القای جنین های پارتنوژنز و تولید گیاهان هاپلوئید خیار (.Cucumis sativus L)

سال انتشار: 1398
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 666

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JOPP-26-1_002

تاریخ نمایه سازی: 11 آبان 1398

چکیده مقاله:

سابقه و هدف: گیاهان هاپلوئید به گیاهانی اطلاق می شود که تعداد کروموزوم های آنها در مرحله اسپروفیتی (n2) برابر با مرحله گامتوفیتی (n) باشد. هدف اصلی از تولید گیاهان هاپلوئید رسیدن به لاین های دابل هاپلوئید مطلوب جهت پیشبرد برنامه های اصلاحی می باشد. با استفاده از ارقام هیبرید F1 حاصل از تلاقی لاین های خالص با صفات مطلوب، بهره وری محصول را تا حد زیادی می توان افزایش داد. بنابراین لاین های خالص در برنامه های اصلاحی و تحقیقات ژنتیکی بسیار ارزشمند هستند. تولید لاین های خالص در روش های کلاسیک و با استفاده از خودگشنی نیازمند زمان و هزینه بسیار زیادی می باشد و به هیچ وجه امکان ندارد که این لاین ها صددرصد خالص باشند. لذا روش های پیشرفته و جدید جایگزین کارآمدتر و پایدارتر از روش های سنتی هستند. پرتوتابی دانه گرده عمده ترین روش مورد استفاده برای القای بکرزایی در گیاهان خانواده کدوئیان است. بر اساس آزمایشات قبلی، محققان بر سر برتری دزهای 300 و 500 گری پرتو گاما اختلاف نظر دارند. با این وجود در هیچ پژوهش جامع منتشر شده ای این دو دز پرتو بطور همزمان با هم مقایسه نشده اند. لذا این تحقیق با هدف بررسی امکان القای جنین های هاپلوئید در ارقام مختلف خیار از طریق گرده افشانی با دانه های گرده پرتوتابی شده توسط دزهای 300 و 500 گری پرتو گاما و تعیین مناسبترین دز پرتوتابی جهت تولید گیاهان هاپلوئید در ژنوتیپ های مختلف خیار انجام گرفت. مواد و روش ها: در این مطالعه اثر دزهای مختلف پرتوتابی و ژنوتیپ گیاهان مادری بر تشکیل میوه، تولید دانه، القای جنین های پارتنوژنز پس از گرده افشانی با گرده های پرتوتابی شده و تولید گیاهان هاپلوئید مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل (دز پرتو گاما و ژنوتیپ گیاه) بر پایه طرح کاملا تصادفی با 6 تکرار اجرا گردید. هفت ژنوتیپ مختلف خیار شامل ارقام نگین، اکسترم، کریم و سوپر دامینوس (F1)، بیت آلفا (OP)، باسمنج تبریز و دستجرد اصفهان توسط گرده های پرتوتابی شده با دزهای 300 و 500 گری پرتو گاما گرده افشانی شدند. رنگ آمیزی دانه گرده و رفتار لوله گرده یک روز بعد از پرتوتابی مورد بررسی قرار گرفت. دانه های استخراج شده از میوه ها از طریق کشت جنین در شرایط آزمایشگاهی نجات داده شدند و سطح پلوئیدی گیاهچه های بدست آمده توسط دستگاه فلوسایتومتری تعیین شد. یافته ها: اثر دز پرتو گاما، ژنوتیپ و همچنین برهمکنش دز و ژنوتیپ بر تعداد دانه معنی دار بود. بیشترین میزان جنین پارتنوژنیک از پرتوتابی ژنوتیپ اکسترم با دز 300 گری (25/2) و ژنوتیپ کریم (75/1) با دز 500 گری مشاهده گردید. از ژنوتیپ های نگین، اکسترم و آلفا بیت گرده افشانی شده با گرده های پرتوتابی شده توسط دز 500 گری هیچ جنین و هیچ گیاهی بدست نیامد. دزهای پرتوتابی بکار رفته اثر معنی داری بر روی تولید گیاه هاپلوئید نداشتند اما ژنوتیپ و خصوصا برهمکنش دز و ژنوتیپ تاثیر معنی داری بر تولید گیاهان هاپلوئید خیار داشت. گرده افشانی ژنوتیپ اکسترم با گرده های پرتوتابی شده توسط دز 300 گری سبب تولید بیشترین گیاه هاپلوئید (25/1 در هر میوه) در این آزمایش شد. نتیجه گیری: در این پژوهش همانند پژوهش های قبل تولید گیاهان هاپلوئید خیار با استفاده از گرده های پرتوتابی شده بعنوان روشی کارآمد و مفید در جهت تولید لاین های اینبرد تایید شد. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق ژنوتیپ های مختلف پاسخ-های متفاوتی را نسبت به دزهای مختلف پرتوتابی نشان می دهند و با تعیین شدت تابش مناسب پرتو گاما در هر ژنوتیپ می-توان جنین زایی پارتنوژنیک را القا نمود.

نویسندگان

حامد ابراهیم زاده

کارشناس ارشد

حسن سلطانلو

عضو هیئت علمی

مهران عنایتی شریعت پناهی

رییس بخش تحقیقات کشت بافت و سلول- پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی

علی اسکندری

معاون پژوهشی پژوهشکده کشاورزی هسته ای

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Baktemur, G., Yucel, N.K., Taskın, H., ...
  • Comlekcioglu, S. and Buyukalaca, S. ...
  • 4. Effects of different genotypes and ...
  • gamma ray doses on haploidization using ...
  • irradiated pollen technique in squash. ...
  • Turk. J. Biol. 38: 3. 318-327. ...
  • Brewbaker, J.L. and Emery, G.C. 1962. ...
  • Pollen radiobotany. Radiat. Bot. 1: 101-154. ...
  • Caglar, G. and Abak, K. 1999. Progress in ...
  • the production of haploid embryos, plants ...
  • and doubled haploids in cucumber (Cucumis ...
  • sativus L.) by gamma irradiated pollen, in ...
  • Turkey. Acta. Hortic. 492: 317-320. ...
  • Cheng, J., Wang, Z., Yao, F., Gao, ...
  • L., Ma, S., Sui, X. and Zhang, Z. ...
  • 5. Down-regulating CsHT1, a ...
  • cucumber pollen-specific hexose transporter, ...
  • inhibits pollen germination, tube growth ...
  • and seed development. Plant Physiol. ...
  • Claveria, E., Garcia-Mas, J. and DolcetSanjuan. R. 2005. Optimization of ...
  • cucumber doubled haploid line ...
  • production using in vitro rescue of in vivo ...
  • induced parthenogenic embryos. J. Am. ...
  • Soc. Hortic. Sci. 130: 4. 555-560. ...
  • Cuny, F. 1992. Processus d’induction ...
  • d’embryons haploides par du pollen ...
  • irradie´ chez le melon (Cucumis melo L.) ...
  • responses du pollen a l’irradiation ...
  • gamma. The se de Docteur, Universite´ ...
  • d’Avignon et des Pays de Vaucluse, ...
  • Delaat, A.M.M., Gohde, W. and ...
  • Vogelzakg, M.J.D.C. 1987. Determination ...
  • of ploidy of single plants and plant ...
  • populations by flow cytometry. Plant ...
  • Breed. 99: 4. 303-307. ...
  • Dolezel, J., Greilhuber, J. and Suda, J. ...
  • 7. Flow cytometry with plants: an ...
  • overview. In: Dolezel, J., Greilhuber, J., ...
  • Suda, J. (eds) Flow cytometry with plant ...
  • cells. Analysis of genes, chromosomes and ...
  • genomes. Wiley, Weinheim. Pp: 41-65. ...
  • Wang, W.Y., Xu, X.L. and Tang, Z.H. ...
  • 6. Androgenesis, gynogenesis and ...
  • parthenogenesis haploids in cucurbit ...
  • species. Plant Cell Rep. 35: 10. 1991-2019. ...
  • D.H. and Huo, Z.R. 1999. Haploid ...
  • plantlet regeneration of cucumber by ...
  • pollination with irradiated pollens. Sci. ...
  • Agric. Sin. 32: 2. 107. ...
  • Ebrahimzadeh, H., Lotfi, M., Azizinia, ...
  • S. and Ghanavati, F. 2013a. Production ...
  • of haploids in Cucurbita pepo L. ...
  • through parthenogenesis induced by ...
  • Gamma-irradiated pollen. Crop Biotech. ...
  • : 99-108. (In Persian) ...
  • Ebrahimzadeh, H., Lotfi, M. and ...
  • Azizinia, S. 2013b. Haploid induction ...
  • in medicinal pumpkin using gamma ...
  • irradiated pollen technique. 2nd National ...
  • Congress on Medicinal Plants. Shahid ...
  • Beheshti University International ...
  • Conference Center, Tehran, Iran. 15-16 ...
  • Ebrahimzadeh, H., Mirzabe, A.H., Lotfi, ...
  • M. and Azizinia, S. 2013c. Gamma ...
  • irradiation effects on physical properties ...
  • of squash seeds. CIGR J. 15: 131-138. ...
  • FAO. 2016. FAOSTAT. Food and ...
  • agricultural commodities production. ...
  • Available at http://www.fao.org/faostat/ ...
  • en/#data/QC/visualize. ...
  • Faris, N.M., Nikolova, V. and ...
  • Niemirowicz-Szczytt, K. 1999. The ...
  • effect of gamma irradiation dose on ...
  • cucumber (Cucumis sativus L.) haploid ...
  • embryo production. Acta Physiol. Plant. ...
  • Gałazka, J. and Niemirowicz-Szczytt, K. ...
  • 3. Review of research on haploid ...
  • production in cucumber and other ...
  • cucurbits. Folia Hortic. 25: 1. 67-78. ...
  • Germana, M.A. 2006. Doubled haploid ...
  • production in fruit crops. Plant Cell Tiss ...
  • Organ Cult. 86: 131-146. ...
  • Gonzalo, M.J., Claveria, E., Monforte, ...
  • A.J. and Dolcet-Sanjuan, R. 2011. ...
  • Parthenogenic haploids in melon: ...
  • generation and molecular characterization ...
  • of a doubled haploid line population. ...
  • J. Am. Soc. Hortic. Sci. 136: 2. 145-154. ...
  • Grewal, R.K., Lulsdorf, M., Croser, J., ...
  • Ochatt, S., Vandenberg, A. and ...
  • Warkentin, T.D. 2009. Doubled-haploid ...
  • production in chickpea (Cicer arietinum ...
  • L.): role of stress treatments. Plant Cell ...
  • Rep. 28: 1289-1299. ...
  • Jain, S.M., Sopory, S.K. and Veilleux, ...
  • R.E. 1996. In vitro haploid production in ...
  • higher plants. Kluwer, Dordrecht. ...
  • Kasha, K.J. and Kao, K.N. 1970. ...
  • High frequency haploid production in ...
  • barley (Hordeum vulgare L.). Nature. ...
  • Kurtar, E.S. and Balkaya, A. 2010. ...
  • Production of in vitro haploid plants from ...
  • in situ induced haploid embryos in winter ...
  • squash (Cucurbita maxima Duchesne ex ...
  • Lam.) via irradiated pollen. Plant Cell ...
  • Tissue Organ Cult. 102: 267-277. ...
  • Kurtar, E.S., Balkaya, A. and Kandemir, ...
  • D. 2016. Evaluation of haploidization ...
  • efficiency in winter squash (Cucurbita ...
  • maxima Duch.) and pumpkin (Cucurbita ...
  • moschata Duch.) through another culture ...
  • Plant Cell Tiss. Organ Cult. 127: 497. ...
  • doi:10.1007/s11240-016-1074-6. ...
  • Kurtar, E.S., Sari, N. and Abak, K. ...
  • 2. Obtention of haploid embryos ...
  • and plants through irradiated pollen ...
  • technique in squash (Cucurbita pepo ...
  • L.). Euphytica. 127: 335-344. ...
  • Laurie, D.A. and Bennett, M.D. 1988. ...
  • The production of haploid wheat plants ...
  • from wheat × maize crosses. Theor. ...
  • Appl. Genet. 76: 393-397. ...
  • Lei, C., Chen, J.F., Qian, C.T., Zhang, ...
  • X.Q. and Zhang, Y.B. 2006. Studies ...
  • on induction of haploid cucumbers ...
  • by irradiated pollen pollination and ...
  • their characterization. Sci. Agric. Sin. ...
  • Lotfi, M., Alan, A.R., Henning, M.J., Jahn, ...
  • M.M. and Earle, E.D. 2003. Production of ...
  • haploid and double haploid plants of ...
  • melon (Cucumis melo L.) for use in ...
  • breeding for multiple virus resistance. ...
  • Plant Cell Rep. 21: 11. 1121-1128. ...
  • Lotfi, M., Kashi, A. and Onsinejad, R. ...
  • 9. Induction of parthenogenetic ...
  • embryos by irradiated pollen in ...
  • cucumber. Acta Hortic. 492: 323-328. ...
  • Lotfi, M. and Salehi, S. 2008. Detection ...
  • of cucumber parthenogenic haploid ...
  • embryos by floating the immature seeds ...
  • in liquid medium. Proceedings of the ...
  • IXth EUCARPIA meeting on genetics ...
  • and breeding of Cucurbitaceae (Pitrat M, ...
  • ed), INRA, Avignon, France. ...
  • Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A ...
  • revised medium for rapid growth and ...
  • bioassays with tobacco tissue cultures. ...
  • Physiol. Plant. 15: 3. 473-497. ...
  • Niemirowicz-Szczytt, K., Faris, N.M., ...
  • Nikolova, V., Rakoczy-Troja Nowska, ...
  • M. and Malepszy, S. 1995. Optimization ...
  • of cucumber (Cucumis sativus L.) ...
  • haploid production and doubling. In: ...
  • Lester (ed) Proceeding of Cucurbitaceae ...
  • ’94, Pp: 169-171. ...
  • Ochatt, S., Patat-Ochatt, E.M. and ...
  • Moessner, A. 2011. Ploidy level ...
  • determination within the context of in ...
  • vitro breeding. Plant Cell Tiss. Organ ...
  • Cult. 104: 329-341. ...
  • Peixe, A., Campos, M.D., Cavaleiro, C., ...
  • Barroso, J. and Pais, M.S. 2000. ...
  • Gamma-irradiated pollen induces the ...
  • formation of 2n endosperm and ...
  • abnormal embyo development in ...
  • European plum (Prunus domestica L., ...
  • cv.Rainha Claudia Verde). Sci. Hortic. ...
  • Przyborowski, J.A. and NiemirowiczSzczytt, K. 1994. Main factors affecting ...
  • cucumber (Cucumis sativus L.) haploid ...
  • embryo development and haploid plant ...
  • characteristics. Plant Breed. 112: 70-75. ...
  • Röber, F.K., Gordillo, G.A. and Geiger, ...
  • H.H. 2005. In vivo haploid induction in ...
  • maize – Performance of new inducers and ...
  • significance of doubled haploid line in ...
  • hybrid breeding. Maydica. 50: 275-284. ...
  • Sauton, A. 1988. Effect of season ...
  • and genotype on gynogenetic haploid ...
  • production in muskemlon, Cucumis ...
  • melo L. Sci. Hortic. 35: 88. 71-75. ...
  • Sauton, A. 1989. Haploid gynogenesis in ...
  • Cucumis sativus induced by irradiated ...
  • pollen. Cucurbit Gen. Coop. 12: 22-23. ...
  • Sauton, A. and Dumas de Vaulx, R. ...
  • 7. Production of haploid plants in ...
  • melon (Cucumis melo L.) as a result ...
  • of gynogenesis induced by irradiated ...
  • pollen. Agronomie. 7: 2. 141-147. ...
  • Sestili, S. and Ficcadeni, N. 1996. ...
  • Irradiated pollen for haploid production. ...
  • In: Mohan Jain, S., Sopory, S.K., ...
  • Veilleux, R.E. (eds) In vitro Haploid ...
  • Production in Higher Plants, Vol 1, ...
  • Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, ...
  • Shariatpanahi, M.E., Bal, U., Heberle-Bors, ...
  • E. and Touraev, A. 2006. Stresses applied ...
  • for the re-programming of plant microspores ...
  • towards in vitro embryogenesis. Physiol. ...
  • Plant. 127: 519-534. ...
  • Shridhar. 1992. Pollen grains of ...
  • cultivated Cucurbits. In: Proceedings of ...
  • the 5th Eucarpia Cucurbitaceae Symp, ...
  • July 27-31, Warsaw, Poland. Pp: 28-33. ...
  • Smiech, M., Sztangret-Wisniewska, J., ...
  • Galecka, T., Korzeniewska, A., Marzec, ...
  • L., Kolakowska, G., Piskurewicz, U. and ...
  • Niemirowicz-Szczytt, K. 2008. Potential ...
  • use of RAPD markers in characteristics ...
  • of cucumber (Cucumis sativus L.) ...
  • haploids and double-haploids. Acta Soc. ...
  • Bot. Pol. 77: 1. 29-34. ...
  • Touraev, A., Pfosser, M. and HeberleBors, E. 2001. The microspore: ...
  • haploid multipurpose cell. Adv. Bot. ...
  • and Guo, W.W. 2016. Induction of ...
  • parthenogenetic haploid plants using ...
  • gamma irradiated pollens in ‘Hirado ...
  • Buntan’pummelo (Citrus grandis L.] ...
  • Osbeck). Sci. Hortic. 207: 233-239. ...
  • نمایش کامل مراجع