رویش یونجه های یکساله در بیشتر مناطق ایران، ما را بر آن داشت که اثر دما را بر رشد رویشی یونجه یکساله مطالعه نماییم. این پژوهش در قالب طرح کرتهای خرد شده که عامل اصلی آن دما (صفر، 5، 10، 15 و 20 درجه سانتیگراد و گلخانه معمولی با دمای 18 الی 25 درجه سانتیگراد) و نه ژنوتیپ از 5 گونه M. trancatula, M. orbicularis, M. radiate, M. rigidula, M. polymorpha به عنوان عامل فرعی در محیط کنترل شده (اتاقکهای رشد) و در شرایط آب کشت انجام شد.ارتفاع بوته، وزن اندام هوایی (علوفه)، طول ریشه و وزن خشک ریشه در دماهای متفاوت و ژنوتیپهای مختلف کاملا متفاوت بود. اثر متقابل دما و ژنوتیپ برای تمامی صفات به جز ارتفاع بوته معنی دار (p<0.01) بود. در محدوده دماهای مورد آزمایش صفات مذکور نسبت به سرما حساستر و M. rigidula مقاومترین گونه شناخته شد. 15 روز پس از اعمال تیمار دمایی اختلاف معنی داری از نظر توان بالقوه آبی بین ژنوتیپها و تیمارهای دمایی نشان داده نشد. وجود گونه های یونجه یکساله در بیشتر نقاط ایران و تنوع ژنتیکی درون و بین گونه ای آنها که نتایج این پژوهش نیز موید آن است، نوید دهنده امکان اصلاح و ایجاد واریته های مناسب برای شرایط متنوع اقلیمی ایران است.

دانلود کامل مقاله

به منظور بررسی تاثیر تاریخ کاشت و تراکم بوته بر روی برخی از صفات کمی و عملکرد ژنوتیپ های چغندرقند آزمایشی در سال 1385 در مزرعه تحقیقاتی موسسه اصلاح و تهیه بذر چغندر قند کرج اجرا گردید. آزمایش به صورت کرت های دو بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار انجام شد. فاکتور اصلی شامل دو سطح تاریخ کاشت 25 فروردین و 3 خرداد بود. فاکتور فرعی شامل 4 سطح تراکم بوته 50، 75، 100 و 125 هزار بوته در هکتار و فاکتور فرعی فرعی 3 هیبرید 428، 7112 و DS4027 بود. نتایج نشان داد که در تاریخ کاشت اول (25 فروردین)، تعداد برگ سبز، وزن خشک طوقه، وزن خشک ریشه، طول دمبرگ و عملکرد ریشه، نسبت به تاریخ کاشت دوم (3 خرداد) افزایش یافت، به طوری که کشت دوم نسبت به کشت اول 24.3 درصد کاهش عملکرد نشان داد. اکثر صفات با افزایش تراکم بوته، بهبود یافتند، خصوصا افزایش تراکم بوته (تا 100 هزار بوته در هکتار) عملکرد ریشه را افزایش داد. بیشترین وزن خشک طوقه از ترکیب تیماری تاریخ کاشت اول و ژنوتیپ DS4027 به دست آمد. اگرچه ژنوتیپ DS4027 در مقایسه با 428 در اغلب صفات بیشترین مقدار را داشت ولی عملکرد ریشه آنها یکسان بود. عملکرد ریشه با وزن خشک طوقه، وزن خشک ریشه، وزن خشک کل و تعداد برگ خشک همبستگی مثبت و معنی داری نشان داد. مناسب ترین ترکیب تیماری از تاریخ کاشت اول و تراکم 100هزار بوته در هکتار و ژنوتیپ DS4027 به دست آمد، با وجود این تکرار آزمایش در چند سال و مکان برای به دست آوردن بهترین تاریخ کاشت و تراکم و معرفی ژنوتیپ پایدار توصیه می گردد.

دانلود کامل مقاله

 این تحقیق به منظور مطالعه اثر چهار دور آبیاری بر روی عملکرد و صفات کمی سه رقم آفتابگردان انجام گرفت. آزمایش با بهره‌گیری از طرح کرت‌های یکبار خرد شده بلوک‌های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه بخش دانه‌های روغنی مؤسسة اصلاح نهال و بذر کرج در سال 1379 انجام گردید. ارقام به کار رفته در آزمایش شامل رقم رکورد، گلشید و Hysun 33 بودند و 4 دور آبیاری اعمال شده عبارت بودند از: دور آبیاری اول هر 7 روز یکبار (شاهد)، دور آبیاری دوم هر 11 روز یکبار، دور آبیاری سوم هر 15 روز یکبار، دور آبیاری چهارم هر 19 روز یکبار. نتایج نشان دادند با افزایش دور آبیاری صفات تعداد دانه در طبق، عملکرد دانه در هکتار، درصد روغن، شاخص برداشت، قطر طبق و وزن هزار دانه کاهش یافتند و درصد پوکی دانه‌ها افزایش یافت. ولی این صفات برای رقم Hysun 33 کم‌تر از دو رقم دیگر تحت تأثیر دور آبیاری قرار گرفتند. عملکرد دانه رقم Hysun 33 در دور آبیاری دوم برابر با عملکرد دانه رقم گلشید در دور آبیاری اول و بیشتر از عملکرد دانه برای رقم رکورد در دور آبیاری اول بود. با توجه به عملکرد مطلوب Hysun 33 در دور آبیاری دوم (هر 11 روز یکبار) کاشت این رقم همراه با عملکرد مطلوب، باعث صرفه‌جویی در مصرف آب می‌شود و قابل توصیه به کشاورزی است.

دانلود کامل مقاله

نام علمی : Eurygaster integriceps

این گونه مهم ترین آفت کشاورزی کشور ما به شمار می آید. به جز مناطق خوزستان، اراضی ساحلی خلیج فارس، دریای عمان ، دریای خزر و کویرهای مرکزی فلات ایران، این آفت در سایر مناطق کشور وجود دارد.

بر اساس میانگین سطح مبارزة شیمیایی با سن گندم طی سال های 79-1375  استان های فارس، همدان، کرمانشاه، مرکزی، کردستان، اصفهان، لرستان و تهران به ترتیب با 24، 7/13، 6/13، 8 ، 9/7، 1/7، 9/4 و 5/4  درصد سهم مبارزه شیمیایی با سن گندم در کشور، از مهم ترین مناطق سن خیز کشور به شمار می آیند.

 سطح مبارزه شیمیایی با سن گندم در 25 سال اخیر روند فزاینده ای داشته است به طوری که این سطح از 75000 هکتار در سال 1355 به  1200000 هکتار در سال 1380 رسیده است.خریب مراتع و توسعة دیم زار ها خصوصآ در غرب کشور از مهم ترین دلایل گسترش مناطق انتشار و طغیان سن گندم در سال های اخیر بوده است.در سال های اخیر 40 -50 درصد سهم مبارزة شیمیایی با سن گندم در اراضی دیم استان های غربی کشور که تخریب مراتع در آنها شدید بوده است، صورت گرفته است.

سن گندم هم به صورت کمی( خسارت به برگ، خشک کردن جوانه مرکزی، سفید کردن وخشک کردن سنبله ها و یا قسمتی از آنها توسط سن مادر) و هم به صورت کیفی ( سن زدگی دانه ها توسط پوره ها و سن های نسل جدید) خسارت وارد می کند. طبق یک برآورد نظری در 3 میلیون هکتار اراضی آلوده کشور، در صورت عدم مبارزه با سن گندم حدود 90 هزار تن خسارت کمی و 900 هزار تن خسارت کیفی ایجاد خواهد شد.

طبق بررسی ها هر سن مادر به طور متوسط 61 جوانه مرکزی  و 2/12 سنبله را در شرایط دیم خسارت می زند و سطح زیان اقتصادی آن 6/1 سن مادر در متر مربع است. در طرح جامع سن گندم کاهش محصول به ازای هر سن مادر در شرایط دیم 8/43 کیلوگرم و سطح زیان اقتصادی آن 8/1 عدد در متر مربع برآورد گردیده است طبق بررسی ها هر سن مادر در مزارع آبی در شرایطی که ترمیم خسارت صورت نگیرد، 1/3 گرم(حدود 30 کیلو گرم در هکتار) خسارت می زند و سطح زیان اقتصادی آن حدود 3 عدد در متر مربع است.سطح زیان اقتصادی  سن مادر را در شرایط آبی 7-8 عدد در متر مربع برآورد کرده است.

حد قابل تحمل سن زدگی دانه ها 2 درصد است و دانه هایی که بیشتر از 2 درصد دانه سن زده داشته باشند فاقد کیفیت نانوایی هسـتند. با افزودن برخی از افزودنی هـای مجاز می توان این نرم را کمی افزایـش داد.سن زدگی دانه ها به ازای هر پوره سن 5 را در زمان برداشت گندم دیم حدود 6/0 درصد برآورد کرده و سطح زیان اقتصادی پوره ها را 3-4 پوره در متر مربع ذکر کرده است. سطح زیان اقتصادی پوره ها را به طور متوسط 2/8 عدد در متر مربع برآورد کرده است. این میزان در ارقام رشید و سرداری به ترتیب 3/5 و 7/6 و در ارقام فلات و گلستان که تحمل بیشتری دارند، به ترتیب 8/11 و 6/9 عدد است. سطح زیان اقتصادی پوره ها را در شرایط آبی 11-12 پوره در متر مربع برآورد کرده است.  از نظر زیست شناسی، سن گندم سرتاسر تابستان، پائیز و زمستان ( حدود 9 ماه از سال) را در پناهگاه های تابستانه و زمسـتانه آن در ارتـفـاعات، زیر بوتـــه های گــون (Astragalus spp.)، درمـــنـه ( Artemisia spp.)، کــلاه مـیر حــسن(Acantholimon spp.) و چوبک (Acanthophillum spp.) و در جنگل های بلوط غرب کشور در زیر برگ های ریزش کرده بلوط و برخی دیگر از درختان و درختچه ها به سر می برد. این سن ها دیاپوز داشته و در اوایل بهار به مزارع گندم و جو ریزش می کنند. سن گندم تنها یک نسل در سال دارد.

 نام علمی: Dociostaurus maroccanus

مناطق زیست این ملخ در ایران، دامنه های کوه های البرز و زاکرس در شمال غربی ، شمال شرقی، غرب، جنوب و جنوب غربی کشور می باشد و در مناطق مرکزی ایران بندرت دیده می شود. گیاهان زراعی مختلف خصوصآ غلات به عنوان میزبان آن ذکر شده است و بیشتر از سایر ملخ های بومی ایران که میزبان آنها گندم و جو ذکر شده است، خسارت زا است.

 این ملخ در خاک های رسی سفت و عاری از پوشش گیاهی تخم ریزی می کند و قسمتی از تابستان، پائیز و زمستان (حدود 9 ماه از سال) را به صورت تخم سپری می کند و یک نسل در سال دارد. خاک نرم و پوشش گیاهی انبوه از تخم گذاری، افزایش جمعیت و تبدیل حالت انفرادی به گله ای آن جلوگیری می کند. در بعضی از سال ها جمعیت های قابل توجهی از این ملخ در کانون های دائمی آن مشاهده می شود اما به محض مشاهدة افزایش جمعیت و ایجاد گله در کانون ها، توسط عوامل اجرایی سازمان حفظ نباتات کنترل می شوند.

اگرچه کاشت گیاهان دارویی به هزاران سال پیش باز می‌گردد ولی باید گفت که در مورد اصلاح آنها تاکنون پیشرفت قابل ملاحظه‌ای صورت نگرفته است و در حال حاضر، تعداد کالتیوارهای مفید به‌دست آمده بر اثر اصلاح گیاهان دارویی اندک است. هدف از اصلاح گیاهان دارویی، افزایش کمیت و کیفیت آن دسته از مواد مؤثره در این گیاهان است که در صنایع دارویی از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در سال‌های اخیر توجه خاصی از جانب سازمان‌های مختلف در کشورهای جهان در ارتباط با اصلاح این گیاهان صورت گرفته است. در این راستا استفاده از تکنیکهای وابسته به کشت بافت و بیوتکنولوژی به منظور ارتقاء صفات کمی و کیفی و کاهش زمان اصلاح نباتات از اهمیت خاصی برخوردار است.
کشت بافت
با تکنیک کشت بافت می توان از یک سلول به یک گیاه کامل دست یافت. در این تکنیک از روشهای جنین زایی ریزازدیادی و اندام زایی استفاده میگردد.استفاده از این تکنیک به همراه موتاسیون باعث سرعت بخشیدن به تکثیر انبوه تولید گیاهان عاری از بیماری انجام کار در تمام طول سال و کاهش هزینه خواهد شد.
اولین مرحله تکثیر قسمت مورد نظر در گیاه می باشد.پس از تعیین دز مناسب و انجام تیمار پرتوتابی و تکثیر دوباره گزینش درشرایط In-vitro با اعمال تیمار تنش صورت میگیرد .گیاهان گزینش شده بعد از انتقال به گلدان جهت سازگاری و تکثیر دوباره جهت سلکسیون انتهایی در مزرعه کشت شده و سپس مورد بررسی های تغییرات زنتیکی قرار خواهند گرفت.
یکی از بخش‌های مهم بیوتکنولوژی “کشت بافت” است که کاربردهای مختلف آن در زمینة گیاهان دارویی، از جنبه‌های مختلفی قابل بررسی است:
باززایی در شرایط آزمایشگاهی ( In-Vitro Regeneration )
تکثیر گیاهان در شرایط آزمایشگاهی، روشی بسیار مفید جهت تولید داروهای گیاهی باکیفیت است. روش‌های مختلفی برای تکثیر در آزمایشگاه وجود دارد که از جملة‌ آنها، ریزازدیادی است. ریزازدیادی فواید زیادی نسبت به روش‌های سنتی تکثیر دارد. با ریزازدیادی می‌توان نرخ تکثیر را بالا برد و مواد گیاهی عاری از پاتوژن تولید کرد. گزارش‌های زیادی در ارتباط با بکارگیری تکنیک ” کشت بافت ” جهت تکثیر گیاهان دارویی وجود دارد. با این روش برای ایجاد کلون‌های گیاهی از تیرة لاله در مدت 120 روز بیش از 400 گیاه کوچک همگن و یک شکل گرفته شد که 90 درصد آنها به رشد معمولی خود ادامه دادند. برای اصلاح گل انگشتانه، از نظر صفات ساختاری، مقدار بیوماس، میزان مواد مؤثره و غیره با مشکلات زیادی مواجه خواهیم شد ولی با تکثیر رویشی این گیاه از راه کشت بافت و سلول، می‌توان بر آن مشکلات غلبه نمود. چنان‌که مؤسسة گیاهان دارویی بوداکالاز در مجارستان از راه کشت بافت و سلول گل انگشتانه موسوم به آکسفورد، توانست پایه‌هایی کاملاٌ همگن و یک شکل از گیاه مذکور به‌دست آورد.
باززایی از طریق جنین‌‌زایی سوماتیک (غیرجنسی)
تولید و توسعة مؤثر جنین‌های سوماتیک، پیش‌نیازی برای تولید گیاهان در سطح تجاری است. جنین‌زایی سوماتیک فرآیندی است که طی آن گروهی از سلول‌ها یا بافت‌های سوماتیک، جنین‌های سوماتیک تشکیل می‌دهند. این جنین‌ها شبیه جنین‌های زیگوتی (جنین‌های حاصل از لقاح جنسی) هستند و در محیط کشت مناسب می‌توانند به نهال تبدیل شوند. باززایی گیاهان با استفاده از جنین‌زایی سوماتیک از یک سلول، در بسیاری از گونه‌های گیاهان دارویی به اثبات رسیده است. بنابراین در این حالت با توجه به پتانسیل متفاوت سلول‌های مختلف در تولید یک ترکیب دارویی، می‌توان گیاهانی با ویژگی برتر نسبت به گیاه اولیه تولید نمود.
حفاظت گونه‌های گیاهان دارویی از طریق نگهداری در سرما
با تکیه بر کشت بافت و سلول می‌توان برای نگهداری کالتیوارهای مورد نظر در بانک ژن یا برای نگهداری طولانی مدت اندام‌های تکثیر گیاه در محیط نیتروژن مایع، اقدام نمود. نگهداری در سرما، یک تکنیک مفید جهت حفاظت از کشت‌های سلولی در شرایط آزمایشگاهی است. در این روش با استفاده از نیتروژن مایع (196- درجه سانتی‌گراد) فرآیند تقسیم سلولی و سایر فرآیندهای متابولیکی و بیوشیمیایی متوقف شده و در نتیجه می‌توان بافت یا سلول گیاهی را مدت زمان بیشتری نگهداری و حفظ نمود. با توجه به اینکه می‌توان از کشت‌های نگهداری شده در سرما، گیاه کامل باززایی کرد، لذا این تکنیک می‌تواند روشی مفید جهت حفاظت از گیاهان دارویی در معرض انقراض باشد. مثلاً بر اساس گزارشات منتشر شده، روش نگهداری در سرما، روشی مؤثر جهت نگهداری کشت‌های سلولی گیاهان دارویی تولیدکنندة آلکالوئید همچون Rauvollfia serpentine , D. lanalta , A. belladonna , Hyoscyamus spp . است. این تکنیک، می‌تواند جهت نگهداری طیفی از بافت‌های گیاهی چون مریستم‌ها، بساک و دانة گرده، جنین، کالوس و پروتوپلاست به‌کار رود. تنها محدودیت این روش، مشکل دسترسی به نیتروژن مایع است.
تولید متابولیت‌های ثانویه از گیاهان دارویی
از لحاظ تاریخی، اگرچه تکنیک ” کشت بافت ” برای اولین بار، در سال‌های 1940-1939 در مورد گیاهان به‌کار گرفته‌شد، ولی در سال 1956 بود که یک شرکت دارویی در کشور آمریکا ( Pfizer Inc ) اولین پتنت را در مورد تولید متابولیت‌ها با استفاده از کشت توده‌ای سلول‌ها منتشر کرد. کول و استابو (1967) و هبل و همکاران (1968) توانستند مقادیر بیشتری از ترکیبات ویسناجین ( Visnagin ) و دیوسجنین ( Diosgenin ) را با استفاده از کشت بافت نسبت به حالت طبیعی (استخراج از گیاه کامل) به‌‌دست آورند. گیاهان، منبع بسیاری از مواد شیمیایی هستند که به‌عنوان ترکیب دارویی مصرف می‌شوند. فرآورده‌های حاصل از متابولیسم ثانویه گیاهی ( Secondary Metabolite ) جزو گرانبهاترین ترکیب شیمیایی گیاهی ( Phytochemical ) هستند. با استفاد از کشت بافت می‌توان متابولیت‌های ثانویه را در شرایط آزمایشگاهی تولید نمود. لازم به‌ذکر است که متابولیت‌های ثانویه، دسته‌ای از مواد شامل اسیدهای پیچیده، لاکتون‌ها، فلاونوئیدها و آنتوسیانین‌ها هستند که به‌صورت عصاره یا پودرهای گیاهی در درمان بسیاری از بیماری‌های شایع به‌کار برده می‌شوند.
راهکارهای افزایش متابولیت‌های ثانویه گیاهی از طریق کشت بافت
1- استفاده از محرک‌های ( Elicitors ) زنده و غیر زنده‌ای که می‌توانند مسیرهای متابولیکی سنتز متابولیت‌های ثانویه را تحت تأثیر قرار داده و میزان تولید آنها را افزایش دهند. لازم به‌ذکر است که این محرک‌ها در شرایط طبیعی نیز بر گیاه تأثیر گذاشته و باعث تولید یک متابولیت خاص می‌شوند.
2- افزودن ترکیب اولیة ( Precursor ) مناسب به محیط‌کشت، با این دیدگاه که تولید محصول نهایی در نتیجه وجود این ترکیبات در محیط‌کشت، القاء شود.
3- افزایش تولید یک متابولیت ثانویه در اثر ایجاد ژنوتیپ‌های جدیدی که از طریق امتزاج پروتوپلاست یا مهندسی ژنتیک، به‌دست می‌آیند.
4- استفاده از مواد موتاژن جهت ایجاد واریته‌های پربازده
5- کشت بافت ریشة گیاهان دارویی (ریشه، نسبت به بافت‌های گیاهی دیگر، پتانسیل بیشتری جهت تولید متابولیت‌های ثانویه دارد)
مثال‌های قابل ذکر آنقدر زیاد است که تصور می‌شود هر ماده‌ای با منشاء گیاهی، از جمله، متابولیت‌های ثانویه را می‌توان به‌وسیلة کشت‌های سلولی تولید کرد: از جمله ترکیباتی که از طریق کشت سلولی و کشت بافت به تولید انبوه رسیده است،‌ داروی ضد سرطان تاکسول است. این دارو که در درمان سرطان‌های سینه و تخمدان به‌کار می‌رود از پوست تنه درخت سرخدار ( Taxus brevilifolia L. ) استخراج می‌گردد. از آنجایی‌که تولید تاکسول به‌دلیل وجود 10 هستة استروئیدی در ساختار شیمیایی آن بسیار مشکل است و جمعیت طبیعی درختان سرخدار نیز برای استخراج این ماده بسیار اندک است، لذا راهکار دیگری را برای تولید تاکسول باید به‌کار گرفت. در حال حاضر، برای تولید تاکسول از تکنیک کشت بافت و کشت قارچ‌هایی که بر روی درخت رشد کرده و تاکسول تولید می‌کنند،‌ استفاده می‌گردد.
سولاسودین ( Solasodine ) نیز از ترکیبات دیگری است که از طریق کشت سوسپانسیون سلولی گیاه Solanum eleganifoliu به‌دست می‌آید. از جمله متابولیت‌های دیگری که از طریق تکنیک کشت بافت و در مقیاس تجاری تولید می‌شود، شیکونین ( Shikonin ) (رنگی با خاصیت ضد حساسیت و ضد باکتری) است. مثال‌های زیر گویای کارایی تکنیک کشت بافت در تولید متابولیت‌های ثانویه است.
تولید آلکالوئید پیرولیزیدین ( Pyrolizidine ) از کشت بافت ریشة Senecio sp ، سفالین ( Cephaelin ) و امتین ( Emetine ) از کشت کالوس Cephaelis ipecacuanha ، آلکالوئید کوئینولین ( Quinoline ) از کشت سوسپانسیون سلولی Cinchona ledgerione و افزایش بیوسنتز آلکالوئیدهای ایندولی با استفاده از کشت سوسپانسیون سلولی گیاه Catharanthus roseus .
استفاده از بیورآکتورها در تولید صنعتی متابولیت‌های ثانویه
تولید متابولیت ثانویة گیاهی با خصوصیات دارویی در شرایط آزمایشگاهی، فواید زیادی در مقایسه با استخراج این ترکیبات از گیاهان، تحت شرایط طبیعی دارد. کنترل دقیق پارامترهای مختلف، سبب می‌شود که کیفیت مواد حاصل در طول زمان تغییر نکند. درحالی که در شرایط طبیعی مرتباٌ تحت تأثیر شرایط آب و هوایی و آفات است. تحقیقات زیادی در زمینة استفاده از کشت‌های سوسپانسیون و سلول گیاهی برای تولید متابولیت‌های ثانویه صورت گرفته است. از جمله ابزارهایی که برای کشت وسیع سلول‌های گیاهی به‌کار رفته‌اند، بیورآکتورها هستند. بیورآکتورها، مهمترین ابزار در تولید تجاری متابولیت‌های ثانویه از طریق روش‌های بیوتکنولوژیک، محسوب می‌شوند.
مزایای استفاده از بیورآکتورها در کشت انبوه سلول‌های گیاهی عبارتند از:
1- کنترل بهتر و دقیق‌تر شرایط خاص مورد نیاز برای تولید صنعتی ترکیبات فعال زیستی از طریق کشت سوسپانسیون سلولی
2- امکان تثبیت شرایط در طول مراحل مختلف کشت سلولی در بیورآکتور
3- جابجایی و حمل‌ونقل آسان‌تر کشت (مثلاً، برداشتن مایه‌کوبه در این حالت راحت است)
4- با توجه به اینکه در شرایط کشت سوسپانسیون، جذب مواد غذایی به‌وسیلة سلول‌ها افزایش می‌یابد، لذا نرخ تکثیر سلول‌ها زیاد شده و به‌تبع آن میزان محصول (ترکیب فعال زیستی) بیشتر می‌شود.
5- در این حال، گیاهچه‌ها به آسانی تولید و ازدیاد می‌شوند.
سیستم بیورآکتور برای کشت‌های جنین‌زا و ارگانزای چندین گونة گیاهی به‌کار رفته است که از آن‌جمله می‌توان به تولید مقادیر زیادی سانگئینارین ( sanguinarine ) از کشت سوسپانسیون سلولی Papaver somniferum با استفاده از بیورآکتور، اشاره کرد. با توجه به اینکه بیورآکتورها، شرایط بهینه را برای تولید متابولیت‌های ثانویه از سلول‌های گیاهی فراهم می‌آورند، لذا تغییرات زیادی در جهت بهینه‌سازی این سیستم‌ها، برای تولید مواد با ارزش دارویی (با منشأ گیاهی) همچون جینسنوساید ( ginsenoside ) و شیکونین صورت گرفته است.
نشانگرهای مولکولی
بخش مهم بعدی دارای کاربرد فراوان در حوزة گیاهان دارویی، “نشانگرهای مولکولی” است. قبل از اینکه به موارد کاربرد نشانگرهای مولکولی پرداخته شود، لازم است دلایل لزوم استفاده از نشانگرهای مولکولی در زمینة گیاهان دارویی ذکر شود:
دلایل استفاده از نشانگرهای مولکولی در زمینة گیاهان دارویی
فاکتورهایی همچون خاک و‌ شرایط آب و هوایی، بقای یک گونة خاص و همچنین محتوای ترکیب دارویی این گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در چنین حالاتی علاوه بر اینکه بین ژنوتیپ‌های مختلف یک گونه تفاوت دیده می‌شود از لحاظ ترکیب دارویی فعال نیز با هم فرق می‌کنند. در هنگام استفادة تجاری، از این گیاه دو فاکتور، کیفیت نهایی داروی استحصالی از این گیاه را تحت تأثیر قرار می‌دهند:
1- تغییر محتوای یک ترکیب دارویی خاص در گیاه مورد نظر
2- اشتباه گرفتن یک ترکیب دارویی خاص با اثر کمتر که از گیاهان دیگر به‌دست آمده است. به‌جای ترکیب دارویی اصلی که از گیاه اصلی به‌دست می‌آید.
چنین تفاوت‌هایی، مشکلات زیادی را در تعیین و تشخیص گیاهان دارویی خاص، با استفاده از روش‌های سنتی (مرفولوژیکی و میکروسکوپی)، به‌دنبال خواهد داشت. برای روشن‌شدن موضوع به مثال زیر توجه کنید:
کوئینون یک ترکیب دارویی است که از پوست درخت سینکونا ( cinchona ) به‌دست می‌آید. پوست درختان سینکونا که در جلگه‌ها کشت شده‌اند، حاوی کوئیونی است که از لحاظ دارویی فعال است. گونه‌های مشابهی از این درخت وجود دارند که به‌روی تپه‌ها و زمین‌های شیبدار رشد می‌کنند و از لحاظ مرفولوژیکی (شکل ظاهری) مشابه گونه‌هایی هستند که در جلگه‌ها رشد می‌کنند، اما در این گونه‌ها کوئیون فعال وجود ندارد.
در طول دهه‌های گذشته، ابزارهایی که برای استانداردسازی داروهای گیاهی به‌وجود آمده‌اند، شامل ارزیابی ماکروسکوپیک و میکروسکوپیک و همچنین تعیین نیمرخ شیمیایی ( Chemoprofiling ) مواد گیاهی بوده‌اند. قابل ذکر است که نیمرخ شیمیایی، الگوی شیمیایی ویژه‌ای برای یک گیاه است که از تجزیة عصارة‌ آن گیاه به‌وسیلة تکنیک‌هایی چون TLC و HPTLC و HPLC به‌دست آمده است. ارزیابی ماکروسکوپیک مواد گیاهی نیز بر اساس پارامترهایی چون شکل، اندازه، رنگ، بافت،‌ خصوصیات سطح گیاه، مزه و غیره صورت می‌گیرد. علاوه بر این، بسیاری از تکنیک‌های آنالیز، همچون آنالیز حجمی ( Volumetric Analysis )، کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography )، کروماتوگرافی ستونی ( Column Chromatography ) و روش‌های اسپکتروفتومتریک نیز برای کنترل کیفی و استانداردسازی مواد دارویی گیاهی، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
گرچه در روش‌های فوق، اطلاعات زیادی در مورد یک گیاه دارویی و ترکیبات دارویی موجود در آن فراهم آید، ولی مشکلات زیادی نیز به‌همراه دارد. مثلاً برای اینکه یک ترکیب شیمیایی به‌عنوان یک نشانگر ( Marker ) جهت شناسایی یک گیاه دارویی خاص، مورد استفاده قرار گیرد، باید مختص همان‌گونة گیاهی خاص باشد، در حالی‌که همة گیاهان دارویی، دارای یک ترکیب شیمیایی منحصربه‌فرد نیستند. همچنین بین بسیاری از مولکول‌های شیمیایی که به‌عنوان نشانگر و یا ترکیب دارویی خاص مدنظر هستند، هم‌پوشانی معنی‌داری وجود دارد؛ این موضوع در مورد ترکیبات فنولی و استرولی حادتر است.
یکی از عوامل مهم دیگری که استفاده از نیمرخ شیمیایی را محدود می‌سازد، ابهام در داده‌های حاصل از انگشت‌نگاری شیمیایی (Chemical Fingerprinting) است. این ابهام، در اثر تجمع مواد مصنوعی در پروفیل شیمیایی حادث می‌شود. علاوه بر این، فاکتورهای دیگری، پروفیل شیمیایی یک گیاه را تغییر می‌دهند. که از جمله این فاکتورها می‌توان فاکتورهای درونی چون عوامل ژنتیکی و فاکتورهای برونی چون کشت، برداشت، خشک‌کردن و شرایط انبارداری گیاهان دارویی را ذکر نمود. مطالعات شیموتاکسونومیکی (طبقه‌بندی گیاهان بر اساس ترکیبات شیمیایی موجود در گیاه) که به‌طور معمول در آزمایشگاه‌های مختلف استفاده می‌شوند، تنها می‌توانند به‌عنوان معیار کیفی در مورد متابولیت‌های ثانویه، مورد استفاده قرار می‌گیرند و برای تعیین کمی این ترکیبات، استفاده از نشانگرهای ویژه (شیمیایی) که به‌کمک آن به آسانی بتوان گونه‌های گیاهان دارویی را از یکدیگر تشخیص داد، یک الزام است. در این رابطه، همان‌طور که در فوق ذکر شد، در هرگیاه یک نشانگر منحصر به فرد را نمی‌توان یافت.
مشکلی که در شناسایی گونه‌های گیاهان دارویی با استفاده از صفات مرفولوژیک وجود دارد، وجود نام‌های گیاهشناسی متفاوت در مورد یک گیاه در نواحی مختلف جهان است. در این حالت ممکن است گونه‌های گیاهان دارویی نادر و مفید، با گونه‌های دیگری که از لحاظ مرفولوژیکی به گیاه اصلی شبیه‌اند، اشتباه فرض شوند.
بنابراین، با توجه به مشکلات موجود در زمینة شناسایی گیاهان دارویی با استفاده از روش‌های سنتی و با توجه به پیشرفت محققین در زمینة ایجاد نشانگرهای DNA ‌،‌ استفاده از این تکنیک‌های نوین می‌تواند ابزاری قدرتمند در استفاده کارا از گونه‌های مؤثر دارویی محسوب شود. از جمله مزایای این نشانگرها، عدم وابستگی به سن و شرایط فیزیولوژیکی و محیطی گیاه دارویی است. پروفیلی که از انگشت نگاری DNA یک گیاه دارویی به‌دست می‌آید، کاملاً به همان گونه اختصاص دارد. همچنین برای استخراج DNA به‌عنوان مادة آزمایشی در آزمایشات نشانگرهای مولکولی، علاوه بر بافت تازه، می‌توان از بافت خشک نیز استفاده نمود و از این رو، شکل فیزیکی نمونه برای ارزیابی آن گونه، اهمیت ندارد. نشانگرهای مختلفی بدین منظور ایجاد شده‌اند که از آن جمله می‌توان به روش‌های مبتنی بر هیبریداسیون (مانند RFLP )، روش‌های مبتنی بر RCR (مانند AFLP ) و روش‌های مبتنی بر توالی‌یابی (مانند ITS ) اشاره کرد.
برخی موارد کاربرد نشانگرهای DNA در زمینة گیاهان دارویی
ارزیابی تنوع ژنتیکی و تعیین ژنوتیپ (Genotyping)
تحقیقات نشان داده است که شرایط جغرافیایی،‌ مواد دارویی فعال گیاهان دارویی را از لحاظ کمی و کیفی، تحت تأثیر قرار می‌دهد. بر پایة تحقیقات انجام شده، عوامل محیطی محل رویش گیاهان دارویی در سه محور زیر بر آنها تاثیر می‌گذارد:
1- تاثیر بر مقدار کل مادة مؤثرة گیاهان دارویی
2- تاثیر بر عناصر تشکیل دهندة مواد مؤثره
3- تاثیر بر مقدار تولید وزن خشک گیاه
عوامل محیطی که تاثیر بسیار عمده‌ای بر کمیت و کیفیت مواد مؤثرة آنها می‌گذارد عبارتنداز نور، درجه حرارت، آبیاری و ارتفاع محل. بنابراین نیاز است که به‌دقت این موضوع مورد بررسی قرار گیرد. به این خاطر، بسیاری از محققین، تأثیر تنوع جغرافیایی بر گیاهان دارویی را از لحاظ تغییرات در سطوح مولکول DNA (ژنتیک) مطالعه نموده‌اند. این برآوردها از تنوع ژنتیکی می‌تواند در طراحی برنامه‌های اصلاحی گیاهان دارویی و همچنین مدیریت و حفاظت از ژرم‌پلاسم آنها به‌کار رود.
شناسایی دقیق گیاهان دارویی
از نشانگرهای DNA می‌توان برای شناسایی دقیق گونه‌های گیاهان دارویی مهم، استفاده کرد. اهمیت استفاده از این نشانگرها، به‌ویژه در مورد گونه‌ها و یا واریته‌هایی که از لحاظ مرفولوژیکی و فیتوشیمیایی به هم شبیهند، دوچندان می‌شود. گاهی ممکن است بر اثر اصلاح گیاهان دارویی کالتیوارهایی به‌وجود آید که هر چند از نظر ظاهر با سایر افراد آن‌گونه تفاوتی ندارد ولی از نظر کمیت و کیفیت مواد مؤثره اختلاف‌های زیادی با آنها داشته باشد. در این حالت اصلاح‌کنندگان چنین گیاهانی باید تمام مشخصات آن کالتیوار را از نظر خصوصیات مواد مؤثره ارایه دهند که شناسایی و معرفی خصوصیات مذکور مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد از نظر کسب اطلاعات گسترده دربارة فرآیندهای متابولیسمی گیاه مربوطه است. به‌علاوه امکان تغییرپذیری وضعیت تولید و تراوش مواد مؤثره در مراحل مختلف رویش گیاه همواره باید مورد نظر اصلاح‌کننده قرار داشته‌باشد. به‌عنوان مثال، از نشانگرهای RAPD و PBR برای شناسایی دقیق گونة P.ginseng در بین جمعیت‌های جینسنگ ( ginseng ) استفاده شده است. همچنین برخی از محققین از یک راهکار جدید به‌نام DALP ( Direct Amplification of Length Polymorphism ) برای شناسایی دقیق Panax ginseng و Panax quinquefolius استفاده کرده‌اند.
انتخاب کیموتایپ‌های (Chemotypes) مناسب به‌کمک نشانگر
علاوه بر شناسایی دقیق گونه‌ها، پیش‌بینی غلظت مادة شیمیایی فعال گیاهی (Active Phytochemical) نیز برای کنترل کیفی یک گیاه دارویی مهم است . شناسایی نشانگرهای (DNA QTL) که با مقدار آن ترکیب دارویی خاص همبستگی دارند، می‌تواند جهت کنترل کیفی و کمی مواد خام گیاهی، مؤثر واقع شود. لازم به‌ذکر است که تنها تفاوت بین کیموتایپ‌های مختلف، مقدار مادة شیمیایی فعال آنها است. همچنین، پروفیل‌های حاصل از نشانگرهای DNA می‌توانند جهت تعیین روابط فیلوژنتیکی (خویشاوندی) بین کیموتایپ‌های مختلف یک گونه گیاه دارویی به‌کار روند. در سال‌های اخیر مطالعات زیادی به‌منظور تعیین رابطة بین نشانگرهای DNA و تنوعات کمی وکیفی ترکیبات فعال دارویی در بین گونه‌ها و خویشاوندان نزدیک گیاهان دارویی، صورت گرفته و یا در حال انجام است. از طرفی، به‌کارگیری توأم تکنیک‌های مولکولی و تکنیک‌های آنالیزی دیگر، چون TLC و HPLC ، می‌تواند شناخت ما را نسبت به یک گونة دارویی خاص و به تبع آن کنترل کیفی و کمی ترکیب دارویی مورد نظر در سطح صنعتی، افزایش دهد. به‌عنوان مثال بررسی تنوع ژنتیکی Artemisia annua ، به‌عنوان منبع ترکیب ضد ملاریای آرتمیزینین (artemisinin)، نشان می‌دهد که ژنوتیپ‌های این گیاه در سراسر هند، از لحاظ محتوای این ترکیب (مقدار مادة مؤثرة آرتمزینین)، تنوع نشان می‌دهند. این بررسی با استفاده از نشانگر RAPD (یک نوع نشانگر DNA ) صورت گرفته است.
مهندسی ژنتیک

بنابراین می‌توان دید که مهندسی ژنتیک می‌تواند به‌عنوان ابزاری قدرتمند جهت تولید متابولیت‌های ثانویة جدید و همچنین افزایش مقدار متابولیت‌های ثانویه موجود در یک گیاه به‌کار رود

منبع : http://plantbreeding.wordpress.com

به منظور بررسی تحمل ژنوتیپ های مختلف پنبه به خشکی در مرحله رشد گیاهچه، آزمایشی در گلخانه و در داخل گلدان به صورت آزمایش فاکتوریل با دو فاکتور ژنوتیپ پنبه در چهل سطح و خشکی در سه سطح (1- ، 4- ، 8- بار) در قالب طرح بلوک های کاملا تصادفی با سه تکرار اجرا شد. پتانسیل های رطوبتی مورد نظر از طریق منحنی رطوبتی خاک محاسبه گردید. در این آزمایش، درصد سبز شدن، سرعت سبز شدن، تعداد برگ، سطح برگ، وزن کل بوته (ریشه و بخش هوایی) و همچنین نسبت وزن خشک ریشه به بخش هوائی گیاه، در شرایط پتانسیل های آبی مورد نظر، بررسی شدند. نتایج حاصله نشان داد که با افزایش تنش خشکی، به جز نسبت وزن خشک ریشه به قسمت هوایی، سایر صفات به طور قابل توجهی کاهش یافت. در بین صفات اندازه گیری شده، سطح برگ از حساسیت بیشتری برخوردار بود و در اثر افزایش تنش خشکی به شدت کاهش یافت. در این تحقیق نسبت وزن خشک ریشه به بخش هوایی در اثر افزایش تنش خشکی به شدت افزایش یافت، به طوری که در سطح تنش 8 - بار بیشترین مقدار حاصل گردید. به طور کلی ژنوتیپ های بلغار 433، تابلادیلا و ان. او 200 در مرحله سبز شدن و ژنوتیپ های سایکرا، باربادنز، بلغار 433 و تابلادیلا در مرحله رشد گیاهچه جزو ژنوتیپ های متحمل بودند در حالی که ژنوتیپ های نارابرای و ساحل در مرحله سبز شدن و ژنوتیپ های نارابرای.ان.او 259 و دلتا پاین درمرحله رشد گیاهچه جزو ژنوتیپ های اساسی حساس بودند

دانلود کامل مقاله