نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت و اصلاح نباتات

2 گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند

3 گروه پژوهشی کشاورزی، پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم فنون هسته‌ای کرج

چکیده

زعفران گیاهی تریپلوئید و عقیم بوده و تنوع ژنتیکی طبیعی در آن ناچیز است یا بطورکلی وجود ندارد. یکی از راه­های افزایش تنوع، جهش­زایی القایی با کمک جهش­زاهای فیزیکی از قبیل اشعه گاما است. اولین قدم در راستای القاء جهش، آزمون بردباری تشعشع جهت تعیین دوز مناسب اشعه گاما می­باشد. لذا، هدف از این تحقیق آزمون حساسیت به دوزهای مختلف اشعه گاما در دو شرایط تیمار سرمایی و بدون تیمار سرمایی بنه­های زعفران بود. بدین منظور، آزمایشی بصورت فاکتوریل با دو فاکتور پیش تیمار سرمایی (در دو سطح بنه‌ها سرمادیده و سرما ندیده) و دوزهای مختلف اشعه گاما (دوزهای 5، 10، 15، 20 و 25 گری) به­همراه تیمار شاهد (دوز صفر) در قالب طرح بلوک­های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. خصوصیات رشدی و مورفولوژیکی مانند ارتفاع بوته، تعداد برگ در بوته، وزن خشک برگ­ها، سرعت رشد، درصد و نرخ سبزشدن درسال اول (MV1)، و صفات مربوط به عملکرد گل مانند متوسط ارتفاع کلاله و وزن خشک کلاله و وزن بنه­های دختری در سال دوم (MV2)، اندازه­گیری شد. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی نمونه‌های پرتوتابی شده زعفران از نشانگرهای مولکولی RAPD و ISSR به ترتیب با 6 و 5 آغازگر استفاده شد. نتایج بررسی نسل MV1‌ نشان داد که با افزایش دوز اشعه گاما نسبت به شاهد کاهش معنی­داری برای اکثر صفات وجود داشت. همچنین، نتایج تجزیه واریانس بر روی صفات رشدی در سال دوم نشان داد که اثر فاکتور اشعه گاما و فاکتور سرما و اثر متقابل سرما و اشعه در صفات متوسط وزن بنه­ها و تعداد بنه و وزن کل بنه­های دختری در سطح احتمال 1 % معنی­دار بود. آزمون حساسیت به اشعه گاما در صفات متوسط ارتفاع بوته، شاخص و نرخ جوانه­زنی، وزن بنه­های دختری و صفت وزن خشک گیاه در دو سطح سرمادیده و سرماندیده، برای 50 درصد زنده‌مانی در محدوده‌ی دوز 2±15 گری تعیین شد. نتایج نشان داد که نمونه‌های مورد مطالعه در هر دو سیستم نشانگری بین نمونه­های شاهد (پرتوندیده) با نمونه­های پرتو دیده چندشکلی وجود داشت. به طورکل نتایج نشان داد که نشانگرهای مولکولی RAPD و ISSR در شناسایی چندشکلی و شناسایی جهش یافته­ها می‌توانند نشانگرهای سودمندی باشند.

کلیدواژه‌ها

 
Beyaz, R., Sancak, C., Yildiz, Ç., Kuşvuran, Ş., Yildiz, M., 2016. Physiological responses of the M1 sainfoin (Onobrychis viciifolia Scop) plants to gamma radiation. Applied Radiation and Isotopes 118, 73-79.
Beyaz, R., Yildiz, M., 2017. The use of gamma irradiation in plant mutation breeding. Plant Engineering. InTech, 33-46.
Derakhshan, A., Izanloo, A., Alizadeh, Z., Behdani, M. A. 2021. Optimization of embryogenic callus induction and indirect regeneration in saffron (Crocus sativus L.). Journal of Saffron Research 9(1): 29-44. [in Persian with English summary]
Donini, P., Sonnino, A., 1998. Induced mutation in plant breeding: current status and future outlook. In: Jain, S.M., Brar, D.S., Ahloowalia, B.S. (Eds.), Somaclonal variation and induced mutations in crop improvement. Springer Netherlands, Dordrecht, pp 255-291.
Doyle, J.J., Doyle, J.L., 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19, 11-15.
Fernández, J. A., 2004. Biology, biotechnology and biomedicine of saffron. Recent Research Developments in Plant Science 2, 127-159.
Ghorbani, M., 2007. The Economics of Saffron in Iran. Acta Hort. (ISHS) 739, 321-331.
Grilli Caiola, M., Canini, A., 2010. Looking for saffron’s (Crocus sativus L.) parents. Functional Plant Science and Biotechnology 4, 1-14.
Hemati Kakhki, A., Hosseini, M., Karbasi, A. R., 2009. Study of Socio-economic effects of ten years research on saffron (Crocus sativus L.). III International Symposium on Saffron: Forthcoming Challenges in Cultivation, Research and Economics 850, pp. 287-292.
Izanloo, A., Derakhshan, A., Alizadeh, Z., Behdani, M. A. 2019. Cormlet Production of Saffron (Crocus Sativus L) using in vitro Culture Techniques. Journal of Saffron Research 6(2): 179-189. [in Persian with English summary]
Jun, Z., Xiaobin, C., Fang, C., 2006. The effects of Co60 γ-Irradiation on development of Crocus sativus L. II International Symposium on Saffron Biology and Technology 739, pp. 307-311.
Khan, I.A., 2006. Development of high yielding saffron mutant. II International Symposium on Saffron Biology and Technology 739, pp. 255-257.
Khan, M.A., Nagoo, S., Naseer, S., Nehvi, F.A., Zargar, S.M., 2011. Induced mutation as a tool for improving corm multiplication in saffron (Crocus sativus L.). Journal of Phytology 3, 8-10.
Lawrence, A.M., Pinsky, S.M., Goldfine, I.D., 1971. Conventional radiation therapy in acromegaly: A review and reassessment. Archives of internal medicine 128, 369-377.
Lu, G., Zhang, X., Zou, Y., Zou, Q., Xiang, X., Cao, J., 2007. Effect of radiation on regeneration of Chinese narcissus and analysis of genetic variation with AFLP and RAPD markers. Plant cell, tissue and organ culture 88, 319-327.
Mahure, H., Choudhary, M., Prasad, K., Singh, S., 2010. Mutation in chrysanthemum through gamma irradiation. Indian Journal of Horticulture 67, 356-358.
Mba, C., Afza, R., Jankowicz-Cieslak, J., Bado, S., Matijevic, M., Huynh, O., Till, B., 2009. Enhancing genetic diversity through induced mutagenesis in vegetatively propagated plants. Proceedings of International Symposium on Induced Mutations in Plants: Induced Plant Mutations in the Genomics Era, FAO, pp. 293-296.
Misra, P., Datta, S.K., Chakrabarty, D., 2003. Mutation in Flower Colour and Shape of Chrysanthemum morifolium Induced by γ-Radiation. Biologia Plantarum 47, 153-156.
Ndofunsu, D., Ndiku, L., Otono, B., Nakweti, K., Mba, C., Till, B., 2015. In vitro gamma radiosensitivity test in Congolese cassava, Manihot esculenta Crantz accession. Academia Journal of Biotechnology 3, 1-5.
Nwachukwu, E., Mbanaso, E., Nwosu, K., 2009. The development of new genotypes of the white yam by mutation induction using yam mini-tubers. Induced Plant Mutations in the Genomics Era. Rome: FAO, 309-312.
Patade, V.Y., Suprasanna, P., Bapat, V.A., 2008. Gamma irradiation of embryogenic callus cultures and in vitro selection for salt tolerance in sugarcane (Saccharum officinarum L.). Agricultural Sciences in China 7, 1147-1152.
Rastegari, S.J., Vedadi, S., Ghaffari, S.M., 2007. Genetic variation of gamma radiation on immature saffron sprout. Nuclear Science and Technology 40, 46-41. [in Persian].
Seetohul, S., Puchooa, D., Ranghoo-Sanmukhiya, V., 2007. Genetic Improvement of Taro (Colocasia esculenta var esculenta) through in-vitro mutagenesis. University of Mauritius Research Journal 13(1), 79-89.
Seifati, S. E., Mohit Ardakani, A. M., Izanloo, A., Borzoei, A. 2021. Induced Morpho-physiological variation in Saffron (Crocus sativus L.) Using Gamma Radiation. Journal of Saffron Research 9(1): 115-129. [in Persian with English summary]
Shu, Q.Y., Forster, B.P., Nakagawa, H., 2012. Plant mutation breeding and biotechnology. Joint FAO/IAEA program, Vienna, Austria.
Shu, Q. Y., 2009. Turning plant mutation breeding into a new era: molecular mutation breeding. Proceedings of International Symposium on Induced Mutations in Plants: Induced Plant Mutations in the Genomics Era, FAO, Rome, 425-427.
Sisodia, A., Singh, A., 2015. Studies on gamma ray induced mutants in gladiolus. Indian Journal of Agricultural Sciences 85(1),79-86.
Souret, F.F., Weathers, P.J., 2000. The Growth of Saffron (Crocus sativus L.) in Aeroponics and Hydroponics. Journal of Herbs, Spices & Medicinal Plants 7, 25-35.
Till, B., Afza, R., Bado, S., Huynh, O., Jankowicz-Cieslak, J., Matijevic, M., Mba, C., 2009. Global TILLING projects. Proceedings of International Symposium on Induced Mutations in Plants: Induced Plant Mutations in the Genomics Era, FAO, Rome, 237-239.
Van Harten, A., Broertjes, C., 1989. Induced mutations in vegetatively propagated crops. Plant Breeding Review 6, 55-