توصيفگر ها :
پسته , .Pistacia vera L , NIR , مورفوفيزيولوژيك , تعيين جنسيت
چكيده فارسي :
پسته يكي از مهم‌ترين محصولات باغي و اقلام صادراتي كشور است كه به لحاظ ارزآوري، از اهميت اقتصادي و تجاري ويژه‌اي برخوردار است. پسته درختي دوپايه است و بنابراين بررسي جنسيت پايه‌هاي پسته و گروه‌بندي ژنوتيپ¬ها براي آگاهي از ظرفيت جنسيت جمعيت‌هاي بومي پسته و بررسي نقش جنسيت در سازگاري درخت پسته به شرايط منطقـه به‌منظور به‌كارگيري آن در به نژادي پسته و نوسازي باغات آن ضروري است. در اين مطالعه تعداد 100 نهال پسته از همين تعداد بذر از 4 جمعيت اصلاحي پسته شامل بادامي زرند نوع يك، بادامي زرند نوع دو، قزويني و بادامي نوق كه پايه‌هاي اصلي اصلاحي پسته در ايران هستند در اسفندماه در خزانه كشت شده و سپس در ارديبهشت و خردادماه سال بعد ژنوتيپ¬ها به مزرعه لورك انتقال‌يافته و در فضايي به وسعت 2000 متر در قالب طرح بلوك كامل تصادفي با 3 تكرار كشت شدند. در مطالعه انجام شده در اين پژوهش، درختان مورد آزمايش در سال اول ابتدا توسط پروتكل استفاده از رنگ‌آميزي برگ با Cresol red ازنظر جنسي تفكيك شدند. نسبت جنسي محاسبه‌شده در كل جمعيت 36/2 به 1 (ماده به نر) بود كه اختلاف آماري معني‌داري با نسبت 1 به 1 داشت. سپس داده‌هاي مورفوفيزيولوژيك درختان و داده‌هاي طيف‌نگاري NIR برگ و نشانگر مولكولي هر گروه جنسي به‌طور مجزا مشخص گرديد. درختان پسته ازنظر سه معيار قطر و ارتفاع درخت، ويژگي هاي برگ، آلودگي به پسيل و pH عصاره برگ مورد بررسي قرار گرفتند كه دو معيار ميزان آلودگي به پسيل و pH عصاره برگ توانستند ژنوتيپ¬هاي نر و ماده تشخيص داده شده با استفاده از رنگ سنجي برگ را در كل جمعيت و همچنين در هر جمعيت به‌طور جداگانه پسته تفكيك نمايند. هيچ نوع اثر جمعيت درخت و اثر متقابل نوع جمعيت*جنسيت نيز از نظر اين صفات معني‌دار نبود. مقدار متوسط pH عصاره برگ در جمعيت‌هاي ماده پسته به‌طور متوسط 12/4 بود كه نسبت به جمعيت‌هاي پسته نر با ميانگين 81/3، حدود 8 درصد بيشتر بود كه اين تفاوت احتمالاً روي رنگ گيري برگ درخت، حساسيت يا مقاومت به پسيل و ساير ويژگي‌هاي درخت مؤثر خواهد بود. بررسي صفات مورفولوژيك برگ نيز نشان داد كه گروه‌هاي نر و ماده پسته از نظر دو صفت فشردگي و فاكتور شكل برگ نيز متفاوت بودند و اين دو صفت توانستند ژنوتيپ¬هاي نر و ماده را تفكيك نمايند. داده هاي طيفي NIR حاصل از بازتاب از نمونه‌هاي برگ دو گروه جنسي پسته نر و ماده نيز نشان داد كه به‌طور ميانگين، شدت بازتاب نور در نمونه‌هاي نر بيشتر از نمونه‌هاي ماده بود و اين اختلاف بازتابش در ناحيه فروسرخ بيشتر از ناحيه مرئي طيف‌نگاري بود. مدل طبقه‌بندي ساخته‌شده توانست 96/86 درصد پسته‌هاي ماده و 67/86 درصد پسته‌هاي نر را به‌درستي تشخيص دهد، به‌نحوي‌كه يك دقت طبقه‌بندي كل 84/86 درصد به دست آمد. به منظور تائيد گروه‌هاي جنسي تشخيص داده شده به روش‌هاي مورفوفيزيولوژيك و اسپكتروسكوپي، تعداد 4 درخت از هر جنس نر و ماده (درمجموع 8 درخت) كه با روش‌هاي موردنظر قبلي شناسايي شده بودند توسط پرايمر RAPD و PCR مورد آزمايش قرار گرفتند. نتايج، تكثير يك قطعه 945 بازي را نشان مي‌دهد كه در هر 4 درخت ماده مورد استفاده حضور داشت درحالي‌كه اين قطعه در ژنوتيپ¬هاي نر تكثير نشد. بدين ترتيب روش‌هاي مورفوفيزيولوژيك و بخصوص روش غير تخريبي NIR مي‌توانند به درستي جنسيت ژنوتيپ¬هاي پسته را تشخيص داده و احتمالاً مي‌توانند جايگزين روش‌هاي وقت‌گير و هزينه‌بر رنگ‌آميزي و كاربرد نشانگر مولكولي شوند. تشخيص ارزان و زودهنگام پايه‌هاي نر و ماده پسته احتمالاً مي‌تواند در موفقيت پيوند زني، مقاومت پايه به آفات و بيماري‌ها و همچنين توسعه كشت پسته در كشور مؤثر باشد.
چكيده انگليسي :
Pistachio is one of the most important horticultural crops of Iran, which is of special economic and commercial importance in terms of foreign exchange. Pistachio is a diecious tree and therefore it is necessary to investigate the sex of pistachio rootstocks and group genotypes to know the gender capacity of native pistachio populations and to investigate the role of gender in the adaptation of the pistachio trees to the conditions of the region in order to use it in pistachio breeding and renovation of its orchards. In this study, 100 pistachio seedlings from the same number of seeds from 4 pistachio breeding populations, including Badami Zarand type 1, Badami Zarand type 2, Qazvini and Badami Nog, which are the main pistachio breeding rootstocks in Iran, were planted in the nursery in March and then in May and June in the following year, the genotypes were transferred to the Lavark farm, Isfahan University of Technology, and cultivated in a 2000-meter field according to a randomized complete block design with 3 replications. In the study conducted in this research, the trees tested in the first year were first separated by gender by using the protocol of leaf coloring with Cresol red. The sex ratio calculated in the whole population was 2.36 to 1, female:male, which has a statistically significant difference with the ratio of 1 to 1. Then, the morpho-physiological data of the trees, and the NIR spectroscopic data of the leaf and the molecular marker of each sex group were determined separately. First, the pistachio trees were examined in terms of three parameters: tree diameter and height, psyllium contamination and pH of the leaf extract, and the two criteria of psyllium contamination and leaf extract pH were able to identify the male and female genotypes previously detected using leaf colorimetry in the whole population and in each population, separately. No effect of the type of tree population and interaction effect of population type*sex was significant in terms of these traits. The average value of leaf extract pH in male pistachio populations was 4.12, which was about 8% higher than that of female pistachio populations with an average of 3.81. This difference is likely to affect leaf coloring, sensitivity or resistance to psyllium, and other tree characteristics. Examining leaf morphological traits showed that male and female pistachio groups were different in terms of compactness and leaf shape parameters and these two traits were able to distinguish male and female genotypes. The NIR spectral data obtained from the reflection from the leaf samples of male and female pistachio sex groups also showed that, on average, the intensity of light reflection in male samples was higher than that in female samples and this difference in reflection was greater in the infrared region than in the visible region of spectroscopy. The built classification model was able to correctly identify 86.96% of female pistachios and 86.67% of male pistachios, so that a total classification accuracy of 86.84% was obtained. In order to confirm the sex groups detected by morphophysiological and spectroscopic methods, 4 trees of each male and female (8 trees in total) that were identified by the above-mentioned methods were tested by specific primers and PCR. The results show the amplification of a 945 bp fragment that was present in all 4 female trees used, while this fragment was not amplified in male genotypes. Thus, the morphophysiological methods and especially the non-destructive NIR method can correctly identify the gender of pistachio genotypes and can probably replace the time-consuming and expensive methods of staining and the use of molecular markers. Cheap and early detection of pistachio male and female rootstocks can probably be effective in the success of grafting, the resistance of rootstocks to pests and diseases, as well as the development of pistachio cultivation in the country.
