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).