توصيفگر ها :
چمانواش بلند , اندوفايت , بهنژادي از راه جهش , كيفيت چمني , پاكوتاهي , تحمل به خشكي , سامانه آنتي اكسيداني
چكيده فارسي :
يكي از ملزومات اصلي منظر، سبزفرش هست كه به عنوان مهم‌ترين گياه پوششي و زمينه اصلي براي كاشت ساير گياهان در فضاي سبز شناخته شده‌اند. جايگزيني چمن‌هاي متداول با باريك‌برگ‌‌هاي بومي متحمل به خشكي يكي از راه‌هاي مهم كاهش مصرف آب در فضاي سبز شهري مي‌باشد. بااين‌وجود، گونه‌هاي بومي چمن از زيباي مطلوبي برخوردار نيستند و ازلحاظ كيفيت ظاهري قابليت رقابت با گونه‌هاي چمن وارداتي را ندارند كه استفاده از آن‌ها با محدوديت روبروست. از آنجايي كه پاكوتاهي فراوان‌ترين صفت ناشي از جهش است كه در گياهان پرتوديده با پرتو گاما مشاهده گرديد؛ بنابراين، بهنژادي از راه جهش انگيزشي به كمك پرتو گاما مي‌تواند يك ابزار مناسب براي گسترش جهش‌يافته‌هاي تجاري چمن باشد. در اين راستا، جهش‌زايي با پرتو به ويژه پرتو گاما براي تغييرهاي مورفولوژيك مطلوب در بهنژادي سبزفرش‌ها موفقيت‌آميز بوده است. اين پژوهش در قالب سه مطالعه به منظور به‌كارگيري روش جهش انگيزشي با پرتو گاما در جهت بهبود ويژگي‌هاي چمني ژنوتيپ‌هاي متحمل به خشكي گونه بومي چمانواش‌بلند براي كاربرد در منظر شهري صورت گرفت. در مطالعه اول تعداد 12 ژنوتيپ چمانواش‌بلند براساس بررسي‌هاي گذشته گزينش و از نظر ويژگي‌هاي چمني، ميزان خودسازگاري و تحمل به تنش خشكي در شرايط مزرعه مورد ارزيابي قرار گرفتند. سپس براساس نتايج حاصل از مطالعه اول، دو ژنوتيپ بومي حاوي اندوفايت 75B و 75C و يك ژنوتيپ خارجي Pacer گزينش و حساسيت به پرتو گاما و تعيين ميزان مناسب پرتو در شرايط گلخانه بر روي آن‌ها در مطالعه دوم بررسي شد. نتايج نشان داد كه دز پايين پرتوگاما (50 گري) اثر محركي بر ميزان رشد گياهچه هر سه ژنوتيپ موردبررسي داشت. به‌هرحال، دزهاي بالاي پرتو (100 تا 400 گري) سبب كاهش معني‌داري در صفات درصد زنده‌ماني و ارتفاع گياه و افزايش تعداد روز تا رويش در هر سه ژنوتيپ گرديد. همچنين، دزهاي بالاي پرتو سبب كاهش معني‌داري در فعاليت آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيداني و افزايش معني‌داري در ميزان پرولين و مالون‌دي‌آلدهيد در گياهچه هر سه ژنوتيپ در مقايسه با گياهان شاهد گرديد. در ژنوتيپ‌هاي بومي چمانواش حساسيت بيشتري به تنش پرتوگاما ازلحاظ ميزان رشد نسبت به ژنوتيپ خارجي Pacer مشاهده گرديد. بر اساس تجزيه پروبيت، دزهاي 208، 212 و 223 گري پرتوگاما به‌عنوان دزهاي 50 درصد كشندگي (LD50) به ترتيب در ژنوتيپ‌هاي 75B و 75C و Pacer تعيين شد. پس از تعيين دز مناسب پرتو و جهت ايجاد نسل اول جهش (M1)، بذور ژنوتيپ‌هاي انتخابي با دز مناسب پرتوتابي و در شرايط مزرعه كشت گرديد. بذور برداشت‌شده (بذور M2)، در شرايط گلخانه كشت و غربالگري براساس صفت پاكوتاهي و همچنين متحمل به خشكي صورت گرفت. تعداد 8 جهش‌يافته مطلوب براساس صفات پاكوتاهي و متحمل به خشكي و همچنين ابلقي برگ شناسايي شدند و ارزيابي‌هاي تكميلي از لحاظ ويژگي‌هاي مورفولوژيك و فيزيولوژيك بر روي جهش‌يافته‌هاي انتخابي در مقايسه با والدهاي مادري در شرايط گلخانه انجام شد. نتايج نشان داد كه جهش‌يافته‌هاي به‌دست‌آمده از ارتفاع بوته كم‌تر و كيفيت چمني بهتري و همچنين تحمل به خشكي بالاتري برخوردار بودند. مطالعه سوم به‌صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي به منظور ارزيابي تأثير دزهاي مختلف پرتوگاما (0، 25، 50، 75، 100، 150، 200، 300، و 400 گري) بر جنبه‌هاي رشدي و فيزيولوژيك همگروه‌هاي حاوي و عاري از اندوفايت صورت گرفت. نتايج نشان داد كه دزهاي پايين پرتو گاما (25 تا 75 گري) اثر تحريكي بر تنژگي و رشد هر دو همگروه داشت. به هرحال دزهاي بالاي پرتو گاما (100-400 گري) سبب كاهش مولفۀ‌هاي تنژگي و رشدي در گياه گرديد. افزون براين، دزهاي بالاي پرتو سبب تغيير در وضعيت سيستم‌هاي آنتي‌اكسيداني و افزايش راديكال پراكسيد هيدروژن و پراكسيداسيون اسيدهاي چرب گرديد. نتايج نشان داد كه قارچ اندوفايت در بذرهاي پرتودهي‌شده حضور داشت اما در گياهان رشديافته از بذرهاي پرتودهي‌شده با دزهاي بالاتر از 25 گري حضور و تراكم اندوفايت كاهش يافت به‌طوري‌كه در دزهاي بالاي پرتو (300 و 400 گري) به حدود صفر درصد رسيده بود. همگروه بدون اندوفايت تنژگي و رشد بيشتري در مقايسه با همگروه حاوي اندوفايت در شرايط تنش پرتو گاما نشان داد. براساس نتايج مطالعه سوم، مي‌توان بيان كرد كه اثرهاي بيولوژيك تنش پرتو گاما ازجمله آسيب به اندوفايت‌ها سبب حساسيت بيشتر به پرتو و تغيير در رشد و جنبه‌هاي فيزيولوژيك و بيوشيميايي گياه ميزبان گرديد.
چكيده انگليسي :
This research was conducted in three different studies for induce desirable turf characteristics such as dwarfism and drought tolerance in tall fescue genotypes by using gamma-ray irradiation. In first study, a total of 12 native (originally collected from different regions of Iran) and foreign genotypes of tall fescue were assessed for turfgrass quality, self compatibility, and drought tolerance in field condition. Based on the results of this study, two native endophyte infection genotypes and one foreign genotype Pacer were selected as superior genotypes and used as the plant materials for inducing mutation at next study. In the second study, the growth and physiological responses of these genotypes to gamma radiation were evaluated in greenhouse condition, as well as the proper dose of gamma radiation determined for the mutation breeding program. The results revealed that the low dose (50 Gy) of gamma radiation stimulated seedling growth. However, high doses significantly reduced seedling survival and plant height, and enhanced days to seedling emergence of all genotypes. Further, high doses of radiation reduced activities of antioxidant enzymes (especially catalase and superoxide dismutase), and increased the contents of proline and malondialdehyde (MDA) in the seedlings of all genotypes as compared with non-irradiated plants. The native genotypes (75B and 75C) were more sensitive than Pacer genotype. According to the probit analysis, the 50% lethal dose (LD50) for 75B, 75C and Pacer genotypes were 208, 212 and 223 Gy of gamma radiation, respectively. After determined appropriate dosage of gamma ray, bulk seeds of selected genotypes irradiated and planting in the field to create M1 population. Progeny seeds (M2 generation) harvested, then germinated and grew in trays in the greenhouse condition. Seedlings were screened for dwarfism and drought tolerance. Finally, eight-mutants selected and evaluated for morphological, turfgrass quality, and drought tolerance in greenhouse condition, as compared with parental plants. The mutant lines exhibited up to 51% shorter plant height, improved turfgrass quality and more drought tolerance. The third study aimed to investigate the effects of gamma radiation on symbiotic relationship between Epichloë endophyte and Festuca arundinacea plant along with the radio-sensitivity of a pair of clones of tall fescue with (E+) and without (E−) symbiotic Epichloë endophyte exposed to different doses of gamma radiation including 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300, and 400 (Gy) under controlled conditions. The results revealed that low doses (up to 75 Gy) of gamma radiation stimulated seed germination indices and seedling growth. However, high doses (100-400 Gy) significantly reduced germination, and growth parameters of both clones. Furthermore, high doses changed state of antioxidant systems, and increased the content of hydrogen peroxide (H2O2) and lipids peroxidation of the seedlings. The results showed that the endophyte was present in seeds after gamma ray irradiation. However, high doses (100 Gy and above) dramatically declined the presence of endophyte down to zero in seedlings compared to the control. In this study, the E− clone had higher seed germination and seedling growth, as well as lower H2O2 and MDA contents under radiation stress, as compared with E+ clone. According to the results of the third study, it is concluded that biological impacts of gamma radiation stress including the harmful effects on endophyte viability may cause more radio-sensitivity and changes in the growth and physio-biochemical aspects of the host plant.
