پایان نامه ها

پایان نامهi– (214)

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد دامغان
دانشکده‌ی تحصیلات تکمیلی، گروه کشاورزی.
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد«.M. S»
گرایش: بیوتکنولوژی
عنوان:
بررسی تنوع ژنتیکی جمعیتهای Agropyon elangatum با استفاده از نشانگرهای مورفولوژیکی و الکتروفورز پروتئین کل
استاد راهنما:
سرکارخانم دکتر پروین صالحی
استاد مشاور:
جناب دکتر علی اشرف جعفری
نگارش:
سحر عبدی
زمستان 1392
چکیده
در اين بررسي صفات مورفولوژیکی و الگوی الکتروفورزی پروتئین های کل 23 ژنوتيپ علف گندمي بلند (Agropyrone elongatum.) در دو آزمايش جداگانه يكي با مديريت بهره برداري، حفاظت شده (يك چين در سال) و ديگري با مديريت برداشت مکرر (2 چين در سال) در سال 1385 دو آزمایش جداگانه با طرح پايه بلوك هاي كامل تصادفي با سه تكرار در ايستگاه تحقيقاتي، همند آبسرد واقع در شهرستان دماوند به اجرا در آمد. براي كود دهي، قبل از كشت، تجزيه خاك بعمل آمد و از ميزان مواد معدني (فسفات، اوره و پتاس) اطلاع حاصل گرديد و بر اساس 100 كيلوگرم P2O5 در سال اول و 50 كيلوگرم نيتروژن N2 در هكتار در كمبود كود برطرف گرديد. بعلت رشد ضعيف بوته در سال استقرار (1385) يادداشت برداري در اين سال انجام نشد. در آزمايش فقط از نزولات جوي استفاده شد. تجزيه واريانس آنها در قالب طرح بلوک کامل تصادفي با سه تکرار انجام شد و به روش دانکن مقايسه ميانگين در سطح احتمال 5درصد صورت گرفت. ضريب همبستگي فنوتيپي، بين ميانگين صفات محاسبه گرديد.‌ تجزيه رگرسيون براساس ميانگين داده‌هاي اصلي صفات مورفولوژيک جمعيت‌ها صورت گرفت. يک بار عمکرد بذر به عنوان متغير تابع وبقيه صفات به عنوان متغير مستقل درنظر گرفته شد. جهت انجام تجزيه به مولفه‌هاي اصلي، ماتريس همبستگي بين آنها محاسبه گردید و بر اساس آن تجزيه به مولفه‌هاي اصلي در نرم افزار minitab14 انجام شد. نتایج این بررسی نشان داد که اثر ژنوتیپ عملکرد علوفه، قابلیت هضم و ADF معنی دار بود. همچنین اثر چین برداشت بر تمامی صفات شامل درصد خاکستر، ADF، پروتئین خام، قندهای محلول، قابلیت هضم، عملکرد علوفه و وضعیت شادابی گیاه معنیدار بود. ژنوتيپهاي 1755M و 774M به ترتيب با 2739 و 1762 کيلوگرم درهکتار بيشترين و کمترين عملکرد علوفه داشتند. بطور كلي در برداشت مکرر (2چین)1755M با عملكرد 1530در برداشت حفاظت شده (یک چین) و 774P4 با 4190 برتر بودند و مي توان از آنها بعنوان ارقام جديد استفاده نمود.
کلیدواژه ها:
صفات مورفولوژیکی، الگوی الکتروفورزی، Agropyrun elongatum ، تنوع ژنتیکی.
فهرست مطالب
TOC \o “1-3” \h \z \u فصل اول: كليات1-1 مقدمه PAGEREF _Toc382384593 \h 21-2 اهداف PAGEREF _Toc382384594 \h 61-3 مشخصات گیاه شناسی جنس Agropyron PAGEREF _Toc382384595 \h 71-3-1 ریشه PAGEREF _Toc382384596 \h 81-3-2 ساقه و برگ: PAGEREF _Toc382384597 \h 91-3-3 گل و گل انگیزی PAGEREF _Toc382384598 \h 101-3-4 بذر و میوه: PAGEREF _Toc382384599 \h 111-4 مشخصات گیاه شناسی Agropyrun elongatum PAGEREF _Toc382384600 \h 12فصل دوم: بررسي منابع2-1 مروری بر منابع PAGEREF _Toc382384603 \h 152- 1-1 گونه هاي مهم گندمي و نيازهاي اكولوژي آنها PAGEREF _Toc382384604 \h 152-1-2 اهداف اصلاحی گراس ها: PAGEREF _Toc382384605 \h 182-1-2-1 افزایش عملکرد علوفه: PAGEREF _Toc382384606 \h 192-1-2-2 ویگور گیاه: PAGEREF _Toc382384607 \h 192-1-2-3 اصلاح کیفیت علوفه: PAGEREF _Toc382384608 \h 192-1-2-4 افزایش نسبت برگ به ساقه: PAGEREF _Toc382384609 \h 202-1-2-5 افزایش خوش خوراکی: PAGEREF _Toc382384610 \h 202-1-2-6 افزایش جذب اختیاری: PAGEREF _Toc382384611 \h 202-1-2-7 کاهش مواد ضد کیفیت: PAGEREF _Toc382384612 \h 212-1-2-8 توسعه فصل چرا: PAGEREF _Toc382384613 \h 212-1-2-9 مقاومت به چرای دام: PAGEREF _Toc382384614 \h 212-2 مشخصات گياهشناسي: PAGEREF _Toc382384615 \h 222-2-5 گونههاي مهم علف گندمي و نيازهاي اکولوژيکي آنها: PAGEREF _Toc382384620 \h 262-3 الکتروفورز PAGEREF _Toc382384621 \h 282-3-1 تاريخچه استفاده از الکتروفورز PAGEREF _Toc382384622 \h 282-3-2 اصول الکتروفورز PAGEREF _Toc382384623 \h 292-3-3 انواع الکتروفورز PAGEREF _Toc382384624 \h 302-3-4 اطلاعاتي در مورد مکانيسم کار با الکتروفورز PAGEREF _Toc382384625 \h 332-3-5 استفاده از الکتروفورز در بررسي تنوع ژنتيکي PAGEREF _Toc382384627 \h 352-3-5-1 الکتروفورز پروتئين‌ها PAGEREF _Toc382384628 \h 352-3-6 مدل‌هاي آماري برآورد تنوع PAGEREF _Toc382384629 \h 362-3-6-1 تجزيه به مولفه‌هاي اصلي PAGEREF _Toc382384630 \h 38فصل سوم: مواد و روش ها3-1 مشخصات اقليمي و زراعي منطقه اجراي طرح PAGEREF _Toc382384633 \h 413-2 مواد گياهي مورد آزمايش PAGEREF _Toc382384634 \h 413-2 طرح آزمايشي و عمليات زراعي: PAGEREF _Toc382384635 \h 433-2-1 اندازه گيري عملکرد و صفات زراعي PAGEREF _Toc382384636 \h 433-2-2 اندازه گيري کيفيت علوفه: PAGEREF _Toc382384637 \h 442-3 روش‌هاي تجزيه آماري طرح PAGEREF _Toc382384638 \h 453-3-2 روش‌هاي آماري صفات مورفولوژي و جوانه‌زني PAGEREF _Toc382384639 \h 473-4 مطالعات الکتروفورزي PAGEREF _Toc382384640 \h 483-4-1 استخراج پروتئين کل گياهک PAGEREF _Toc382384641 \h 483-4-2 الکتروفورز پروتئين‌ها PAGEREF _Toc382384642 \h 493-5 نکات: PAGEREF _Toc382384643 \h 543-5-1 رنگ‌آميزي پروتئين‌ها و رنگ زدايي ژل PAGEREF _Toc382384644 \h 543-5-2 طرزتهيه مارکر PAGEREF _Toc382384645 \h 553-6 روش کار: PAGEREF _Toc382384646 \h 563-7 روش‌هاي آماري مورد استفاده PAGEREF _Toc382384647 \h 57فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها4-1- بررسی تنوع ژنتیکی ژنوتیپهای علف گندمی بر اساس صفات مورفولوژیکی PAGEREF _Toc382384650 \h 604-1-1- تجزيه واريانس و مقايسه ميانگينها: PAGEREF _Toc382384651 \h 604-1-2- تجزیه خوشهای ژنوتیپهای مورد مطالعه از نظر صفات مورفولوژیک PAGEREF _Toc382384657 \h 764-1-3- تجزیه به مؤلفههای اصلی PAGEREF _Toc382384658 \h 772-3- پلی مورفیسم PAGEREF _Toc382384659 \h 822-4- الگوی تنوع PAGEREF _Toc382384660 \h 832-4- الگوی تمایز و تجزیه خوشهای PAGEREF _Toc382384661 \h 864-2-5- تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) PAGEREF _Toc382384662 \h 90فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها5-1 نتیجه گیری PAGEREF _Toc382384665 \h 935-2پیشنهادات PAGEREF _Toc382384666 \h 96منابع و مأخذ PAGEREF _Toc382384667 \h 97
فصل اولكليات
1-1 مقدمهاز نظر اقتصادی غلات و گیاهان علوفه ای خانواده گرامینه مهمترین گیاهان دنیا محسوب می شوند. نقش عمده گیاهان علوفه ای این خانواده در تعلیف دام و در نتیجه تامین نیاز انسان به فرآورده‌های دامی از اهمیت غیرقابل انکاری برخوردار است. در کشور ما عدم توجه به افزایش کیفی و کمی علوفه موجب کمبود گوشت و مواد لبنی و پایین آمدن کیفیت آنها شده است. و از سوی دیگر فشار دام بر مراتع به نابودی بخش عظیمی از پوشش گیاهی موجود و فرسایش خاک انجامیده است (مدیر شانه‌چی، 1379) بحران انرژی و قیمت‌های صعودی غلات که همراه با آن است موجب شده که اکنون بر اهمیت و استفاده از گراس‌های علوفه ای تأکید فزاینده ای می شود (Walton، 1981). سطح وسیعی از خشکی‌ها را مراتع به خود اختصاص داده اند و دامداری در اکثر کشورها وابسته به مراتع می‌باشد و با توجه به این نکته که پوشش قالب مراتع از گراس‌ها تشکیل شده این دسته از گیاهان نقش بسزایی در دامها و تولید فرآورده‌های دامی، حفاظت خاک و تعادل اکولوژیکی هر منطقه دارد (ارزانی و همکاران، 1379). گیاهان علوفه ای و مراتع منبع اصلی انرژی برای دامها می باشند. اکثر گیاهان علوفه ای متعلق به دو خانواده گرامینه و لگومینوز می‌باشند. در مناطق خشک و نیمه خشک و در شرایط فاریاب گندم علوفه‌ای پر تولیدتر از لگومهای علوفه‌ای می باشند و از نظر مصرف آب نیز دارای کارهای بیشتر هستند (کوچکی، 1376). گراسها در اراضی غیرکشاورزی نیز در حفاظت خاک، تجدید حیاط و ایجاد منظره نقش مهمی را ایفا می‌کنند (Hopkins ، 2000). از دیدگاه کشاورزی پایدار کشت و کار گراس‌های علوفه‌ای ضمن اینکه از هدر رفتن حاصلخیزی خاک توسط عمل فرسایش در اثر شستشو جلوگیری می‌کنند، همزمان نیز در تولید علوفه برای دام و متعاقب آن در تولید غذای پروتئینی انسان نیز نقش مهمی دارد (Hodgson، 1979). در اراضی شیب دار در اثر کنترل فرسایش خاک گراس‌ها از اجزای اجتناب ناپذیر اکوسیستم مراتع هستند Francis)، 1982 (.
مراتع ایران با وسعتی در حدود 90 ميلیون هکتار و تولید سالانه 10 میلیون تن علوفه خشک مهمترین منبع تولید کننده علوفه دامهای کشور به حساب می آید. این مقدار علوفه فقط تکافوی 17 میلیون واحد دامی کشور را می نماید (سندگل، 1368).
پیشرفت مراحل فنولوژی نسبت به اندامهای گیاه تغییر می کند و چون اندامهای هوایی گیاه (برگ، ساقه و گل) از نظر خصوصیات فیزیولوژی با یکدیگر تفاوت دارند، مطلع بودن از اینکه هر اندام در هر مرحله رویشی چه نسبت وزنی را در گیاه به خود اختصاص میدهد و در هر مرحله فنولوژی به چه میزان ارزش غذایی دارد اهمیت بسیار زیادی دارد. زیرا با آگاهی از این موارد می توان بهترین زمان چرا را از نظر میزان کیفیت علوفه گیاهان تعیین نمود (Charney، 2001). در کشور ما صنعت دامپروری و دامداری به شیوه مدرن و مکانیزه در سالهای اخیر در حال توسعه و پیشرفت است. با توجه به افزایش جمعیت تقاضای روز افزون بازار، جهت تأمین فرآورده‌های دامی، لزوم شناسایی عوامل موثر در افزایش کمی و کیفی پروتئین‌های حیوانی محسوس است. جایگزین نمودن روشهای نوین دامداری و نگهداری دام در شرایط مطلوب و استفاده از نژادهای اصلاح شده دام و تغذیه‌ی آنها توسط مواد مغذی نوید دهنده آینده ای روشن و امید بخش در زمینه صنعت دامداری و دامپروری میباشد. در دهه‌های اخیر پیشرفت‌های چشم گیری در افزایش تولید گیاهان زراعی رخ داده است. محققان نیمی از این پیشرفت‌ها را مرهون اصلاحات ژنتیکی و نیم دیگر را به تکنولوژی زراعت ربط داده اند و معتقدند معمولاٌ پیشرفت‌های ژنتیکی در سطوح عملکرد بالا و پیشرفت‌های تکنولوژی در سطوح عملکرد پایین از اهمیت بیشتری برخوردارند (Smith و همكاران، 1985. برنامه‌های به نژادی با افزایش کمیت وکیفیت محصولات کشاورزی نقش بسزایی در تأمین مواد غذایی ایفا نموده است به این ترتیب که تهیه و معرفی ارقام، نژادها و ژنوتیبپ‌های جدید و اصلاح شده به پیشرفت‌های چشم گیری در بهبود و افزایش کمی و کیفی محصولات کشاورزی منجر شده است (وجدانی، 1375).
اساس تحقیقات به نژادی گیاهان بر پایه ژنتیکی وسیع استوار است. در واقع بدون دسترسی به چنین تنوعی اصلاحگر شانس موفقیت چندانی برای ایجاد و ارائه ارقام اصلاح شده جدید نخواهد داشت. منابع ژنتیکی گیاهان علاوه برنقش زیر بنایی برای تولید ارقام جدید، به عنوان سازگاری ژنتیکی در برابر تغیرات محیطی حائز اهمیت می‌باشد (عبدميشانی و شاه نجات بوشهری، 1376). نیل به حداکثر پیشرفت در اصلاح گیاهان علوفه ای دگرگشن صرفاً از طریق ادغام ژنوتیپ‌های با قدرت بالا در یک واریته ی ساختگی یا یک واریته هیبرید مقدور است (Tysdal، 1948).
زیربنای هر برنامه اصلاحی از طریق پارامترهای ژنتیکی پی ریزی می‌گردد، بنابراین آگاهی از ماهیت ژنتیکی ژنوتیپ‌ها و اطلاع از نحوه عمل ژنهای مربوط برای برنامه‌های به نژادی ضروری است (Kehr، 1984). قبل از اجرای یک برنامه دراز مدت اصلاحی، به طور معمول مطالعات ژنتیکی انجام می گیرد. اطلاعاتی در مورد مقدار و ماهیت تنوع ژنتیکی و همبستگی بین صفات لازم است تا یک برنامه موثر اصلاحی نظیر گزینش یا تلاقی برای اصلاح یک رقم اجرا گردد. به رغم نقش منحصر به فرد گراسها در تولید فرآورده‌های دامی متأسفانه اطلاعات اندکی درباره تنوع ژنتیکی موجود بین ارقام و توده‌های داخلی و خارجی کشور ما وجود دارد. در سال هاي اخير گزارش‌های مبنی بر وجود تنوع برای عملکرد و کیفیت علوفه در گراس‌های علوفه ای منتشر شده است (Jafari و همکاران، a2003).
در این تحقیق اکوتیپ‌های مختلف جمع آوری شده از مراتع کشور و سایر اکوتیپ‌های موجود در بانک ژن منابع طبیعی در شرایط اقلیمی و اکولوژیکی استان البرز و تبریز مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته اند.
نتایج بدست آمده از این تحقیق می تواند در انتخاب و معرفی اکسشن ها و ارقام پرمحصول، سازگار جهت استفاده در طرح‌های مرتع کاری و تولید علوفه در شرایط اقلیمی و اکولوژیکی بروجرد به عنوان نمونه ای از مناطق نیمه استپی کشور کمک قابل توجهی نموده و در ایجاد تعادل دام و مرتع و افزایش کارایی طرحهای مختلف اجرایی مرتع کاری و اصلاح و توسعه مراتع و تولید علوفه و بذر در میلیون‌ها هکتار از دیم زارهای کم‌بازده کشور مورد استفاده قرار گیرد. امید است با مدیریت دقیق تر و توجه بیشتر در زمینه اصلاح و احیای مراتع، که بزرگترین پتانسیل در محور توسعه پایدار است، شاهد حفظ و توسعه ی منابع طبیعی کشور عزیزمان ایران سربلند، باشیم.
1-2 اهدافمطالعه حاضر به بررسي تنوع ژنتيكي عملكرد و كيفيت علوفه 22 اكسشن از گونه مرتعي علف گندمي بلند (Agropyron Elongatum) در شرايط ديم و در 6 مرحله فنولوژيكي پرداخته و اهداف زير را مد نظر دارد:
ارزيابي 22 ژنوتيپ‌ها براي عملكرد و كيفيت علوفه در شش مرحله فنولوژيكي (ابتداي رويش، ساقه دهي مرحله ظهور خوشه، مرحله گرده افشاني، مرحله شيري شدن و مرحله خميري شدن دانه در شرايط ديم استان البرز.
بررسي ارتباط بين عملكرد و كيفيت علوفه در مراحل مختلف فنولوژيكي و تعيين مناسب ترين مرحله برداشت براي توليد حداكثر عملكرد و كيفيت علوفه
معرفي ژنوتيپ هاي با عملكرد و كيفيت بيشتر
بررسي همبستگي بين عملكرد، كيفيت و صفات مورفولوژيكي،
تعيين الگوي تنوع ژنتيكي و گروه بندي ژنوتيپ‌ها بر اساس عملكرد و صفات مورفولوژيكي با استفاده از روشهاي آماري و چند متغيره (تجزيه به مولفه هاي اصلي و تجزيه كلاستر)
1-3 مشخصات گیاه شناسی جنس Agropyronخانواده گرامینه مشتمل بر 567 جنس و براساس اظهارات Moorby، Milthorpe (1989) شامل 635 جنس و9000 گونه می‌باشد که دارای پراکنش وسعی در سطح جهان، خصوصاً مناطق گرمسیری، معتدله و نیمه خشک می‌باشد
نام Agropyron از دو كلمه لاتين Agros به معناي مزرعه و Pyros به مفهوم گندم گرفته شده است. زیرا از شکل سنبلچه و داشتن دو پوشه شبیه گندم است و از دیر باز به عنوان گیاه هرز گندم شناخته شده است. برای این جنس در جهان 25 گونه ذکر شده است که 21 گونه آن در ایران گزارش شده است (سندگل، 1368). گونه‌های جنس گیاهانی هستند چندساله یا پایا (ریزوم دار). پهنک برگهای تخت یا لوله شده با زبانک کوتاه، گل آذین سنبله ساده، سنبلچه ها دارای چند گل، کم و بیش پهن و مسطح، جدا از هم و چسبیده به گودی های طول محور گل آذین، گاهی سنبلچه‌های بالایی یا پایینی رشد نیافته اند.
پوشه ها مساوی و پوشه اول بیضی کشیده با 5 رگیرگ طولی یا بیشتر و نوک پخ و دارای زائده کوچک با یک سیخک کوتاه، پوشه‌های دو عدد، مژه دار یا بدون مژه، پرچم سه تایی، میوه گندمه دوکی شکل کشیده و در انتها دارای زائده مودار و ناف به بلندی دانه است (دزفولی 1376).
سنبلچه‌های علف گندمی دارای چندین گل است که اغلب منفرد و کاملاً به محور اصلی چسبیده است. سنبلچه مزبور روی محور اصلی گل آذین روی مفصلی قرار گرفته اند. گلوم ها که مساوی و محکم و دارای چندین رگبرگ است، کوتاهتر از اولین گلومل به نظر می رسند. سنبلچه دارای ریشک است و در برخی گونه ها این ریشک نوک تیز است. گلومل از پشت محدب است و دارای 5-7 رگبرگ ریشکدار می‌باشد. طول پالئا برابر طول گلومل است. این گیاهان از انواع نباتات دائمی بوده و دارای ساقه راست هستند که اکثر انواع جنس علف گندمی جهت تولید علوفه سبز مورد استفاده قرار می‌گیرند، و تنها محدودی از آنها در ردیف نباتات مرتعی قرار دارند (کریمی 1369).
بیشتر گونه‌های علف گندمی از لحاظ تولید علوفه سبز و خشك دارای ارزش فراوانی می باشند. این نباتات اکثراً به صورت خالص و یا کشت مخلوط با سایر نباتات جهت احداث چراگاه مورد استفاده قرار میگیرند. بعلاوه برخی از گونه‌های آن به علت پوشانیدن سطح زمین بوسیله ریزومها یا استولون های قوی و چمنی شدن جهت جلوگیری از فرسایش کشت می شوند. بذر این گیاهان در مدت کوتاه جوانه زده بارشد علفهای هرز رقابت می کند. در مناطقی که علفهای هرز به میزان فراوانی شایع شده باشند، کشت برخی از انواع این نباتات نتیجه خوبی میدهد. تحمل این گیاه در برابر عوامل محیطی مانند آب و هوا و یا خاک زیاد می‌باشد (کریمی، 1369).
علف گندمی به علت خوشخوراکی بودن و مقاوت در برابر خشکی وعوامل نامساعد جوی بیشتر به صورت علوفه ی سبز مورد استفاده قرار می گیرد. این نبات را در دشتهای خشک روسیه کشت می‌نمایند. برخی نژادهای این گونه دارای شاخ و برگ ظریف و برخی دیگر دارای شاخ و برگ خشبی و راست می باشند. سنبله‌های برخی نژادها متراکم و عده ای دیگر نسبتاً باز و گسترده است. بذر عده ای دارای ریشک و عده ای فاقد آن می باشند. طول زندگی این نبات حتی به بیست سال هم می رسد (کریمی، 1369).
1-3-1 ریشهگراس ها دو سیستم ریشه ای الیافی دارند که هریک متشکل از ریشه‌های نازک متعددی است. ریشه های جنینی از توسعه ساختارهای اولیه ای که در رویان موجود است بوجود می آیند و بسته به نوع گونه از 1 الی 8 عدد متغییر است. از لحاظ وزن نیز به نظر می رسد که این ریشه ها دارای اهمیت باشند. در گراسهای یکساله، ریشه‌های مذکور بیش از 5% حجم کل ریشه گیاه را درخلال سال اول تشکیل نمی‌دهند، ولی این درصد کم اهمیت آنها از پنهان نمی سازد. این سیستم ریشه ای دارای انشعابات بسیاری است، ما زندگی کوتاهی دارند. این سیستم طی مرحله اول رشد گیاه، حجم خاک زیادی را فرامی گیرد. از آنجایی که این ریشه ها از لحاظ رشد محدود بوده و نیز کوچک می باشند لذا قادر نیستند به طور موثر گیاه را به مدت طولانی محافظت نموده و نگهداری کنند. در گراسهای دائمی فقط در خلال ماههای اولیه رشد مهم می باشند و پس از آن ناپدید می شوند. سیستم ریشه ای ثانویه یا نابجا از توسعه گره‌های پایین هر پنجه ایجاد می شوند. در گراسهای چندساله این ریشه تنها سیستم موجود پس از رشد گیاه است. در مورد علفهای یکساله، سیستم ریشه ای جنبشی ممکن است نقش خود را در سرتاسر زندگی گیاه ادامه دهد. انبوه ریشه‌های نابجایی متعدد گراسهای چندساله، علاوه بر نقش معمول خود در جذب مواد غذایی، از نظر استحکام گیاه درخاک اهمیت دارند. این ریشه ها به گیاه امکان می دهند تا در برابر لگد کوب شدن و ریشه کن شدن توسط چرندگان، مقاومت کنند (Nielson و Cunningham، 1962). هرپنجه سیستم ریشه ای خود را بوجود می آورد. هنگامی که پنجه ها از بین می روند، این سیستم ریشه ای نیز ممکن است همراه با آن از بین برود. در نتیجه مواد آلی در نزدیکی سطح خاک اندوخته می شود، زیرا سیستم های ریشه ای در بسیاری از گونه‌های گرامی، نسبتاً کم عمق اند (مبین، 1359).
1-3-2 ساقه و برگ:گراسها از تعدادی جوانه یا پنجه تشکیل می شوند که این جوانه ها یا پنجه ها به نوبه خود از برگهای غلاف دار تشکیل شده اند. هر یک از غلافها درون غلاف دیگری قرار می گیرند بطوریکه به شکل یک ساقه دیده می شوند. قدیمی‌ترین برگ، برگی است که در پایین‌ترین قسمت گیاه واقع شده است، درحالیکه، برگهای جدید از نوک گیاه و مرکز محور استوانه ای غلافها می رویند. در محل اتصال پهنک برگ به غلاف غالباً دو ساختار به نامهای زبانک و کوشک وجود دارد که شکل آنها در گراسها بسیار متفاوت است. این ساختارها جهت شناسایی گونه ها وطبقه بندی آنها ارزشمند می باشند. (Campbell و همکاران، 1969).
جوانه‌های برگ در گراسها به دو شکل ظاهر می شود: الف) از جنین در بذر ب) از یک جوانه رویشی در محور برگ. هنگامی که گیاه در مرحله رویشی است، ساقه واقعی، گره‌های درونی بسیار کوتاهی دارد و کاملاً در زیر سطح محل جرای دام قرار می گیرد. این مسئله از این رو اهمیت دارد که نوک ساقه متشکل از یک منطقه مریستمی فوق العاده فعال است که همه رشد ازآنجا آغاز می شود. در اوایل فصل رشد، این منطقه، مخروط انتهایی جوانه‌های برگ را بوجود می آورد. که پس از رشد، در محورشان دارای جوانه دیگری می شوند که امکان تبدیل به یک پنجه جدید را دارد. اگر شرایط محیطی مساعد باشد، جوانه‌های جدید توانایی تولید پنجه را دارند، به این ترتیب گراس ها می تواند رویشی گسترده و نامحدود داشته باشند.
گراس‌ها با ایجاد جوانه از منطقه مخروطی انتهایی، از شرایط نور و دمایی مقتضی تأثیر می پذیرد. این جوانه‌ها به جای ساختارهای رویش به ساقه‌های گل دهنده تبدیل می شوند. در این زمان گره‌های داخلی با سرعت بسیار رشد می کنند. برگها که به شکل یک مجموعه فشرده روی زمین به هم چسبیده اند به صورت عمده ای ازهم جدا می شوند و ساقه گل دهنده به بالا و بیرون محور استوانه ای تشکیل شده از غلافها بیرون رانده می شود. ساقه گراس که به این طریق تشکیل می شود، برای استفاده از این حداکثر ماده خشک، معمولاً گیاه پس از ظاهر شدن گلها و قبل از شروع گرده افشانی درو می کنند. برداشت دیرتر از این مرحله، به رغم افزایش عملکرد علوفه، موجب کاهش شدید کیفیت علوفه می شود (Jafari، 1998).
انشعابات در پایه ساقه، پنجه‌های جدیدی بوجود می آورد که به یکی از دو طریق زیر عمل می کنند.
الف) این پنجه ها در داخل غلاف برگ رشد می کنند که در آن صورت گیاه ظاهری انبوه و دسته ای خواهد داشت.
ب) از میان غلاف گسترش می یابد و ساقه افقی جدید و سرانجام گیاهی با ویژگی خزندگی بوجود می‌آورد.
1-3-3 گل و گل انگیزیدو نوع گل آذین در گراس ها وجود دارد که بیش از سایر انواع دیده می شود. یکی گل آذین خوشه‌ای و دیگری گل آذین سنبله است. کوچکترین ساختار اصلی تشکیل دهنده گل آذین، گلچه است که لما و پالئا آنرا احاطه کرده اند. گلچه با یکدیگر جمع می شوند و سنبلک را می سازند که توسط پوشینکها احاطه می شود. در داخل گلچه، بخش های مربوط به گل تقریباً همیشه از سه پرچم، دو خامه با کلاله‌های پرمانند و یک تخمدان با یک تخمک منفرد تشکیل می شود ( VansanterوSleper، 1995). گرده افشانی در بیشتر گراسها با کمک باد صورت می گیرد. دو ساختار کوچک نزدیک به پایه لما و پالئا به نام لودیکول متورم می شوند و گلچه ها را باز می کنند. بساک ها هم پاره می شوند و کلاله‌های ظاهر می گردند. گل آذین در طول رشد، در غلاف برگ محصور است. هر گلچه توسط لما و پالئا در برابر شرایط اقلیمی نامناسب محافظت می شوند. بجز در زمان کوتاهی که پوستکها، برگه ها را باز می کنند.
عواملی که در گرده افشانی موثرند، عبارتند از:
الف) طول روز، که از سالی به سال دیگر در هر مکان مشخص، مشابه است و موجب یکنواختی زمان گرده افشانی می شود. در بسیاری از گونه ها، دمای پایین همراه با طول روز، زمان ظهور سنبله را تعیین می کند.
ب) عوامل محیطی، از قبیل دما، شدت رطوبت موجود در خاک و وضعیت مواد غذایی، زمان ظهور سنبله را کنترل می کنند. هر یک از عوامل گروه دوم یا مجموع آنها، تعیین کننده سرعت نمو زایشی است.
بطور کلی گراس‌ها سه وضعیت یا مرحله فنولوژیکی دارند که از طریق آن در برابر طول روز واکنش نشان می دهند. این سه مرحله عبارتند از: الف) مرحله جوانه زنی ب) مرحله دگرگونی ج) مرحله بلوغ.
البته همه گراس ها این سه مرحله را ندارند. برخی از گونه ها مانند علف باغ، فستوکا، تیموئی، و چچم چندساله دارای مرحله جوانه ای هستند. افزایش دمای شبانه برای تشکیل گل در گراسهای روز کوتاه مساعد است، اما ممکن است مانع تشکیل گل در گیاهان روز بلند شود (Leithead و همكاران، 1971)
1-3-4 بذر و میوه:در مورد گراس‌های علوفه ای، آنجه به لحاظ تجاری، بذر خوانده می شود. در حقیقت نوعی میوه و یا تخمدان رسیده به نام گندمه می‌باشد که لما و پالئا محصور شده است (Rogler و همکاران، 1961).
در گراس‌ها سیستم های متنوعی از تکثیر وجود دارد که از سیستم آپومیکسی (بکرزایی) گرفته تا جنسیت کامل متغییر می باشند. در حالیکه بسیاری از گونه‌های دایمی آن دگر بارور بوده و اگر با اندام نر خود تلقیح شوند عقیم می مانند بهر حال استثناهاي زیادی از این قاعده وجود دارد که مربوط به اثرات متقابل ژنوتیپ و محیط می گردد. با این حال تعدادی از جنس گراسها دو پایه اند و دارای پایه‌های نر و ماده مجزا از هم می باشند، در حالیکه جنس های دیگر از آنها بصورت ماده تک پایه همراه با گل های ماده و هرمافرودیت روی یک پایه می باشند.
فرابر (پریکارپ) یا لایه پوشش خارجی بذر دیواره تخمدان را تشکیل میدهد. در گراسها، بذر هنگامی تشکیل می شود که میوه پس از بارورشدن شروع به رشد و رسیدن می کند. در همین حال، پوسته دانه با دیواره تخمدان گندمه در حال رشد یکی می شود. گندمه حامی آندوسپرم می‌باشد که محل اندوختن مواد ذخیره ای غذایی است که جنین به هنگام جوانه زنی آنها را جذب می کند. جنین دارای ریشه چه و جوانه ابتدایی است (Hitchcock، 1951).
1-4 مشخصات گیاه شناسی Agropyrun elongatumگیاه Agropyron Elongatum هم مثل سایر آگروپیرون‌ها دو سیستم ریشه ای الیافی دارد: ریشه ای جنینی که رویان آن را بوجود می آورد دارای انشعابات زیاد اما عمر کوتاه می‌باشد. در طول ماههای اولیه رشد گیاه بوجود می آیند و پس از آن ناپدید می شوند. و دیگری ریشه ثانویه یا نابجا می‌باشد که از توسعه گره‌های پایین هر پنجه ایجاد می شوند. این ریشه تنها سیستم پس از رشد گیاه می‌باشد، ریشه الیافی گیاه Ag.elongatum در خاکهای شور و قلیایی تا عمق 3.5 متری نیز گسترش یافته است (Duke، 1983). ارتفاع ساقه در Ag.elongatum سنبله ای بزرگ است به طول برگ 50-8 سانتی متر. و پهنای آن 10-2.5 سانتی متر است (Alker، 1977).
گل آذین درگیاه Ag.elongatum سنبله ای بزرگ است به طول 12 تا 25 سانتیمتر است و دارای 5تا 11 گلچه است. سنبلکها غالباً بر می گردد و روی هم نمی افتد. پوشینک در بالا شکل مربعی دارد و بذر بزرگ است. استقرار این گیاه به کندی صورت می گیرد. دگرگشنی بسیار بالا باعث ایجاد قابلیت تغییرات گسترده در گیاه، مانند تولید انواع سنبله و یا ساقه‌های متفاوت می گردد (حیدری شریف‌آباد و دری، 1382). میوه گندمی دوکی شکل کشیده و در انتها دارای زائده مودار و ناف به بلندی دانه است (دزفولی، 1376).
فصل دومبررسي منابع2-1 مروری بر منابع2- 1-1 گونه هاي مهم گندمي و نيازهاي اكولوژي آنهاعلف گندمی ها (Agropyrom spp) عموماً گیاهانی هستند که دارای رشد در فصل سرد می باشند. در مقایسه با سایر گراس ها، نهال‌های این گیاه نازک و حساس می باشند(تصویر 2-1). بنابراین نیاز به شرایط مناسب برای سبز شدن و رویش اولیه دارند. کشت بذر با کیفیت خوب، انتخاب گونه‌های سازگار، زمان مناسب کاشت، آماده کردن بستر بذر مناسب و توجه دقیق بعد از سبز شدن، موجب استقرار موفقیت آمیز آنها می شود در صورت کفایت رطوبت محیط، در بسیاری از مناطق، اوایل پاییز موقع مناسب کشت بذر در این گونه هاست. زیرا تا رسیدن سرمای زمستان، دانه رستها از رشد مناسبی برخوردار شده و خطری از سرمای زمستانه برای آنها بوجود نمی آید. در بعضی مواقع بذر را در آخر پاییز می کارند تا بذر پس از رفع سرما و یخبندان در اوائل بهار جوانه زده و در فصل رویش دانه رستها مستقر گردند. کشت بذر در اوایل بهار بسته به مکانهای مختلف امکان پذیر است. وجود بستر بذر در زمینی که کلش غلات پاک شده است، روش مناسب دیگری برای بذرکاری در اوایل پاییز است. بذر این گونه ها باید سطحی کشت شود. در خاکهای سنگین عمق کشت نباید از 2 سانتی متر تجاوز کند. در خاک های سبک، عمق بذرکاری نباید بیش از 8/3 سانتی متر باشد. در صورت امکان بذر باید با دستگاه بذر کار در خاک قرار گیرد. میزان بذر مصرفی بسته به گونه منطقه، محل کشت، کیفیت بذر و روش کشت متفاوت است. کشت ردیفی هم در شرایط خشک و هم در شرایط آبی، بذر زیاد تر و با کیفیت بهتری تولید می کند. کشت گونه هایی که فرم چمنی دارند، در اغلب موانع، به صورت ردیفی مشکل است ولی با فراهم بودن رطوبت کافی و استفاده از کود در شرایط کشت متراکم محصول رضایت بخشی تولید می کند. مصرف کودهای ازته و فسفر به نیاز و نوع خاک فرق می کند. میزان بذر مصرفی در Ag.elongatum معمولاً بین 9-13 کیلوگرم در هکتار است (Duke، 1983)
اغلب علف گندمی‌ها دارای تولید بذر مناسبی هستند. تحت شرایط مناسب، عملیات کاشت، داشت، برداشت و بوجاری با ماشین آلات صورت می گیرد. تولید بذر تحت شرایط دیم قدری نامطمئن است، ولی تحت شرایط فاریاب، محصول قابل ملاحظه ای از حیث علوفه و بذر به دست می آید. کولتیوار Orbit میزان تولید بذر آن بیشتر از دیگر کولتیوارها است (Alkar 1977).
INCLUDEPICTURE “http://ecocrop.fao.org/ecocrop/ec_images/2922.jpg” \* MERGEFORMATINET
تصویر 2-1: تصویری از گونه علف گندمی (Agropyon elangatum)
بطورکلی علف گندمی ها دگرگشن هستند. اما بطور کامل خود نابارور نیستند. گونه Ag.trachycalum به مقدار زیاد خود خودگشن است، لذا مقدار زیادی هیبرید از آمیزش بین آنها بوجود می آید. آمیزش‌های موفقیت آمیزی بین گونه‌های Agropyron از قبیل Ag.elongatum و Ag.intermedium و Ag.trichophorum با اکوتیپ های مختلف گندم انجام شده است. از طرف دیگر آمیزش‌هایی از علف‌گندمی با چاودار زراعی (Secale cereale) گزارش شده است. سایر گراس ها که هم می توانند به صورت طبیعی و هم به صورت مصنوعی با علف گندمی آمیزش حاصل نمایند. گونه هایی از جنس های Sitanion، Elymus، Hordem می باشند. تا کنون بجز تعدادی هیبریداسیون طبیعی بین گونه‌های و Ag.intermedium و Ag.trichophorum و نیز در بین واریته‌های Ag.cristatum انجام شده، هیچ هیبرید دیگری که ارزش اگرونومیکی داشته باشند، از عملیات هیبریداسیون بین جنس ها و نیز گونه‌های یک جنس به دست نیامده است.
گونه Ag.elongatum ویژه نواحی نسبتاً سرد است این گیاه به علت ذخیره مواد غذایی ریشه قادر است در مقابل خشکی و عوامل نامساعد مقاومت نماید. ریشه این گیاه تا عمق 350 سانتی متری در زمین نفوذ می کند. در فصل زمستان به خواب رفته بنابراین در مقابل یخبندان ها و سرما خود را حفظ می نماید و در بهار با مساعد شدن شرایط هوایی و رطوبت در بهار رشد خود را از سر می گیرد. در مقابل خشکی حساسیت ویژه ای ندارد موارد استفاده این گیاه برای احداث چراگاه علوفه خشک وحفاظت خاک استفاده می شود این گونه در انواع خاک های حاصلخیز، خاک های شور، خاکهای قلیایی و باتلاقی به عمل می آید.
بیشتر نباتات علوفه‌ای گرامینه در مراحل اولیه رشد حساس و ظریف هستند و بایستی با فراهم نمودن شرایط مناسب جوانه زدن آنها مهیا نمود. برای استفاده از حداکثر رطوبت زمستانه باید این نباتات را در پاییز کشت نمود تا بتوانند از سرمای زمستانه به نحو احسن استفاده نماید. البته باید زمان کشت پاییزه را در مناطق سرد طوری انتخاب نمود که گیاه قبل از فرا رسیدن یخبندان رشد کافی کرده باشد کشت کرپه در پاییز موجب می شود تا بذر جوانه نزده تا اوایل بهار در خاک سالم باقی بماند این گیاه را می توان به طریق دست پاش و یا ردیفی کشت نمود، جهت تولید علوفه خشک و احداث چراگاه باید از بذرپاشی یا ردیف کاری با فاصله خطوط نزدیک استفاده شود. عمق بذر در خاک نباید از 1 تا 2 سانتی متر بیشتر باشد در خاکهای سنگین معمولاً در عمق یک سانتی متری و در خاک های سبک کمی عمیق تر بین 1 تا 5/2 سانتی متر کاشته می شود. جهت تولید بذر باید این گیاه را در خطوط دور از یکدیگر (60 تا 100 سانتی متر) کشت نمود (کریمی، 1369).

تصویر 2-2: جمعیت علف گندمی (Agropyon elangatum)
2-1-2 اهداف اصلاحی گراس ها:در اصلاح گیاهان علوفه ای، اهداف متفاوتی با توجه به نوع گونه، منطقه تولید و نحوه بهره برداری از علوفه لحاظ می شود. هدف کلی از اصلاح نباتات علوفه ای توسعه واریته‌های جدید با تولید بیشتر و کیفیت بهتر تحت شرایط موجود محیطی است. در برنامه‌های اصلاحی، صفات مفید شناسایی می شوند تا بتوان از تجمع آنها گیاه مطلوبی را تولید نمود. لیکن این گونه اطلاعات که بتواند تولید را بالا برده و یا میزان موفقیت را تعیین کند برای اکثر نباتات علوفه ای در دست نیست. در بعضی حالات صفات معینی که به تولید محصول یا کیفیت مربوط نیستند، ممکن است در یک واریته جدید مطلوب باشند و یا در واقع ممکن است هدف اصلی اصلاح نباتات باشند. مثلاً در نباتات علوفه ای یکساله که در امر لی‌فارمینگ مورد استفاده قرار می گیرند، توانایی تکثیر مجدد (زادآوری) به سختی پوسته بذر بستگی دارد. چنانچه گونه مطلوبی دارای درصد زیادی پوسته بذر نرم باشد، برنامه اصلحی طوری طراحی می شود که با انجام گزینش درصد بذور دارای پوسته سخت افزایش یابد. در این حالت تولید علوفه با توجه به سختی بذر معیار درجه دو خواهد بود. یکی دیگر از مشکلات اصلاح گیاهان علوفه ای این است که برخلاف سایر گیاهان زراعی کارهای تیمی بندرت در آن صورت می گیرد و به همین جهت فعالیت های اصلاحی و تحقیقات بر روی گیاهان علوفه ای نسبت به سایر بخش های زراعی پیشرفت کمتری داشته است معیارهای عمده ای که در خلال برنامه‌های اصلاح نباتات علوفه ای مورد بحث قرار می گیرند به قرار زیر هستند:
2-1-2-1 افزایش عملکرد علوفه:بعنوان هدف اصلی اصلاح گراس ها و لگوم ها می‌باشد زیرا افزایش عملکرد موجب افزایش قابلی رقابت گیاه با گونه‌های دیگر می شود و از هجوم علف های هرز به مزرعه کاسته خواهد شد و از طرفی از تغییرات در ترکیب پوشش چراگاه نیز جلوگیری خواهد نمود.
2-1-2-2 ویگور گیاه:عنوان مهمترین صفت که عملکرد علوفه، رشد مجدد و مقاومت به استرس های محیطی و تولید بذر را تحت تاثیر قرار می دهد در گیاهان علوفه ای اصلاح ویگور اهمیت فراوانی دارد. در حقیقت ویگور در گونه‌های زراعی به استعداد گیاه برای تولید بیوماس در یک دوره مشخص اطلاق می شود. ویگور در گیاهان وحشی می تواند زادآوری گیاه باشد. در برخی منابع ویگور به دیر زیستی گیاه Persistency تعریف شده و با کاهش تراکم پنجه در طول زمان و کاهش طول عمر گیاه همراه است و به صورت مشاهده ای اندازه گیری می شود (جعفری و همکاران 1379). گراس ها با پنجه‌های جدید گسترش می‌یابند. پنجه ها به دو دسته رویشی و زایشی تقسیم می شوند. پنجه‌های زایشی بعد از تولید بذر از بین می روند. بنابراین هر چه نسبت پنجه‌های رویشی به زایشی بیشتر باشد و سرعت تولید پنجه‌های جدید بیشتر باشد. بعنوان صفت مطلوب تلقی خواهد شد (جعفری و همکاران 1379).
2-1-2-3 اصلاح کیفیت علوفه:افزایش قابلیت جذب انرژی یکی از اهداف مهم در اصلاح گراس ها است. زیرا گراس ها نمی توانند انرژی مورد نیاز دام ها را به تنهایی تامین نمایند و به همین جهت دامداران مواد کنسانتره اضافی به دام ها می دهند. با توجه به گران بودن مواد کنسانتره لازم است انرژی گراس ها را از طریق افزایش درصد قابلیت هضم ماده خشک افزایش داد. Corbett و Wheeler (1989) و Smith و همکاران (1979) در یک تحقیق جامع با پرسش از کلیه محققین اصلاح گیاهان علوفه ای در اقصی نقاط جهان، صفات مؤثر در کیفیت گراس ها و لگوم های علوفه ای، برای افزایش تولید فرآورده‌های گوشتی، لبنی به ترتیب اهمیت رتبه بندی کرده اند و دو صفت قابلیت هضم و صرعت هضم علوفه را بعنوان مهمترین صفات برای افزایش فرآورده‌های دامی شناخته شده اند.
2-1-2-4 افزایش نسبت برگ به ساقه:افزایش نسبت برگ به ساقه موجب خوش خوراکی و افزایش درصد قابلیت هضم علوفه می شود ولی ممکن است سبب کاهش مقاومت به بیماری ها شود.
2-1-2-5 افزایش خوش خوراکی:علوفه نیز مهم است. گونه‌های تتراپلوئید دارای خوش خوراکی بیشتری هستند. برای تعیین خوشخوراکی گراس ها می توان از آزمایشات چرای مستقیم دام و یا از خرگوش و حشرات استفاده کرد. یکی از روش های ساده تخمین خوشخوراکی کشیدن برگ گراس ها بین لب ها است.
2-1-2-6 افزایش جذب اختیاری:از سایر صفات مهم کیفی می توان به میزان جذب اختیاری Intake اشاره کرد. افزایش جذب اختیاری عبور علوفه از شکمبه دام را تسریع می کند و دام علوفه بیشتری مصرف می نماید. بنابراین سرعت هضم می تواند بعنوان معیاری برای مقدار جذب اختیاری باشد. در بین گونه ها و ارقام گراس ها و لگوم ها برای این صفت تنوع قابل ملاحظه ای وجود دارد. اما اندازه گیری آن مشکل است.
2-1-2-7 کاهش مواد ضد کیفیت:حذف یا کاهش مواد ضد کیفیت Anti Nutritional Factors مثل ساپونین در یونجه نیز مهم هستند البته کاهش این مواد ممکن است اثرات نامطلوبی بر کاهش مقاومت به بیماری ها داشته باشند و با بروز بیماری های قارچی قابلیت جذب اختیاری علوفه را کاهش دهند.
2-1-2-8 توسعه فصل چرا:پراکنش رشد فصلی علوفه است. رشد خوب در اواخر زمستان و اوایل بهار برای چرای زودرس اهمیت دارد. در حالیکه رشد گیاه بعد از بارندگی های پاییزه برای چرای پاییزه و زمستانه در کشور ما حائز اهمیت است. یکی از راه‌های توسعه فصل چرا استفاده از بذوری است که از لحاظ دوره سیکل رویشی و زایشی نیز تنوع کافی داشته اند.
2-1-2-9 مقاومت به چرای دام:یکی از عوامل مهم در زنده مانی گراس ها، تجمع کربوهیدرات های محلول در پنجه ها در اوایل فصل زمستان و حفظ غلظت آن درطول دوره سرما است. علاوه بر این کربوهیدرات های محلول انرژی مورد نیاز را برای رشد مجدد گیاه بعد از چرای دام تامین می کنند برداشت های متوالی و چرای بی رویه به این جهت که به گیاه فرصت نمی دهد تا کمبود قندهای محلول را جبران کند، موجب کاهش عمر و دیرزیستی گیاه می شود. برای ایجاد مقاومت به چرا می توان از دام زنده و یا روش های مشابه چرای دام استفاده کرد در روش اخیر با مقایسه بیوماس تولید شده در برداشت های مکرر (3 هفته یکبار) مقاومت به چرای دام اندازه گیری می شود (جعفری و همکاران 1379).
2-2 مشخصات گياهشناسي:علف گندمی A. elangutum از خانواده Triticeae گیاهیست چند ساله بومی جنوب اروپا و آسیای میانه جائی که خاکهای شور و اطراف سواحل می روید. گیاهان این گونه در کوهپایه های شور و قلیائی کشف شده که به خاکهای شور و قلیائی تا زمینهای آبیاری شده و خشک وفق داده می شوند. گیاهی است علفی چندساله و ریزوم دار که مبارزه با ان کار چندان ساده ای نیست.از خانواده Poaceae که از طریق بذر و ریزوم تکثیر می یابد.این ریزوم ها تا اندازه ای آبدار،سفید مایل به زرد با انتهای تیز و مقاوم بوده وقادر به نفوذ در خاکهای سخت و حتی در غده ها و ریشه های گیاهان دیگر است.
علف گندمي بلند با نام علمي (Host.) P. Beauv. A.elongatum و نامهاي عمومي علف گندمي بلند، علف گندمي شور و علف گندمي خوشهاي از خانوادة Poaceae است. گونههايي از اين گياه در خاك هاي شني و با محدوديت شديد آب بهخوبي استقرار يافته و عملكرد خوبي توليد ميكنند. ازآنجاييكه بخش عمدهاي از خاك كشورمان توسط مناطق خشك يا مناطق با خاك نامناسب پوشيده شده است، در اين مناطق اغلب بارش باران ناچيز بوده و از پراكنش مناسبي نيز برخوردار نيست. به همين دليل اين گياه نقش مهمي در تأمين علوفه مورد نياز دامها در اين مناطق دارد.جوانه زني يكي از مهمترين مراحل رشدي در چرخة حيات گياه است كه بر رشد گياهچه، بقاء و پويايي جمعيت گياه تأثير زيادي دارد. جوانهزني با جذب آب شروع شده و با طويل شدن محور جنيني و خروج گياهچه از پوسته بذر خاتمه مي يابد. آب عامل بسيار مهمي در توزيع و پراكنش گونه هاي گياهي در سطح جهان بوده و خشكي خطري براي توليد موفقيت آميز محصولات زراعي در سراسر جهان است. تنش خشكي اغلب جوانه زني بذر را در شرايط مزرعه اي كاهش داده و منجر به كاهش استقرار گياه مي شود. عيسو (2008) مشاهده كرد كه اعمال تنش خشكي 10 – بار در مرحلة جوانه زني به ميزان زيادي درصد جوانه زني، سرعت جوانه زنی، طول گیاهچه، وزن گیاهچه، علف گندمی را کاهش داد. حساسترين مراحل از فرايند جوانهزني به تنشهاي غيرزنده شامل مراحل: يك (جذب فيزيكي آب) و دو (شروع فرآيندهاي بيوشيميايي و هيدروليز قندها) جذب آب ميباشند. اگر كه در اين مراحل آب بهصورت كنترل شده در اختيار بذر قرار گيرد اثر تنش كاهش يافته و بذر بهخوبي جوانه ميزند. در طي پرايمينگ بذر مراحل يك و دو جوانهزني را كامل كرده و فقط به يك شيب مطلوب جذب آب بهمنظور شروع رشد ريشهچه نيازمند است. از جمله مهمترين روشهاي پرايمينگ، تيمارهاي اسموپرايمينگ و هيدروپرايمينگ است. اسموپرايمينگ نوع خاصي از آمادهسازي پيش از كاشت بذور ميباشد كه از طريق خواباندن بذور در محلولهاي حاوي مواد شيميايي با پتانسيل اسمزي پايين نظير پلياتيلن گلايكول (PEG) مانيتول و كودهاي شيميايي (نظير اوره) صورت ميگيرد ( 5). در روش هيدروپرايمينگ بذور با آب خالص و بدون استفاده از هيچ نوع ماده شيميايي تيمار ميشوند، كه اين نوع پرايمينگ بسيار ساده و ارزان بوده و مقدار جذب آب از طريق مدت زماني كه بذور در تماس با آب هستند، كنترل ميشود.
ضرورت تعیین خصوصیت آب مصرفی توسط گیاهان که پتانسیل افزایش شوری آب زیرزمینی را دارد و سبب شوری خاک می شود لازمست. در این مطالعه، چند تکنیک جهت تعیین خصوصیات آب مصرفی فصلی توسط گیاه A.elengatum (Rall wheat grass) که تحت شرایط شوری و خشکی متوسط با EC ظرفیت فیزیکی بین 0 تا 10 ds/m-1 رشد می کند. شرایط خاک بمنظور تعیین پتانسیل آب اندازه گیری، منابع آب گیاه با کاربرد ایزوتوب ثابت (Eeuterium H2) مشخص و میزان تبخیر و تعرق تخمین زده با کاربرد متدهای هیدرولوژیکی و اتاق تهویه انجام گرفته است.
تغییرات فصلی پتانسیل آب خاک با تجمع نمک تحت تاثیر قرار گرفته و رطوبت خاک سبب تغییر آب قابل استفاده گیاه بخصوص در منطقه خاک سطحی در تابستان و پاییز شده است. تبخیر و تعرق در A.elengatum در تابستان موقع اوج رشد بالاست (4 mmol-1) که با شواهدی از آب مصرفی آبهای زیرمینی و پروفیل سطحی خاک قابل مشاهده است. تبخیر و تعرق این گیاه در مرحله پیری در پاییز پایین است (6.5 mmol-1) و کمترین پتانسیل آب برگ 3- مگاپاسکال در طول مدت استرس آبی سطوح بینابینی آب مصرفی (1.5 mmol-1) در مدت زمستان موقعی که پروفیل خاک کاملاً قابل استفاده است اندازه گیری شده است.
براساس خصصویات فیزیولوژیکی ، شامل آب مصرفی در تابستان، مرفولوژی رشد و تحمل به شوری یا نمک در گیاه A.elengatum نتیجه گیری شده است که این گونه ها برای تثبیت یا پایدساری سطح متوسط شوری آبهای زیرزمینی در اکثر نقاط قابل کشت مانند استرالیا که نهایتاً سبب کاهش شوری خاک می شود مناسب اند.
علف گندمی A.elengatum یکی از گونه های علوفه ای محتمل به شوری که بطور عام برای زمینهای شور توصیه می شود. گیاهیست سخت و مقاوم و دائمی که به شوری متحمل تر از بقیه گونه هاست (Robertsm,1955) در حالت طبیعی حدود بلندی 5/1 متر رشد می کند و سیستم ریشه گسترده دارد که در سطح زمین پخش می شود و بعضی تا عمق 5/3 متر می رود. سیستم ریشه عمیق و سیکل رشد دائمی این گونه خصوصیت ویژه استفاده آب زیرزمینی و مدیریت خاکهای شور جائی که سطح آبهای زیر زمینی پلاست را دارا می باشد. علف گندمی در اوایل تابستان رشد کرده و آب را در این مدت استفاده می کند در حالی که بقیه علفها در حالت پیری بسر می برند. A.elengatum بهترین گیاه برای نقاطی با بارندگی بالا (>450) میلی متر در سال و شوری متوسط در خاکهای مرطوب که در تابستان خشک می شود (Rogers & Bauly , 1963) مطالعات ژنتیکی و فیزیولوزیکی این گیاه انجام گرفته است (Bloom & Drorah, 1989). دانش فیزیولوژی گیاهی شامل آب مصرفی نقاط رویشی که آب زیرزمینی سطحی دارند برای توسعه سیستمهای پایدار علوفه و گیاهان در نقاط شور لازمست.
راندمان آب مصرفی و خصوصیات ریشه گیاهان علفی دائمی با ریشه عمیق بخوبی مطالعه شده است (Biondimi, 1990) ولی منابع آبی گونه های علفی بخوبی مشخص نشده زیرا اندازه گیری آن مشکل است کاربرد ایزوتوپ پایدار (Deuteslum H2) و اکیسژن O18 بطور نسبی تکنیک جدید برای تعیین منابع آبی گیاهان مختلف در شرایط محیطی متفاوت می باشد (Ethlernges & Daeson, 1992) این تکنیک برای تعیین آب زیرزمینی و آب مصرفی قابل استفاده توسط درختان بکار رفته است (Mensforth etal. 1994) این تکنیک در مورد منابع آبی گیاهان در سواحل و محیط های شور بکار می رود.
در این مطالعه بطور موفقیت آمیزی کاربرد ایزوتوپ Deuteslum برای تعیین اثر منابع آلی که توسط گیاه A.elengatum جذب می شود بکار رفته است . هدف این مطالعه امتحان آب مصرفی فصلی گیاه بالغ A.elengatum در نقاطی که آب زیرزمینی خالی شده بویژه شوری متوسط و آب سطحی یا بازندگی می باشد.
ارزیابی خصوصیات آب مصرفی A.elengatum برای تعیین نقش سطوح آب زیرزمینی بطور مناسب و کاهش آن در زمینهای شور و خشک ضروری می باشد.
2-2-5 گونههاي مهم علف گندمي و نيازهاي اکولوژيکي آنها:علف گندميها (Agropyron Spp) عموماً گياهاني هستند که داراي رشد در فصل سرد ميباشند. در مقايسه با ساير گراسها، نهالهاي اين گياه نازک و حساس ميباشند. بنابراين نياز به شرايط مناسب براي سبز شدن رويش اوليه دارند. کشت بذر با کيفيت خوب، انتخاب گونههاي سازگار، زمان مناسب کاشت، آماده کردن بستر بذر مناسب و توجه دقيق بعد از سبز شدن، موجب استقرار موفقيتآميز آنها ميشود در صورت کفايت رطوبت محيط، در بسياري از مناطق، اوايل پاييز موقع مناسب کشت بذر در اين گونهها است. زيرا تا رسيدن سرماي زمستان، دانه رستها از رشد مناسبي برخوردار شده و خطري از سرماي زمستانه براي آنها بوجود نميآيد. در بعضي مواقع بذر را در آخر پاييز ميکارند تا بذر پس از رفع سرما و يخبندان در اوائل بهار جوانه زده و در فصل رويش دانه رستها مستقر گردند. کشت بذر در اوايل بهار بسته به مکانهاي مختلف امکانپذير است. وجود بستر بذر کاري سفت و عاري از علفهاي هرز رقيب، نخستين شرط استقرار خوب گياه است. کشت بذر در زميني که کلش غلات پاک شده است، روش مناسب ديگري براي بذر کاري در اوايل پاييز است. بذر اين گونهها بايد سطحي کشت شود. در خاکهاي سنگين عمق کشت نبايد از 2 سانتيمتر تجاوز کند. در خاکهاي سبک، عمق بذر کاري نبايد بيش از 8/3 سانتيمتر باشد. در صورت امکان، بذر بايد با دستگاه بذر کار در خاک قرار گيرد. ميزان بذر مصرفي بسته به گونه، منطقه، محل کشت، کيفيت بذر و روش کشت متفاوت است. کشت رديفي هم در شرايط خشک و هم در شرايط آبي، بذر زيادتر و با کيفيت بهتري توليد ميکند. کشت گونههايي که فرم چمني دارند، در اغلب مواقع، به صورت رديفي مشکل است ولي با فراهم بودن رطوبت کافي و استفاده از کود در شرايط کشت متراکم محصول رضايت بخشي توليد ميکند. مصرف کودهاي ازته و فسفر به نياز و نوع خاک فرق ميکند. ميزان بذر مصرفي در Ag. elongatum معمولاً بين 9ـ13 کيلوگرم در هکتار است Duke)، 1981).
به طور کلي علف گندميها دگرگشن هستند. اما به طور کامل خودنابارور نيستند. گونه Ag.trachycaulum به مقدار زياد خودگشن است، لذا مقدار زيادي هيبريد از آميزش بين آنها به وجود ميآيد. آميزشهاي موفقيتآميزي بين گونههاي Agropyron از قبيلAg.elongatum و Ag.intermedium و Ag.trichophorum با اکوتيپهاي مختلف گندم انجام شده است. از طرف ديگر آميزشهايي از علف گندمي با چاودار زراعي (Secale cereale) گزارش شده است. ساير گراسها که هم ميتوانند به صورت طبيعي و هم به صورت مصنوعي با علف گندميها آميزش حاصل نمايند. گونه هايي از جنسهاي Stianion وElymus وHordeum ميباشند. تاکنون بجز تعدادي هيبريداسيون طبيعي بين گونههاي Ag.intermedium و Ag.trichophorum و نيز در بين واريتههاي Ag.cristatum انجام شده، هيچ هيبريد ديگري که ارزش اگرونوميکي داشته باشند، از عمليات هيبريداسيون بين جنسها و نيز گونههاي يک جنس به دست نيامده است.
گونه Ag.elongatum ويژه نواحي نسبتاً سرد است اين گياه به علت ذخيره مواد غذايي ريشه قادر است در مقابل خشکي و عوامل نامساعد مقاومت نمايد. ريشه اين گياه تا عمق 350 سانتيمتري در زمين نفوذ ميکند. در فصل زمستان به خواب رفته بنابراين در مقابل يخبندانها و سرما خود را حفظ مينمايد و در بهار با مساعد شدن شرايط هوايي و رطوبت در بهار رشد خود را از سر ميگيرد. در مقابل خشکي حساسيت ويژهاي ندارد موارد استفاده اين گياه براي احداث چراگاه، علوفه خشک وحفاظت خاک استفاده ميشود اين گونه در انواع خاکهاي حاصلخيز، خاکهاي شور، خاکهاي قليايي و باتلاقي به عمل ميآيد.
بيشتر نباتات علوفهاي گرامينه در مراحل اوليه رشد حساس و ظريف هستند و بايستي با فراهم نمودن شرايط مناسب جوانه زدن آنها مهيا نمود. براي استفاده از حداکثر رطوبت زمستانه بايد اين نباتات را در پاييز کشت نمود تا بتوانند از سرماي زمستانه به نحو احسن استفاده نمايد. البته بايد زمان کشت پاييزه را در مناطق سرد طوري انتخاب نمود که گياه قبل از فرا رسيدن يخبندان رشد کافي کرده باشد. کشت کرپه در پاييز موجب ميشود تا بذر جوانه نزده تا اوايل بهار در خاک سالم باقي بماند اين گياه را ميتوان به طريق دست پاش و يا رديفي کشت نمود، جهت توليد علوفه خشک و احداث چراگاه بايد از بذرپاشي يا رديف کاري با فاصله خطوط نزديک استفاده شود. عمق بذر در خاک نبايد از 1 تا 2 سانتيمتر بيشتر باشد در خاکهاي سنگين معمولاً در عمق يک سانتيمتري و در خاکهاي سبکي کمي عميقتر بين 1 تا 5/2 سانتيمتر کاشته ميشود. جهت توليد بذر بايد اين گياه را در خطوط دور از يکديگر (60 تا 100 سانتيمتر) کشت نمود (کريمي، 1369).
2-3 الکتروفورز2-3-1 تاريخچه استفاده از الکتروفورزاصول روش استفاده از الکتروفورز از اواخر قرن 19شناخته شده و براي اولين بار در سال 1937 توسط Tezilios در سوئد بکار گرفته شد.او روش نوار متحرک را براي تجزيه به پروتئين‌هاي سرم در محلول ابداع نمود و توانست با دستگاه خود پنج ناحيه تفکيک را در محيط مايع شناسايي کند.عيب مطالعه پروتئين‌ها در محيط مايع اين بود که پس از قطع جريان برق، پروتئين‌ها انتشار يافته و پراکنده مي‌شدند و قدرت تفکيک مطالعه پروتئين‌ها در محيط مايع اين بود که پس از قطع جريان برق، پروتئين‌ها انتشار يافته و پراکنده مي‌شدند و قدرت تفکيک آنها بسيار پايين بود.درسال 1948ژل آگارز معرفي شد که به طور عمده براي تفکيک اسيدهاي نوکلئيک به کار مي‌رود‏.روش الکتروفورز ژل نشاسته در سال 1955معرفي شد که در آن از يک بافر با قدرت يوني کم استفاده مي‌شود و براي شناسايي ايزوانزيم‌ها به کار مي‌رود. ژل پلي‌اکريل‌آميد براي جداسازي پروتئين‌ها در سال 1959معرفي گرديد (Sahai و Rana، 1977)‏.
2-3-2 اصول الکتروفورزاصطلاح الکتروفورز از زبان يوناني گرفته شده است و مفهوم آن انتقال مواد باردار در يک ميدان الکتريکي مي‌باشد (Obsome، 1970)‏. پروتئين‌ها مواد بارداري هستند که اگر عصاره خام يا پالايش شده پروتئين يک بافت گياهي يا جانوري را روي يکي از محيط‌هاي مناسب نظير ژل اکريل‌آميد قرار داده و ميدان الکتريکي برقرار سازيم بر حسب بار الکتريکي، وزن ملکولي و يا شکل فضايي خود به طرف آند يا کاتد حرکت مي‌کنند و از همديگر جدا مي‌شوند. فاکتور مهم و موثر در حرکت پروتئين‌ها مربوط به بار خالص آنهاست. هر چه نسبت بار به حجم بيشتر باشد ملکول‌ها سريع‌تر حرکت مي‌کنند، علاوه بر اين اندازه ملکول نيز در تحرک الکتروفورز نقش دارد تا آنجا که ملکول‌هاي بزرگ پروتئيني ممکن است قادر به عبور از منافذ ژل نبوده و حرکت آنها متوقف شود (Hames و Rickwood، 1981) درطي الکتروفورز کاتيون‌ها (بار+) به طرف کاتد (بار-) وآنيون‌ها (بار-) به طرف‌آند (بار+) حرکت مي‌نمايند. محيط حرکتي کاتيون‌ها و آنيون‌ها ژلي است که در ارتباط با بافر مي‌باشد. بافر براي نگهداري موقعيت يونيزه ملکول‌ها در نمونه مي‌باشد، زيرا تغيير اندک درPH ممکن است بار ملکولي را تغيير دهد و جريان الکتريکي نيز در طي الکتروفورز بايد ثابت باشد. در طي الکتروليز يون‌هايOH- و H2در کاتد وO2 وH+ در آند توليد مي‌شوند. يون‌هاي هيدروکسيل با تفکيک اسيد ضعيف بافر (HA) باعث تشکيل بيشتر آنيون (A-) مي‌شوند. در آند، آنيون‌ها با يون H+ ترکيب شده و مجددا (HA) تشکيل مي‌گردد و الکترون‌هاي حاصله باعث برقراري جريان مي‌شوند. بافر الکترود، براي نگهداري ملکول‌ها به شکل يونيزه شده نيز لازم است پس از اتمام الکتروفورز، پروتئين‌ها يا آنزيم‌هاي تفکيک شده بدون آن که پراکنده شوند در محيط جامد مي‌مانند. مي‌توان آنها را مورد رنگ آميزي قرار داد (Andrews، 1986)‏. درتفسير تفاوتهاي موجود در ضخامت و شدت نوارهاي الکتروفورزي هرگياهک بايستي دقت خاصي اعمال گردد. زيرا تفاوتهاي مذکور مي‌تواند ناشي از تفاوت در نسبت وزن به حجم و يا تمرکز پروتئين به خاطر اثرات خرد محيطي در خلال تشکيل گياهک باشد (مصطفايي، 1382)‏.
2-3-3 انواع الکتروفورزانواع الکتروفورز مورد استفاده در تحقيقات بر حسب نوع بستر آن عبارتنداز:
الکتروفورز کاغذي: اين نوع الکتروفورز از اولين روش‌هايي مي‌باشد که براي الکتروفورز ناحيه‌اي ابداع گرديده است. درابتدا استفاده اصلي آن در جداسازي اجزاء مختلف پروتئين‌هاي سرم در امور پزشکي بود. کاغذ قدرت وضوح ساير بسترها را ندارد و به علت تيرگي نمي‌توان از آن براي سنجش‌هاي کمي استفاده نمود. زمان الکتروفورز نيز طولاني است، به علاوه جذب پروتئين‌ها بر روي کاغذ باعث اثرات دنباله‌اي در الگوي باندي مي‌شود (عبد ميشاني، 1377)‏.
الکتروفورز ژل آگارز: آگار پلي‌ساکاريدي است که از جلبک تهيه مي‌شود. ژل‌هاي آگار غلظت‌هايي در حدود75/0درصد دارند. ژل آگارز ارزان قيمت بوده، نگهداري وتهيه آن آسانتر است بر خلاف کاغذ، استات سلولز وژل نشاسته داراي شفافيت مي‌باشد. بطوريکه امکان اندازه‌گيري دانسيومتريک را فراهم مي‌سازد. الکتروفورز ژل آگار داراي سرعت زيادي بوده (30-25 دقيقه) وبراي نخستين بار در مطالعات ايزوزايمي براي مطالعه لاکتات دهيدروژناز وسوربيتول دهيدروژناز به کار گرفته شد (عبدميشاني، 1377)‏.
الکتروفورز استات سلولز: منحني‌هاي استات سلولز مزاياي زيادي نسبت به کاغذ دارند، سرعت اين روش الکتروفورز بيشتر بوده و وضوح آن به گونه‌اي است که مي‌توان باندها را مورد سنجش کمي قرار داد. در اين نوع الکتروفورز مشکلات اثرات دنباله‌اي که در الکتروفورز کاغذي ديده مي‌شود وجود ندارد (عبدميشاني، 1377)‏.
الکتروفورز ژل نشاسته: ژل نشاسته بهترين بستر براي مطالعه ايزوزايم است. قدرت وضوح اين ژل بيشتر از ساير بسترها، همچنين اکريل‌آميد است. از معايب ژل نشاسته اين است که بدون انجام فرايندهاي خاص، ژل غير قابل رويت است، بنابراين مطالعات مستقيم دانسيتومتريک را مشکل تر مي‌سازد. ژل نشاسته به راحتي قابل حمل با دست نبود وزمان لازم براي الکتروفورزآن نسبت به ساير روش‌ها طولاني‌تر است (عبد ميشاني، 1377)‏.
الکتروفورز ژل‌اکريل‌آميد: ژل پلي اکريل‌آميد يک پليمر بي‌بار و غير فعال (از نظر شيميايي) است که ظاهري شفاف دارد و در محدوده وسيعي از pH، درجه حرارت و شرايط بافري پايدار است. اين ژل از ترکيب اکريل‌آ‌ميد و يک ماده رابط که معمولا n,nًٌ متيلن بيس‌اکريل‌آميد (به اختصار بيس) است، شکل مي‌گيرد. بدين صورت که ملکول‌هاي اکريل‌آميد بصورت طولي به هم متصل مي‌شوند و ماده رابط نيز مسئول توليد پل‌هاي عرضي متعدد بين ‌رشته هاي اکريل‌آميد است. نتيجه اين واکنش تشکيل شبکه‌اي است که در آن طول رشته‌هاي اصلي وابسته به غلظت نسبي اکريل آميد و تراکم اتصالات عرضي وابسته به غلظت بيس اکريل‌آميد است. پليمريزاسيون اکريل‌آميد يک واکنش راديکالي است که توسط پراکسيد يا انرژي فتوشيميايي شروع مي‌شود. معمول‌ترين روش انجام اين واکنش، روش شيميايي است. در اين روش پرسولفات آمونيوم به عنوان شروع کننده وTemed به عنوان کاتاليزور عمل مي‌کنند. در مواردي که پروتئين‌ها به پرسولفات و يا محصولات جانبي پليمريزاسيون حساس هستند يا قدرت يوني ژن بايد بسيار پايين باشد، واکنش فتوشيميايي مناسب‌تر است. اکسيژن هوا در پليمريزاسيون اکريل‌آميد اثر مهاري دارد. بدين خاطر نمي‌توان ژل پلي‌اکريل‌آميد را همچون ژل‌آگارز روي سطوح شيشه‌اي سر باز تهيه کرد. تخليه هواي محلول‌ها قبل از افزودن کاتاليزورها نيز به همين دليل است. دماي مناسب واکنش پليمريزاسيون 30-25 درجه سانتيگراد است. پليمريزاسيون در دماهاي بالاتر از 50 درجه سانتيگراد، اگر چه سريع‌تر صورت مي‌گيرد ولي به توليد رشته‌هاي کوتاه اکريل‌آميد و ژل فاقد خاصيت الاستيکي مي‌انجامد. براي طولاني کردن زمان پليمريزاسيون مي‌توان محلول را خنک کرد و سپس به هم افزود. به طور معمول سرعت پليمريزاسيون بايد به حدي باشد که زمان انعقاد ژل 60-20 دقيقه طول بکشد. خصوصياتي فيزيکي ژل پلي‌اکريل‌آميد از قبيل اندازه منافذ، خاصيت الاستيکي، چگالي ژل و قوام مکانيکي متاثراز غلظت دو جزءتشکيل دهنده آن است. غلظت اين دو اجزاء در ژل پلي‌اکريل‌آميد با دو



قیمت: 12000 تومان

متن کامل پایان نامه ها در 40y.ir

پاسخی بگذارید

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