پاسخ¬های رویشی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی دو گونه بلوط زاگرس93(Q.brantii و Q. libania)تحت تنش خشکی

رسالهی حاضر، حاصل پژوهش‌های نگارنده در دوره‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی منابع طبیعی گرایش جنگلداری است که در مهرماه 1391 در دانشکده‌ی کشاورزی دانشگاه یاسوج به راهنمایی سرکار خانم رقیه ذوالفقاری و مشاوره‌ی جناب آقای دکتر پیام فیاض و جناب آقای دکتر مسعود دهداری از آن دفاع شده است و کلیه‌ی حقوق مادی و معنوی آن متعلق به دانشگاه یاسوج است.

دانشکده‌ی کشاورزی
گروه جنگلداری
پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی جنگلداری
پاسخهای رویشی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی دو گونه بلوط زاگرس(Q.brantii و Q. libania)تحت تنش خشکی
استاد راهنما:
دکتر رقیه ذوالفقاری
استاد مشاور:
دکتر پیام فیاض
دکتر مسعود دهداری
پژوهشگر:
مریم سیسختنژاد
مهرماه 1393

تقدیم به:

همسر مهربانم که مسیح وار با صبرش در تمامی لحظات رفیق راهم بود و تقدیم به گل نازم ویوناکه کودکی گمشده ام را در چهره معصومش پیدا کردم

سپاسگزاری:
سپاس ایزد منان را که توفیق فراگیری علم را به من عطا فرمود و من را در کوران مشکلات و سختی‌ها یاری نمود، تا این رساله را با موفقیت به پایان برسانم.
در طول دوران تحصیلی و تهیه این رساله از راهنماییها و مساعدت‌‌های اساتید و سروران عزیزی بهره ‌برده‌ام که در اینجا لازم است از همه ایشان مراتب سپاس قلبی و تشکر خالصانه خود را داشته باشم.
از استاد ارجمند و مهربانم سرکار خانم دکتر رقیه ذوالفقاری که مسئولیت استاد راهنمای این رساله را به عهده گرفتند و همچنین جناب آقای دکتر پیام فیاض و جناب آقای دکتر مسعود دهداری که مسئولیت استاد مشاور این پایان نامه را عهده دار بودند وبا حوصله‌ی بسیار و باریک بینی ژرف، من را در این رساله یاری کردند و نیز کلیه اساتید محترم گروه جناب آقای دکتر علیرضا صالحی و جناب آقای دکتر سهراب الوانینژاد که در این دوره در خدمت ایشان بودم، صمیمانه تشکر مینمایم و برای آنها سلامتی و توفیقات روز افزون در خدمات علمی و فرهنگی و آموزشی آرزو می‌کنم. همچنین از استاد محترم جناب آقای دکتر سهراب الوانی نژاد که زحمت داوری این رساله را به عهده گرفتند، صمیمانه قدردانی می نمایم.

نام: مریم نام خانوادگی:سیسختنژاد
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد رشته و گرایش: جنگلداری
استاد راهنما: دکتر رقیه ذوالفقاری تاریخ دفاع: 15/07/1393

پاسخهای رویشی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی دو گونه بلوط زاگرس
(Q. brantii و Q. libania) تحت تنش خشکی
چکیده
جنگلهای زاگرس حدود40 درصد از کل جنگلهای ایران را به خود اختصاص داده اند و بیشترین تأثیر را در تأمین آب، حفظ خاک، تعدیل آب و هوا و تعادل اقتصادی- اجتماعی در کل کشور دارند. این جنگلها به علت دارا بودن اقلیم مدیترانهای دارای فصل خشک طولانی در طی دورهی رویش گیاهی در طول سال بوده، و مقدار آب در دسترس در این جنگلها یک فاکتور محدود کنندهی اولیه در تجدید حیات گونههای این مناطق میباشد. تنشهای غیر زیستی مانند خشکسالی پدیدههای مهمی هستند و بر روی سلامت، بهرهوری و تناسب جنگلهای ما اثر گذار میباشند، بنابراین نیازمند به درک ژنومی و اکوفیزیولوژیکی پاسخ درختان جنگلی به تغییر شرایط آب و هوایی میباشد. با استفاده از مطالعات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی، میتوانیم روشهای اصلاحی مختلفی که برای مقاومت به خشکی وجود دارند را شناسایی کنیم. در این آزمایش، بذور سه گونه بلوط مورد مطالعه (Q. brantii، Q.libania و Q.infectoria) در داخل گلدان پلاستیکی در فضای آزاد کاشته شدند (هرگلدان حاوی 2-1 بذر). نهالهای گونه Q.infectoria به علت سبز نشدن در این آزمایش لحاظ نگردید. جهت اعمال تنش نهالها به فضای گلخانه منتقل شدند و نهالهای سالم از هر گونه به 4 دسته تیمار کنترل و تنش کمبود آب در سه سطح تقسیم شدند. نهالهای در نظر گرفته شده برای تنش کمبود آب آبیاری نشدند تا به ظرفیت مزرعهای مورد نظر (70٪، 50٪ و 30٪ ظرفیت مزرعهای) رسیدند، ولی نهالهای کنترل هر روز آبیاری گردیدند تا محتوی آب خاک گلدانها در حدود 100٪ ظرفیت مزرعهای نگه داشته شود. پس از برداشت نهالها، پارامترهای رویشی و مورفولوژی (ارتفاع نهال، طول ریشه، وزن برگ و ساقه و ریشه، تعداد کل برگ، نسبت برگ سبز به کل برگ، بیوماس، نسبت ریشه به ساقه، وزن خشک برگ، ریشه و ساقه) و پارامترهای فیزیولوژی (محتوی نسبی آب برگ و ساقه و ریشه (RWC)، نرخ نشت الکترولیت (EL)، عملکرد فتوسیستم II و تبادلات گازی) اندازهگیری شدند و در نهایت استخراج RNA از نمونههای فریز شده برگ و ریشه انجام گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که تنش خشکی تاثیرات منفی بر پارامترهای رویشی، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی بلوط داشت، به طوری که اکثر پارامترهای رویشی و فیزیولوژیکی کاهش یافت اما نرخ نشت الکترولیت اندامها افزایش یافت. بر اساس نتایج بدست آمده از جذب عنصر تنش خشکی باعث افزایش میزان پتاسیم در ریشه و ساقه گردید. همچنین نتایج نشان داد که میزان شاخص تحمل نیز در گونه بلوط ایرانی در تمام پارامترهای مورد مطالعه به جز وزن تر و خشک برگ بیشتر از گونه ویول میباشد. در این مطالعه گونه بلوط ایرانی نسبت به گونه ویول با جذب سدیم کمتر برگ و در نتیجه نسبت سدیم به پتاسیم کمتر و نیز کاهش تعداد برگ توانست تحمل بهتری را از خود نشان دهد. پارامترهای مربوط به تبادلات گازی نشان داد که تیمار تنش کمبود آب سبب کاهش معنیداری در هدایت روزنهای، فتوسنتز، هدایت مزوفیلی و دیاکسیدکربن زیر روزنهای به محیطی و تعرق شد. همچنین گونه ویول فتوسنتز، کارایی مصرف آب و تعرق بیشتری نسبت به بلوط ایرانی داشت. به طور کلی میتوان نتیجهگیری کرد که در هر دو گونه محدودیت روزنهای و غیر روزنهای باعث کاهش فتوسنتز گردید. همچنین گونه بلوط ایرانی به دلیل داشتن کارایی مصرف آب کمتر و کاهش بیشتر درصد تغییرات پارامترهای گازی نسبت به گونه ویول از مکانیسم اجتناب از خشکی در زمان تنش بهره میجوید. اما در مورد مطالعات مولکولی عمل استخراج RNA صورت گرفت مرحله run کردن نمونه نیز انجام شد ولی در مرحله الکتروفورز به علت مشاهده نشدن نوارهای مربوط بهRNA مطالعات مولکولی موفقیتآمیز نبود.
واژههای کلیدی: اظهار ژن، عناصر، تبادلات گازی و نشانگر مولکولی.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول
1-1- مقدمه و هدف2
1-2-کلیات3
1-2-1- نقش آب در اعمال گیاهان3
1-2-2- تنش4
1-2-3- تنش خشکی5
1-2-4- جنگلهای زاگرس6
1-2-5- بلوط8
1-2-6- اثر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی درختان9
1-2-6-1- تعداد برگ10
1-2-6-2- رشد ریشه و ساقه11
1-2-6-3- بیوماس12
1-2-7- پارامترهای فیزیولوژیک و تاثیر تنش خشکی بر روی آنها12
1-2-7-1- محتوای نسبی آب13
1-2-7-2- عملکرد فتوسیستم ∏14
1-2-7-3- نرخ نشت الکترولیت14
1-2-7-4- تبادلات گازی15
1-2-7-5- فتوسنتز16
1-2-7-6- تعرق16
1-2-7-7- هدایت روزنهای17
1-2-7-8- عناصر غذایی17
1-2-7-8-1- نقش فسفر18
1-2-7-8-2- نقش پتاسیم18
1-2-7-8-3- نقش سدیم19
1-2-7-8-4- نسبت سدیم به پتاسیم 20
1-2-8- نشانگر مولکولی20
1-2-8-1- نشانگر مولکولیAFLP23
1-2-9- واکنش زنجیرهای پلیمراز PCR)) 25
1-2-10- بیان ژن26
1-2-10-1- مراحل مختلف بیان ژن27
1-2-11- واکنش نسخهبرداری معکوس (RT)28
1-2-11-1- PCR همراه با نسخهبرداری معکوس (RT-PCR28

فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده
2-1- ویژگیهای مورفولوژیک و رویشی30
2-2- ویژگیهای فیزیولوژیکی31
2-2-1- محتوای نسبی آب31
2-2-2- عملکرد فتوسیستم ∏32
2-2-3- نشت الکترولیت34
2-2-4- فتوسنتز و هدایت روزنهای34
2-3- جذب عناصر35
2-4- شناسایی ژنهای مرتبط به خشکی با استفاده از cDNA- AFLP36
فصل سوم: مواد و روشها
3-1- نحوه جمع آوری و کاشت بذر گونههای مورد مطالعه40
3-2- روش اعمال تنش کمبود آب و برداشت نهالها40
3-3- اندازه گیری پارامترهای مورفولوژیکی و رویشی41
3-4- اندازهگیری پارامترهای فیزیولوژیک42
3-4-1- اندازهگیری محتوای نسبی آب42
3-4-2- اندازه گیری عملکرد فتوسیستم ∏42
3-4-3- اندازهگیری نرخ نشت الکترولیت42
3-4-4- اندازهگیری تبادلات گازی44
3-4- 5- اندازهگیری سدیم و پتاسیم قابل جذب توسط گیاه44
3- 5- مطالعات مولکولی46
3- 5- 1- استخراج RNA46
3- 5-2- تهیه ژل آگارز- (یک درصد)47
3-5-3- تهیه loding day47
3- 5-4- تهیه MOPS [1X] (محلول تانک)48
3- 6- تجزیه و تحلیل دادهها48
3-6-1- اندازهگیری شاخص تحمل (STI)49
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1- نتایج وبحث پارامترهای رویشی50
4-2- نتایج و بحث پارامترهای فیزیولوژیک53
4-3- نتایج و بحث جذب عنصر55
4-4- نتایج و بحث شاخص تحمل59
4-5- نتایج و بحث فتوسنتز.. 60
4-6- نتایج و بحث همبستگی تبادلات گازی63
4-7- نتیجهگیری کلی و پیشنهادات67
4-7-1- نتیجهگیری کلی68
4-7-2- پیشنهادات69
منابع و مآخذ70
پیوست87

فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 1-1- مهمترین نشانگرهای dna با مزایا و محاسن آنها23
جدول 4-1- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات رویشی و مورفولوژیک مورد بررسی51
جدول 4-2- مقایسه میانگین صفات رویشی و مرفولوژیک مورد بررسی در دو گونه مورد مطالعه51
جدول4-3- مقایسه میانگین صفات رویشی و مرفولوژیک مورد بررسی در تیمارهای آبی مختلف52
جدول4-4- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات فیزیولوژیکی مورد مطالعه53
جدول4-5- مقایسه میانگین صفات فیزیولوژیکی در دو گونه مورد مطالعه53
جدول4-6- مقایسه میانگین صفات فیزیولوژیکی در تیمارهای آبی مختلف54
جدول4-7- نتایج تجزیه واریانس(مقایسه میانگین) جذب عنصر…58
جدول4-8- مقایسه میانگین جذب عنصر در دو گونه مورد مطالعه56
جدول4-9- مقایسه میانگین جذب عنصردرتیمارهای آبی مختلف56
جدول4-10- شاخص تحمل به تنش (STI) در دو گونه مورد مطالعه59
جدول4-11- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات مورد مطالعه………………………………………………………………………61
جدول 4-12- مقایسه میانگین صفات مورد بررسی در دو گونه مورد مطالعه…………………………………………………………………..61
جدول 4-13- مقایسه میانگین صفات مورد بررسی در زمانهای مختلف…………………………………………………………………………62
جدول 4-14- مقایسه میانگین صفات مورد بررسی در تیمارهای آبی مختلف………………………………………………………………….62
جدول 4- 15- نتایج همبستگی پارامترهای تبادلات گازی در گونه ویول………………………………………………………………………63
جدول 4-16- نتایج همبستگی پارامترهای تبادلات گازی در گونه بلوط ایرانی……………………………………………………………….64

فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل1-1- واکنش زنجیرهای پلیمراز26
شکل 1-2- رونویسی27
شکل1-3- پردازش27
شکل 1-4- ترجمه28
شکل 1-5- نسخه برداری معکوس29
شکل 4-1- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت پتاسم برگ57
شکل4-2- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت سدیم برگ57
شکل4-3- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت سدیم ریشه58
شکل 4-4- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت نسبت سدیم به پتاسیم برگ58
شکل 4-5- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت نسبت سدیم به پتاسیم ساقه58
شکل4-6- تصویر ژل بارگذاری شده…………………………………………………………………………………………………………………………………..68

فصل اول:
مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه و هدف
جنگلهای زاگرس از گستردهترین اکوسیستمهای جنگلی در حال تخریب در ایران میباشند و دومین اکوسیستم طبیعی بعد از جنگلهای شمال محسوب میشوند که از لحاظ حفاظت آب و خاک و مسائل اقتصادی، اجتماعی اهمیت بالایی دارد (حسینی و همکاران، 1387). بنابراین احیاء و غنیسازی این جنگلها با گونههای مختلف جنس بلوط که مهمترین جنس تشکیل دهندهی آن است، ضروری میباشد (ذوالفقاری، 1387). اما جنگلهای زاگرس به دلیل داشتن اقلیم مدیترانهای، دارای فصل خشک طولانی در طی دورهی رویش گیاهی و پراکنش نامنظم بارندگی در طول سال هستند و در نتیجه مقدار آب در دسترس این جنگلها به عنوان یک فاکتور محدود کننده اولیه در تجدید حیات گونهها به ویژه بلوط محسوب میشود. طبق نظر محققین جنگلهای بلوط غرب در زمره جنگلهای خشکیگرا هستند. سه گونهی بلوط در کل زاگرس وجود دارد که هر 3 گونه بومی ایران میباشند و مورد قبول اکثر گیاه شناسان ایران است. این گونه ها شاملQuercus infectoria و Quercus libania و Quercus brantii میباشند (جزیرهای و ابراهیمی، 1382).
بر اساس مناطق رویشی، رویشگاه گونههای مختلف زاگرس را به دو بخش متمایز تحت عنوان زاگرس شمالی و زاگرس جنوبی تقسیم نمودهاند. زاگرس شمالی رویشگاه ویژهQuercus libani Olivier است که البته در قسمتهایی از این حوزه با Q. infectoria Olivier یاLindl Q. brantii یا با هر دو مخلوط میگردد. اما زاگرس جنوبی که دارای اقلیم خشکتری نسبت به زاگرس شمالی است، رویشگاه ویژه گونه Q. brantii است (جزیرهای و ابراهیمی، 1382).
تنشهای غیر زیستی مانند خشکسالی پدیدههای مهمی هستند و بر روی سلامت، بهرهوری و تناسب

این نوشته در پایان نامه ها ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *