حفظ ذخایر ژنتیکی گونه شیردار (.Acer cappadocicum Gled) در فراسرد
نویسندگان
1 نویسنده مسئول، پژوهشگر، بخش تحقیقات زیست فناوری منابع طبیعی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.
2 دانشیار، بخش تحقیقات زیست فناوری منابع طبیعی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
doi
10.22092/ijfpr.2024.364442.2138چکیده
سابقه و هدف: حفظ تنوع در سطوح ژنتیکی و بومسازگانی در برنامههای اصلاحی و ایجاد رقمهای جدید ضروری است. به همین علت، حفاظت از تنوع زیستی جنگلهای هیرکانی بهعنوان فسیل زنده، اهمیت ویژهای دارد. حفاظت فراسرد (Cryopreservation)، ذخیرهسازی نمونههای زیستی در مخازن پر از نیتروژن مایع است که مؤثرترین روش حفظ بلندمدت منابع ژنتیکی گیاهی محسوب میشود. این روش، جایگزینی برای بانکهای بذر یا در شرایط آزمایشگاهی است که میتواند هم برای محصولات تکثیرشده بهصورت رویشی و هم بهصورت زایشی (از طریق بذر) استفاده شود. دمای بسیار پائین، سلولها را در همان وضعیتی که هستند تثبیت کرده و امکان نگهداری بلند مدت آنها را میسر میسازد. روش نگهداری در دمای فراسرد در مقایسه با روشهای کلاسیک، نیاز به هزینه بسیار کم داشته و از طرفی مدت حفاظت نمونهها بسیار طولانی میباشد .در این روش، از قسمتهای مختلف گیاه (بذر، اندام، کالوس، سلولهای تمایز یافته، مریستم و دانه گرده) میتوان برای نگهداری استفاده نمود. در روش فراسرد، نمونهها در مقابل خطرات ناشی از آفات و بیماریها مصون مانده و برای نگهداری و محافظت گونهها، حداقل انرژی و فضا لازم است. علاوه بر اینکه، امکان تکرار نمونهها با حداقل هزینه و امکانات، در هر شرایط محیطی وجود دارد. در روش نگهداری فراسرد، امکان جمعآوری و ذخیرهسازی گونههای گیاهی اقلیمهای مختلف در یک مکان و شرایط واحد میسر میباشد. هدف پژوهش پیشرو، ارزیابی امکان نگهداری بذر شیردار (.Acer cappadocicum Gled) در شرایط فراسرد است.مواد و روشها: برای نگهداری بذرهای شیردار در فراسرد ابتدا توسط اعمال تیمارهای مختلف، بهمنظور جلوگیری از کریستاله شدن آب آزاد و پاره شدن غشا پلاسمایی در دمای فراسرد، آبگیری بذرها صورت گرفت. بههمین منظور بذرها در معرض تیمارهای شیمیایی و فیزیکی فراسرد پیش از ورود به نیتروژن مایع، قرار گرفتند. تیمارهای شیمیایی شامل، گلیسرول 30 درصد، محلول شیشهای شدن و تیمار فیزیکی کاهش رطوبت بذر بوسیله دسیکاتور حاوی سیلیکاژل می باشد. برای اینکه تحمل به کمآبی و فرایندهای کرایوژنیک به اندازه کافی افزایش پیدا کند. بذرهای تیمارشده به همراه بذرهای شاهد، پس از 24 ساعت از نیتروژن مایع خارج شدند و بلافاصله در دمای 42 درجه سانتیگراد ذوب شدند. سپس، بهمنظور شکستن خواب، بذرهای تیمارشده، بههمراه بذرهای شاهدی که در درون نیتروژن مایع قرار گرفته بود و بذر شاهدی که در درون نیتروژن مایع قرار نگرفته بودند، در ماسه مرطوب کاشته شدند و در دمای چهار درجه سانتیگراد قرار گرفتند. بذرها پس از سه ماه شروع به جوانهزدن کردند. سپس، زندهمانی و جوانهزنی آنها بررسی شد. در این پژوهش، هر تیمار شامل سه تکرار و هر تکرار شامل 25 بذر بود. برای تجزیه و تحلیل دادهها، تجزیه واریانس یکطرفه در قالب طرح پایه کامل تصادفی و مقایسه میانگینها بهروش چنددامنهای دانکن انجام گرفت.نتایج: در بین تیمارهای فراسرد اعمالشده روی بذرهای شیردار، تیمار آبگیری فیزیکی، بیشترین درصد جوانهزنی (26 درصد) و شاخص بنیه بذر را نسبت به تیمارهای دیگر در سطح اطمینان 99 درصد نشان داد، اما دو تیمار گلیسرول 30 درصد و شیشهای شدن سبب کاهش درصد جوانهزنی شیردار شدند. احتمال دارد که این گونه به مواد حفاظت فراسرد حساس باشد و این مواد به جنین بذر آسیب زده باشند. ازنظر ریختشناسی نیز بین تیمارها، تفاوت معنیداری در سطح اطمینان 95 درصد در طول ریشه، طول ساقه، طول گیاهچه و نسبت طول ریشه به طول ساقه وجود داشت.نتیجهگیری کلی: در این پژوهش، بذرهای سه اکسشن گونه شیردار جمعآوریشده از مناطق مختلف استان مازندران (ساری، دهمیان و کلیج کلا) تحت بهترین تیمار آبگیری فیزیکی قرار گرفتند. سپس، آنها در تانک مخصوص ذخیره نیتروژن مایع موجود در بخش تحقیقات زیستفناوری منابع طبیعی در مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور ذخیره شدند تا با استفاده از این فناوری، امکان احیا و حفاظت این گونه در شرایط بحرانی فراهم شود.