عنوان :
بهينه¬سازي پروتكل كشت بافت و القاي جهش با استفاده از كلشي‌سين و اشعه گاما در سه رقم بگونيا ركس (Begonia rex)
عنوان به انگليسي :
Optimization of tissue culture protocol and mutation induction with colchicine and gamma rays in three cultivars of Begonia (Begonia rex)
نويسنده اصلي :
رضاپور علي Rezapour Ali
استاد راهنما :
دهستاني اردكاني مريم Dehestani Ardakani Maryam , نصيري جابر Nasiri Jaber
استاد مشاور :
كمالي علي‌آباد كاظم Kamali Aliabad Kazem , مفتاحي‌زاده حيدر Meftahizadeh Heidar
رشته تحصيلي :
علوم و مهندسي باغباني گرايش گياهان زينتي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
دانشكده :
كشاورزي و منابع طبيعي
گروه :
علوم و مهندسي باغباني
كليدواژه فارسي :
بگونيا ركس , اشعه گاما , ريزازديادي , كلشي‌سين
كليدواژه لاتين :
Begonia rex , gamma ray , micropropagation , colchicine
چكيده :
بگونيا ركس (Begonia rex putz.)، گياهي از خانواده Begoniaceae است كه امـــروزه علاوه بر روش‌هاي مرسوم با كمك روش‌هاي درون شيشه‌اي، نيز تكثير مي‌گردد. اصلاح و افزايش تنوع ژنتيكي در گياهان از طريق جهش‌زايي با كمك عوامل فيزيكي يا شيميايي، از روش‌هاي متداول در حيطه اصلاح نباتات است و با وجود مطالعات فراوان در اين زمينه، تمركز كمتري بر اصلاح گياهان زينتي بوده است. در بخش اول اين مطالعه، بهينه‌سازي دستورالعمل ريزازديادي سه رقم بگونيا ركس (Silver dollar، Jurassic و Silver king) با كمك نه تيمار از تركيب تنظيم كننده‌هاي رشد گياهي مختلف (بدون تنظيم كننده رشد گياهي (1T)، 5/0 ميلي‌گرم در ليتر BA + 2/0 ميلي‌گرم در ليتر TDZ (2T)، 1 ميلي‌گرم در ليتر NAA + 5/0 ميلي‌گرم در ليتر TDZ (3T)، 2/0 ميلي‌گرم در ليتر NAA + 2/0 ميلي‌گرم در ليتر BA (4T)، 1 ميلي‌گرم در ليتر NAA + 5/0 ميلي‌گرم در ليتر BA (5T)، 1 ميلي‌گرم در ليتر NAA + 1 ميلي‌گرم در ليتر BA (6T)، 1 ميلي‌گرم در ليتر IBA + 5/0 ميلي‌گرم در ليتر BA (7T)، 1 ميلي‌گرم در ليتر IBA + 1 ميلي‌گرم در ليتر BA (8T) و 5/1 ميلي‌گرم در ليتر IBA + 5/1 ميلي‌گرم در ليتر BA (9T)) در محيط كشت MS مورد بررسي قرار گرفت. در بخش دوم آزمايشات، كالوس‌هاي تشكيل شده در دو رقم بگونيا ركس (Jurassic و Silver king) تحت تيمار پرتوتابي گاما (0، 10، 20، 30، 40، 50 و 100 گري) قرار گرفتند. در آزمايش سوم نيز سه رقم بگونيا ركس (Silver dollar، Jurassic و Silver king) به وسيله ريزنمونه‌هاي برگي در محيط كشت MS با ماده كلشي‌سين (بدون ماده كلشي‌سين (1C)، 50 و 100 ميلي‌گرم در ليتر كلشي‌سين در محيط كشت به مدت 15 و 30 روز (2C، 3C، 4C و 5C)، تيمار شدند. در آزمايش اول، بيشترين باززايي مستقيم با كاربرد تيمار 2T (11/21 درصد) و كمترين ميزان كالوس‌زايي در تيمار 1T (0 درصد در هر سه رقم) و در تيمار 6T در دو رقم Jurassic و Silver king (55 و 33 درصد) مشاهده گرديد. همچنين در تمامي كالوس‌ها باززايي صورت گرفت. بيشترين تعداد برگ با كاربرد تيمار 8T در رقم Jurassic (66/180 عدد) به دست آمد. در رقم Silver dollar تيمارهاي 3T، 4T، 5T و 6T بيشترين ميزان پرآوري (100، 33/93، 66/91 و 66/91 درصد) و تيمار 6T نيز بيشترين وزن‌تر توليدي (33/22 گرم) را نشان دادند. در رقم Jurassic با كاربرد تيمارهاي 4T، 8T و 9T بيشترين ميزان پرآوري (85، 100 و 95 درصد) و وزن‌تر (14/23، 98/22 و 50/24 گرم) به دست آمد. در رقم Silver king نيز در تيمار 3T بيشترين ميزان پرآوري (66/91 درصد) مشاهده گرديد. طبق نتايج آزمايش دوم، با افزايش دز اشعه گاما ميزان رشد، طول ريشه، ارتفاع گياهچه‌ها، ميزان پرآوري و مساحت برگ گياهچه‌هاي درون شيشه‌اي كاهش يافت. كمترين ميزان رشد گياهچه‌هاي درون شيشه‌اي (73/1)، طول ريشه (78/2 سانتي‌متر) و ارتفاع گياهچه‌ها (21/3 سانتي‌متر) در تيمار 100 گري حاصل شد. در رقم Jurassic تيمارهاي 10، 30 و 100 گري كمترين (66/47، 33/48 و 33/27 عدد) و در رقم Silver king تيمار 20 گري بيشترين تعداد برگ (85 عدد) را توليد كردند. در رقم Jurassic تيمار‌هاي 40، 50 و 100 گري (66/56، 66/36 و 15 درصد) و در رقم Silver king تيمارهاي 50 و 100 گري كمترين ميزان پرآوري (66/26 و 30 درصد) را نشان دادند. كمترين مساحت برگ موجود نيز در رقم Jurassic (60/172 ميلي‌متر مربع) و در تيمار 100 گري (45/124 ميلي‌متر مربع) مشاهده گرديد. نتايج آزمايش سوم نشان داد كه، كمترين درصد زنده‌ماني در رقم Silver king (82 درصد) و در تيمار2C (77/62 درصد) به دست آمد. كمترين ارتفاع و ميزان پرآوري در رقم Silver king (38/3 سانتي‌متر و 13/25 درصد) بود. تيمارهاي 2C و 4C نيز كمترين ارتفاع (8/1 و 65/2 سانتي‌متر) و كمترين ميزان پرآوري (77/11 و 66/15 درصد) را نشان دادند. در رقم Jurassic بيشترين تعداد برگ در تيمار 5C (93 عدد) حاصل شد و همچنين رقم Silver king بيشترين تعداد برگ را در محيط كشت حاوي تيمارهاي 1C، 3C و 4C (57، 33/55 و 66/58 عدد) نشان داد. در پژوهش حاضر با توجه به كم هزينه‌تر بودن سيتوكينين BA و همچنين ايجاد پاسخ بهتر به ويژگي‌هاي مورد مطالعه در باززايي گياهچه‌هاي بگونيا ركس مي‌توان آن را در تركيب با IBA وNAA در ريزافزايي گياه بگونيا ركس به عنوان تيمار موثر و مفيد معرفي كرد. يافته‌هاي اين مطالعه نشان داد كه با كاربرد پرتوهاي گاما در محدوده 100-10 گري تغييرات قابل توجهي در صفات مورفولوژيك و فيزيولوژيك ايجاد مي‌گردد كه مي‌تواند زمينه ساز افزايش احتمال جهش در محتواي ژنومي در دو رقم بگونياي مورد آزمايش گردد. همچنين با توجه به نتايج، قرارگيري كمتر نمونه‌ها در تماس با كلشي‌سين از نظر مدت زمان تيمار، و همچنين مقادير كمتر اين ماده، موجب ايجاد تغييرات قابل توجه بيشتر در صفات مورفولوژيك و افزايش احتمال تغييرات ژنتيكي به خصوص در ارقام Jurassic و Silver king مي‌گردد به نحوي كه با كاربرد تيمار 50 ميلي‌گرم در ليتر كلشي‌سين در محيط كشت و قرارگيري 15 روزه نمونه‌ها در اين تيمار نتايج بهتري از نظر صفات مورد مطالعه، مانند نتايج تحقيقات ساير محققان به دست آمد.
چكيده انگليسي :
Begonia rex (Begonia rex putz.) is an ornamental plant from the Begoniaceae family In addition to conventional methods is propagated with the invitro methods nowadays. Modifying and increasing the genetic diversity in plants through physical or chemical mutagenesis is one of the common methods in the plant breeding field, and despite many studies in this field, there has been less focus on the breeding of ornamental plants.In the first part of this study, the optimization of the micropropagation protocol of three varieties of Begonia Rex (Silver dollar, Jurassic and Silver king) with nine treatments of different plant growth regulators (without plant growth regulator (T1), 0.5 mg/liter BA 0.2 mg/L TDZ (T2), 1 mg/L NAA 0.5 mg/L TDZ (T3), 0.2 mg/L NAA 0.2 mg/L BA (T4), 1 mg/L NAA 0.5 mg/L BA (T5), 1 mg/L NAA 1 mg/L BA (T6), 1 mg/L IBA 0.5 mg/L BA (T7), 1 mg/L IBA 1 mg/L BA (T8) and 1.5 mg/L IBA (1.5 mg/L BA (T9)) were investigated in MS media. In the second part of the experiments, calluses formed in two cultivars of Begonia rex (Jurassic and Silver king) were treated with gamma radiation (0, 10, 20, 30, 40, 50 and 100 Gy). In third experiment three Begonia rex cultivars (Silver dollar, Jurassic and Silver king) leaf explants were treated with colchicine in MS media (without colchicine (C1), 50 and 100 mg/liter of colchicine in the media for 15 and 30 days (C2, C3, C4 and C5). In the first experiment, the highest direct regeneration were occured in T2 treatment (21.11%) and the lowest callus formation observed in T1 treatment in three cultivars (0%) and in T6 treatment was observed in Jurassic and Silver king cultivars (55% and 33%). Also, regeneration occured in all calluses. The highest number of leaves was obtained with T8 treatment in Jurassic cultivar (180/66). In the Silver dollar cultivar T3, T4, T5 and T6 treatments showed the highest prolifration (100, 93.33, 91.66 and 91.66%) and the T6 treatment also showed the highest fresh weight (22.33 grams). In Jurassic cultivar, with T4, T8 and T9 treatments, highest prolifration (85, 100 and 95%) and high fresh weight (23.14, 22.98 and 24.50 grams) were obtained.The Silver king cultivar also showed the highest percentage of prolifration (91.66%) in the T3 treatment. According to the results of second experiment, increasing the gamma ray doses, cause the decreased in growth rate, root length, seedling height, prolifration percentage and the area of the largest leaf in the invitro seedlings. The lowest growth rates (1.73), root length (2.78 cm) and height of invitro seedlings (3.21 cm) were obtained in the 100 gray treatment. In Jurassic cultivar, 10, 30, and 100 grays treatments produced the lowest number of leaves (47.66, 48.33, and 27.33), and in Silver king cultivar, 20 grays treatment produced the highest number of leaves (85). In Jurassic cultivar, 40, 50 and 100 grays treatments (56.66, 36.66 and 15%) and in Silver king cultivar, 50 and 100 grays treatments (26.66 and 30%) showed the lowest percentage of prolifration. The lowest leaf area was observed in the Jurassic cultivar (172.60 m) and in the 100 gray treatment (124.45 mm2). The results of the third experiment showed that the lowest percentage of survival was obtained in the Silver king cultivar (82%) and in the C2 treatment (62.77%). The lowest height and prolifration percentage occure in Silver king cultivar (3.38 cm and 25.13%). C2 and C4 Treatments also showed the lowest height (1.8 and 2.65 cm) and the lowest prolifration percentage (11.77 and 15.66 cm). In the Jurassic cultivar, the highest number of leaves was obtained in the C5 treatment (93) and also the Silver king cultivar showed the highest number of leaves in the media that containing the C1, C3 and C4 treatments (57, 55.33 and 58.66). In the present study, due to the fact BA cytokinin is cheaper and also provides a better response to the characteristics studied in the regeneration of Begonia rex seedlings, it can be introduced as an effective and useful treatment in combination with IBA and NAA in the micropropagation of Begonia rex plants. The result of this study showed that the usage of gamma rays in the range of 10-100 Gy, cause significant changes in the morphological and physiological traits, which can be the basis for increasing the probability of mutation in the genomic content of two tested begonia varieties. Also, according to the results, less exposure of the samples to colchicine in terms of treatment duration, as well as lower amounts of this substance, causes more significant changes and increases the probability of genetic changes, especially in Jurassic and Silver king cultivars, in a way that Applying the treatment of 50 mg/liter of colchicine in the media and placing the samples for 15 days in this treatment, better results of the measured traits were obtained, like the other researchers results.
تاريخ دفاع :
3/3/2024 12:00:00 AM
شماره ركورد :
617
كد پايان نامه :
HS61
واردكننده اطلاعات :
علي رضاپور
لينک به اين مدرک :

بازگشت