فهرست مطالب

عنوان  مطالب                                                                              صفحه

چكیده 1

2

1-1 مقدمه. 3

1-1- تاریخچه……………………………………………………6

-2- مشخصات گیاه شناسی سیب …………………………………………7

1-3………….8  

1-4- شرایط آب و هوایی …………………………9

1-5- شرایط خاک ……………………………….10

1-6- تکثیر …………………………10

1-6-1- ازدیاد جنسی …………………….10

1-6-2- پایه های غیر بذری ……………………………..10

1-7- روش های کوتاه کردن پایه ها …………………11

1-7-1- پیوند واسطه ……………………………………………………….11

1-7-2- تعویض قسمتی از پوست ………………………………………..11

1-8- تربیت درختان پا کوتاه …………………………………………………..11

1-9- پایه های سیب ………………………………………………12

1-10- واریته های مختلف سیب ………………………….14

1-10-1- واریته های سیب ایرانی ………………………………………………………………..14

1-10-2- واریته های سیب خارجی ……………………………….14

1-11- آفات و بیماری های سیب ………………………………………………15

1-12- کشت بافت گیاهی …………………………………………16

1-13- کاربرد کشت بافت گیاهی ………………………………………..17

1-14- بیان مسئله (منظور تحقیق) …………………………………………17

1-15- ضرورت انجام این تحقیق …………………………………………………………..18

1-16- اهداف عمده ی این تحقیق …………………………………18

1-17- فرضیه های تحقیق ………………………………………..18

1-18- پرسش اصلی تحقیق ………………………………………………19

فصل دوم بررسی منابع …………………………………………………..20

2-1- ریز ازدیادی …………………………………………………………21

2-2- ریزازدیادی درختان میوه ………………………………………………..21

2-3- زمان تهیه ریز نمونه ها …………… ………………………………………..22

2-4- ضدعفونی سطحی ریزنمونه ……. …………………………………….22

2-5- مواد ضد عفونی کننده سطحی ………………………………………23

2-6- قهوه ای شدن بافت های گیاهی …………………………………………….26

2-7- استقرار ریزنمونه ها ………… ………………………………………….28

2-8- شاخه زایی …………… ……………………………………………………………29

2-9- ریشه زایی …………………………………………………………………………..35

2-10- سازگاری ……………………………………………………………………….37

فصل سوم مواد و روشها ……………………….. ………………………………..39

3-1- محل انجام آزمایش …………………….. ……………………………………………………40

3-2- مواد گیاهی ………………………… ……………………………………………..40

3-3- ضد عفونی ریز نمونه ها …………. …………………………………………………41

3-4- محیط های کشت ………………… ……………………………………………….42

3-5- تهیه محیط کشتQL  ………………………………………………………………….43

3-6- مرحله استقرار ………………… ……………………………………….46

3-6-1- کاربرد 4 محیط کشت پایه به صورت کامل و 2/1 برای بدست آوردن بهترین محیط کشت پایه در مرحله استقرار………..46

3-6-2- کاربرد غلظت های مختلف بنزیل آمینو پورین در ترکیب با ایندول بوتیریک اسید در مرحله استقرار.. ……………….46

3-7- مرحله پرآوری ………..47

3-7-1- اثر 3 نوع محیط پایه مختلف QL, MS, WPM  بر شاخه زایی دو رقم سیب زینتی و مربایی ………………………47

3-7-2- کاربرد غلظت های مختلف بنزیل آمینو پورین در ترکیب با ایندول بوتیریک اسید در مرحله شاخه زایی …………..47

3-7-3- کاربرد غلظت های مختلف زآتین در مرحله شاخه زایی دو رقم سیب بومی مربایی و زینتی ……………………………47

3-7-4- کاربرد غلظت های مختلف جیبرلیک اسید در مرحله شاخه زایی…………………………………………………………………..48

 

 

3-7-5- کاربرد 2 هیدرات کربن مختلف در مرحله شاخه زایی…………………………………………..48

3-8- مرحله ریشه زایی …………. …………………………………………………………49

3-8-1- کاربرد تنظیم کننده های رشد ایندول بوتیریک اسید و نفتالین استیک اسید بر ریشه زایی نوشاخه ها …………………49

3-8-2- مقایسه توان ریشه زایی ریزنمونه های با واکشت های مختلف بعد از مرحله اسقرار ……………………………………….49

3-9- انتقال و سازگاری …………….. …………………………………50

3-10- تجزیه آماری ………………… …………………………………50

فصل چهارم نتایج ……………………. ……………………….. ………51

4-1- مرحله استقرار ………………….. ……………………………………52

4-1-1- بررسی اثر کاربرد 4 محیط کشت پایه به صورت کامل و 2/1 در مرحله استقرار ……………………………………………..52

4-1-2- اثر کاربرد غلظت های مختلف بنزیل آمینو پورین در ترکیب با ایندول بوتیریک اسید در مرحله استقرار……………..57                                                     

4-2- مرحله پرآوری ……….. ………………………………..63

4-2-1- اثر سه نوع محیط پایه (QL, MS, WPM) بر شاخه­زایی دو رقم سیب زینتی و مربایی ………………………………..63

4-2-2- بررسی اثر تیمارهای هورمونی بنزیل آمینو پورین در ترکیب با ایندول بوتیریک اسید در مرحله شاخه­زایی…………68.

4-2-3- اثر کاربرد غلظت های مختلف زآتین در مرحله شاخه زایی ………. ……………………………………………………………….77

4-2-4- اثر کاربرد غلظت های مختلف جیبرلیک اسید در مرحله شاخه زایی ……………………………………………………………..79

4-2-5- اثر کاربرد دو منبع مختلف قند در محیط کشت در مرحله شاخه­زایی………………………………………………………………81

4-3- مرحله ریشه­زایی ……………………. …………83

4-3-1- بررسی اثرغلظت­های مختلف IBA در ترکیب با NAA بر روی ریشه­زایی ………………………………………………….83

4-3-2- مقایسه ریشه­زایی ریزقلمه­های حاصل از چند بار واکشت (ریزنمونه یکساله) و یک بار واکشت (ریزنمونه جدید)90

4-4- انتقال و سازگاری………………………………………………………93

فصل پنجم بحث ………. ………………………………………96

5-1- مرحله استقرار …….. …………………………………..97

5-2- مرحله پرآوری ………. ………………………………100

5-3- مرحله ریشه­زایی ………. ………………………………….104

5-4- انتقال و سازگاری………………………………………………….106

نتیجه گیری …………….. …………………………………..108

پیشنهادات ……………. ……………………………………………………….108

منابع ………………………….. …………………………………..109

 

چکیده

این مطالعه به منظور بهینه سازی روش ریزازدیادی دوپایه بومی پاكوتاه كننده سیب (زینتی و مربایی) و بهبود مرحله استقرار و شاخه زایی آنها انجام شد. ابتدا از سر شاخه های سالم و فعال درختان مادری این پایه ها در طول فصل رشد نمونه گرفته شد. پس از تهیه ریزنمونه‌ها (جوانه های جانبی و انتهای از سرشاخه های سالم، جوان و بالغ) و ضدعفونی سطحی آنها با بهره گرفتن ازهیپوکلرید سدیم و توین20، نانوسیلور، روی محیط‌های DKW، QL،  WPMو  MSحاوی مقادیر مختلف سیتوکنین ها و اکسین ها، در شرایط درون شیشه‌ای مستقر شدند. پس از طی مرحله استقرار و انتخاب بهترین محیط كشت پایه، ریز‌شاخه‌ها برای بهینه‌سازی مراحل پرآوری شاخه و سپس ریشه‌زایی مورد استفاده قرار گرفتند. در این تحقیق تأثیر تیمارهای مختلف بر استقرار، پرآوری و ریشه زایی شاخساره ها، تاثیر چهار محیط کشت پایه برای بدست آوردن بهترین محیط کشت پایه در مرحله استقرار دو رقم مربایی و زینتی مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش دیگر اثر سه محیط پایه QL, MS, WPM برای بدست آوردن بهترین محیط کشت پایه در مرحله شاخه زایی و همچنین کاربرد غلظت­های مختلف BAP در ترکیب با IBA در مرحله شاخه­زایی بررسی شد. همچنین دو نوع منبع قندی ساکارز و سوربیتول، اثرغلظت­های مختلف IBA در ترکیب با NAA بر ریشه­زایی ریزنمونه­های چند بار واکشت شده (ریزنمونه یکساله) و ریزنمونه­های بعد از مرحله اسقرار (ریزنمونه جدید) در رقم مربایی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در مرحله استقرار بهترین پارامترهای رشدی در محیط کشت پایه QL بدست آمد. در مرحله پرآوری بهترین تیپ رشدی و بیشترین طول شاخه برای ریزنمونه­های کشت شده در محیط کشت پایه WPM بدست آمد. بیشترین تعداد شاخه در دو محیط کشت حاوی 5/0 میلی­گرم در لیترBAP  به همراه 1/0 یا 01/0 میلی­گرم در لیتر IBA برای رقم زینتی حاصل شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که بیشترین تعداد برگ و بهترین کیفیت ظاهری رشددر محیط کشت حاوی 30 گرم در لیتر ساکارز در مقایسه با سوربیتول برای رقم مربایی بدست آمد. کاربرد 4 میلی­گرم در لیتر IBA به همراه 25/0 میلی­گرم در لیتر NAA بیشترین درصد ریشه­زایی و طول ریشه را برای رقم سیب مربایی به دنبال داشت. بیشترین درصد تشکیل ریشه، بیشترین تعداد ریشه تولید شده در هر ریزنمونه و همچنین بهترین شاخص کیفیت ظاهری رشد ریزنمونه برای ریزنمونه­های چند بار واکشت شده (یکساله) مشاهده گردید.

واژه های کلیدی: سیب (Malus × domestica. Borkh) ریزازدیادی، استقرار، پرآوری شاخه، ریشه زای

مقدمه

بشر از هزاران سال قبل در تلاش برای بدست آوردن غذا و سرپناه بوده و در این مدت برای برای انتخاب بهترین گیاهان مطابق با خواسته های خود تلاش زیادی نمودند است که میوه، سبزی و صیفی نیز بخشی از نیازهای غذای را تشکیل داده است (ایزدپناه، 1380). پیش بینی می شود در سال 2015 میلادی جمعیت دنیا به 8 میلیارد نفر و در پایان نیمه اول قرن حاضر به 10 میلیارد نفر افزون گردد. در صورت تحقق این پیش بینی باید تولید مواد غذایی در سال 2015 میلادی به دو برابر میزان کنونی افزایش یابد (میرمحمدی میبدی، 1382).

تلاش متخصصین کشاورزی در دهه های اخیر، باعث افزایش توانایی بشر در تولید مواد غذایی شده است، به طوری که در دو دهه اخیر آمار و ارقام گویای افزایش تولد مواد غذایی بوده است (میرمحمدی میبدی، 1382). تکنیک های سنتی به نژادی گیاهان، پیشرفت های قابل توجهی را در اصلاح ارقام با پتانسیل بالای تولید به وجود آورده اند ولی این تکنیک ها قادر نیستند میزان تولید میوه ها و سبزی ها را نسبت به افزایش تقاضا برای این محصولات در کشورهای در حال توسعه بالا ببرند. لذا نیاز ضروری به استفاده از بیوتکنولوژی برای سرعت دادن به توسعه برنامه های اجرایی احساس می شود (ایزدپناه، 1380).

بیوتکنولوژی یک جنبه جدیدی از بیولوژی و علوم کشاورزی است که ابزار و راهکار های جدیدی را برای حل مشکلات تولید غذا در دنیا مهیا می سازد. تکنولوژی های جدید حاصله در راستای افزایش کارایی نهاده های تولیدی (نظیر آب، خاک، نیروی انسانی، انرژی، بذر و نهال) بود  و باید در راستای بکارگیری حداقل نهاده ها با بالاترین کارایی تولید استفاده شود( ایزدپناه، 1380).

در سالهای اخیر کشت های متراکم درختان میوه در دنیا توسعه یافته که به جای کاشت چند صد اصل درخت در هکتار، هزران اصله نهال در هکتار را می توان کشت کرد. علاوه بر آن اخیرا باغبانی منازل[1] نیز مورد توجه قرار گرفته و در کشورهای پیشرفته، توسعه یافته است. برای دستیابی به این هدف، استفاده از پایه های کوتاه کننده در درختان میوه در سالیان گذشته مورد توجه قرار گرفته است. امکان احداث باغات یکدست با بهره گرفتن از نهال های بذری امکان پذیر نبوده لذا پایه های تولیدی باید به روش های رویشی تکثیر شوند و مورد استفاده قرار گیرند. در واقع مدیریت صحیح باغ باعث افزایش عملکرد در واحد سطح، داشت و برداشت مکانیزه باغ ها می شود. در نهایت استفاده از پایه های مقاوم در باغ به تناسب شرایط اقلیمی و محیطی مستلزم تکثیر پایه های مقاوم، پاکوتاه و رویشی خواهد بود (ایزد پناه، 1380).

به منظور تولید انبوه نهال های مورد نیاز، به کارگیری روش های آزمایشگاهی (کشت بافت) در دنیا رواج یافته است و سالیانه در کشورهای توسعه یافته و بعضی از کشورهای در حال توسعه مانند ترکیه، مصر، هند و غیره چندین میلیون نهال و نشاء تولید می شود .در این رابطه تکثیر پایه های کوتاه کننده سیب به روش کشت بافت، برای تولید نهال های یکسان، ارزان و پاکوتاه ضرورت دارد و در صورت کار بر روی پایه های مورد استفاده در باغبانی منازل، از طریق استفاده از تکنیک های کشت بافت می توان به در ختان پاکوتاهی دست یافت که در عین زینتی بودن و باردهی خوب در آپارتمان ها نیز قابل استفاده و پرورش خواهند بود (کهریزی و همکاران، 1386).

اساس نظری تکنولوژی کشت بافت با ایده گوتلیب هابرلند در مورد پرتوانی (تولید یک موجود از یک سلول) در اوایل قرن بیستم شروع گردید. هابرلند اظهار داشت که تکنیک های جداسازی و کشت بافت های گیاهی باید توسعه یابند که اگر محیط کشت و تغذیه سلول های کشت شده دستورزی گردد، این سلول ها مراحل رشد و نمو طبیعی گیاهی را طی چند سال تکرار خواهند نمود. وی پیش بینی کرد که کشت بافت سلول های جنینی گیاهی می تواند موفق باشد. بنابراین وی مفهوم پرتوانی را ارائه کرد. تجارب پیشرفته او قبل و بعد از 1902 باعث شد که هابرلند به شکلی قابل توجیه به عنوان پدر کشت بافت شناخته شود. او فکر میکرد اگر تمام مواد غذایی مورد نیاز در اختیار سلول قرار گیرد می تواند به گیاهی کامل تبدیل شود. اولین کشت بافت موفق توسط وایت[2] در سال 1934 انجام شد او اولین کشت کالوس موفق هویج و توتون را تا سال 1939 گزارش داد در واقع پیشرفت های بعد از هابرلند که جزئیات زیادتری را در مورد کشت بافت گیاه بدست آورد به وسیله وایت (1963) و رزدان[3] و بوژانی (1983) بدست آمد (کهریزی و همکاران، 1386).

ریزازدیادی به عنوان یکی از روش های نوین افزایش انبوه گیاهان بویژه پایه های درختان میوه در چند دهه اخیر بیشتر مورد توجه بوده است. پایه های رویشی تولیدی غالبا عاری از آلودگی، دارای خلوص ژنتیکی و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه هستند که برای تولید و احداث باغات یکدست و متراکم استفاده می شوند. از آنجایی که اساس احداث باغهای مکانیزه بر تولید نهال های رویشی و یکسان استوار است لذا بررسی روش های تکثیر رویشی مناسب بخصوص ریزازدیادی برای تولید انبوه پایه ها حائز اهمیت است (دژم پور، 1386).

تکثیر رویشی از پرکاربردترین تکنولوژی های کشت بافت است از سه طریق انجام می گیرد:

1)کشت جوانه انتهایی و جانبی که به میزان زیادی ریخته ارثی گیاه حفظ می شود.

2) تولید جوانه های نابجا به طور مستقیم یا غیر مستقیم.

3) جنین زایی سوماتیکی مستقیم یا غیرمستقیم که پتانسیل تولید بیشترین تعداد گیاه را دارد ولی در تعداد کمی از گونه های گیاهی قابل اجرا است.

به طور کلی در شرایط کشت درون شیشه ای[4] این امکان وجود دارد که عملیات تکثیر را در تمام طول سال و به طور دائم انجام داد (هارتمن[5] و کستر[6] ، 1990).

با توجه به سوابق و اطلاعات موجود می توان اظهار داشت که باغبانی منازل و استفاده از پایه های کوتاه کننده سهم به سزایی در استفاده از روش های تکثیر درون شیشه ای و تولید انبوه گیاهان سالم ویکنواخت دارد که به ککمک آن می توان گونه های برتر گیاهی موجود در طبیعت را به سرعت تکثیر و از آنها برای برنامه های اصلاحی و یا عرضه مستقیم به بازار استفاده کرد. پایه های رویشی کوتاه کننده به دلیل خصوصیاتی نظیر زودرسی، مقاومت در برابر بیماریها و عملکرد بالا نقش مهمی در باغبانی دارند ( سانساوینیز[7] و لوگی[8]، 1996).

مناطق عمده تولید سیب در جهان بین عرض های شمالی و جنوبی 30 تا 60 درجه قرار گرفته است. به عنوان مثال سیب به ترتیب در کشورهای اروپای غربی، آمریکا، ارپای شرقی، کانادا، ژاپن، استرالیا و آرژانتین کشت می شود. عملکرد درختان سیب در حال رشد این مناطق بسیار متنوع است (میرمحمدی میبدی، 1382). بر اساس آمار منتشر شده از سوی سازمان خواروبار کشاورزی جهان[9]، تولید سیب در سال 2012، 76378738 هزار تن بوده. در بین کشورهای جهان، ده کشور چین، آمریکا، ترکیه، لهستان، هند، ایتالیا، و و ایران جزو کشورهای عمده تولید کننده سیب می باشد. ایران کشوری با وسعت 6/1 میلیون کیلومتر مربع است که تولید سیب در ایران در سال 2012، 1700000تن بوده است (F.A.O).

1-1- مقدمه

در پی پیشرفتهای قرن اخیر در سنتز مواد شیمیایی ترکیبات جدیدی ساخته شده است که برخی از آنها سمی هستند و رها سازی این ترکیبات سمی در محیط زیست و در معرض قرار گرفتن پسماندها به دلیل کاربرد زیاد این ترکیبات به عنوان آفت کش,حلال,مواد منفجره,خنک کننده رنگ در کاربرد های صنعتی و کشاورزی در دهه های اخیر افزایش یافته است[1]. از جمله این ترکیبات سنتزی ترکیبات ارگانوفسفر هستند که شامل آفت کش ها و عوامل شیمیایی عصبی[1]می باشند[2]. به دلیل رها شدن ناگهانی یا مدیریت ضعیف پسماند آفت کش ها آلودگی خاک و آبهای زیر زمینی در منطقه ایجاد می شود[3]. بنابر این,نیاز مهمی در تکامل فن آوری تصفیه زیستی به منظور تسهیل تجزیه آلودگی های ارگانوفسفر احساس می شود[4].بیشتر روش های فیزیکی و شیمیایی از قبیل استفاده از حرارت,سوپر اکسیداز,دی اکسید کربن و غیره که برای رفع آلودگی ناشی از ترکیبات ارگانوفسفر به کار می روند نقایص و مشکلات زیادی دارند زیرا این روش ها اغلب سمی ,حساسیت زا ,خورنده و غیر اختصاصی هستند و به محیط زیست آسیب می رسانند بنابر این برای هیدرولیز ترکیبات سمی یک فن آوری سالم و بی خطر نیاز است[5]. تصفیه زیستی روشی موثر و بی خطر است و به فر آیندی اطلاق می شود که در آن پسماند های عالی تحت شرایط کنترل شده تجزیه می شوند.درطی این فر آیند نمونه به سطح بی ضرر تر یا به غلظتی کمتر تبدیل می شود.تصفیه زیستی[2] با استفاده ار میکروبها به منظور سم زدایی و تجزیه آلودگی انجام می گیرد و به عنوان روشی موثر در بیوتکنولوژی به منظور پاکسازی محیط آلوده مورد توجه سوش های باکتریایی متعلق به گروه های تاکسونومی مختلف,توانایی تجزیه دامنه وسیعی از حشره کش های ارگانوفسفره و دیگر آفت کش ها را دارند[6]. این سوش ها دارای فسفو تری استرازی با دامنه سوبسترای وسیع می باشند[7]. اگرچه استفاده از سوش های طبیعی به عنوان کاتالیز کننده های حیاتی روش جالبی برای تیمار ترکیبات ارگانوفسفره است اما عدم توانایی ترکیبات ارگانوفسفره در عبور از عرض غشا قدرت کاتالیتیکی را کاهش می دهد[8]. آنزیم هایی که بر سطح ارائه می گردند این مزیت را دارند که ترکیب ارگانوفسفره به عنوان سوبسترا به راحتی در دسترس آنها قرار می گیرد در صورتی که در سوش های طبیعی در دسترس قرار گرفتن ترکیب ارگانوفسفره مرحله محدود کننده سرعت در تجزیه است[9].

 

 

 

 1-2- چرا از آفت کش ها اینقدر استفاده می کنیم

دلایل زیر بیانگر استفاده ار آفت گشها می باشد

• حدود 6 میلیارد نفر در جهان باید تغدیه کنند و گیاهان نیز این غذا را استفاده می کنند.
• 30هزار علف هرزه وجود دارد.
• 30 درصدمحصولات به خاطر آفت از بین می روند.
• یک میلیون گونه حشره در جهان وجود دارد.
• 80 تا100 هزار نوع بیماری وجود دارد.
• بیماری هایی وجود دارند که منشا آنها حشرات می باشند.
• سه هزار گونه کرم وجود دارند.
• شهر سازی و شهر نشینی در حال گسترش است.
• هزینه زیادی به خاطر آفات مصرف(حدود 100 بیلیون دلار)می شود.
• با حذف آفت کش ها حدود25 درصد محصولات در سراسر دنیا از بین می روند.
• با بهره گرفتن از آفت کشها با خرج یک دلار 4 دلار سود بدست می آید[10] .

 1-3- عمده عللی که باعث شد تا جهت جداسازی این میکروارگانیسم ها اقداماتی صورت بپذیرد به این شرح است

• استفاده بیش از حد و بی رویه آفت کش ها در کشور که باعث آلودگی محیط زیست می شود , چرا که این ترکیبات عمدتا در محیط زیست پایدارند و می توانند از طریق آبهای آلوده به مناطق دیگر رفته و حتی آبهای زیر زمینی را نیز آلوده کنند ولی آنچه اینجا مطرح است انتقال این ترکیبات به فاضلاب های صنعتی و آب راه ها و در نهایت رودخانه ها و در یاها می باشد که باعث آسیب های جدی به موجودات و محیط زیست میشود.
• مسمومیتهای ناشی از سموم آفت کش ها که ممکن است از طریق استعمال و یا از طریق مواد غذایی آلوده و حتی از طریق پوست و یا استنشاق آنها باشد.
• رفع آلودگی مناطق آلوده با عوامل جنگی ارگانوفسفره مثل سومان ,سارین و تابون.
• تولید پادهزهایی جهت خنثی کردن افرادی که با عوامل جنگی ارگانوفسفره آلوده شده اند و یا احتمالا خواهند شد.
• ایجاد ضد عفونی کننده هایی برای مواد غذایی آلوده شده با سموم آفت کش ارگانوفسفره

1-4- آفت کش ها

تا قبل از جنگ جهانی دوم آفت کشهای که به طور روزمره مورد استفاده قرار می گرفتند غالبا ترکیبات غیر آلی از قبیل سولفور,سرب,آرسنیک و جیوه بودند.علاوه بر این ترکیبات گیاهی مثل نیکوتین ,پیرتروم[3] و روتنون نیز بکار برده می

چکیده………………………………………………………………………………………………………………………………………….1

فصل اول: مقدمه

• پیش زمینه…………………………………………………………………………………………………………………………3
• اهمیت موضوع………………………………………………………………………………………………………………….5
• اهداف پژوهش………………………………………………………………………………………………………………….8

1-3-1-  اهداف اصلی…………………………………………………………………………………………………………………..8

1-3-2- اهداف اختصاصی…………………………………………………………………………………………………………….8

• پرسش های پژوهش…………………………………………………………………………………………………………..9
• محدودیت های پژوهش……………………………………………………………………………………………………..9
• مراحل پژوهش………………………………………………………………………………………………………………….9

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین

2-1- تاریخچه……………………………………………………………………………………………………………………………12

2-2-سوابق………………………………………………………………………………………………………………………………..12

2-3- فیلم­ها……………………………………………………………………………………………………………………………….17

2-3-1- تعریف فیلم و پوشش خوراکی…………………………………………………………………………………………18

2-4- کاربرد فیلم خوراکی……………………………………………………………………………………………………………19

2-5- تولید فیلم نشاسته……………………………………………………………………………………………………………….19

2-5-1- روش کاستینگ (روش حلال)………………………………………………………………………………………….19

2-5-1-1- ژلاتینه شدن……………………………………………………………………………………………………………….19

2-5-1-2- خمیری شدن……………………………………………………………………………………………………………..20

2-5-1-3- ترکیدن گرانول ها………………………………………………………………………………………………………20

2-5-1-4- رتروگراداسیون نشاسته………………………………………………………………………………………………..20

2-5-2- روش ترموپلاستیک (اکستروژن دمشی یا غلتکی)……………………………………………………………….21

2-6- معرفی نشاسته و سیب زمینی……………………………………………………………………………………………….21

2-6-1- معرفی نشاسته………………………………………………………………………………………………………………..21

2-6-2- معرفی سیب زمینی…………………………………………………………………………………………………………22

2-6-3- طریقه استخراج نشاسته…………………………………………………………………………………………………..24

2-7- معرفی مرزه……………………………………………………………………………………………………………………….24

2-7-1- طریقه اسانس گیری……………………………………………………………………………………………………….27

2-8- خواص کاربردی فیلم­های نشاسته­ای……………………………………………………………………………………..28

2-8-1- بازدارندگی نسبت به بخار آب ………………………………………………………………………………………..28

2-8-2- بازدارندگی نسبت به گازها و ترکیبات فرار………………………………………………………………………..28

2-8-3- خواص مکانیکی…………………………………………………………………………………………………………….29

2-8-3-1- ارزیابی خواص مکانیکی فیلم های بیوپلیمری………………………………………………………………..29

2-8-4- رنگ……………………………………………………………………………………………………………………………..30

2-8-5- پلاستی­سایزرها………………………………………………………………………………………………………………31

2-8-5-1- مقایسه پلاستی­سایزرهای مورد استفاده…………………………………………………………………………31

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1- مواد………………………………………………………………………………………………………………………………….34

3-2- تهیه فیلم­ها………………………………………………………………………………………………………………………..34

3-3- ضخامت فیلم­ها………………………………………………………………………………………………………………….35

3-4- آنالیز فیلم­ها………………………………………………………………………………………………………………………35

3-4-1- ویژگی های مکانیکی……………………………………………………………………………………………………..35

 

3-4-2- رنگ سنجی…………………………………………………………………………………………………………………..37

3-4-3- نفوذپذیری نسبت به بخار آب (WVP) ………………………………………………………………………….37

3-4-4- حلالیت فیلم ها (Solubility) ……………………………………………………………………………………..38

3-4-5- ظرفیت جذب آب (WAC) ………………………………………………………………………………………….39

3-4-6- خاصیت ضد میکروبی…………………………………………………………………………………………………….39

3-5- تجزیه و تحلیل آماری…………………………………………………………………………………………………………40

فصل چهارم: نتایج و بحت

4-1- ارزیابی کیفی فیلم های خوراکی…………………………………………………………………………………………..42

4-1-1- بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص ظاهری فیلم های نشاسته سیب زمینی………………………………42

4-2- بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص مکانیکی فیلم های نشاسته سیب زمینی…………………………………42

4-3- بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم های نشاسته سیب زمینی………………………..45

4-3-1- اندازه گیری حلالیت……………………………………………………………………………………………………….45

4-3-2- اندازه گیری میزان جذب آب (WAC)……………………………………………………………………………46

4-4- بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص ممانعتی فیلم های نشاسته سیب زمینی………………………………….47

4-4-1- تعیین میزان نفوذ پذیری نسبت به بخار آب (WVP) ………………………………………………………..47

4-4-2- نفوذ پذیری نسبت به بخار اکسیژن……………………………………………………………………………………48

4-5- مشخصه های رنگی……………………………………………………………………………………………………………49

4-6- بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص ضد میکروبی فیلم های نشاسته سیب زمینی…………………………..50

فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………………….54

5-2- پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………………54

فهرست منابع

منابع فارسی………………………………………………………………………………………………………………………………..55

منابع انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………………………..57

چکیده انگلیسی………………………………………………………………………………………………………………………….60

 

فهرست جدول ها

جدول 2-1 ترکیبات شیمیایی اسانس مرزه……………………………………………………………………………………..27

جدول 4-1 میانگین ضخامت فیلم های شاهد و نمونه های حاوی اسانس مرزه…………………………………..42

جدول 4-2 پارامترهای رنگ سنجی از فیلم نشاسته­ای با غلظت های مختلف اسانس مرزه……………………50

 

فهرست نمودارها

نمودار 1-1 مراحل پژوهش………………………………………………………………………………………………………….10

نمودار 4-1 اثر اسانس مرزه بر مقاومت به کشش فیلم های نشاسته سیب زمینی………………………………….44

نمودار 4-2 اثر اسانس مرزه بر کش آمدگی تا نقطه شکست فیلم های نشاسته سیب زمینی……………………44

نمودار 4-3 اثر اسانس مرزه بر مدول یانگ فیلم های نشاسته سیب زمینی…………………………………………..45

نمودار 4-4 اثر غلظت اسانس مرزه بر میزان حلالیت فیلم های نشاسته سیب زمینی……………………………..46

نمودار 4-5 اثر غلظت اسانس مرزه بر محتوای رطوبت فیلم های نشاسته سیب زمینی………………………….46

نمودار 4-6 اثر غلظت اسانس مرزه بر قابلیت جذب آب فیلم­های نشاسته سیب زمینی…………………………47

نمودار 4-7 اثر غلظت اسانس مرزه بر نفوذ پذیری فیلم­های نشاسته سیب زمینی نسبت به بخار آب……….48

نمودار 4-8 اثر غلظت اسانس مرزه بر نفوذ پذیری فیلم­های نشاسته سیب زمینی نسبت به اکسیژن…………49

نمودار 4-9 سینتیک رشد میکروبی در فیلم نشاسته سیب زمینی با غلظت های مختلف اسانس مرزه………52

 

فهرست شکل ها

شکل 3-1 دیسپرسیون نشاسته………………………………………………………………………………………………………35

شکل 3-2 نمونه فیلم های کنترل، 10، 20 و 30 درصد اسانس مرزه حین اندازه گیری WVP……………..38

شکل 3-3  نمونه فیلم های کنترل، 10، 20 و 30 درصد اسانس مرزه حین اندازه گیری حلالیت……………38

شکل 3-4 نمونه فیلم های کنترل، 10، 20 و 30 درصد اسانس مرزه حین اندازه گیری WAC…………….39

شکل 3-5 کشت سوش میکروبی استافیلوکوکوس اورئوس پلیت مربوط به آن…………………………………….40

شکل 4-1 رنگ فیلم­های نشاسته سیب زمینی با غلظت های مختلف اسانس مرزه ………………………………42

شکل 4-2 اثر اسانس مرزه بر سنتیک رشد میکروبی (استافیلو کوکوس اورئوس) در فیلم­های نشاسته سیب زمینی…………………………………………………………………………………………………………………………………………52

شکل 4-3 دستگاه اسپکترفوتومتر جهت قرائت میزان جذب نمونه ها…………………………………………………52

 

چكیده

در این کار پژوهشی تولید و ارزیابی ویژگی های فیلم­های خوراکی بر پایه نشاسته سیب زمینی حاوی اسانس مرزه مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور­ اسانس مرزه در نسبت­های مختلف (0%، 10%، 20% و 30%) و پلاستی­سایزر40% به 3 گرم نشاسته سیب زمینی اضافه شده و فیلم­های نشاسته­ای به روش کاستینگ تحت شرایط کنترل شده تهیه شد. خواص فیزیکوشیمیایی، ممانعتی، مکانیکی و ضد میکروبی فیلم­ها تحت شرایط استاندارد مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمون مکانیکی فیلم­های نشاسته سیب زمینی حاوی اسانس مرزه نشان داد که استحکام کششی و مدول یانگ کاهش و درصد کشیدگی این فیلم­ها افزایش معنی داری داشت. میزان جذب آب، محتوی رطوبت، حلالیت، میزان نفوذ پذیری به بخار آب و میزان نفوذیذیری به اکسیژن فیلم­های نشاسته سیب زمینی حاوی اسانس مرزه، با افزایش غلظت اسانس، کاهش یافت.  بررسی مشخصه­های رنگی نشان داد که با افزایش غلظت شفافیت فیلم­ها کاهش و رنگ فیلم­ها رو به قرمزی و زردی افزایش داشت. اسانس تهیه شده به دلیل وجود فلاونوئیدها، و فنول دی ترپن­ها خاصیت ضد میکروبی خوبی در برابر استافیلوکوکوس اورئوس از خود نشان داد. بنابر­این می­توان از این فیلم بدست آمده در بسته بندی فعال در پوشش ­های خوراکی و بسته بندی محصولات غذایی و کشاورزی استفاده کرد.

مقدمه

از سال 1970 مصرف پلاستیک­ها هر 4 یا 5 سال 2 برابر می­ شود. حدود 30% پلاستیک­های تولیدی یک بار مصرف هستند. میزان پلاستیک­های یک بار مصرف در آمریکا سالانه 8 میلیون تن است. همچنین بسیاری از پلاستیک­های مورد استفاده در بسته­بندی بعد از استفاده، مورد استفاده مجدد قرار نمی گیرند. علت این امر آلودگی بالای این مواد و نیاز به تمیز کردن قبل از استفاده مجدد است که به دلیل هزینه ­بر بودن، غیر اقتصادی است. بر اساس یک بررسی 28- 14% حجم کل زباله­های جامد شهری و حدود 12- 9% حجم کل زباله­های جامد و فاضلاب شهری را پلاستیک­ها تشکیل می­دهند. از طرفی با توجه به طول عمر بالای پلاستیک­ها و تقریباً زیست تخریب پذیر نبودن این پلیمرها[1]، دچار یک بحران زیست محیطی شده­ایم و این مشکل باید به نحوی حل گردد. یکی از راه حل­های این مشکل، سنتز و طراحی پلیمرهای زیست تخریب پذیر[2] است (لیاقتی، 1391).

تولید بیوپلیمر­هایی[3] که از منابع تجدیدپذیر بدست می­آیند بر خلاف پلیمر­های سنتزی که بیشتر منشأ نفتی دارند در محیط طبیعی تجزیه پذیر هستند و موجب حفظ منابع تجدید ناپذیر می­گردد. این بیوپلیمر­ها که قابلیت برگشت به طبیعت را دارند از محصولات کشاورزی بدست آمده و موجب آلودگی محیط زیست نمی­شوند و در فرایند کمپوست توسط میکروارگانیسم ها به محصولات طبیعی مانند آب، متان، دی اکسید کربن، و توده زیستی تبدیل می­شوند. پلیمر­هایی که پس از فرایند تجزیه توسط میکروارگانیسم ها ­کاملاً به محصولات طبیعی تبدیل می­شوند زیست تخریب پذیر نامیده می­شوند (قنبرزاده و همکاران، 1388). بسته بندی­های زیستی حاصل از بیوپلیمر­های خالص دارای سرعت زیست تخریب پذیری بالاتری نسبت به فیلم­های آلیاژ شده می­باشند ولی کیفیت مکانیکی و نفوذپذیری آن­ها به نسبت پایین تر است (قنبرزاده و همکاران، 1388).

فیلم­های خوراکی[4] لایه نازکی از بیوپلیمرها هستند که برای بهبود و نگه داری بهتر مواد غذایی بر روی سطح ماده غذایی کشیده می­شوند و یا بین اجزای مواد غذایی قرار داده می­شوند. البته عمدتاٌ فیلم­ها و پوشش ­های خوراکی برای حذف بسته بندی غیر خوراکی استفاده نمی­شوند بلکه به همراه بسته بندی­های مرسوم به بهبود کیفیت و ماندگاری کمک می­ کنند و تعداد لایه ­های بسته بندی را کاهش می­ دهند و بعد از این که بسته باز شد حفاظت از غذا را ادامه می­دهند. فیلم­های خوراکی همچنین ممکن است به عنوان لایه­ای از بسته بندی­های چند لایه مورد استفاده قرار گیرند (قنبر زاده و همکاران، 1388).

بر خلاف فیلم­ها و پوشش ­های خوراکی استفاده از فیلم­ها و پوشش ­های زیست تخریب پذیر با هدف جایگزینی کامل با مواد بسته بندی سنتزی صورت می­گیرد. فیلم­ها و پوشش ­های زیست تخریب پذیر نیز دارای قابلیت بازدارندگی مقابل

فهرست مطالب:

عنوان                            صفحه

چکیده. 1

فصل اول-طرح مساله 2

1-1.مقدمه. 3

1-2. معرفی دانه های روغنی. 7

1-2-1.دانه سویا 8

1-2-1-1 درجه بندی  و اهمیت درجه بندی دانه سویا : 14

 

1-3. انبار داری دانه های روغن. 22

1-4. فراوری دانه های روغنی سویا و کلزا 25

1-4-1. فراوری دانه سویا 25

1-4-2. فراوری کلزا 26

1-5 انواع و اهمیت فسفاتید ها در روغن های خام. 28

1-6 معرفی و بررسی روش های مختلف حذف فسفاتید ها از روغن خام. 32

1-6-1  صمغ گیری با اسید 33

1-6-2 صمغ گیری اسیدی خشک- 33

1-6-3 صمغ گیری اسیدی مرطوب- 33

1-6-4 فرایند صمغ گیری اصلاح شده 35

1-6- 5 صمغ گیری به روش TOP- 36

1-6-6  تصفیه اسیدی: 37

1-6-7 مقایسه سه روش صمغ گیری آبی، اسیدی و TOP روی روغن های کلزا و آفتابگردان. 37

1-6-8 صمغ گیری نرم 39

1-6-9 صمغ گیری آنزیمی- 40

1-6-10 صمغ گیری به روش اولترافیلتراسیون 42

1-7 اهمیت بررسی فلزات کمیاب در روغن های خام. 44

1-8 اهمیت اسیدهای چرب آزاد در روغن های خام. 46

1-9. اهمیت و ضرورت تحقیق.. 48

فصل دوم- مروری بر تحقیقات.. 50

2-1 .اسیدهای چرب آزاد 51

2-2. فسفاتید ها: 53

فصل سوم: 57

روش تحقیق- مواد و روش‌كار. 57

3-1. آنالیز مواد اولیه. 58

3-1-1 . تعیین رطوبت اولیه 58

3-1-2.اسیدیته دانه های مورد آزمون 59

3-1-3. تعیین میزان روغن در دانه های اولیه 61

 

 

3-2- آزمایشات روغن ( فراورده) 63

3-2-1 تعیین عدد پراکسید 63

3-2-2.  تعیین درصد اسیدهای چرب آزاد 64

3-2-3.  اندازه گیری میزان فسفر 65

3-2-4 اندازه گیری آهن و مس در نمونه روغن- 67

3-2-5. صمغ گیری در آزمایشگاه 67

3-2-6. تعیین میزان روغن دانه به روش سوکسله 68

3-2-7.اندازه گیری میزان اسیدیته روغن- 69

3-2-8 رنگ سنجی به روش لاویباند 70

3-3 آنالیز آماری- 70

3-4  طرح های مورد آزمون 71

3-4-1 مقایسه کیفیت روغن های حاصل از روش های مختلف آماده سازی استخراج با حلال روغن از دانه روغنی سویا 71

3-4-1-1 مراحل آماده سازی دانه های سویا 71

3-4-1-1-1 تمیز کردن دانه 71

3-4-1-1-2 شکستن دانه های سویا 73

3-4-1-1-3 دستگاه پخت- 74

3-4-1-1-4  پرک کردن 77

3-4-1-2  استخراج روغن از کیک ها و فلیک ها و کلت های روغنی- 86

3-4-2. تاثیر شرایط انبارداری ، کنترل میزان رطوبت و غیر فعال کردن آنزیم ها و تخریب دانه ها بر میزان فسفاتید دانه ها . 90

3-4-3  تاثیر دمای هیتر های جداسازی حلال از روغن بر میزان اسیدهای چرب آزاد روغن و باقیمانده حلال در روغن. 93

3-4-4 بررسی تاثیر حضور یون های مس بر کیفیت روغن گام گیری شده. 96

3-4-5 بررسی شرایط بهینه اپراتوری دانه کلزا  و تاثیر آن بر  اسیدیته و فسفر. 97

فصل چهارم- بحث و نتیجه گیری.. 100

4-1 . آنالیز دانه های مورد استفاده در این پژوهش- 101

4-2 مقایسه کیفیت روغن های حاصل از روش های مختلف آماده سازی استخراج با حلال روغن از دانه روغنی سویا. 105

4-2-1 عدد پراکسید و اسیدهای چرب آزاد 106

4-2-2 رنگ سنجی به روش لاویباند 109

4-2-3 مقایسه میزان فسفر و فسفاتیدها در روغن های حاصل از روش های مختلف روغن کشی- 110

4-2-4 مقایسه میزان فلزات کم مقدار آهن و مس در روغن حاصل از روش های مختلف روغن کشی- 112

4-3. تاثیر شرایط انبارداری ، کنترل میزان رطوبت و غیر فعال کردن آنزیم ها و تخریب دانه ها بر میزان فسفاتیدها و اسیدیته دانه ها . 113

4-4  تاثیر دمای هیتر های جداسازی حلال از روغن بر میزان اسیدهای چرب آزاد روغن و باقیمانده حلال در روغن. 114

4-5 بررسی تاثیر حضور یون های مس بر کیفیت روغن گام گیری شده. 115

4-6 بررسی شرایط بهینه اپراتوری دانه کلزا  و تاثیر آن بر  اسیدیته و فسفر. 117

فهرست مأخذ. 119

چکیده              

روغن نباتی در کشور ما یک محصول استراتژیک محسوب می شود.میزان واردات این محصول در کشور حایز اهمیت بوده و به همین دلیل تلاش برای تولید روغن خام استخراج شده از دانه های روغنی در داخل کشور،در حد رقابت با نوع وارداتی آن از نظر هزینه تمام شده و نیز کیفیت، قابل توجه می باشد.این پژوهش در راستای بیان تاثیر فاکتور های مختلف آماده سازی دانه روغنی بر روی کیفیت نهایی روغن استخراج شده با حلال هگزان،با بررسی میزان اسیدهای چرب آزاد و پراکسید که شاخص کیفیت روغن خام استحصالی هستند، میزان فسفر و فسفاتیدهای آبدوست و غیرآبدوست که بر میزان افت در مرحله تصفیه روغن تعیین نقش تعیین کننده دارند ، ونیز میزان آهن و مس به عنوان فلزات کمیابی که باعث تشدید اکسیداسیون و کاهش کیفیت روغن خام می شوند انجام شده و با بررسی عملکرد و شرایط کاری دستگاه ها در مقیاس صنعتی و در کارخانه کشت و صنعت روغن نباتی گلبهار سپاهان صورت گرفته است. اهمیت این پژوهش درکاربردی بودن آن به دلیل انجام در شرایط واقعی و با تشریح شرایط کنترل کیفیت تمامی دستگاه های مورد استفاده در کارخانجات روغن کشی بوده که قابل تعمیم به سایر کارخانجات فعال در زمینه روغن کشی و نیز استفاده در تهیه جزوات درسی و دستورالعمل ها می باشد.

کلیدواژه ها: استخراج با حلال ، اسیدیته، روغن خام، فسفاتید، فلزات کمیاب، کنترل کیفیت

1-1.مقدمه:

دانه های روغنی که مهمترین محصولات حاوی ماده روغنی هستند ، به دو دسته عمده دانه ها یی با گیاهان یک ساله مانند سویا ، کلزا ، آفتابگردان ، پنبه دانه و ذرت و دانه هایی با گیاهان ماندگار مانند پالم روغنی ، زیتون و نارگیل تقسیم بندی می شوند،این دانه ها سطح وسیعی از زمین های زیر کشت سراسر جهان را با توجه به فاکتور هایی مانند تنوع آب و هوایی،شرایط کشت،امکانات حمل و نقل و فراوری به خود اختصاص داده اند. مشابه شرایط متفاوت کشت ،  نوع روغن مصرفی نیز در نواحی مختلف جهان یکسان نیست ؛ برای مثال : مصرف روغن سویا در چین ، روغن زیتون در نواحی مدیترانه ای و روغن های سویا و ذرت و تخم پنبه دانه در امریکا و روغن پالم درمالزی و اندونزی رایج تر است(1).

                    در کشور ما تا سال 1320مصرف روغن های نباتی به دلیل عادات تغذیه ای مردم و تمایل آنها به استفاده از روغن های حیوانی و نیز مضر شمردن روغن های نباتی در برخی موارد ، چندان متداول نبوده و بنابراین مقاومت هایی در برابر مصرف آن وجود داشته است.روغن های نباتی مصرفی در آن زمان عمدتاً به صورت وارداتی و از کشور های امریکا و هلند تامین می شد. با این وجود اولین کارخانه روغن کشی ایران در سال 1317 با ظرفیت معادل 3500 تن در سال در ورامین تاسیس گردید (2).

پس از آن با احداث کارخانه روغن هیدروژنه در ایران و با ترویج اطلاعات و آموزش فواید مصرف روغن های نباتی به عنوان منبع مناسب و بی نظیری از ترکیبات ضروری مورد نیاز بدن انسان ، این فراورده کم کم جایگاه خود را در سبد مصرفی خانوار پیدا کرد.

صنعت تولید روغن نباتی از دانه های روغنی با قدمتی حدود 70 سال،از صنایع در حال رشد و توسعه در کشور ما بوده که با توجه به اشتغال زایی بالا،وجود اقلیم مناسب کشت دانه های روغنی به خصوص  کشت دانه کلزا که از مواد اولیه قابل توجه برای این صنعت است در سراسر کشور،و نیز امکان کشت دانه های روغنی در کشت های بهاره و پاییزه و همچنین کشت دوم،وجود بازار مصرف مناسب در داخل کشور و کشور های منطقه،صنعت فراوری دانه های روغنی می تواند جایگاه مناسب خود را در صنعت ایران پیدا کند(4).

نکته جالب توجه در صنعت روغن کشی و روغن نباتی استفاده غذایی و دارویی از فراورده های جانبی این صنایع می باشد که می توان به کنجاله  های مختلف دانه های روغنی اشاره کرد. به عنوان مثال کنجاله سویا که فراورده باقیمانده از استخراج روغن دانه ی سویا به وسیله حلال است که به علت فراوانی و ویژگی های مطلوب خود مانند قابلیت هضم بالا وقابلیت ایجاد تعادل در رژیم غذایی دام و ماکیان و بازار تجارت فعال یکی از عمده ترین این محصولات است ،پوسته های سویا به عنوان فراورده ای  دیگر به عنوان منبعی از انرژی ، فیبر ، پروتیین و مواد معدنی مطرح است و به علت داشتن لیگنین های کم ، هضم آن برای دام آسان است . فراوده های با روغن بالا[1] (HFP)  که فراورده ای جانبی و مخلوط سویا و ذرت است و دارای انرژی(چربی) و فیبر بالابوده و اغلب در تغذیه گاو های شیری کاربرد دارد(4).

          همچنین فراورده هایی از سویا برای مصرف انسانی کاربرد دارد که می توان به : 1- کنسانتره پروتیین سویا که محتوی پروتیین با کیفیت بالا و ویژگی های آلرژی زایی اندک است . 2- پروتیین ایزوله سویا ، 3- پروتیین سویا بافت دار[2] با عطر و بوی متنوع و 4- آرد سویا [3] اشاره کرد(5).

از دیگر فراورده های جانبی می توان به لسیتین سویا اشاره کرد. لسیتین سویا مخلوطی از فسفاتیدیل کولین ، فسفاتیدیل اتانول آمین و اینوزیتول است ، منبع قابل توجهی از فسفر ، کولین و انرژی به حساب می آید. این ماده به دو صورت تجاری و خوراکی در صنایع غذایی،دارویی، آرایشی بهداشتی، رنگ و پرورش آبزیان مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین می توان به اسید های چرب ، صابون ، شیر سویا ، ماست هایی با پایه سویا و فراورده های نوین از قبیل امولسیفایر ها و نیز به استفاده مستقیم  از فراورده های این صنعت در صنعت مهم بیودیزل و بیوسوخت ها اشاره کرد.

          با وجود موارد فوق ، همانند دیگر صنایع ، صنعت روغن کشی  و روغن نباتی ایران همانند دیگر صنایع با  مشکلات و موانعی نیز مواجه است مانند نامناسب بودن زمان خرید دانه های روغنی و فاصله ی زیاد بنادر تا کارخانجات

مقدمه: گیاه رازیانه (Foeniuculum vulgare) گیاهی علفی، پایا، معطر از خانواده چتریان است که در مناطق مختلف ایران مورد استفاده خوراکی و دارویی قرار می­گیرد. با توجه به اهمیت ترکیبات این گیاه در صنایع دارویی و غذایی هدف در این پژوهش بهینه سازی کشت بافت این گیاه تحت تیمارهای هورمونی و افزایش متابولیتهای ثانویه مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی تأثیر تیمارهای هورمونی بر کالزایی و باززایی در گیاه رازیانه، سه ریزنمونه ( برگ، هیپوکوتیل،  ریشه) انتخاب شد. بذر گیاه رازیانه در گام اول استریل شد در گام بعدی به محیط کشت MS پایه تحت شرایط کاملا استریل منتقل شد. بذور مورد نظر در اتاقک رشد در دمای 23 درجه سانتیگراد با 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی قرار داده شد و بعد از گذشت 21 روز که گیاه به ارتفاع حدود 10 سانتی متر رسید، ریز نمونه ها به منظور پرتوانی به محیط کشت دارای هورمون BAP 0.5 و 1 میلی­گرم برلیتر منتقل شدند. القای کالوس با کشت ریزنمونه­ها روی محیط  MS  با 16 تیمار هورمونی شامل هورمون 2,4-D به همراه BAP و NAA به همرا Kin انجام شد. اندازه کالوس، وزن کالوس و درصد کال­زایی در هر یک از تیمارهای به­کار رفته اندازه ­گیری شد. با در نظر گرفتن صفات فوق هورمونی 2 و 4 میلی­گرم در لیتر 2,4-D به همراه  0.5 میلی­گرم در لیتر BAP بهترین ترکیب­های هورمونی و نیز هیپوکوتیل و ریشه بهترین ریزنمونه­ها شناخته شدند. در مرحله باززایی کالوس محیط ½ MS  بدون هورمون بهترین محیط باززایی را نشان داد. به منظور مطالعه تولید عصاره در فاز کشت سوسپانسیون سلولی بهترین تیمار در فاز کال­زایی انتخاب شد و کالوس به محیط سوسپانسیون سلولی MS مایع شامل 2,4-D (2 و 4 میلی­گرم در لیتر) به همراه BAP  (0.5 میلی­گرم در لیتر) منتقل و در شرایط تاریکی در دمای 24 درجه سانتیگراد روی شیکر با 120 دور دردقیقه قرار داده شدند. بعد از 2 هفته طیف نگاری جرمی انجام شد که تولید موادی همچون آلفا-پینن و لیمونن در محیط کشت بافت گزارش شد.

فهرست مطالب

                        فصل اول:  مقدمه                  ………………………………………………………………… 11

1-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………… 12

1 -2- جایگاه اقتصادی گیاهان دارویی در جهان و ایران  …………………………………………………………  13

1-3- ضرورت توجه به پرورش گیاهان دارویی…………………………………………………………………….   14

1-4-گیاه شناسی رازیانه  ………………………………………………………………………………………….   14

1-5- اندام دارویی                                     …       16

1-6- نیازهای اکولوژیکی                                              16

1-7- پراکنش جغرافیایی                                16

1-8- آفات و بیماریها                                     ..18

1-9- مهمترین خاصیت درمانی و داروهای ساخته شده         .. .18

1-10- پیاز رازیانه                                               …   .    19

1-11- دانه رازیانه                                         20

1-12- نقش کشت بافت در تکثیر گیاهان               .21

1-13- تاریخچه کشت بافت……………………………………………………………………………………….   23

1-14- مراحل تکنیک کشت بافت…………………………………………………………………………………. 24

1-15- انواع ترکیبات محیط کشت…………………………………………………………………………………. 26

1-16- ویتامین ها………………………………………………………………………………………………….   26

1-17- اسیدهای آمینه……………………………………………………………………………………………… 27

1-18- تنظیم کننده های رشد…………………………………………………………………………………….. 27

1-19- سایتوکنین………………………………………………………………………………………………….   28

1-20- اسید جیبرلیک……………………………………………………………………………………………… 28

1-21- آگار و دیگر مواد تولیدکننده ژل…………………………………………………………………………… 28

1-22- ترکیبات مورد استفاده در ضدعفونی مواد گیاهی…………………………………………………………..   29

1-23- استفاده از آنتی بیوتیک ها در رفع آلودگی های درون بافتی………………………………………………. 29

1-24- ضدعفونی محیط کشت…………………………………………………………………………………….. 30

1-25- قهوه ای شدن بافت های گیاهی……………………………………………………………………………   30

1-26- روش های ریزازدیادی………………………………………………………………………………………. 32

1-27- جنین زایی غیر جنسی…………………………………………………………………………………….. 32

1-28- کشت مرسیتم………………………………………………………………………………………………   33

1-29- باززایی………………………………………………………………………………………………………. 34

1-30- باززایی گیاهان کشت شده…………………………………………………………………………………. 34

1-31- مراحل ریزازدیادی از طریق کشت درون شیشه ای ………………………………………………………..  35

1-32- استقرار در محیط کشت…………………………………………………………………………………….. 35

1-33- ایجاد شاخساره و پرآوری و تکثیر انبوه از طریق کشت های متوالی……………………………………….   35

1-34- ریشه زایی گیاهچه های تولیدشده…………………………………………………………………………. 35

1-35- تولید متابولیت های ثانویه در گیاهان در شرایط درون شیشه ای…………………………………………. 36

1-36- روش کشت کالوس…………………………………………………………………………………………   36

 

 

1-37- روش کشت سوسپانسیون سلولی…………………………………………………………………………… 37

1-38- اهداف تحقیق……………………………………………………………………………………………….. 38

    فصل دوم: مروری بر منابع………………………………………………………………….. 39

2-1- سوابق استفاده از رازیانه در کشت بافت……………………………………………………………………..   40

2-2- تحقیقات کشت بافت  بر روی گیاهان دیگر………………………………………………………………….. 43

   فصل سوم:  محل انجام آزمایش…………………………………………………………… 46

3-1- مواد شیمیایی………………………………………………………………………………………………… 47

3-2- تهیه بذر……………………………………………………………………………………………………….. 47

3-3- محیط کشت، ترکیبات و چگونگی آماده سازی آن        ………………………………………………..   . . 47

3-4- تهیه محلول مادری MS(غلظت x10)                   47

3-5- مراحل سترون سازی………………………………………………………………………………………….. 51

3-5-1- سترون سازی بذرها………………………………………………………………………………………… 51

3-5-2- سترون سازی محیط و وسایل کار………………………………………………………………………… 52

3-5-3-  تولید گیاهان سترون جهت تیمارهای مختلف …………………………………………………………..  52

3-6- کشت گیاه در محیط  های تیماری به منظور کال زایی…………………………………………………….. 54

3-7- باززایی…………………………………………………………………………………………………………. 57

3-8- کشت سوسپانسیون سلولی در محیط کشت MS مایع……………………………………………………… 58

3-9- جداسازی ترکیبات فرار………………………………………………………………………………………. 58

3-10- آنالیز آماری…………………………………………………………………………………………………   59

 فصل چهارم:  نتایج و بحث

4-1- نتایج کالوس سازی ریزنمونه های گیاه رازیانه در محیط کشت حاوی ترکیبات هورمونی مختلف…………. 61

4-2- نتایج باززایی ریزنمونه های  گیاه رازیانه در محیط کشت حاوی ترکیبات هورمونی مختلف………………….. 65

4-3- نتایج حاصل از اثر غلظت های مختلف هورمون BAP بر اندازه ساقه و ریشه و تعداد برگ در گیاه رازیانه.. 70

4-4- بررسی ترکیبات شیمیایی گیاه رازیانه تحت تاثیر تیمارهای مختلف هورمونی از طریق

 کشت سوسپانسیون سلولی   74 .

4-5- مقایسه درصد سطوح ترکیبات شیمیایی مشترک حاصل از کشت سوسپانسیونی گیاه رازیانه در تیمارهای مختلف هورمونی

……………………………………………………………………………………………………………………….  75

4-6- اشکال طیف گاز کروماتورگراف در اسانس گیاه رازیانه تیمارشده با ترکیبات هورمونی مختلف…………………….77

                فصل پنجم:  بحث و نتیجه گیری کلی 

  …………………………………………………………………………………………………………      81

بحث…………………………………………………………………………………………………………… 82

پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………….. 86   

 منابع ……………………………………………………………………………………………….   87

 چکیده انگلیسی 98    .            

• مقدمه

 گل ها و گیاهان، خاموش ترین موجودات و در عین حال گویاترین مظهر قدرت و عظمت آفرینش هستد. هر برگی از این موجودات زیبا، كتاب بزرگی در وصف توحید است. گل­ها و گیاهان نه تنها با الوان و اشكال بدیع و بی­بدیل خود سفره­ی طبیعت را زینت می­بخشند بلكه آن را چنان سرشاری از نیروی حیاتی می­سازند كه هیچ بساطی را یارای رقابت با آن نیست (امیدبیگی، 1377 .(  با آن كه امروزه درمان بیماری­ها بیشتر از طریق مصرف داروهایی صورت می­گیرد كه منشأ صنعتی دارند و اختصاصاً در آزمایشگاه­ها تهیه می­شوند ولی مصرف بعضی از آن­ها زیان­هایی به بدن می­رساند و عوارض جانبی بسیاری از آن­ها ثابت شده است. در اوایل قرن حاضر پیشرفت علم شیمی و كشف سیستم­های پیچیده­ سنتز ارگانیک منجر به توسعه­ صنعت داروسازی و جایگزینی شیمی درمانی شد. بدین طریق پزشكی مدرن توانست بسیاری از بیماری­ها غیرقابل علاج و غالباً مرگ­آور را درمان كند. با وجود این گیاهان دارویی و داروهایی كه از آن­ها تهیه می­شدند هرگز به طور كامل كنار گذاشته نشدند. طبق گزارش سازمان بهداشت جهانی امروزه بیش از 80 درصد مردم جهان (نزدیک به 5 میلیارد نفر)، برای درمان بیماری­ها هنوز از داروهای گیاهی استفاده می­كنند. تقریبا یک چهارم داروهای تهیه شده­ی دنیا  منشأ گیاهی داشته كه یا مستقیماً از گیاهان عصاره­گیری شده و یا براساس تركیب گیاهی، سنتز شده ­اند. واژه گیاهان دارویی تنها به تسكین دهنده آلام اطلاق نمی­ شود بلكه این گیاهان در زیر گروه غذا به عنوان طعم دهنده­ها، نوشیدنی­ها، شیرین كننده­ها، رنگ طبیعی بوده همچنین به عنوان ماده اولیه محصولات آرایشی و بهداشتی نیز مورد استفاده قرار می گیرند (امیدبیگی، 1376).

درواقع گیاهانی كه حداقل دارای صفات زیر باشند،گیاه دارویی نامیده می­شوند:

1- در پیكر این گیاهان مواد ویژه ای به عنوان مواد مؤثر یا متابولیت­های ثانویه ساخته و ذخیره می­شوند كه برای مداوای برخی از بیماری­ها مورد استفاده قرار می­گیرند.  مواد مذكور طی فرایندهای ویژه و پیچیده بیوشیمیایی و به مقدار بسیار كم (به طور معمول كمتر از یک درصد وزن خشك گیاه)، ساخته می­شوند.

2-  اغلب ممكن است اندام ویژه­ای چون ریشه، برگ­ها، ساقه، گل، میوه و غیره بیشترین مواد مؤثر را داشته باشند، بنابراین همیشه نمی­توان كل اندام گیاه را منبع ماده دارویی ویژه­ای دانست.

3- اندام گیاهی برداشت شده، آماده سازی و فرآوری می­شوند، یعنی تحت تأثیر عملیات ویژه­ای مانند جداسازی، خرد شدن، خشك كردن، تخمیر و غیره قرار گرفته و سپس استفاده می­شوند. به طور معمول این اندام­ها به صورت سنتی و فقط با خشك كردن به عنوان  کالای عطاری عرضه می­شوند.

جایگاه اقتصادی گیاهان دارویی در جهان و ایران

رویكرد روز افزون استفاده از گیاهان دارویی و فرآورده ­های حاصله از آن نقش این گیاهان را در چرخه اقتصاد جهانی پررنگ­تر كرده است. طوریكه مصرف روبه تزاید آن تنها به كشورهای در حال توسعه  اختصاص نداشته، بلكه یكی از فاكتورهای مهم بهداشتی كشورهای پیشرفته نیز محسوب می­گردد. در جهان 130 میلیون تن گیاه دارویی سالانه خرید و فروش می­ شود و حدود یک میلیون كارخانه دارویی در چند سال اخیر افزایش یافته است. طبق برآوردهای صورت گرفته در سال­های اخیر، ارزش بازارهای جهانی داروهای گیاهی كه شامل گیاهان دارویی و فرآورده ­های آنها است،  رشد قابل توجهی داشته است. بخش اعظم بازار گیاهان دارویی دنیا، به تولید و عرضه متابولیت­های ثانویه مشتق از این گیاهان مربوط می­ شود. متابولیت­های ثانویه معمولاً از ارزش افزوده بسیار بالایی برخوردارند به طوریكه ارزش فروش برخی از این تركیبات مانند شیكونین[1] ، دیجیتوكسین[2]  و عطرهای همچون روغن جاسمین[3] ، از چند دلار تا چند هزار دلار به ازای هر كیلوگرم تغییر می كند. همچنین قیمت هر گرم از داروهای ضد سرطان گیاهی مانند وین بلاستین[4] ، وینكریستین[5] ، آجمالیسین[6]  و تاكسول[7]  به چند هزار دلار می­رسد. تاكسول یكی ازتركیبات دارویی است كه از پوست درخت سرخدار به دست می ­آید و در درمان سرطان­های سینه و تخمدان مورد استفاده قرار می­گیرد. ورود دارو بودجه زیادی را به خود تخصیص می­دهد این در حالی است كه ایران با داشتن خصوصیات اكولوژیكی و اقلیمی متنوع، یكی از كشوهای كم نظیر در تولید گیاهان مختلف می ­تواند باشد به طوری كه ایران از 13 اقلیم موجود در جهان، 11 اقلیم را به خود اختصاص داده است. و به تقریب 8000 گونه گیاهی كه معادل 2 برابر فلور كل اروپا است ازدیگر ویژگی­های كشورمان می باشد، كه این بانك ژن اهمیت اقتصادی زیادی دارد. برای مثال كشور فلیپین حجم عظیمی از درآمد خود را از فروش گیاهان دارویی و گیاهان وحشی به دیگر كشورها بدست می­آورد (میرجلیلی، 1382). بنابراین، اگرچه در زمینه توسعه صنعت گیاهان دارویی در ابتدای راه هستیم، ولی می­توانیم با برنامه ­ریزی صحیح، بخش قابل توجهی از بازارهای جهانی را به خود اختصاص دهیم. شاید در ابتدای كار نتوانیم با كشورهایی كه محصولات خود را به تولید انبوه رسانده اند، رقابت نماییم، اما به لحاظ تنوع گونه­ای و تولید طبیعی گونه ­هایی دارویی رقبای چندانی در جهان نداریم و در مواردی حتی بی­رقیب هستیم. همه این­ها منوط به این نكته است كه دارایی­ های كشور را

عنوان

 

صفحه چکیده

 

فصل اول: مقدمه

 

1- پیش گفتار

 

3 1-1- گیاه شناسی و پراکنش اکولوژیکی

 

3 1-2- اهمیت اقتصادی

 

4 1-3- روش تکثیر

 

4 1-4- بیان مسئله و هدف از انجام تحقیق

 

5 فصل دوم: بررسی منابع

 

2-1- محیط‌های کشت در ریزازدیادی

 

7 2-2- تنظیم کننده‌های رشد گیاه

 

7 2-2-1- کاربرد اکسین ها در ریزازدیادی

 

8 2-2-2- کاربرد سیتوکینین ها در ریزازدیادی

 

9 2-2-3- زغال فعال

 

10 فصل سوم: مواد و روش‌ها

 

3-1- منبع گیاهی مورد استفاده

 

3-2- روش کار                                                                                          

12

 

12 3-3- محیط کشت

12 3-3-1- آماده کردن محیط کشت

 

12 3-3-2- ضدعفونی وسایل مورد نیاز

 

12 3-3-3- آماده سازی هود

 

13 3-3-4- آماده سازی محیط کشت کورم ارکیده

 

13 3-4-5- آماده سازی کورم ارکیده

 

13 3-4- چگونگی اندازه گیری صفت‌ها

 

3-5-شرایط گلخانه­ای                                                                                                           

3-6- تجزیه وتحلیل داده

14

 

15

15 فصل چهارم: نتایج

4-1- ارزیابی صفات در محیط کشت درون شیشه ای

 

19 4-1-1- تعداد برگ

 

19 4-1-2- تعداد ریشه

 

22 4-1-3- طول ریشه

 

25 4-1-4- طول گیاه

 

28 4-1-5- تعداد کورم ها

 

 

 

30 نتیجه گیری

 

32 پیشنهادات

 

32 منابع

 

33

چکیده

ارکیدها در میان متنوع­ترین خانواده­ی گیاهان گلدار قرار دارند. این خانواده، بیش از 800 جنس و 25000 گونه دارد. ارکیدها تنوع زیادی در اندازه، شکل و رنگ دارند. طول عمر پس از برداشت گل­های ارکید نیز زیاد است. ازدیاد در مقیاس وسیع ارکیدها با بهره گرفتن از فنون کشت بافت گیاهی، به موقعیت این گیاه به­عنوان یکی از ده گل برتر جهان کمک می­ کند. در این پژوهش، یک دستورالعمل برای ازدیاد درون­شیشه ­ای ارکید (Orchis catasetum) ارائه می­ شود. اجسام شبه­پروتوکورم (PLBs)، به­عنوان ریزنمونه بر روی محیط موراشیگ و اسکوگ (MS)، غنی­شده با غلظت­های مختلف بنزیل­آدنین (BA)، ایندول بوتیریک اسید (IBA) و نفتالن استیک اسید (NAA) کشت شدند. یک ترکیب از 5/0 میلی­گرم بر لیتر BA همراه با 5/0 میلی­گرم بر لیتر NAA برای القای بیش‌ترین باززایی PLBs  (40/20 در گیاهچه) مناسب بودند. همچنین در این محیط، بیش‌ترین تعداد ریشه (16/7 در گیاهچه) و برگ (10/10 در گیاهچه)، همچنین بالاترین طول گیاهچه (20/114 میلی­متر در گیاهچه) و ریشه (40/193 میلی­متر در گیاهچه) مشاهده شد.

واژه­ های کلیدی: ارکید، اکسین­ها، ، اجسام شبه­پروتوکورم، ازدیاد درون­شیشه ­ای سیتوکینین­ها

 

1- پیش گفتار

یکی از مهم‌ترین تکنیک­های کشت بافت که به دلیل منافع قابل توجه آن گسترش زیادی پیدا نموده­است، ازدیاد گیاهان از طریق جنین زایی رویشی است و این روش بسیار مفید جهت تولید و باززایی در مقیاس زیاد گیاهان ارزشمند و با هزینه بسیار اندک می­باشد (مشایخی،1386). بیش از صد سال پیش  یعنی در سال 1902 هابرلنت فیزیولوژیست آلمانی ادعا نمود که تشکیل جنین از سلول‌های رویشی امکان پذیر می‌باشد و تحقیقاتی که توسط وی انجام شد منجر به بنا نهادن روش‌های کشت درون شیشه گردید (هالپرین، 1995؛ كیلنباچ، 1984). این نظریه به مدت 55 سال اثبات نگردید تا اینکه برای اولین بار توسط راینرت در آلمان و استوارد و همکارانش در دانشگاه کرنل آمریکا در سال 1958، بدون اینکه این دو محقق اطلاع از تحقیقات یکدیگر داشته باشند، درباره وقوع تشکیل جنین رویشی از طریق کشت کالوس و همچنین کشت تعلیقی سلولی ریشه هویج (Ducus carota) گزارش گردید (راینرت، 1958؛ استوارد، 1958).

1-1-گیاه­شناسی و پراکنش اکولوژیکی

ارکیده با نام علمی orchids catasetum از خانواده orchidaceae است. گلهای ارکیده به عقیده بسیاری از دانشمندان جزو تکامل یافته ترین گیاهان می‌باشد. خانواده ثعلب از نظر تنوع با بیش از 600 جنس و 2000 گونه در سطح جهان جزو غنی‌ترین گروه­های گیاهی محسوب می‌شود (محمدیان، 1376).

خانواده اركیده (Orchidaceae) از راسته ژیناندرالس( Gynandrales) گیاهان این خانواده تك لپه، علفی و پایا، هستند كه  به صورت انگل، ساپروفیت وخاکزی مشاهده می‌شوند(محمدی، 1376).

پراکنش اکولوژیکی این گیاه به مناطق جنوب شرق آسیا مانند کشورهایی مثل: چین، تایوان، هنگ­کنگ، تایلند، فیلیپین، مالزی و سنگاپور بر می‌گردد.

ارکیده­ها امروزه در تمام دنیا به خصوص اروپا، آمریکا و آسیای دور از پر فروش ترین و جذاب ‌ترین گیاهان برای خانه­ها، آپارتمان­ها، رستوران­ها، هتل­ها و مراکز عمومی دیگر هستند. این محبوبیت به دو دلیل حاصل شده است. فصل گلدهی و زمان گلدهی ارکیده­ها متفاوت است معمولا از دسامبر (دی ماه) شروع می­ شود و چند ماه گل دارند. پس از گلدهی مدتی استراحت و بازسازی نیاز هست تا دوباره به گل بنشیند. در خانواده  اركیده­ها گونه­ های گیاهی بسیار متنوعی وجود دارند. در كشور ما حدود 12 تا  15 رقم مختلف از اركیده­ها كشت می‌شوند.(محمدیان و همکاران ،1376)

 

1-2- اهمیت اقتصادی

ارکیده­ها امروزه در تمام دنیا به خصوص اروپا، آمریکا و آسیای دور از پر فروش ترین و جذاب‌ترین گیاهان برای خانه­ها، آپارتمان ها، رستوران­ها، هتل­ها و مراکز عمومی دیگر هستند. این محبوبیت به دو دلیل حاصل شده است. اول اینکه این گیاهان بسیار کم توقع بوده و با نگهداری اندکی به محیط خومی­گیرند واز طرف دیگر وقتی گل دهی بکنند گل هاشان تا ماه­ها زیبا و درخشنده باقی­می­ماند­ (حدود سه تا شش ماه  بسته به محیط و شرایط).(خوشخوی ،1389)

1-3- روش تکثیر

ارکیده به دو طریق رویشی و زایشی،تکثیر می‌شود. درتکثیر رویشی، نتاج همانند والدین هستند؛ اما در تکثیر زایشی(به وسیله بذر) بندرت نتاج یکسان بدست می­آیند، و نگرانی عمدتا زمانی مطرح است که گونه­‌های وحشی، مد نظر هستند. بنابراین، اگراز بذور ارقام اهلی ارکیده استفاده شود که معمولا حاصل تلاقی‌ها هستند و شدیدا هتروزیگوس می‌باشند، نتاج بسیار غیر یکنواخت، و کمتر شبیه گیاهان اولیه، خواهند­ بود. اصولا ارقام ارکیده زراعی، فقط از طریق رویشی ازدیاد می‌شوند. تهیه کلون ارکیده به صورت این ویوو ، فرایندی بسیار کند است ، وگاهی اوقات ،برای حصول اندازه معینی از کلون ارکیده، احتیاج به 10 سال وقت است. بعد از سال 1960 انقلابی در تکثیر رویشی ارکیده ،صورت گرفت(محمدی وهمکاران).( مورل،1960) تلاش کرد که از طریق کاشت مریستم برگ Cymbidium عاری از ویروس را به دست آورد و برای انجام این منظور، از قسمت‌های انتهایی ساقه در کشت این ویترو، استفاده کرد. اشکال شبیه کورم اولیه که از اندام‌های هوایی به دست آمدند، خیلی شباهت به آن‌ هایی داشتند که قبلا از بذر ، حاصل می­شده است. در بعضی موارد، این کورم های اولیه، خود به خود تقسیم می‌شوند؛ اما معمولا این عمل با بریدن کورمهای اولیه به قطعات کوچک‌تر، صورت می‌گیرد (مورل،1965). در گیاهCymbidium  طی شش هفته، امکان تولید 6 تا 8 کورم اولیه از یک کورم، وجود دارد. در اصل، تقسیم این کورم های اولیه، می ­تواند به طور بی پایان ادامه یابد. هنگامی که کار تقسیم تمام شد هر کورم اولیه می‌تواند اندام‌های هوایی و برگ و ریشه تولید نماید. به این طریق مورل توانست در یک سال از یک سر شاخه هزاران گیاه (یک مریستم با چند برگ اولیه) تولید کند. تولید کلون ارکیده به وسیله کشت مریستم،اولین تکثیر غیر­جنسی تجارتی در محیط کشت این ویترو بود. این روش در ابتدا برای گیاه Cymbidium انجام شده که با تغییراتی در گیاه Cattleya و بسیاری از جنس‌های دیگر ارکیده استفاده می‌شود.                             

 هنگامی که بعد از جوانه­زنی بذر ارکیده، کورم اولیه ایجاد شد، دارای وضعیت مورفولوژیکی حد واسط بین یک جنین تمایز نیافته و ساقه هوایی است. به وسیله تکثیر رویشی با کاشت مریستم نیز اشکال شبیه کورم اولیه، تشکیل می‌شود. در حقیقت بدین طریق قسمت انتهایی اندام هوایی یک گیاه بالغ دوباره جوان می‌شود (بازگشت از حالت بلوغ به حالت جوانی ). از آنجا که کورم های اولیه به دست آمده از جوانه زنی بذر بسیار شباهت به کورم های اولیه حاصل از کاشت مریستم دارند، به همین دلیل در کلون ارکیده به وسیله کشت مریستم از واژه اندام‌های شبه کورم اولیه استفاده می‌شود (چمپاگنت ، 1977). تکثیر رویشی ارکیده به وسیله کشت مریستم را می‌توان به سه مرحله تقسیم کرد:

1- تبدیل مریستم به اشکال شبه کورم اولیه

چکیده 12

1-1 مقدمه: 14

1-2 همیشه بهار. 16

1-2-1 رده بندی و گیاه شناسی. 17

1-2-2 شرایط لازم برای رشد گیاه 17

1-2-3   نیازهای اکولوژیک.. 18

1-3  کودهای زیستی و بیولوژیک.. 19

1-3-1  اهمیت کاربرد کودهای الی. 20

1-4  تاریخچه میکوریزا 21

1-4-1 مراحل تشکیل میکوریزایی. 23

1-4-2   اثر میکوریزای قارچی arbuscular روی اکوسیستم کشاورزی.. 24

1-4-2-1 مواد غذایی گیاهان. 24

1-4-2-2  ارتباط با آب گیاه 25

1-4-2-3  ساختار خاک با تاثیر میکوریزا 25

1-4-2-4   تاثیر تناوب زراعی روی میکوریزای قارچی. 26

1-5 همزیستی میکوریزا 26

1-5-1 تاثیر بر جذب عناصر غذایی. 26

1-5-2 افزایش مقاومت گیاه به عوامل بیماری زای ریشه. 27

1-5-3  افزایش مقاومت به خشکی. 27

1-5-4  افزایش مقاومت گیاه به تنش های ناشی از تراکم خاک و اصلاح ساختمان خاک.. 29

1-6 فرایند کلونیزه شدن ریشه. 30

1-7 تنش شوری.. 31

1-7-1 تعاریف شوری.. 33

1-7-2 تشخیص شوری.. 33

1-8  اندازه گیری شوری.. 34

1-9  تاثیر شوری بر مولفه های فیزیولوژیکی : 34

1-9-1 روابط آبی: 34

1-9-2 مقاومت روزنه ای.. 35

1-9-3 تنظیم اسمزی.. 35

1-9-4 کلروفیل. 37

2-1 شوری در گیاهان. 40

2-2 نتایج بررسی های انجام شده بر روی اثرات میکوریزا 42

2-3 نتایج بدست آمده در شرایط تنش شوری.. 52

3- 1 زمان و محل آزمایش… 56

3-2 انتخاب گونه بذر و تهیه قارچ میکوریزا 56

3-3 انتخاب و آماده سازی گلدانها 56

3-4 خصوصیات خاک گلدان و آماده سازی آن. 57

3-5 طرح آزمایشی در گلدان و شرایط رشد. 57

3-6 نحوه کاشت در گلدان ها 58

3-7 مراحل بعدی کاشت و استفاده از محلول نمک.. 58

3-8 نمونه گیری برگ و ریشه. 58

3-9 اندازه گیری کلروفیل برگ.. 59

3-10 اندازه گیری پرولین برگ.. 60

3-12 رنگبری، رنگ آمیزی و تعیین کلونیزاسیون ریشه ها 63

 

 

3-13 تجزیه وتحلیل آماری داده ها 64

4-1: نتایج حاصل از تجزیه آماری بر صفات اندازه گیری شده 67

4-1-1: وزن خشک ریشه. 68

4-1-2: وزن خشک اندام هوایی. 69

4-1-3 : پهنای برگ.. 71

4-1-4: تعداد شاخه گلدهنده در بوته. 71

4-1-5 : کلروفیل A در برگ.. 72

4-1-6 : کلروفیل B.. 73

4-1-7 : قندمحلول برگ.. 74

4-1-8 : پرولین برگ.. 75

4-1-9 : کلونیزاسیون ریشه. 76

4-1-10 : فسفر برگ.. 77

5-1 : اثر وزن خشک ریشه. 79

5-2 : اثر وزن خشک اندام هوایی. 79

5-3 : اثر پهنای برگ.. 80

5-4 :  اثرتعداد شاخه گلدهنده در بوته. 81

5-5 :  اثرات کلروفیل A و B در برگ.. 81

5-6 :  اثربر میزان قند محلول برگ.. 83

5-7 : اثر میزان پرولین برگ.. 84

5-8 :  اثر کلونیزاسیون ریشه. 86

5-9 : اثر میزان فسفر برگ.. 87

نتیجه گیری.. 89

پیشنهادات.. 91

منابع  فارسی : 92

منابع انگلیسی. 97

Abstract: 105

چکیده :

   دستیابی به کشاورزی پایدار در کنار افزایش عملکرد محصولات کشاورزی و تامین سلامت جامعه از اهداف محققین در بخش کشاورزی است. در چند دهه اخیر مصرف نهاده های شیمیایی در اراضی کشاورزی موجب معضلات زیست محیطی عدیده ای از جمله آلودگی منابع آب و خاک ، کاهش حاصلخیزی و از بین رفتن تعادل عناصر شیمیایی در خاک است. از جمله روش های جدید  برای جلوگیری از این معضلات ، کاربرد اصلاح کننده های بیولوژیکی و شیمیایی در خاک است بر همین اساس آزمایشی به منظور ارزیابی اثر قارچ میکوریز بر روی گیاه همیشه بهار در شرایط تنش شوری به صورت گلدانی در شاهرود انجام شد نمونه ها در خاک های لومی شنی کشت گردیده که آزمون خاک نیزبر روی آن انجام گردید این آزمایش به صورت گلدانی با بهره گرفتن از 4 تیمار شوری در غلظت های ،5/1- 5/3- 5/5- 5/7 دسی زیمنس بر متر و 2 سطح  با میکوریز و فاقد میکوریزی در 4 تکرار در قالب طرح فاکتوریل کامل تصادفی انجام شد..بذور1 F  همیشه بهار هم‌زمان با کاشت با قارچ میکوریزا آغشته گردید در مرحله 4 برگی تیمار شوری اعمال گردید. صفات مورد برسی در این آزمایش شامل وزن خشک ریشه، وزن خشک اندام هوایی، پهنای برگ، تعداد شاخه گلدهنده، کلروفیلa، کلروفیلb، قند، پرولین، کلونیزاسیون ریشه ، و فسفر برگ بود نتایج حاصل نشان داد که کاربرد تیمارهای مختلف مایکوریز و شوری روی صفات مورد اندازه گیری تأثیر معنی داری داشته بدین صورت که کاربرد مایکوریزا بر صفت وزن خشک اندام هوایی، پهنای برگ ومیزان پرولین در سطح 5%  ودر صورتیکه بر مقدار فسفر، تعداد شاخه گلدهنده، کلروفیل a,b و کلونیزاسیون در سطح 1% معنی دار بودو هم چنین استفاده از تیمار شوری روی میزان قند در سطح 5% (p≤0/05) ولی بر میزان فسفر ،کلروفیلa,b و پرولین در سطح 1% معنی دار بود. هدف ازانجام این تحقیق نیز به منظور استفاده از قارچ میکوریز برای حفظ و بهبود رشد گیاهان زراعی وباغی در شرایط تنش محیطی نظیر تنش شوری بخصوص در مناطق کویری بر روی گیاه دارویی وزینتی همیشه بهار می‌باشد.

واژه های کلیدی: همیشه بهار، مایکوریزا، تنش شوری،قند،پرولین

1-1 مقدمه:

   نظام های پایدار کشاورزی ، نظام هایی هستند که ضمن کاهش مصرف نهاده های کشاورزی بر منابع تجدید شونده در داخل مزرعه تاکید دارند رعایت تناوب گیاهی و استفاده از گیاهان تثبیت کننده ازت در حفظ حاصلخیزی خاک، استفاده از کودهای بیولوژیکی برای بهبود ساختمان خاک ، کنترل بیولوژیکی و تلفیقی افات، افزایش جمعیت میکروارگانیزم های خاک و بهره گیری از اثرات متقابل بین عوامل موثر در تولید، اساسا سبب می شوند که هزینه های تولید کاهش یافته و نظام های زراعی پایداری خود را حفظ کنند یکی از اصلی ترین میکرو ارگانیزم های موجود در محیط ریشه، قارچ های میکوریزای آربوسکولار هستند این قارچ ها با ایجاد ارتباط همزیستی با گیاهان زراعی وباغی و زینتی مزایای زیادی را برای میزبان خود فراهم می کنند افزایش در جذب آب و عناصر غذایی گیاه میزبان و در نتیجه افزایش رشد و مقاومت به تنش های خشکی و شوری، افزایش مقاومت به عوامل بیماری زا، تولید هورمون های گیاهی و بهبود ساختمان خاک از طریق تسهیل در ایجاد خاکدانه ها از جمله مزایایی است که گیاه میزبان در این همزیستی از آن بهره مند می شود(کوچکی و همکاران، 1380).

   شوری یکی از عوامل مهم کاهش دهنده رشد گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است وسعت خاکهای شور در ایران حدود 24 میلیون هکتار است که معادل 15% از اراضی کشاورزی کشور می باشد شوری پتانسیل آب محیط ریشه را کاهش داده و کم شدن توان جذب آب گیاه را سبب می شود به علاوه با افزایش شوری در محیط ریشه جذب و انتقال یونهای سمی به بافتهای گیاه افزایش می یابد که کاهش جذب عناصر ضروری ، به هم خوردن توازن یونی و سمیت ناشی از انباشتگی یونهای سدیم و کلر را به دنبال دارد.(رنگاسامی[1]، 2010).  

   با بررسی غلبه بر موانع شوری بر روی تولید محصولات با روش های سنتی بیان گردید که نمک زار بودن یک مشکل اصلی در نواحی خشک و نیمه خشک بود تأثیر شوره زار بودن بر روی محصولات شامل کاهش رشد و مرگ گیاه است.(پایوتت[2] و همکاران، 2013).

   تنش شوری ممکن است اولین عامل تنش شیمیایی باشد که موجودات زنده در طول تکامل با آن مواجه شده اند  خاکهای شور در کره زمین پدیده ای طبیعی هستند، زیرا نزدیک به 75% سطح این سیاره خاکی را دریاهایی پوشانده اند که غلظت نمک آنها زیاد بوده و حاوی یونهای  Na، Cl، K،و Mg می باشند بنابراین ، وجود خاکهای شور نباید پدیده هایی غیر طبیعی تلقی شوند ابتدایی ترین موجودات زنده، آبزیانی بوده اند که از این آبها منشآ گرفته اند و حتی امروزه نیز انواع جانوران شورزی بیشتر از جانورانی هستند که در آبهای شیرین زندگی می کنند، بنابراین، در طی تکامل، گیاهان نیز در چنین مکانهایی ظاهر شده اند و ظرفیت سازگاری با چنین محیط هایی را پیدا نموده اند امروزه گیاهان برخوردار از این سازگاری، سهم کوچکی را در اکوسیستمهای طبیعی و کشاورزی در اختیار گرفته اند(لارچر[3]، 1995).

   وسعت اراضی شور در جهان دقیقآ معلوم نیست، ولی بر اساس برآوردهای انجام شده 7% از اراضی شور و 3% بسیار شور می باشند و این برآورد به دلیل میزان کم بارندگی، تبخیر زیاد از سطح خاک و آبیاری با آبهای با املاح زیاد همچنان در حال افزایش است توزیع و پراکندگی اراضی شور در سطح جهان یکنواخت نیست قاره استرالیا با حدود 360 میلیون هکتار و قاره آسیا با حدود 310 میلیون هکتار بیشترین سطح شوری را دارا می باشند(علوی پناه، 1371). در آسیا بعد  از شوروی سابق، چین، هندوستان و پاکستان، بیشترین سطح خاکهای شور و دریایی به ایران تعلق دارد(سزابلیک[4]، 1992). البته آب و هوای خشک و نیمه خشک ایران در تشکیل خاکهای شور مناطق مختلف سهیم است(دوان [5]و همکاران، 1994). قسمت بیشتر سطح کشور را به علت کمبود ذخایر آبی و نامساعد بودن شرایط آب و هوایی، اراضی شور و نیمه شور تشکیل می دهد(علوی پناه، 1371). بر اساس گزارش FAO بیش از 40% از اراضی تحت آبیاری ایران در معرض شوری ثانویه قرار دارند(پساراکلی[6]، 1993). خاکهای شور در کشور حاوی مقادیر زیادی از نمک های محلول بوده و بسیاری از آنها از رنگ روشن و ماده الی اندک برخوردار هستند.در خاکهای ایران آنیون غالب بیشتر کلرید است ولی سولفاتها نیز در بعضی از مناطق در مقادیر قابل توجهی وجود دارند. کاتیون غالب نیز سدیم است، بنابراین نمکها در این خاکها به طور عمده به صورت کلرید سدیم و یا سولفات سدیم می باشند. نمک در این خاکها به حدود 3% می رسد و بسیاری از خاکهای کشور آهکی می باشد. وسعت خاکهای شور در ایران حدود 24 میلیون هکتار است که معادل 15% از اراضی کشور می باشد(جعفری، 1373، سزابولیک، 1992). آبهای با کیفیت خوب ممکن است حاوی 100-1000 گرم نمک در متر مکعب باشند با آبیاری 1000 متر مکعب در سال در هر هکتار از 1 تا 10 تن نمک به خاک اضافه می شود و در اثر تبخیر و تعرق آب، نمکهای محلول اضافی به خاک افزوده می گردند که بایستی توسط شستشو و زه کش از خاک خارج شوند حتی با کاربرد تکنولوژی پیشرفته در این نوع خاکها، میزان نمک به اندازه ای است که به رشد گیاه خسارت می زند(سزابولیک، 1992).

   برای مقابله با شوری از روش تکنولوژیکی (آبیاری با آب شیرین در مقیاس وسیع) ویا از روش های بیولوژیکی و روش های اصلاح و شناسایی گیاهان برای ایجاد مقاومت به شوری استفاده می کنند امروزه استفاده از روش بیولوژیک جهت مقابله با مسائل شوری خاک به طور وسیع به کار گرفته می شود، ولی موفقیت چشمگیر زمانی عاید می شود که منابع ذخایر گیاهی که دارای تغییرات ژنتیکی مطلوب هستند در دسترس قرار داشته باشند(جونز[7]، 1983) ، چرا که مقاومتهای متفاوت در برابر شوری ناشی از تنوع ژنتیکی گیاهان می باشد و انتخاب بر اساس یک عامل معیار مناسبی در ارزیابی مقاومت به شوری که موجب تغییراتی در فیزیولوژی، آناتومی و مورفولوژی ارقام می گردند توجه شود با بهره گرفتن از روش های انتخاب و اصلاح گیاهان به شوری می توان میزان تولید در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران را حفظ نمود به علاوه باید به دنبال راهی رفت که بتوان از منبع پایان ناپذیر آب دریا در آبیاری استفاده نمود. آپستین و همکارانش در سال 1980 نشان دادند که با رقم خاصی از گیاه جو، که با آب دریا همراه کود نیتروژن و فسفر آبیاری نمودند بیش از یک تن جو برداشت شد .

1-2 همیشه بهار:

   منشا آن جنوب اروپا ویکی از رایج ترین گلهای فصلی است نام آن از Calendula officinalis. به معنی اولین روز هر ماه گرفته شده است به دلیل دوره طولانی گلدهی وچون تقریبآ در تمام سال گل می دهد(رند هاوا [8]و همکاران،1996).  از جاهای گرم تا مناطق خیلی سرد قابل کشت است این گیاه بعنوان یک گل یکساله در برنامه گل کاری قرار می گیرد ولی می تواند به صورت علفی چند ساله به زندگی خود ادامه   دهد که این حالت گل ها مرغوبیت سال اول را ندارند لذا کمتر به صورت چند ساله کشت و کار می شود(دانشور.1372).