مصوب بخش کشاورزی از اعتبارات بانکی توسط سیستم بانکی رعایت نشده است. میزان تحقق سهم

1-4- نشانگرهای مورد استفاده در تجزیه QTL. 33

1-4-1- نشانگر‌های ژنتیكی. 33

1-4-1-1- نشانگر‌های مورفولوژیكی. 33

1-4-1-2- نشانگرهای مولكولی. 34

الف – نشانگر‌های بیوشیمیایی. 34

ب- نشانگر‌های DNA. 35

1-5- نشانگرهای SSR. 37

1-5-1- مزایا و خصوصیات نشانگرهای SSR. 38

1-5-2-كاربرد‌های ماركر SSR. 39

1-6- نشانگرهای مبتنی بر ژن‌های كاندید. 39

نقشه­های پیوستگی ژنتیکی. 40

1-8- تجزیه ژنتیکی صفات کمی. 41

1-9- اصول مکان­یابی QTL. 41

1-9-1- جمعیت­های در حال تفرق 41

1-9-2 مقایسه انواع مختلف جمعیت­های نقشه­یابی. 43

1-9-3- روش­های آماری برای مکان­یابی QTL. 45

الف- روش­های مبتنی بر صفت.. 45

ب- روش های مبتنی بر نشانگر. 46

1-10- روش تجزیه تک نشانگری. 46

1-11- روش نقشه­یابی فاصله­ای. 46

1-12- نقشه­یابی فاصله­ای مركب 47

1-13- نرم­افزارهای مورد استفاده در تجزیه QTL. 51

1-14- انتخاب به کمک نشانگر. 53

1-15- تنوع هاپلوتیپی. 54

فصل دوم

2-1- تهیه نمونه­های گیاهی. 56

2-2- ارزیابی فنوتیپی جمعیت اینبرد نوترکیب.. 56

 

2-3- ارزیابی فنوتیپی ارقام ایرانی. 58

2-4- استخراج  DNAژنومی. 59

2-4-1- تعیین كمیت و كیفیت DNA. 60

2-4-1-الف- روش اسپكتروفتومتری. 60

2-4-1-ب- روش الكتروفورز ژل آگاروز 61

2-5- ریزماهواره­ها 61

2-6- محتویات و برنامه واکنش زنجیره ای پلیمراز(PCR) 63

2-7- تهیه ژل پلی­اکریل­آمید. 64

2-8- الکتروفورز و رنگ­آمیزی. 65

2-9- تجزیه آماری داده‌ها 65

2-9-1- بررسی تنوع ژنتیکی ارقام ایرانی. 65

2-9-2- ترسیم نقشه یابی ژنتیکی و مکان یابی QTLها 67

فصل سوم

3-1- مکان­یابی ژن­های کنترل­ کننده تحمل به شوری در جمعیت اینبرد نوترکیب برنج. 69

3-1-1- ارزیابی فنوتیپی جمعیت اینبرد نوترکیب.. 69

3-1-2- ترسیم نقشه پیوستگی. 73

3-1-3- نتایج تجزیه تک نشانگری. 74

3-1-4- نتایج مکان­یابی فاصله­ای مرکب.. 75

3-2- بررسی تنوع هاپلوتایپی ناحیه Saltol و ناحیه پایین آن در ارقام برنج ایرانی. 79

3-2-1- ارزیابی تنوع فنوتیپی ارقام برنج ایرانی. 79

3-2-2- ارزیابی ارقام برنج ایرانی با بهره گرفتن از شاخص­های تحمل به شوری. 87

3-2-3- بررسی تنوع هاپلوتایپی ناحیه کروموزومی Saltol ارقام برنج ایرانی. 91

پیشنهادات.. 95

منابع و م‍‍آخذ: 96

 

1-1- مقدمه و اهداف

طبق آخرین پیش­بینی‌های سازمان ملل متحد، جمعیت جهان تا سال 2025 به 8 میلیارد نفر و تا سال 2050 به 9/8 میلیارد نفر خواهد رسید. سالانه حدود 80 میلیون نفر به جمعیت جهان افزوده می­شود و97 درصد افزایش جمعیت در کشورهای در حال توسعه می­باشد. بنابراین تا سال 2025 نیاز به تولید غذا دو برابر

این مطلب را هم بخوانید :

پایان نامه سنجش کیفیت زندگی:

 خواهد شد. این پدیده منجر به افزایش فشار به محیط زیست می­گردد و امنیت غذایی کشورهای در حال توسعه بیش از سایر کشورها تحت تأثیر قرار می­گیرد. تنش­های غیرزنده عامل مهم کاهش 71 درصدی عملکرد محصولات زراعی در سطح جهان بوده که برای تنش خشکی 17 درصد، شوری 20 درصد، دمای بالا 40 درصد، دمای پایین 15 درصد و سایر عوامل 8 درصد تخمین زده شده است (کافی، 2009).

به منظور افزایش بهره­وری در کشور ایران نیز باید به بخش کشاورزی به عنوان یکی از بخش­های مهم و عمده فعالیت اقتصادی در کشور توجه داشت. زیرا این بخش در حال حاضر حدود 15 درصد از تولید ناخالص داخلی، 21 درصد از اشتغال و 22 درصد از صادرات غیر نفتی کشور را به خود اختصاص می دهد. همچنین طبق گزارش شبکه خبری صنایع غذایی ایران در سال 1386، حدود 80 درصد عرضه مواد غذایی و 90 درصد نیازهای واحدهای صنایع تبدیلی را طی دهه اخیر تأمین كرده است (تهامی­پور و شاه­مرادی، 1386). در این راستا بهره­ گیری از منابع حاشیه­ای و غیر متعارف، از جمله منابع آب و خاک شور در دستور کار اغلب کشورهای جهان که دارای این منابع عظیم بوده قرار گرفته است. پیشرفت­ها و توسعه فن­آوری­های مختلف در امور کشاورزی می ­تواند بهره­وری از این منابع محدود را بهبود بخشد (فلاورز، 2004).

شوری یکی از چالش­های مهم جهت تولید محصولات زراعی به ویژه در کشورهایی است که کشاورزی از طریق آبیاری انجام می­گیرد (کافی، 2009). نزدیک به یک سوم زمین‌های تحت آبیاری جهان شور است و خاک­های تحت تأثیر شوری حدوداً 106×950-400 هکتار تخمین زده می‌شوند که این میزان به دلیل کمبود آب­های شیرین و استفاده از آب­های با کیفیت پایین، همواره در حال افزایش است (شانون، 1984 و فلاورز، 2004). در واقع پنج درصد اراضی زراعی دنیا و نود درصد شالیزارهای دنیا به­نوعی تحت تاثیر شوری هستند (فلاورز و همکاران، 1986) که بیشتر آن در آسیا است (اکبر و همکاران، 1986).

ایران از جمله کشورهایی است که در بسیاری از نقاط آن مشکل شوری و عدم زه­کشی مناسب اراضی دیده می­شود. تقریباً 15 درصد سطح اراضی ایران با 25 میلیون هکتار تحت تأثیر نمک با درجات مختلف قرار گرفته است (پذیرا و صادق زاده، 1998). بخش اعظم خاک­های شور کشور و خصوصاً اراضی تحت کشت برنج، دارای غلظت بالایی از نمک­های محلول مثل سدیم و پتاسیم هستند (فتوکیان، 1384). این امر می ­تواند کشت بسیاری از محصولات زراعی را محدود کند و با توجه به مشکلات ذکر شده کمبود مواد غذایی و انرژی و نیز این­که فقط 20 گونه زراعی، بخش عمده انرژی مورد نیاز دنیا را تأمین می­ کند و 50 درصد این نیاز نیز از 8 گونه از غلات تأمین می­شود لذا، توجه به افزایش تولید غلات خصوصاً گندم و برنج که بیش از یک سوم زمین­های زیرکشت به تولید آن اختصاص یافته­است، مدنظر می­باشد. ازطرفی رشد و عملکرد گیاهان زراعی در بسیاری از مناطق دنیا توسط تنش­های محیطی زنده و غیرزنده متعدد محدود می­گردد. در چنین شرایطی ساده ترین راه استفاده از اراضی شور (انصاری و همکاران، 2001)، شناخت، انتخاب و اصلاح گیاهان زراعی مقاوم به شوری است که در این راستا اصلاح تحمل به شوری توسط محققین زیادی مطالعه شده است (مونز و همکاران، 2008).

برنج از غلات بسیار مغذی و پرمصرف‌ترین غذای دو سوم جمعیت جهان محسوب می­‌شودکه پس از گندم یکی از مهم­ترین محصولات زراعی است و تولید آن بخش قابل توجهی از برنامه تأمین غذایی و خودکفایی

محتوا نیز بررسی می شود و به تیپ های شخصیتی شركت كنندگان در حكایت ؛ توجّه ویژه می شود تا سه تیپ شخصیتی “عاقل”، “نادان “و “دیوانه ” از هم متمایز گردند و تنش‌های موجود میان این سه تیپ ؛ كه خالی از لطف و جذابیت هم نیست ؛ به وضوح نشان داده شود. حال؛ سه تعریف عمده از تیپ های مذكور ارائه می گردد.

“عاقل” : شخصیتی كه به علت آگاهی از هنجارهای اجتماعی ؛ رفتارش بهنجار وتابع عرف زندگی اجتماعی است و به همین دلیل رفتارش قابل پیش بینی است.

“نادان”: شخصیتی كه رفتارش تابع عرف و هنجارهای اجتماعی است. اما به دلیل عدم آگاهی از فلسفه و معنای هنجارهای اجتماعی، رفتارش نابهنجار و غیر قابل پیش

این مطلب را هم بخوانید :

 بینی است.

4-4 جداسازی، تعیین توالی و انجام همردیفی باندهای متمایز تکثیر شده……………………………….49

فصل پنجم: نتیجه گیری کلی و پیشنهادات…………………………………………………………………………54

پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………………..55

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                                             صفحه

شکل 2-1. انواع نشانگرها………………………………………………………………………………………………13   شکل 2-2. نمایش اتصال آغازگر (AG)8 به DNA……………………………………………………………..21 شکل 3-1. گیاهان حاصل از بذرهای کشت شده ژنوتیپ­های مختلف در مزرعه پژوهشکده علوم گیاهی..………………………………………………………………………………………………………………………..33 شکل 4-1. نمونه­های DNA بر روی ژل آگارز 1 درصد با روش .CTAB…………………………………42 شکل 4-2. سنجش کیفیت و کمیت یکی از نمونه های استخراج شده توسط دستگاه نانودراپ ……………………………………………………………………………………………………………………………………43 شکل 4-3. مقایسه محصول PCR با نمونه­های DNA استخراج شده با روش کیت و CTAB ……………………………………………………………………………………………………………………………………44 شکل 4-4. الکتروفورز ژل آگارز PCR با مخلوط DNA ژنوتیپ­های حساس و متحمل………….45 شکل 4-5. الکتروفورز ژل آگارز PCR با 8 ژنوتیپ گیاه نخود با آغازگرهای نشانگر ISSR…..47 شکل 4-6. PCR با 8 ژنوتیپ گیاه نخود با آغازگرهای نشانگر ISSR…………………………………48 شکل 4-7. PCR با 8 زنوتیپ گیاه نخود توسط آغازگرهای ISSR………………………………………49 شکل 4-8. همردیفی انجام شده توسط الگوریتم BLAST در پایگاه Gene Bank از طریق وبگاه NCBI……………………………………………………………………………………………………………………………50

 

 

 

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                                                     صفحه

جدول 2-1. اسامی مترادف ISSR و تغییرات آن……………………………………………………………..19   جدول 3-1. تهیه بافر استخراج……………………………………………………………………………………..35 جدول 3-2. ترکیبات و اجزای مورد استفاده جهت انجام واکنش PCR…………………………….37 جدول 3-3. مشخصات آغازگرهای مورد استفاده جهت تکثیر توالی DNA………………………38 جدول 3-4. برنامه زمان بندی چرخه حرارتی برای تکثیر آغازگرهای ISSR…………………….39

 

فصل اول

 

 

 

 

مقدمه

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 می­شود (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 می­آید (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 می­شود. در طول خشکی انتهای فصل، آب قابل دسترس گیاه کاهش می­یابد و به طور سریع منجر به خشکی می­شود 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 می­شود، 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 گونه­ها 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 می­شود (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

این مطلب را هم بخوانید :

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 می­شود. 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

 

 

 

 

فهرست جداول

جدول2-1…………………………………………………………………………………………………………………..46

جدول 3-1…………………………………………………………………………………………………………………57

جدول 3-2…………………………………………………………………………………………………………………57

جدول 3-3………………………………………………………………………………………………………………..58

جدول 3-4…………………………………………………………………………………………………………………59

جدول 4-1…………………………………………………………………………………………………………………..61

جدول 4-2 …………………………………………………………………………………………………………………61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

مقدمه

 

 

 

1-1 مقدمه

کنجد (Sesamum indicum L.) گیاه یک‌ساله، خودگشن با دیرینه زراعی طولانی که به علت دارا بودن درصد زیاد روغن و مقدار مناسب پروتئین به‌عنوان یک منبع تغذیه‌ای محسوب می‌شود (نصر، 1382). سطح زیر کشت جهانی كنجد در سال 2010 میلادی، در میان 10 کشور عمده تولیدکننده کنجد در جهان، کشور میانمار با تولید 000/720 تن در رتبه اول تولید قرار دارد. کشور هند با تولید 000/620 تن در رتبه دوم و چین با تولید 000/590 تن در رده سوم قرار دارد که در این‌ بین ایران با تولید 31848 تن در رده دهم قرار دارد. متوسط عملکرد کنجد در جهان در این سال 490 کیلوگرم در هکتار بوده است (فائو، 2010). مناطق اصلی کشت کنجد در کشور استان‌های فارس، خوزستان، جیرفت، بوشهر، اردبیل (مغان)، خراسان شمالی می‌باشد. پنج استان فارس، خوزستان، جیرفت، خراسان رضوی و اردبیل همه‌ساله 80 درصد سطح زیر کشت کنجد کشور را به خود اختصاص داده‌اند. در سال 1391 سطح زیر کشت کنجد در کشور به 43475 هکتار با تولید 39614 تن و عملکرد 912 کیلوگرم در هکتار بوده است.

کنجد به اسامی Till, Simsim, Gingelly, Benni,Seed معروف است. كنجد از دانه‌های روغنی مناطق گرم و نیمهگرم است، ولی كشت ارقام جدید آن به مناطق معتدله نیز گسترش‌یافته است. این گیاه دارای ارقام محلی زیادی است و در اغلب كشورها توسط كشاورزان خرده‌مالک و به‌صورت سنتی كشت و كار می‌شود (وایز، 2000). مقدار روغن در زمان رسیدگی فیزیولوژیكی به سطح ثابتی می‌رسد و تا زمان رسیدگی بذر نوسان اندكی دارد (فلوئر و داونی، 1970). آبیاری می‌تواند موجب افزایش مقدار روغن شود، درصورتی‌که تنش خشكی (میلر و رایتن، 1987) موجب كاهش آن می‌شود و به‌طورکلی عوامل محیطی اثرات معكوس بر مقدار روغن و پروتئین دارند. ازنظر درصد روغن و عملكرد روغن دانه ارقام مقاوم به تنش موفق‌تر عمل می‌نمایند (اسمیت، 1990). کشور ایران ازنظر اقلیمی در منطقه خشک نیمه‌خشک دنیا قرار دارد، ازاین‌رو خشکی یکی از مشکلات پیش روی زراعت کشور ماست. خشکی سبب تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی متعددی در گیاهان می‌شود ضمن اینکه تحمل به خشکی در گیاهان نیز خصوصیتی ثابت نبوده و ممکن است در مراحل مختلف رشد هرگونه، متفاوت باشد (سایرام،2001). به‌طورکلی گیاهان، طیف وسیعی از تنش‌های محیطی را که نهایت منجر به بروز تنش اکسیداتیو می‌شود، درک می‌کنند. مکانیسم مقاومت در برخی از تنش‌ها به‌صورت یک ارتباط درونی و نتیجه یک برنامه‌ریزی هماهنگ و پیچیده است. در شرایط تنش عدم توازن بین فرایند جذب انرژی و مصرف آن توسط اندام فتوسنتزی باعث تولید انواع اکسیژن فعال (ROS) و ناتوانی گیاه در مهار آن می‌گردد که درنهایت منجر به بروز تنش در غشای سلول و بروز علائم ناشی از صدمات اکسیداتیو شود (بلوخینا و همکاران، 2003). افزایش میزان رادیکال‌های فعال اکسیژن در گیاه باعث می‏شود که برای کاهش اثرات سمی تنش اکسیداتیو ناشی از تنش خشکی، مکانیسم‌های متنوعی در گیاه فعال شود. در این شرایط میزان آنتی‌اکسیدانت­ها افزایش‌یافته و آنزیم‌های مهارکننده ROSها در جهت کاهش اثرات سمی ناشی از تنش اکسیداتیو حاصل از تنش خشکی، افزایش پیدا می‌کنند (كافی و همكاران،1382). برای مقابله با تنش اکسیداتیو آنزیم‌های آنتی­‌اکسیدانت نظیر کاتالاز (CAT)، پراکسیداز (POD)، آسکوربات پراکسیداز (APX)، سوپر­اکسید ­دیسموتاز (SOD) و گلوتاتیون ردوکتاز (GR) باعث حذف و غیرفعال شدن گونه های فعال اکسیژن می‏شوند (دیرینک و مونتاگو،2002).

لذا بررسی اثرات تنش خشکی و الگوی رفتاری آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت، می‌تواند به درک مکانیسم‌های دخیل در القاء مقاومت یا تحمل به گیاه کمک نماید، چراکه همبستگی بالایی در تحمل به تنش‌های محیطی و تغییرات غلظت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانت در گیاهان فتوسنتز کننده وجود دارد. از سوی دیگر با عنایت به اینکه سنتز هر ماده‌ای در سلول تحت کنترل ژن‌های مسئول سنتز آن است انتقال این ژن­ها به گیاهان دیگر و تولید ارقام محتمل به خشکی دور از ذهن نخواهد بود.

اهداف تحقیق حاضر عبارت‌اند از:

 

1- مقایسه الگوی بیان برخی ژن‌های دخیل در تنش خشکی در سطح آنزیم شامل کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و آسکوربات پراکسیداز و پراکسیداز در بافت برگ و ریشه

• بررسی الگوی بیان برخی ژن‌های دخیل در تنش خشکی در سطح ترانسکریپتوم

 

 

 

 

 

 

1-2 کلیات

1-2-1 گیاهان و تنشهای محیطی

 

گیاهان در دوره حیاتشان با انواع تنشهای محیطی مواجه می‌شوند، این تنش‌ها شانس نمو و بقای گیاهان را محدود می‌کنند. در بسیاری از نقاط کره خاکی شرایط مناسب رشد فقط برای مدت کوتاهی دوام دارد و گیاهان مجبورند که در همین زمان کم، مراحل اساسی رشد خود را انجام دهند در برخی نقاط هم که شرایط برای رشد مناسب است، افزایش تراکم و تعداد گیاهان عامل ایجاد رقابت برای گیاهان در به دست آوردن مواد غذایی، آب و نور است (لارچر و همکاران، 2001).

درمجموع تنش یعنی شرایط نامناسبی که حتماً مرگ آنی در پی نداشته و به‌طور دائم یا موقت در یک محل اتفاق می‌افتد ولی بر عملکردهای حیاتی موجودات تاثیرداشته باشد (والتر و همکاران، 1985). از قوانین حرکت نیوتن چنین استنباط شده است که اگر هر موجودی تحت تاثیرعملی (تنش) قرارگیری عکس‌العملی (واکنش) از خود نشان می‌دهد. واکنش می‌تواند برگشت‌پذیر یا برگشت‌ناپذیر باشد. اگر واکنش از شدت کافی برخوردار باشد موجود زنده دچار یک تغییر پایدار یعنی صدمه یا مرگ می‌شود.

به‌هرحال دانشمندان علوم گیاهی تنش را با دو تعریف بوم‌شناختی و بیوشیمیایی موردتوجه قرار می‌دهند. تنش در مفهوم بوم‌شناختی: فشارهای زیست‌محیطی است که نسبت تولید ماده خشک را در قسمتی از گیاه یا تمامی آن محدود می‌کند اما تنش ازنظر بیوشیمیایی به معنی اختلال در تولید طبیعی ترکیبات مختلف گیاهی است. امروزه تنش را به دو گروه طبقه‌بندی می‌کنند اول تنش‌های زیستی[1]: تنش‌هایی که حاصل حمله یک موجود زنده به موجود زنده دیگر است مانند آفت‌ها، پاتوژنها و آللوپاتی؛ دوم تنش‌های غیر زیستی[2] شامل:

1- باد، فشار، صدا، نیروهای مغناطیسی و الکتریکی

2- شیمیایی، مثل شوری، یونی، علف‌کش‌ها و…

3- تشعشع، مثل پرتوهای A-B, UV- UV

4-آب، مثل غرقابی و خشکی

5- دما، مثل گرماو سرما

هر نوع از تنش‌ها در وهله اول تنش اولیه محسوب شده و منجر به تغییراتی در سیستم زیستی می‌شود.

اگر مدت‌زمان تنش اولیه کوتاه باشد اثرات آن در حد چند ثانیه یا دقیقه مشاهده می‌شوند؛ اما اگر مدت‌زمان بروز تنش طولانی باشد تنش ثانویه پدید آمده و آسیب حاصل از آن غیرمستقیم خواهد بود. گیاهان نیزمانندجانوران برای مقابله با این شرایط ناسازگارو سخت با بهره گرفتن از مکانیسم‌های متفاوت با تنش مقابله می‌نمایند که این مکانیزم‌ها شامل سازش و مقاومت بوده که مقاومت خود شامل تحمل کردن، اجتناب و فرار می­باشد (پارساد، 1996).

همه این تنش‌ها، پاسخ‌های مشترکی را در گیاهان القا می‌کنند ولی در شروع سیگنال باهم تفاوت داشته و همچنین گیرنده‌های آن‌ها متفاوت می‌باشند. این تنش‌ها با بیان یک سری از ژن‌ها گیاه را قادر به ترمیم آسیب ناشی از تنش کرده یا گیاه را در برابر تنشهای محیطی که آینده پیش خواهد آمد حمایت می‌کنند (باجوز و همکاران، 2008)؛ یعنی درواقع گیاه را با محیط سازگار کرده و بقای آن را بیشتر تأمین و تضمین می‌کنند و از این طریق به‌نوعی با محیط خود سازش یافته یا تطابق می‌یابند. سازش‌ها اعم از مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی به نحوی انجام می‌گیرد که گیاه بتواند بهتر با محیط تطابق پیدا کند و از امکانات مادی محیط خود به گونه شایسته‌ای استفاده کند. به‌طور مثال سازش بیوشیمیایی در گیاهان شامل انواع تغییرات بیوشیمیایی در سلول است. این تغییرات شامل تکامل راه های متابولیکی جدید، تجمع متابولیک‌های با وزن مولکول کم، سنتز پروتئین‌های خاص، مکانیسم‌های سم‌زدایی و تغییر در میزان فیتوهورمونها می‌باشند (باجوز و همکاران، 2008). در اغلب تنشهای محیطی، تغییرات ایجادشده گیاهان را در مواجهه با تنش کمک می‌کنند. یکی از عمده‌ترین تنشهای محیطی که اغلب گیاهان با آن مواجه­اند تنش خشکی می­باشد.

 

 

1-2-2 تنش خشکی

تنش خشكی زمانی در گیاه حادث می‌شود كه میزان آب دریافتی گیاه كمتر از تلفات آن باشد. این امر ممكن است به علت اتلاف بیش‌ازحد آب یا كاهش جذب و یا وجود هر دو مورد باشد (کوچکی،1374). یكی از نشانه‌های كمبود آب، كاهش تورژسانس و درنتیجه رشد و توسعه سلول به‌ویژه در ساقه و برگ‌ها است. به همین دلیل اولین اثر محسوس کم‌آبی را می‌توان از اندازه کوچک‌تر برگ‌ها یا ارتفاع گیاهان تشخیص داد. به دنبال كاهش سطح برگ، جذب نور نیز كم شده  و باعث كاهش ظرفیت كل فتوسنتزی گیاه شده و رشد و درنهایت عملكرد آن دچار نقصان می‌شود (حسنی، 1385). خشكی بر جنبه‌های مختلف رشد گیاه تاثیر گذاشته و موجب كاهش و به تأخیر انداختن جوانه‌زنی، كاهش رشد اندام‌های هوایی کاهش تولید ماده خشك می‌گردد. درصورتی‌که شدت تنش خشکی زیاد باشد، موجب كاهش شدید فتوسنتز، مختل شدن فرایندهای فیزیولوژیكی، توقف رشد و سرانجام مرگ گیاه می‌شود (سینگ و همکاران، 1996). كمبود آب از مهم‌ترین مشكلات مناطق خشك و نیمه‌خشک می­باشد كه بر روی رشد و نمو گیاهان اثر می‌گذارد (اهدایی، 1372). نواحی خشك و نیمه‌خشک مناطقی هستند كه كل تعرق گیاهان در آن 50% تعرق در شرایط بدون تنش ویا حتی كمتر از این مقدار باشد. متأسفانه كمبود آب تنها منحصر به این نواحی نمی‌شود، بلكه حتی در شرایط آب‌وهوای مرطوب و یا توزیع نامنظم بارندگی نیز منجر به محدود شدن آب قابل‌دسترس و درنتیجه كاهش رشد گیاه می‌شود (کافی، 1384). در كشور ما به‌جز سواحل دریای خزر و قسمت‌های كوچكی از شمال غربی كشور بقیه مناطق جزء مناطق خشك و نیمه‌خشک محسوب می‌شوند. این در حالی است كه مناطق خشك كشور نسبت به مناطق نیمه‌خشک آن از وسعت بیشتری برخوردار است (اهدایی، 1372).

1-2-3 لزوم معرفی گیاهان متحمل به خشکی

5/۹۷ درصد آب‌کره زمین در دریاها و دریاچه‌ها است که آب‌شور را تشکیل می‌دهد. 5/۲ درصد باقیمانده آب شیرینی است که در زمین وجود دارد که از آن ۳/۰ درصد آب رودخانه‌ها ۸/۳۰ درصد آب‌های زیرزمینی و ۹/۶۸ درصد یخچال‌ها و پوشش دائمی برف کوه‌ها است. کشور ایران به خاطر قرار گرفتن در كمربند خشك جغرافیایی و نوار بیابانی كه در 25 تا 40 درجه عرض شمالی واقع‌شده است، از شرایط آب‌وهوایی برخوردار است كه جزو مناطق كم باران جهان بشمار می‌آید. باوجود  قرارگرفتن کشور ایران در کمربند خشک جهانی تغییرپذیری شدید اقلیمی، بارش تنها معادل یک‌سوم متوسط جهانی می­باشد (حیدری شریف‌آباد و همکاران،1381). بر اساس گزارش‌ها در سال 1380 حدود 2/6 میلیون هکتار زراعت آبی و 4 میلیون هکتار زراعت دیم و 1/1 میلیون هکتار از باغات تحت تاثیرداشته خشک‌سالی قرارگرفته‌اند. خسارت ناشی از خشک‌سالی  بر باغات در این سال بالغ‌بر 520 میلیون دلار بود. بر اساس تحقیقات انجام‌گرفته در کشور، اثر مستقیم خسارت ناشی از کاهش هر 1 میلی‌متر بارندگی برابر 98 میلیارد ریال است (غفاری،1386). ﺗﻨﺶ ﺧﺸﻜﻲ ﺑﻴﺶ از ﻫﺮ ﻋﺎﻣﻞ دﻳﮕﺮی ﻣﻮﺟﺐ ﻛﺎﻫﺶ رﺷﺪ و ﺗﻮﻟﻴﺪ ﮔﻴﺎﻫﺎن می‌گردد. ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ راه ﻣﻘﺎﺑﻠﻪ ﺑﺎ ﺧﺸﻜﻲ اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻬﻴﻨﻪ از آب و اﺻﻼح ﮔﻴﺎﻫﺎن ﺑﺮای اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﺧﺸﻜﻲ اﺳﺖ. ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﻪ ﺧﺸﻜﻲ، ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ ﮔﻴﺎه ﺑﺮای رﺷﺪ ﻣﻄﻠﻮب در ﺷﺮاﻳﻂ ﺗﻨﺶ است.

1-2-4 کاهش رشد گیاه تحت تنش خشکی

ﺑﻴﺶ از 80 درﺻﺪ ﺑﺎﻓﺖ ﮔﻴﺎﻫﻲ را آب ﺗﺸﻜﻴﻞ می‌دهد (مارشال، 1986) و ﻛﻤﺒﻮد آن در ﮔﻴﺎﻫﺎن ﻋﻮارض ﺷﺪﻳﺪی را به‌سرعت آﺷﻜﺎر می‌سازد و مهم‌ترین ﻋﺎﻣﻞ

این مطلب را هم بخوانید :

اصول کلی ورود به خدمت - مجله علمی پژوهشی رهاورد

 ﻣﺤﺪودﻛﻨﻨﺪه رﺷد و ﻧﻤﻮ ﮔﻴﺎﻫﺎن ﻣﺤﺴﻮب می‌شود. ﺑﺮای اﻳﻨﻜـﻪ ﮔﻴـﺎه ﺑﺘﻮاﻧـﺪ آب ﺟﺬب ﻛﻨﺪ، ﺑﺎﻳﺴﺘﻲ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ آب سلول‌های رﻳﺸﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ اﻃـﺮاف آن ﻛﻤﺘـﺮ ﺑﺎﺷـﺪ (هوگنبوم، 1987). درواقع در ﺷـﺮاﻳﻂ ﺗـﻨﺶ ﺧﺸﻜﻲ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ آب ﻣﺤﻴﻂ ﮔﻴﺎه منفی‌تر از ﺷﺮاﻳﻂ ﻃﺒﻴﻌﻲ ﺑﻮده و ﺟﺬب آب ﺗﻮﺳﻂ ﮔﻴﺎه ﺑﺎ ﻣﺸﻜﻞ ﻣﻮاﺟﻪ می‌شود. ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺑﺴﻴﺎری در ﻣﻮرد ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻛﻤﺒﻮد آب ﺑﺮ رﺷﺪ و ﻧﻤﻮ ﮔﻴﺎﻫﺎن انجام‌شده اﺳـﺖ اﻳـﻦ ﺗﺤﻘﻴﻘـﺎت ﺣـﺎﻛﻲ از آن اﺳﺖ ﻛﻪ ﻛﺎﻫﺶ رﺷﺪ ﺑﻪ دﻻﻳﻞ ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﺣﺎدث می‌شود. وﻗﺘﻲ ﮔﻴﺎﻫﺎن ﺑﻪ آب ﻛﺎﻓﻲ دﺳﺘﺮﺳﻲ ﻧﺪاﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﻨﺪ، ﻣﻘﺪار مواد ﺑﺎزدارﻧﺪه رﺷﺪ ازجمله آﺑﺴﻴﺰﻳﻚ اﺳﻴﺪ، در ﮔﻴﺎه اﻓـﺰاﻳﺶ می‌یابد. از ﻃﺮﻓـﻲ ﺑﺮﺧـﻲ از ﻣﺤﻘﻘـﺎن ﻛـﺎﻫﺶ ﻣﻘـﺪار هورمون‌های ﻣﺤﺮك رﺷﺪ ﻣﺎﻧﻨﺪ اکسین­ها، جیبرلین‌ها ﺳﻴﺘﻮﻛﻴﻨﻴﻦ­ﻫﺎ در ﮔﻴﺎه را براثر ﻛﻤﺒﻮد آب ﮔـﺰارش کرده‌اند (فهیمی،1996). در ﮔﻴﺎﻫﺎن ﻧﺨﺴﺘﻴﻦ آﺛﺎر ﻛﻤﺒﻮد آب به‌صورت ﺑﺴﺘﻪ ﺷﺪن روزنه‌ها ﺑﺮوز می‌کند. ازآنجایی‌که ﺑـﺮای اﻧﺠـﺎم ﻋﻤـﻞ ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ ﺗﺒﺎدﻻت ﮔﺎزی ﺿﺮوری اﺳﺖ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ، در اﺛﺮ ﻛﻤﺒﻮد آب و ﺑﺴﺘﻪ ﺷﺪن روزنه‌ها ﺗﺒﺎدﻻت ﮔﺎزی کاهش‌یافته و درنتیجه کربن مونواکسید ﻛﻤﺘﺮی در دﺳﺘﺮس ﮔﻴﺎه ﻗﺮار می‌گیرد و شدت ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ ﻛﺎﻫﺶ می‌یابد (مارتین و رزای،1992). ﺗﻨﺶ ﺧﺸﻜﻲ از ﻃﺮﻳﻖ ﻋﻮاﻣﻞ ﻏﻴﺮ روزنه‌ای ﻧﻴﺰ ﺑﺮ ﺷﺪت ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ تاثیر می‌گذارد. ﺑﻄﻮرﻳﻜﻪ واکنش‌های ﺑﻴﻮﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ همچنین دﺳﺘﮕﺎه ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰی در اثر ﻛﻤﺒﻮد آب آسیب‌دیده و درنتیجه ﺷﺪت ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ ﻛﺎﻫﺶ می‌یابد. ﻋﻼوه ﺑـﺮ اﻳـﻦ در ﺷﺮاﻳﻂ ﺗﻨﺶ ﺧﺸﻜﻲ ﺳﻄﺢ ﺑﺮگ ﻧﻴﺰ کاهش‌یافته و اﻳﻦ امر نیز ﺑﺎﻋﺚ ﻛﺎﻫﺶ ﻓﺘﻮﺳﻨﺘﺰ ﺧـﺎﻟﺺ می‌شود (استراک، 1981). تنش خشکی با کاهش سطح برگ، انسداد روزنه­ها، کاهش فعالیت­های پروتوپلاسمی و تثبیت گازکربنیک، کاهش سنتز پروتئین و کلروفیل سبب تقلیل فرایند فتوسنتز می­گردد (امام، 1383).

جانسون و هرتز ثابت کرده­اند که پتانسیل آب برگ میزان فتوسنتز را مستقیماً تحت تاثیر قرار می­دهد. با افزایش تنش آب فتوسنتز تا نقطه فتوسنتز کاهش می­یابد و به‌طور مستقیم بر فرایندهای بیوشیمیایی مربوط به فتوسنتز اثر گذاشته و به‌طور غیرمستقیم ورود گازکربنیک به داخل روزنه­ها را که به علت تنش آب مسدود باشند را کاهش می­دهد (فائو، 2005).

شرایط تنش شدید تنفس، جذب گازکربنیک، انتقال مواد فتوسنتزی و انتقال مواد خام در آوندهای چوبی به حد بسیار کم نزول کرده و این در حالی است که فعالیت آنزیم‌های هیدرولیز کننده افزایش می­یابد، کاهش مواد فتوسنتزی موجب اشباع برگ­ها از این مواد می­گردد. درنهایت کاهش فتوسنتز را در پی خواهد داشت (کوچکی،1365).

بویر با تشریح فیزیولوژیکی غلات تحت تنش اظهار داشته تنش رطوبتی موجب کاهش فتوسنتز، پیری زودرس و ریزش برگ­های پایین گیاه می­گردد (بویر، 1995). در شرایط تنش كاهش ماده خشك می‌تواند به دلیل فشار آماس سلول ناشی از كاهش سطح برگ گیاه همچنین كاهش نرخ فتوسنتزی به دلیل محدودیت‌های بیوشیمیایی ناشی از كمبود آب از قبیل كاهش رنگ‌دانه‌های فتوسنتزی به‌خصوص كلروفیل ها باشد (لاولر،2002).

 

1-2-5 تنش خشکی و اختلال در فعالیت گیاه

 

تغییرات فیزیولوژیکی که در اثر کمبود آب در گیاه ایجاد می‌شود، صدمات اکسیداتیو نیز از عوامل مهم محدودکننده رشد و تولیدات گیاهی هستند که در اثر عدم وجود شرایط مناسب ایجاد می‌شود. بیشترین صدمه در گیاهان صدمه اکسیداتیو در سطح سلول است (آلن،1995). آلن گزارش کرده است که بیشترین خسارت در گیاهان که از طریق تنشهای مختلف اعمال می‌شود، در ارتباط با خسارت اکسیداتیو در سطوح مختلف سلولی است. ارگانیزم‌های فتوسنتز کننده هوازی در طول دوره زندگی در معرض میزان متفاوتی از سمومی هستند که این سمیت در گیاهان عالی از کمبود آب حادتر است (سایرام وهمکاران، 2001). نتایج مطالعات نشان می‌دهد در شرایط تنش و حتی تحت غلظت‌های بالای CO2 محیطی، بازهم فتوسنتز کاهش می‌یابد که بیان‌کننده این امر است که دستگاه فتوسنتز صرف‌نظر از بسته شدن روزنه‌ها، تحت تاثیر قرارگرفته است. در شرایط تنش کمبود آب روزنه‌ها در گیاه بسته می‌شوند و متعاقب آن غلظت CO2 در بافت مزوفیل کاهش می‌یابد و به دنبال این وضعیت واکنش‌های تاریکی فتوسنتز مختل شده و محصولات حاصل از واکنش‌های روشنایی که شامل ATP، NADPH است، مصرف نمی‌شود. در چنین شرایطی به دلیل عدم اکسید شدن مولکول NADPH، مصرف NADP+ جهت دریافت الکترون کاهش می‌یابد، بنابراین مولکول اکسیژن در مسیر زنجیره انتقال الکترون به‌عنوان پذیرنده جانشین الکترون عمل می‌کند و منجر به شکل‌گیری رادیکال سوپر اکسید (O2–)، پر اکسید هیدروژن (H2O2) و رادیکال هیدروکسید (OH–) می‌گردد (سایرام و همکاران،2000؛تارکان،2005). فعالیت گونه‌های فعال اکسیژن[3] (ROS) ممكن است سبب بروز صدماتی همچون اكسید شدن لیپیدها، (درنتیجه منجر به تغییر ساختار غشاء و درنتیجه ازهم‌پاشیدگی یكپارچگی آن می‌شود)، تغییر ساختمان پروتئین‌ها و اكسید شدن گروه‌های سولفید­ریل (‌-SH)، غیرفعال شدن آنزیم‌ها، بی‌رنگ شدن و یا از بین رفتن رنگ‌دانه هادی مانند کلروفیل و سایر ترکیبات رنگیزه‌ای و هم‌چنین حمله مداوم به مولکول‌های آلی مثل DNA و درنتیجه اختلال در رشته‌های DNA گردد(حبیبی و همکاران، 2004؛ موهنتی، 2003؛ میتلر و همکاران، 2002).

 

1-2-6 مکانیسم­های مقاومت به خشکی در گیاهان

گیاهان دارای مکانیزم­های مختلفی برای مواجه با تنش می‌باشند. ﻓﺮار از ﺧﺸﻜﻲ یکی از مکانیم هاست ﻛﻪ ﮔﻴﺎه ﺗﻼش می‌کند ﺑﺎ رﺷﺪ ﺳﺮﻳﻊ و کوتاه‌مدت ﺧﻮد ﻗﺒﻞ از ﺗﺨﻠﻴﻪ رﻃﻮﺑﺖ ﺧﺎك ﺑﺬرﺗﻮﻟﻴﺪ ﻛﻨﺪ. ﺗﺤﻤﻞ ﺑﻪ ﺧﺸﻜﻲ مکانیزم دیگری است که ﺗﻮﺳﻂ ﺗﻨﻈﻴﻢ اﺳﻤﺰی، اﻓﺰاﻳﺶ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ارﺗﺠﺎع، ﻛﺎﻫﺶ اﻧﺪازه ﺳﻠﻮل و آب ﻛﺸﻴﺪﮔﻲ از ﻃﺮﻳﻖ ﺗﺤﻤﻞ ﭘﺮوﺗﻮﭘﻼﺳﻤﻲ و ﺗﻐﻴﻴﺮ در ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت دﻳﻮاره ﺳﻠﻮﻟﻲ از روش‌های ﺗﺤﻤﻞ ﮔﻴﺎه به شمارمی رود. (نیلسون و ارکوت، 1996؛ کوچکی و همکاران، 1372) ﺗﻨﻈﻴﻢ اﺳﻤﺰی با ﻛﺎﻫﺶ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ اﺳﻤﺰی ﺑﻪ ﻋﻠﺖ ﺗﺠﻤﻊ ﻣﻮاد ﺣﻞ ﺷﻮﻧﺪه در ﭘﺎﺳﺦ ﺑﻪ ﻛﻤﺒﻮد آب ایجاد می‌شود. ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ اﺳﻤﺰی در داﺧﻞ ﺳﻠﻮل ﺑﺎ اﺿﺎﻓﻪ ﻳﺎ ﺣﺬف ﻛﺮدن ﻣﻮاد ﺣﻞ ﺷﻮﻧﺪه از ﺳﻠﻮل انجام می­شود ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ اﺳﻤﺰی درون ﺳﻠﻮل ﺑﺎ ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ ﻣﺤﻴﻂ اﻃﺮاف ﺳﻠﻮل تقریبا ﺑﺮاﺑﺮ ﺷﻮد و اﻳﻦ ﻣﻮرد اﻏﻠﺐ ﺑﺮای ﮔﻴﺎﻫﺎن ﭘﺴﺖ ﺑﻜﺎر می‌رود. ﭘﺘﺎﻧﺴﻴﻞ آب ﻛﻞ می‌تواند در