کاربرد موتاسیون در اصلاح نباتات

اصلاح گیاهان با استفاده از موتاسیون

به نظر می رسد تنوع ژنتیکی حاصل از موتاسیون مصنوعی با تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یکسان باشد ، بنابراین اصول اساسی استفاده از تنوع حاصله از موتاسیون مصنوعی با تنوع حاصل از موتاسیون طبیعی یکسان است .

تعریف دقیق اهداف اصلاحی ، شناخت گیاه مورد نظر ، انتخاب والدین مناسب ، بکارگیری صحیح اصول اصلاح نباتات ، بکارگرفتن معیارهای مناسب برای انتخاب و ارزیابی لاین های حاصل از برنامه اصلاحی از اصول اساسی در هر برنامه اصلاحی است . بعلاوه اصلاح کننده بایستی با عوامل موتاژن کاربرد آنها و نحوه موتاسیون آشنا بوده و به تشخیص گیاهان موتانت قادر و امکانات و وسایل لازم را دارا باشد .

انتخاب والدین

بعد از مشخص کردن اهداف برنامه اصلاحی و ضرورت استفاده از موتاسیون مصنوعی برای مشکلی به خصوص ، لازم است والدین مناسب است انتخاب گردند . معمولاً از ارقام با سازگاری مناسب و عملکرد بالا استفاده می شود . به ویژه زمانی که آن واریته برای یک صفت خاص نظیر مقاومت به بیماری ، آفات یا بلوغ زودرس در کمبود باشد . از آنجا که موتاسیون به صورت تصادفی ایجاد می شود و به ندرت موتاژن فقط سبب تغییر در یک ژن خاص می گردد ، اثرات،عوامل موتاسیون زا روی خصوصیات توارثی کمی بایستی مورد ملاحظه قرار گیرد . تمام مواد موتاژن معروف در آن سطحی که برای ایجاد مقدار قابل قبول موتاسیون قابل مشاهده استفاده می شوند تغییرات قابل ملاحظه ای در صفات توارث کمی ایجاد می کنند . بنابراین اگر چه هدف گز ینش صفت مطلوب موتانت می باشد ، زمینه ژنتیکی ژنوتیپ نیز به طریق دیگری دچار تغییرات می گردد . این اثرات ثانویه ناشی از موتاسیون ممکن است گاهی مهم و در بعضی از موارد مهم نباشد .

اگر گزینش اعمال نشود اثر تصادفی تیمارهای موتاژن و کثرت موتاسیون های مضر سبب کاهش عملکرد نتاج می گردد و علاوه بر این میانگین صفت مطلوب ممکن است کمتر از مقدار آن در گزینش قبلی شود . معذالک زمانی که برای انتخاب گیاهان با بنیه قوی و تطابق یافته که حاوی تغییر مطلوب در یک صفت می باشند منشا و گزینشی اعمال شود ممکن است بتوان بدون استفاده از برنامه های تلاقی واریته های برتری را اصلاح کرد . با این وجود ممکن است همیشه انتخاب ژنوتیپهای با سازگاری مناسب و عملکرد بالا در ابتدا نیاز نباشد . اگر هدف تولید منابع متنوع ژنتیکی به منظور استفاده از آنها در برنامه های اصلاحی است میتوان باژنوتیپهائی که امکان تشخیص سریع موتاسیون در آنها وجود دارد کار را شروع کرد . زمانی که جهت ایجاد زودرسی در ارقام دیررس از موتاسیون استفاده می شود تشخیص موتانت های زودرس است و همین طور انتخاب موتانت های پا کوتاه در بین ارقام پا بلند بسیار راحت است . در انتخاب بذور والدین در گونه های خود گشن برای ایجاد موتاسیون ، خلوص ژنتیکی بذر بسیار مهم است ، چون مخلوط بودن آن با بذور دیگر یا گرده افشانی آنها با ارقام یا ژنوتیپ های دیگر سبب بروز مشکلاتی در تشخیص موتانت ها میگردد . بدین منظور لازم است که از بذور خالصی که در شرایط ایزوله تکثیر شده اند استفاده گردد .

نام گذاری نسل های موتاسیون

در نامگذاری نسل های حاصل از موتاسیون جهت تمایز آنها با نسل های حاصل از هیبریداسیون آنها را با ، ،،…نشان
می دهند نسل با جوانه زدن بذر تیمار شده شروع می شود . در نسل فقط موتاسیون های غالب ظهور می کند . گیاهان برای ژنهای موتاسیون یافته هتروزیگوس می باشند . در نسل حاصل از خود گشنی ظاهری می شوند . برای تشخیص و ایزوله کردن گیاهان موتانت در گونه های گیاهی دگرگشن در زمان تولید نسل نیاز کنترل گرده افشانی می باشد . در گونه های خود نا سازگار ، موتاژنها که سبب ایجاد خسارت یا صدمه های فیزیولوژی ، به بذر یا اندام های گیاهی می گردند ، نیز غالباً سبب کاهش قابلف ملاحظه جوانه زنی ، رشد کند گیاهچه و کاهش باروری گیاهان می گردند . بنابراین با در نظر داشتن این موضوع لازم است که تا حد ممکن گیاهان بارور زیادی را تولید کرد که بتوان جمعیت گیاهی بزرگی را بدست آورد ، تا انتخاب جهت موتاسیونهای مفید موثر واقع گردد .

M1 اندازه ی جمعیت

اندازه جمعیت به عبارتی تعداد بذر تیمار شده تا حدودی بستگی به میزان تاثیر راندمان عوامل موتاژن دارد . نتایج بدست آمده نشان میدهد که این موضوع به گونه های مختلف گیاهی بستگی دارد . حتی درون یک گونه واریته ها عکس العمل های متفاوتی به موتاژنها نشان می دهند .مثلا هنگامی که دو واریته جو در مدت زمان و غلضت یکسان تحت تاثیرEMS قرار گرفتند. از بین 1000 گیاهچه یک رقم دارای 68 و رقم دیگر 11 گیاه موتانت بود . بر اساس نسبت های تفکیک در موتانت های مختلف و احتمال بروز موتانتهای هموزیگوس، انازه جامعه مورد نیاز تخمین زده شده است . با فرض 50 درصد کشندگی در نسل حاوی 5000 گیاه ، 2500 گیاه بارور باقیمانده در نسل آزمون می شوند . چنانچه هر گیاه بتواند 20 نتاج تولید نماید در نسل
50000 (50000=20*2500 ) گیاه وجود خواهد داشت .

M2 اندازه جمعیت

موفقیت در کشف ژنوتیپ های موتانت درو نسل های بعدی نه تنها به موفقیت در اعمال صحیح تیمار و سایر عوامل فوق مربوط
می شود ، بلکه به نحوه نمونه برداری از گیاهان نیز بستگی دارد . متدهای متعددی مورد استفاده قرار می گیرند که بیشتر به روش گزینش و الگوی ژنتیکی گونه دارد ، ولی در عمل اغلب متد اصلاحی با توجه به امکانات موجود شامل فضا ، ماشین آلات ، کارگر و وقت انجام می گیرد . در اینجا روشهای متفاوتی وجود دارد . در روش اول میتوان کلیه گیاهان نسل را برداشت و کشت کرد . در روش دیگر میتوان گیاهان مطلوب نسل را انتخاب کرد . روشی که معمولاً استفاده می شود انتخاب پنجه های اولیه ، ساقه های اصلی یا اولین خوشه ها در گیاه می باشد که معمولاً بیشترین تعداد موتانت را نتیجه می دهند . جهت یافتن بیشترین تعداد موتانت مغلوب در نیاز به استفاده از جمعیت بزرگ در و فامیلهای کوچک می باشند . موفقیت در تشخیص موتانت در جوامع و بستگی زیادی به روش تعیین موتانت دارد . تکنیک هایی که با استفاده از آنها میتوان فشار گزینشی شدیدی را ایجاد کرد ، نظیر در معرض قرار دادن جامعه در حال تفکیک به عوامل بیماری زا یا آفت بسیار معمول است . به هر حال موفقیت در برنامه بستگی به انتخاب موثر و حذف مواد نامطلوب دارد .

مطالعات عملی و اساسی در ایجاد موتاسیون در گیاهان عالی نشان می دهد که هیچکدام از جنبه های مرفولوژی گیاه از عوامل موتاژن ایمن نبوده زیرا از نظر اصولی امکان القا موتاسیون در هر ژن وجود دارد به طوری که میتوان موتاسیونهایی را که تا کنون در طبیعت اتفاق نیافتاده و یا اینکه اتفاق افتاده ولی در جامعه کنونی از دست رفته است را ایجاد کرد .

اصلاح موتاسیون از طریق بذر

در اصلاح موتاسیون برای اصلاح صفات یک وارتیه بذور مورد آزمایش و یا والدین بایستی از یک واریته باشد و برای پرهیز از ابهام از اینکه تیپ غیر عادی موتان است یا نتیجه اختلاط مکانیکی بذر ، بذور مورد آزمایش بایستی هموژن باشند . تشخیص میان موتاژن و تفرق صفات کار مشکلی است نکته قابل ملاحظه دیگر وجود شاهد در تیمارهای بذری برای ارزیابی تاثیر تیمار در هر نسلی است که مساله بسیار مهمی به شمار می رود . بذور شاهد باید به همان روش بذور مورد تیمار استفاده شوند جز اینکه تحت تاثیر اشعه یا مواد شیمیایی قرار نمی گیرند . وقتی موتان ایجاد شد برای بازیابی آن موارد زیر ضروری است :‌

بازیافت و دستیابی به موتان

اولاً : موتاسیون باید در سلولهایی رخ دهد که در دستگاه تولید مثل بوده و بذر از آن بدست آید – ثانیاً : بذور حاوی موتاسیون بایستی از گیاهان نسل اول موتان برداشت شده و به عنوان کشت شوند و همین طور در نسلهای بعدی عمل شود – ثالثاً : هر نوع موتاسیون مغلوبی بایستی هموزیگوت بوده و فنوتیپ آن بروز نماید .

روش های اصلاحی بعد از ایجاد موتاسیون

این روش در طول نسلهای خود گشنی مانند روش هایی است که در توده های هیبرید به کار برده میشود و عبارتند از پدیگری ، بالک ، نتاج حاصل از تک دانه و ارزیابی نسلهای در حال تفرق . آنچه در این خصوص مهم است اینکه از نظر مقایسه ژنتیکی نسلهای و مشابه بوده و در یک مقر ژن ناخالص ( هتروژن ) می باشند . اما توده های گیاهی و کاملاً با هم تفاوت دارند چون گیاهان یک توده از نظر ژنتیکی می توانند با هم اختلاف داشته باشند یعنی تعدادی دارای موتان و پاره ای فاقد آنست . در حالیکه همه گیاهان از دورگ گیری دو والد اینبرد بدست آمده مشابهند انتخاب موتانها و ارزیابی آنها در نسلهای مختلف و روشهای مختلف اصلاحی به استثنای پاره ای موارد اختلاف تقریباً مشابه اجرا آنها در عملیات اصلاح شده پس از دورگ گیری است .

مرکز آموزش بیوانفورماتیک نصر

error: Content is protected !!
X