شماره مدرك :
20235
شماره راهنما :
2321 دكتري
پديد آورنده :
ستايش نسب، مائده
عنوان :

ارتباط توليد بذر آپوميكت با ويژگي هاي مورفو-فيزيولوژيك، فيتوشيميايي و مولكولي كرچك (.Ricinus communis L)

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
ژنتيك و بهنژادي گياهي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
هفده، 124ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
كرچك (.Ricinus communis L) , آپوميكسي , خودگشني , آزادگرده افشاني
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/02/02
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
توليد و ژنتيك گياهي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/02/02
كد ايرانداك :
23125713
چكيده فارسي :
كرچك (Ricinus communis L.) گياهي تك¬ پايه متعلق به خانواده فرفيون Euphorbiaceae)) بوده و يكي از گياهان مهم دانه روغني با كاربردهاي فراوان دارويي و صنعتي مي¬باشد. اين گياه به طور طبيعي آزادگرده¬افشان بوده و به دليل وجود سيستم توليدمثلي مختلط توانايي خودگشني نيز دارد؛ ولي تاكنون گزارشي مبني بر توانايي كرچك در توليد بذر به روش غيرجنسي و از طريق آپوميكسي ارائه نشده است. هدف از اين مطالعه ارزيابي توان توليد بذر با روش¬هاي توليدمثلي متفاوت شامل آپوميكسي، خودگشني و آزادگرده¬افشاني در كرچك، بررسي تاثير نوع توليد بذر بر تنوع ويژگي¬هاي مورفولوژيك، فيزيولوژيك و فيتوشيميايي نتاج كرچك و اندازه¬گيري ميزان بيان ژن¬هاي مؤثر در آپوميكسي كرچك بود. اين پژوهش در سال¬هاي 1397 تا 1399 به مدت سه سال در مزرعه تحقيقاتي دانشگاه صنعتي اجرا گرديد. در اين پژوهش 33 جمعيت¬ ژرم¬پلاسم ژنتيكي در دو سال به طور تصادفي در قالب طرح آگومنت كشت شدند و توليد بذر به سه روش آپوميكسي، خودگشني و آزاد گرده افشاني از مخزن بذري اوليه صورت گرفت. پس از آن در سال سوم بذور نتاج 14 ژنوتيپ منتخب حاصل از اين سه روش توليدمثلي، در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با سه تكرار كشت شدند. نتايج تجزيه واريانس در هر سال بيان¬گر تنوع گسترده بين ژنوتيپ¬ها در اكثر صفات مورد مطالعه و در هر روش توليدمثلي بود. نتايج تجزيه و تحليل داده ها نشان داد كه كرچك طيف وسيعي از توانايي آپوميكسي را براي توليد بذر دارد و بيشترين ميزان توانايي آپوميكسي در سال اول و دوم به ترتيب 30/86 و 31/92 درصد بود. در اين گياه، توانايي آپوميكسي با اجزاي عملكرد و برخي ويژگي‌هاي مورفو- فيزيولوژيكي از جمله ميزان روغن دانه، محتواي فنول و ميزان روتين برگ همبستگي مثبت داشت. بنابراين مي¬توان بيان كرد كه حفظ ژنوتيپ¬هاي برتر دانه كرچك از نظر صفات فيتوشيميايي، عملكرد و كيفيت روغن از طريق توليدمثل آپوميكسي امكان¬پذير است. همچنين مطابق با نتايج حاصل از ارزيابي نتاج، در بيشتر صفات مورد مطالعه پسروي ناشي از خويش¬آميزي براي اكثر ژنوتيپ¬ها منفي بوده و اين پسروي در مقايسه با نتاج آپوميكت بيشتر از نتاج آزادگرده¬افشان بود. بيشترين پسروي در ميانگين ژنوتيپ¬ها مرتبط با عملكرد دانه در بوته بوده و ژنوتيپ¬هاي اصفهان (78/53- درصد) و بنين (95/76- درصد) به ترتيب بالاترين پسروي نسبت به نتاج آزادگرده¬افشان و آپوميكت را براي عملكرد دانه در بوته داشتند. علاوه بر اين، برتري آپوميكسي براي ميانگين ژنوتيپ¬ها در اكثر صفات مثبت بوده و اين برتري در مقايسه با نتاج خودگشن بيشتر از نتاج آزادگرده¬افشان بود. بيشترين برتري آپوميكسي در ميانگين ژنوتيپ¬ها مرتبط با عملكرد دانه در بوته بوده و بالاترين برتري نسبت به نتاج آزادگرده¬افشان (51/424 درصد) و خودگشن (85/333 درصد) در ژنوتيپ بنين مشاهده شد. بنابراين نتاج حاصل از توليدمثل آپوميكسي در بيشتر صفات مورد مطالعه برتري داشتند كه مي-توان اين برتري را در نتيجه بروز پسروي ناشي از خويش¬آميزي در نتاج خودگشن به علت تجمع آلل¬هاي نامطلوب و تفرق صفات مطلوب در نتاج آزادگرده¬افشان دانست. نتايج حاصل از اندازه¬گيري ميزان بيان هشت ژن¬ مرتبط با آپوميكسي (Helic،SERK ، LEC1، BBM،ABI3 ، FUS3، WUS و GLC) نشان داد كه ميزان بيان اين ژن¬¬ها در توليدمثل آپوميكسي نسبت به آزادگرده¬افشاني در اكثر مراحل نموي به طور معني¬داري افزايش يافته و بيشترين افزايش بيان در دو ژن Helic و ABI3 مشاهده شد كه احتمال وقوع آپوميكسي از نوع آپوسپوري در كرچك را تقويت مي¬كند.
چكيده انگليسي :
Ricinus communis is a monophyletic species belonging to the Euphorbiaceae family with many medicinal and industrial applications. Castor bean has a mixed reproductive system that includes cross-pollination and self-pollination. However, there are no reports on the ability of castor oil to produce seeds asexually through apomixis. The purpose of this study was to eva‎luate the ability of seed production by different reproductive methods including apomixis, self-pollination, and open pollination in castor, to investigate the effect of seed production type on the diversity of the morphological, physiological, and phytochemical characteristics of castor progeny, and to measure the expression levels of genes effective in castor apomixis. This research was conducted over three years, from 2018 to 2020, at the research farm of the University of Technology. In this research, 33 genetic germplasm populations collected from various regions of the world were randomly cultivated in an augmented design over two years, and seed production was carried out by three methods: apomixis, self-pollination, and open pollination. Then, in the third year, the seeds of the progeny of 14 selected genotypes obtained using these three reproductive methods were planted in a randomized complete block design with three replications. The results of the analysis of variance for each year indicated wide variation between genotypes in most of the studied traits and in each reproductive method. Results of data analysis revealed that castor bean has the ability for a wide range of apomixis for seed production and the highest percentage of apomixis ability in the first and second years was 86.30% and 92.31%, respectively. Apomixis ability was positively correlated with yield components, seed oil content, and leaf rutin content. In addition, apomixis reproduction enables the preservation of superior castor bean genotypes with enhanced phytochemical traits, yield, and oil quality. Also, according to the progeny eva‎luation results, inbreeding depression for most traits than apomictic progenies (IDA) was higher (more negative) compared to inbreeding depression than open-pollinated progenies (IDO). Additionally, the highest inbreeding depression was for seed yield per plant, and the genotypes Isfahan and Benin had the highest IDA (-53.78%) and IDO (-76.95%) for seed yield per plant. In contrast, apomixis advantage was positive for most traits, and apomixis advantage relative to self-pollinated progenies (AAS) was higher (more positive) than apomixis advantage relative to open-pollinated progenies (AAO). The highest apomixis advantage was for seed yield per plant, and the highest AAO (424.51%) and AAS (333.85%) for this trait were observed in the Benin genotype. Therefore, the progenies resulting from apomixis reproduction were superior in most of the studied traits, which is perhaps due to the accumulation of undesirable alleles in self-pollinated progenies (inbreeding effects) and the segregation of desirable characteristics in open-pollinated progenies (segregation effect). The expression levels of the apomixis candidate genes, including Helic, SERK, LEC1, BBM, ABI3, FUS3, WUS, and GLC, increased in apomixis vs. open-pollination reproduction, and the greatest expression difference was observed for Helic and ABI3, which promoted somatic embryogenesis in earlier stages of seed development. Based on the results of the molecular study and the changes in the expression of the studied genes (related to apospory), it is likely that the type of apomixis in castor bean is apospory.
استاد راهنما :
محمدرضا سبزعليان دستجردي , مهدي رحيم ملك
استاد مشاور :
مجيد طالبي
استاد داور :
بدرالدين ابراهيم سيدطباطبايي , احمد ارزاني , رضا درويش زاده
لينک به اين مدرک :

بازگشت