توصيفگر ها :
پس‌روي ناشي از خويش‌آميزي , رازيانه , خودناسازگاري , اسانس , آناليز هستي شناسي
چكيده فارسي :
رازيانه با نام علمي ( (Foeniculum vulgare Mill. يك گياه دارويي آزادگرده¬افشان است كه براي داشتن حداكثر عملكرد دانه و اسانس نياز به گرده¬افشاني با زنبور عسل دارد. پژوهش¬هاي اوليه نشان داده است كه گياه رازيانه داراي نوعي مكانيسم خودناسازگاري است كه منجر به دگرگشني از طريق فعاليت حشرات گرده¬افشان مي¬شود. از آنجايي كه تاكنون هيچ گزارشي مبني بر نوع سيستم خودناسازگاري در اين گياه منتشر نشده است، اين پژوهش در سه بخش مجزا طراحي شد. آزمايش اول با هدف تأثير خويش¬آميزي اجباري بر روي صفات مورفو-فنوولوژيك 8 جمعيت حاصل از خودگشني و آزادگشني با زنبورعسل كه از هر جمعيت 9 لاين و در مجموع 72 لاين تشكيل شد. لاين¬ها در طي دو سال زراعي 1397-1396 در قالب طرح بلوك كامل تصادفي در سه تكرار مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد كه نوع روش گرده¬افشاني براي روز تا 50 درصد گل¬دهي، ارتفاع در مرحله گل¬دهي كامل، تعدادكل چتر، روز تا 90 درصد رسيدگي، تعداد چتر بارور، تعداد دانه در هر چتر، طول دانه، عرض دانه، وزن هزار دانه، عملكرد دانه، شاخص برداشت، محتواي اسانس و عملكرد اسانس در سطح احتمال 1درصد معني¬دار بود. خويش¬آميزي اجباري باعث كاهش ميانگين همه صفت¬هاي مورد مطالعه به¬غير از وزن تر كل، وزن خشك كل و طول دانه براي اكثر جمعيت¬ها در هر دو سال زراعي شد. به¬طور متوسط عملكرد دانه نتاج حاصل از گرده¬افشاني با زنبورعسل 86/20 و 51/3 درصد بيشتر از نتاج حاصل از خودگرده¬افشاني در هر دو سال پياپي بود. نتايج حاصل از برآورد ميزان پس¬روي ناشي از خويش آميزي در هر دو سال زراعي نشان داد كه تنوع بالايي درون تمامي جمعيت¬هاي مورد مطالعه براي تمامي صفت¬هاي مورفو-فنولوژيك و دانه¬اي وجود داشت. محتوا و عملكرد اسانس در هر دو سال زراعي در جمعيت¬هاي آزادگرده¬افشان نسبت به جمعيت¬هاي خودگرده¬افشان افزايش يافته بود. كروماتوگرافي گازي در هر دو سال مورد بررسي با شناسايي 13 تركيب، آلفا پينن، ليمونن، فنچون، استراگول و ترانس آنتول را به¬عنوان تركيبات اصلي شناسايي كرد. نتايج آناليز ميزان تركيبات مواد مؤثره اسانس رازيانه در هر دو سال مورد ارزيابي نشان از افزايش چشمگير ميزان آلفاپينن، ليمونن، فنچون و استراگول و كاهش ميزان ترانس آنتول در اكثر ژنوتيپ¬هاي خودگرده¬افشان بود. به¬طور كلي براي تمامي صفات مورد مطالعه به استثناء صفت¬ تعداد دانه در هر چتر ضريب تغييرات فنوتيپي در جمعيت¬هاي خودگرده¬افشان بيشتر از جمعيت¬هاي آزادگرده-افشان بود. به احتمال زياد اين موضوع بيانگر بالا بودن اثر هتروزيگوسيتي و پنهان كردن اثر ژن¬هاي مغلوب و كاهش تنوع فنوتيپي در جمعيت¬هاي آزادگرده¬افشان است. نمودار باي¬پلات تجزيه¬ به مؤلفه¬هاي اصلي نيز توانست دو جمعيت خودگرده¬افشان و آزادگرده-افشان را از همديگر تفكيك كند. مطالعه دوم با هدف تعيين نوع خودناسازگاري در ژنوتيپ¬هاي منتخب خودسازگار و خودناسازگار شناسايي شده از مطالعه اول (شاخص خودسازگاري) صورت گرفت. نتايج مطالعه ميكروسكوپي رشد لوله گرده درون بخش مادگي ژنوتيپ¬هاي منتخب خودسازگار و خودناسازگار نشان داد كه گياه دارويي رازيانه احتمالاً داراي خودناسازگاري گامتوفيتي است. مطالعه سوم با هدف بررسي تنوع آللي خودناسازگاري در رازيانه از نظر
پروتئين¬هاي مرتبط در ژنوتيپ¬هاي منتخب و شناسايي شده از مطالعه¬هاي اول (شاخص خودسازگاري) و دوم (مشاهده ميكروسكوپي رشد لوله گرده) صورت گرفت. نتايج در هر دو سال مورد بررسي نشان داد كه ميزان پروتئين كل در بخش مادگي اكثر ژنوتيپ¬هاي كاملاً خودسازگار در مقايسه با ژنوتيپ¬هاي كاملاً خودناسازگار كاهش چشمگيري يافت كه به نظر مي¬رسد افزايش ميزان كل پروتئين¬هاي بخش مادگي ژنوتيپ¬هاي خودناسازگار در اين پژوهش، به¬دليل افزايش فعاليت بالاي پروتئين¬هاي مرتبط براي جلوگيري از رشد لوله گرده خودي باشد. نتايج حاصل از تفكيك پروتئين¬ها به روش الكتروفورز تك بعدي، تنوع آللي قابل ملاحظه¬اي بين ژنوتيپ¬هاي منتخب را آشكار نمود. از جمله پروتئين¬هايي كه ميزان آن¬ها در ژنوتيپ¬هاي خودسازگار يزد و تبريز افزايش يافت، گليكوزيل هيدرولاز، پكتين استراز، پروتئين حاوي دامنه سيستم چندمرحله¬اي فسفورله و آلفابتا هيدرولاز 3 و از جمله پروتئين هايي كه ميزان آن¬ها كاهش يافت، هيستون H2A، زير واحد پروتئوليتيك CLP پروتئاز وابسته به ATP و پروتئين¬هايي با فعاليت هيدرولازي بودند. آناليز هستي¬شناسي ژن دو ژنوتيپ يزد و تبريز نشان داد كه خودسازگاري در رازيانه مسيرهاي متابوليكي بسياري را فعال مي-سازد.
چكيده انگليسي :
Bitter fennel (Foeniculum vulgare Mill. subsp. vulgare var. vulgare) is an open-pollinating medicinal crop that must be pollinated by insects such as bees to have maximum seed and oil yield. Preliminary research showed that fennel has a mechanism of self-incompatibility that leads to cross-pollination through the activity of pollinating insects. Since there is no information on the type of self-incompatibility mechanism of this plant, this study was conducted in three separate experiments. The first experiment aimed at the effect of mandatory self-fertilization on the morpho-phenological traits compared to those derived from honey-bee-cross pollination. From each of the eight populations, nine lines were selected, and a total of 72 lines were analyzed in a randomized complete block design (RCBD) with three replications in 2017 and 2018. Analysis of variance results showed that the pollination method had significant effect (p ≤ 0.01) on days to 50% flowering (DF), plant height (PH), the number of total umbels (compound umbels) per plant (NTUP), days to 90% maturity (DM), number of effective umbels per plant (NEUP), number of seeds per umbel (NSU), seed length (SL), seed width (SWI), 1000-seed weight (TSW), seed yield per plant (SYPP), harvest index (HI), essential oil content (EO), and essential oil yield (EOY). Based on the results of the mean comparison, mandatory self-fertilization reduced the mean of all studied traits except plant fresh weight (PFW), plant dry weight (PDW), and seed length (SL) for most populations in both experimental years. On average, progenies derived from bee-pollinated populations had 20.86 and 3.58% higher seed yield than S1 populations in the two consecutive years. Results showed that a large genetic variation for inbreeding depression existed among the genotypes within the populations for all the measured traits. EO content, and EOY increased in open-populations compared to self-pollination in both experimental years. This indicates a high impact of the pollination method on EO and SYPP of bitter fennel. Gas chromatography/mass in both years with the identification of 13 compounds identified α-pinene, limonene, fenchone, estragole, and (E)-anethole as the abundant compounds. For essential oil compositions, a significant increase was observed for α-pinene, limonene, fenchone, estragole, and a decrease for (E)-anethole in most selfed genotypes in both experimental years. Genetic parameters showed that the magnitude of PCV was greater in self-pollinated populations than OP ones for all studied traits, except for NSU. This is probably due to higher heterozygosity in OP populations, which increases the frequency of desired alleles and decreases phenotypic variability. PCA could separate populations of self- and open-pollinated populations from each other. The second study aimed to determine the type of self-compatibility in selected self-compatible and self-incompatible genotypes identified from the first study (based on self-compatibility index).
The microscopic study of pollen tube growth in the female part of selected self-compatible and self-incompatible genotypes showed that the bitter fennel probably has gametophyte self-incompatibility. The third study investigated the allelic diversity of self-incompatibility in fennel-related proteins in selected and identified genotypes from the first study (based on the self-compatibility index) and the second (microscopic observation of pollen tube growth).
